Tài liệu Bai_5._ly_thuyet_andehit_xeton

Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Môn Hoá học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANDEHIT - XETON (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về andehit xeton” thuộc Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN-C: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Lý thuyết trọng tâm về andehit xeton”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này. I. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Định nghĩa - Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử H (R-CH=O). VD: - Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm >C=O liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử C (RCOR’). VD: 2. Danh pháp - Anđehit: + Tên thay thế: Tên Anđehit = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + al. + Tên thông thường: Tên Anđehit = Tên axit tương ứng + đuôi “anđehit” thay cho “ic”. VD: - Xeton: Tên thay thế: Tên Xeton = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + on. + + Tên gốc – chức: Tên Xeton = Tên 2 gốc hiđrocacbon gắn với nhóm >C=O + xeton. VD: + Tên thông thường: axeton, axetophenon. 3. Tính chất vật lý Ađehit và xeton không có liên kết H nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp hơn ancol tương ứng nhưng do liên kết –CO- tạo ra sự phân cực nên vẫn cao hơn hiđrocacbon có cùng C. II. ĐỒNG ĐẲNG ĐỒNG PHÂN 1. Đồng đẳng Tùy theo cấu tạo của anđehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ...) mà ta có các dãy đồng đẳng khác nhau. Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy đồng đẳng anđehit/xeton no, đơn chức, mạch hở, có các đặc điểm sau: - Công thức dãy đồng đẳng: C n H2n O. - Khi đốt cháy: nH2O = nCO2 Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Môn Hoá học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Ngoài ra, cũng cần chú ý đến các dãy có công thức dạng C n H2n-2O x (no, mạch hở, 2 chức hoặc không no, một nối đôi, mạch hở, đơn chức) khi đốt cháy: nH2O < nCO2 và nan®ehit/xeton = nCO2 - n H2O 2. Đồng phân Ngoài đồng phân về mạch C, anđehit và xeton còn là đồng phân loại nhóm chức của nhau. VD 1 : X là một anđehit thơm có CTPT C 8 H8 O. Số chất thoả mãn điều kiện của X là: A. 4. B. 5. C. 6. VD 2 : Số anđehit mạch hở có công thức đơn giản nhất C2 H3 O là: A. 1. B. 2. C. 3. D. 7. D. 4. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Phản ứng cộng - Phản ứng cộng H2 (phản ứng khử): Tổng quát: RCOR' + H2 + Ni, t  RCH(OH)R'  o Nếu R’ là H: Nếu R’ là gốc hiđrocacbon: - Phản ứng cộng H2 O, cộng HCN: + Sản phẩm cộng nước có 2 nhóm –OH gắn vào cùng 1C nên không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch. Sản phẩm cộng HCN có nhiều ứng dụng quan trọng trong các bài tập điều chế - chuỗi phản ứng: R C O + R HCN R' R' C OH CN Do khả năng thủy phân của hợp chất nitril tạo thành axit hữu cơ: R R' C OH R CN R' C OH COOH Nên phản ứng này có thể dùng để điều chế hiđroxy a xit và axit không no. (VD chuỗi phản ứng điều chế thủy tinh hữu cơ PMM). Chú ý: + Nếu R’ là H (anđehit)  điều chế axit không phân nhánh (VD: a. acrylic). + Nếu R’ là gốc hiđrocacbon (xeton)  điều chế axit có nhánh (VD: a. metacrylic). 2. Phản ứng oxh Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anđehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này. - Phản ứng với dung dịch Br2 hoặc KMnO 4 tạo axit cacboxylic. Tổng quát: RCHO + Br2 + H 2O  RCOOH + 2HBr Chú ý: Anđehit no chỉ làm mất màu Br2 khi có mặt H2 O (phản ứng oxh – kh), chỉ anđehit không no mới làm mất màu dung dịch Br2 /CCl4 . Ứng dụng: Nhận biết anđehit, phân biệt anđehit no và không no. - Phản ứng với phức bạc hoặc đồng: RCHO + 2Ag[(NH 3 )2 ]OH  RCOONH 4 + 2Ag  + 3NH 3 + H 2 O RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12  RCOONa + Cu 2 O  + 3H 2 O - Trang | 2 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Môn Hoá học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do đó, có thể viết gọn là NH3 RCHO + Ag2 O  RCOOH + 2Ag  + H2 O  OH  RCOOH + Cu2 O  + 2H2 O  - RCHO + 2Cu(OH)2 Ứng dụng: Nhận biết anđehit, tráng gương, tráng ruột phích (thực tế trong công nghiệp người ta dùng glucozơ) 3. Phản ứng ở gốc hiđrocacbon Do nhóm chức –CHO của anđehit dễ bị oxh nên thực tế, ta chỉ xét đến phản ứng thế halogen (cũng là tác nhân oxh) của xeton, trong đó, ưu tiên vào vị trí của nguyên tử H ở C α so với nhóm >C=O. CH3COOH CH3COCH3 + Br2  CH3COCH2 Br + HBr  VD 5 : Ba chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z có cùng công thức phân tử C 3 H6 O và có các tính chất : X, Z đều phản ứng với nước brom; X, Y, Z đều phản ứng với H2 nhưng chỉ có Z không bị thay đổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH3 COOH. Các chất X, Y, Z lần lượt là A. C2 H5 CHO, CH2 =CH-O-CH3 , (CH3 )2 CO. B. (CH3 )2 CO, C2 H5 CHO, CH2 =CH-CH2 OH. C. C2 H5 CHO, (CH3 )2 CO, CH2 =CH-CH2OH. D. CH2 =CH-CH2 OH, C2 H5 CHO, (CH3 )2CO. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008) Nếu biện luận một cách đầy đủ và tuần tự thì: X tác dụng với nước brom  Loại B. Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH3 COOH  Y có nhóm cacbonyl  Loại A. Chỉ Z không bị thay đổi nhóm chức  Z chỉ có liên kết  ở mạch C  Loại D.  X, Y, Z lần lượt là : C 2H5CHO, (CH3)2CO, CH2=CH-CH2OH. Tuy nhiên, cũng có một cách biện luận rất thông minh như sau: Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH3 COOH  Y không thể là ete hay Aldehyde  phải là đáp án C Đây sẽ là một câu hỏi khó nếu cứ biện luận tuần tự và đầy đủ như cách làm thứ nhất, trong đó có điều kiện xảy ra phản ứng thế Brom của xeton là điều mà rất ít thí sinh quan tâm. Nhưng nếu biện luận như cách làm thứ 2, thì ta thấy bài toán trở nên rất đơn giản và dễ dàng chọn được đáp án đúng mà không cần quan tâm đến các dữ kiện khác (^^ nếu quan tâm thì cũng có thể thử lại dễ dàng và cho kết quả ok) IV. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế a. Phương pháp chung Oxh ancol bậc I và bậc II tương ứng. b. Phương pháp riêng - Với fomanđehit: 2CH3OH + O2 CH4 + O2 xt, t  2HCH=O + 2H2 O  o xt, t  HCH=O + H2 O  - Với axetandehit: 2CH2 =CH2 + O2 o PdCl2 , CuCl2  2CH3CH=O  - Với axeton: Điều chế cùng với phenol bằng cách oxh cumen. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số 1 tại Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Môn Hoá học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) VD: Dãy gồm các chất đều điều chế trực tiếp (bằng một phản ứng) tạo ra anđehit axetic là: A. CH3 COOH, C2 H2 , C2 H4 . B. C2 H5OH, C2 H2 , CH3 COOC2 H5 . C. C2 H5 OH, C2 H4 , C2 H2 . D. HCOOC2 H3 , C2 H2, CH3 COOH. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009) Câu hỏi này vốn không khó nhưng có một số em đã không nhớ được phản ứng oxh C 2 H4 : 1 PdCl2 , CuCl2 C2 H4 + O2  CH3CHO nên loại đã loại trừ đáp án C. Trong câu hỏi này, đáp án B và  2 D (este) bị loại trừ khá dễ dàng. 2. Ứng dụng HS chủ động xem trong SGK hóa học lớp 11. Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | 4 -