1 Cấu tạo của hợp chất hữu cơ
và đồng phân
2 Các hiệu ứng điện tử
3 Cơ chế phản ứng
4 Hydrocacbon
5 Dẫn xuất halogen, hợp chất
cơ kim
6 Alcol-Phenol-Ether
7 Aldehyd-Ceton
8 Acid carboxylic và dẫn xuất
9 Amin
10 Hợp chất tạp chức
10.1 Halogenoacid
10.2 Hydroxyacid
10.3 Hợp chất có nhóm chức carbonyl
11 Hợp chất dị vòng
12 Hợp chất thiên nhiên
12.1 Carbohydrat
12.2 Acid amin, peptid và protein
12.3 Lipid
12.4 Terpenoid
12.5 Acid nucleic
169 trang |
Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 17/06/2022 | Lượt xem: 256 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Hóa hữu cơ - Nguyễn Thị Thu Trâm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 Cấu tạo của hợp chất hữu cơ
và đồng phân
2 Các hiệu ứng điện tử
3 Cơ chế phản ứng
4 Hydrocacbon
5 Dẫn xuất halogen, hợp chất
cơ kim
6 Alcol-Phenol-Ether
7 Aldehyd-Ceton
8 Acid carboxylic và dẫn xuất
9 Amin
Bài giảng
Hóa hữu cơ
Ts. Nguyễn Thị Thu Trâm
Bộ môn Hóa học - Khoa KHCB
ntttram@ctump.edu.vn
Cần Thơ, 2017
Nội dung chính
10 Hợp chất tạp chức
10.1 Halogenoacid
10.2 Hydroxyacid
10.3 Hợp chất có nhóm chức carbonyl
11 Hợp chất dị vòng
12 Hợp chất thiên nhiên
12.1 Carbohydrat
12.2 Acid amin, peptid và protein
12.3 Lipid
12.4 Terpenoid
12.5 Acid nucleic
Tài liệu tham khảo
2
1 John McMurry, Organic chemistry, 9th edition, Cengage Learning, 2015
2 Herbert M., Howard N., Jacob S., Geogre J.H., Theory and problems of organic chemistry,
3rd edition; McGraw-Hill, 1999
3 Jean Bruneton, Pharmacognosie Phytochimie plantes médicinales; Lavoisier, 2009
4 Lê Ngọc Thạch, Hóa học hữu cơ (các nhóm định chức chính); NXB ĐHQG TP.HCM, 2002
5 Lê Ngọc Thạch, Bài tập Hóa học hữu cơ (các nhóm định chức chính); NXB ĐHQG TP.HCM,
2013
6 Nguyễn Kim Phi Phụng, Hóa hữu cơ, Bài tập – Bài giải; NXB ĐHQG TP.HCM, 2006
7 Trần Mạnh Bình, Nguyễn Quang Đạt, Hóa học hữu cơ, tập 1; NXB Y Học, 2007
8 Trần Mạnh Bình, Nguyễn Quang Đạt, Hóa học hữu cơ, tập 2; NXB Y Học, 2007
9 Trương Thế Kỷ, Hóa hữu cơ, Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức, tập 2; NXB Y Học,
2009
10 Lê Văn Đăng, Chuyên đề một số hợp chất thiên nhiên; NXB ĐHQG TP.HCM, 2005
35 Dẫn xuất halogen
1 Phân loại
Các hydrocacbon trong đó 1 hay nhiều H được thay bằng
nguyên tử halogen
• Halogenoalkane: CH3-CH2-CH2-Cl
• Halogenoalkene: CH2=CH-CH2-CH2-Cl
• Halogenoalkyne: CHC-Cl
• Halogenoarene: C6H5-Cl
• Halogenocycloalkane:
Cl
42 Danh pháp
Tên thông thườngIUPAC
5 Dẫn xuất halogen
Gốc alkyl + halide (halogenua)
CH3CH2CH2Cl n-propyl chloride (n-propyl chlorua)1-chloropropan
(CH3)2CH-Br iso-propyl bromide (iso-propyl bromrua)2-bromopropan
C6H5CH2Cl benzyl chloride (benzyl chlorua)chlorophenylmetan
CH3 CH2 CH
CH3
CH
Br
CH3
2-bromo-3-methylpentan 2,2-dimethyl-3-bromo-4-chlorohexan
C
CH3
CH3
CH3 CH
Br
CH
Cl
CH2 CH3
55 Dẫn xuất halogen3 Tính chất vật lý (tự đọc)
Nhiệt độ sôi của R-X bậc 1 > bậc 2 > bậc 3
Chỉ tan tốt trong dung môi hữu cơ & không tan trong nước
4 Tính chất hóa học
Đặc điểm chung C – X
+ -
Khả năng phản ứng của dẫn xuất halogen được xếp thứ tự như sau:
R-F << R-Cl < R-Br < R-I
R-X hoạt động mạnh: dẫn xuất bậc 3, dẫn xuất mà C-X liên kết với
nhóm vinyl hay aryl (vì tạo carbocation bền nhất)
CH3 C
CH3
CH3
Br
- Br-
CH3 C
CH3
CH3
+ CH2 CH CH2Br
- Br- CH2 CH CH2
+
RX hoạt động yếu: nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với liên kết đôi,
liên kết ba, vòng thơm
CH2 CH Cl
Cl
65 Dẫn xuất halogen
75 Hợp chất cơ kim
Hợp chất cơ kim (hcck) là những hợp chất hữu cơ có nguyên tử kim loại liên kết
trực tiếp với nguyên tử cacbon trong gốc hydrocacbon. Hcck có thể ở dạng khí,
lỏng, rắn, t°nc thấp, tan trong dm ít phân cực
Quan trọng nhất là hợp chất cơ magnesi C MgBr
+
CH3-CH2-MgBr + RCOOH CH3-CH3 + RCOO-MgBr
CH3-CH2-MgBr + RC≡CH CH3-CH3 + R-C≡C-MgBr
2.1 Phản ứng với H linh động
CH3-CH2-MgBr + HOH CH3-CH3 + HO-MgBr
CH3-CH2-MgBr + ROH CH3-CH3 + RO-MgBr
CH3-CH2-MgBr + RNH2 CH3-CH3 + RNH-MgBr
1 Định nghĩa
2 Tính chất hóa học
-
82.2 Phản ứng với hợp chất cacbonyl
5 Hợp chất cơ kim
CH CH
OMgBr
3
C6H5
H
2
O
C6H53 CH
OH
CHCH
3
CHO + C
6
H
5
MgBr
HCHO + CH
3
CH
2
MgBr CH
3
CH
2
CH
2
OMgBr CH
3
CH
2
CH
2
OH
3 2
C
OMgBr
CH3
CH3 CHCH
O
2
H
HC HC CH3 C
OH
CH3
233 2
C
O
CH3 CHCH + CH3MgBr
Phản ứng với HCHO alcol bậc 1
Với aldehyde alcol bậc 2
Với cetone alcol bậc 3
2.3 Phản ứng với CO2
RMgX + CO2 R-COO-MgX+
H+
RCOOH
CH3CH2 C
CH3
CH3
Cl
Mg
CH3CH2 C
CH3
CH3
MgCl
CO2 H
+
CH3CH2 C
CH3
CH3
COOH
92.4 Phản ứng với nitril 5 Hợp chất cơ kim
Khả năng phản ứng: nitrile > cetone chỉ khi dư Grignard pư tiếp với cetone tạo alcol bậc 3
CH3CH2MgBr + R C N R C N
CH2CH3
MgBr
H2O H
+
/
R C NH
CH2CH3
H2O H
+
/
R C O
CH2CH3
+- + -
2.5 Phản ứng với dẫn xuất acid
CH3CH2MgBr + CH3COCl CH3 C
CH2CH3
OMgBr
Cl
H2O H
+
/
CH3 C
CH2CH3
OH
Cl
- HCl
CH3 C
CH2CH3
O
Khả năng phản ứng: Chlorid acid > cetone chỉ khi dư Grignard phản ứng tiếp với cetone tạo
alcol bậc 3 (Tương tự cho phản ứng với anhydride)
CH3CH2MgBr + CH3 C
CH2CH3
OMgBr
OCH3
H2O H
+
/ -
CH3 C
CH2CH3
OCH3COOCH3 CH3 C
CH2CH3
OH
OCH3
CH3OH
1.
2.
C2H5MgBr
H2O H
+
/
CH3 C
CH2CH3
CH2CH3
OH
Khả năng phản ứng: ester < cetone không thể tách cetone trung gian
10
5 Hợp chất cơ kim
2.6 Phản ứng với oxide
CH3MgBr + CH2 CH2
O
CH3CH2CH2OMgBr
H2O H
+
/
CH3CH2CH2OH
+
MgBr
CH2 CH
O
CH3
H2O H
+
/
CH2CHCH3
OH
2.7 Phản ứng ghép đôi
RMgX + R'X R-R' + MgX2
CoCl2
1 Phân loại
1.1 Dựa vào gốc hydrocacbon: alcol béo
(no, không no, vòng) và alcol thơm
C2H5OH CH2=CHCH2OH C6H5CH2OH
1.2 Dựa vào số nhóm OH: monoalcol, polyalcol
C2H5OH
1.3 Dựa vào bậc C gắn nhóm OH
CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CHCH3
OH
CH3CCH3
CH3
OH
6 Alcol-Phenol-Ether
Alcol
11
2 Danh pháp
IUPAC
CH3OH
CH3CH2OH
CH3CH2CH2OH
Thông thường
Methanol
Ethanol
1-Propanol
2-Methylpropanol
2-Butanol
Acol Methylic
Alcol ethylic
Alcol n-propylic
Alcol iso-butylic
Alcol sec-butylic
Alcol-Phenol-Ether
Alcol
12
6 lc l- l- t r
3 Tính chất vật lý
Ở nhiệt độ thường, hầu hết các alcol mạch ngắn (từ 1C đến 11C),
là những chất lỏng, các alcol mạch dài hơn là những chất rắn.
Các polyalcol như etilenglycol, glycerin: những chất lỏng không
màu, sánh, có vị ngọt, dễ tan trong nước.
Liên kết hydrogen
Khả năng hòa tan trong nước giảm khi khối lượng phân tử tăng.
Nhiệt độ sôi của alcol không phân nhánh cao hơn alcol phân
nhánh có cùng số cacbon.
Alcol
Alcol-Phenol-Ether
13
6 Alcol-Phenol-Et r
4 Tính chất hóa học
Alcol-Phenol-Ether
R O H
Khả năng đứt liên kết C-O: chỉ xảy ra trong môi trường acid
Khả năng phản ứng: bậc 1 < bậc 2 < bậc 3
R chứa nhiều nhóm thế đẩy điện tử càng thuận lợi
R OH + H
+
R O
H
H
R+ + H2O
Khả năng đứt liên kết O-H: chỉ xảy ra trong môi trường base mạnh
RO-H RO- + H+
Khả năng phản ứng: bậc 1 > bậc 2 > bậc 3
R chứa nhiều nhóm thế đẩy điện tử không thuận lợi
Alcol
14
6 Alcol-Phenol-Et r
Alcol-Phenol-Ether
Alcol
15
6 Alcol-Phenol-Et r
16
Phenol – một trong những nguyên nhân gây
cá chết trong sự kiện Formosa
Phenol
Resveratrol
“-OH liên kết trực tiếp với nhân thơm”
CHO OH
CH3
OH
CH3
OH
CH3
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
NO2
NO2
O2N
OH
OH
phenol o-cresol m-cresol p-cresol
catechol resorcinol hydroquinone picric acid
α-naphthol β-naphthol
Tên thông thường
1 Danh pháp
6 Alcol-Phenol-Ether
O
6 Alcol-Phenol-Ether
Phenol
Tên IUPAC
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OCH3
1,2-benzenediol 1,3-benzenediol 1,4-benzenediol 4-methoxyphenol
2 Điều chế
- Chưng cất nhựa than đá
- Thủy phân chlorobenzene
Cl
+ KOH
300°C
280 atm
OH
+ KOH
17
Alcol-Phenol-Ether
Phenol
- PP kiềm chảy
SO3H
+
300°C
ONa
NaOH r
OH
H+
- Oxy hóa cumene (dùng trong công nghiệp)
+
CH(CH3)2
O2
C
O
OH
CH3H3C
H2O
H+
OH
CH3COCH3
- Thủy phân muối diazonium (dùng trong ptn)
+ H2ON2Cl
40 50°C-
OH + +N2 HCl
+ H2ON2Cl+ +NH2 NaNO2 HCl NaCl +
Điều chế muối diazonium
18
19
+C của –OH với nhân thơm O-H phân cực mạnh
khả năng tạo liên kết H của phenol > alcol
t° sôi , t° nóng chảy, độ hòa tan trong nước > alcol
tương ứng
Phenol3 Tính chất vật lý
O H
Phenol Cyclohexanol
t° sôi 180 161
t° nóng chảy 41 25.5
Độ hòa tan (g/100g H2O) 9.3 3.6
6 Alcol-Phenol-Ether
20
Phenol
4 Tính chất hóa học
4.1 Tính acid
Phenol > H2O > Alcol
C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
C6H5OH + Na → C6H5ONa + ½ H2
Tính acid của phenol yếu hơn acid cacbonic
C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
OH
NO2
OH
NO2
OH
NO2
>>
So sánh tính acid của 1 số phenol:
pKa 7.15 7.23 8.4
OH
CH3
OH
CH3
OH
CH3
> >
10.08 10.14 10.28
OH
Cl
OH
Cl
OH
Cl
> >
8.48 9.02 9.38
6 Alcol-Phenol-Ether
21
Phenol
4.2 Phản ứng tạo ether
OH
+ C2H5OH
H+
Điều chế ether của phenol bằng pp Williamson
ONa
+ C2H5Br
OC2H5
+ NaBr
Br
+
OC2H5
+ NaBrC2H5ONa
ONa
+
O CH2 CH CH2
+ NaBrCH2 CH CH2 I
6 Alcol-Phenol-Ether
22
Phenol
4.3 Phản ứng ester hóa
OH
+ CH3COOH
H+
Phải dùng dẫn xuất chloride hay anhydride của carboxylic acid
C6H5-OH + (CH3CO)2O → CH3COOC6H5 + CH3COOH
C6H5-OH + CH3COCl → CH3COOC6H5 + HCl
4.4 Phản ứng thế thân điện tử
OH
+
CS2
- HBr
Br2
OH
Br
OH
Br
+
Halogen hóa
6 Alcol-Phenol-Ether
23
Phenol
Nitro hóa
OH
+
OH
NO2
OH
NO2
+
HNO3
35% 65%
Sulfo hóa
OH
+
OH
SO3H
OH
SO3H
H2SO4
100°C H2SO4
100°C
15-20°C
Ether tự đọc
6 Alcol-Phenol-Ether
7 Aldehyd và Ceton
24
𝛽-Damascenone
Keukenhof Garden, Amsterdam, 2013
1
2
3
4
5
6
7
8
CHO
1
2
3
4
5
6
7
8
CHO
Citral a Citral b Citronellal
1
2
3
4
5
6
7
8
CHO
Aldehyd và Ceton
- Ceton RCOR’
IUPAC Tên thông thường
Butanon Ethyl methyl ceton
1-Phenylpropan-1-on Ethyl phenyl ceton
1-Phenylpropan-2-on Benzyl methyl ceton
2-Methylpentan-3-on Ethyl isopropyl cetonCH3 CH
CH3
C
O
CH2 CH3
25
HCHO Metanal Aldehyd formic (formaldehyd)
CH3CHO Etanal Aldehyd acetic (acetaldehyd)
CH3CH2CHO Propanal
CH3CH2CH2CHO n-Butanal
C6H5CHO Aldehyd benzoic (benzaldehyd)
1 Danh pháp
- Aldehyd RCHO
26
C6H5-CH=CH-CHOCH3-CH=CH-CHO
3-Methylbutanal 3-Methyl-3-butenal Phenylacetaldehyd
? Gọi tên theo danh pháp IUPAC các aldehyd sau
? Viết cấu trúc hóa học của các aldehyd sau
? Viết cấu trúc hóa học của các ceton sau
5-Methyl-2-hexanon 3-Ethyl-2-pentanon 4-Phenyl-2-butanon
sec-Butyl ethyl ceton tert-Butyl methyl ceton Ethyl isobutyl ceton
Aldehyd và Ceton
Aldehyd và Ceton2 Điều chế
27
- Aldehyd
- Ceton
- Aldehyd và ceton
3 Tính chất vật lý
Aldehyd và Ceton
- Aldehyd, ceton là những chất lỏng hoặc rắn, trừ aldehyd formic là chất khí.
- Aldehyd formic, aldehyd acetic, aceton tan vô hạn trong nước.
- Aldehyd, ceton có nhiệt độ sôi thấp hơn alcol và acid tương ứng (do không có
khả năng tạo liên kết hidro).
- Các aldehyd thấp có mùi khó chịu. Các ceton đầu dãy có mùi đặc trưng.
28
H2O
4 Tính chất hóa học Aldehyd và Ceton
4.1 Phản ứng cộng thân hạch
C
R'
O
R Z H2O CR
R'
Z
OH
Z: RMgX (Cộng Grignard)
2
C O + R-MgX C OMgX
H O
C
RR
OH
Đây là một trong các phương pháp điều chế alcol, tùy vào cơ cấu của
alcol mà chọn hợp chất cacbonyl và Grignard thích hợp
CH CH
OMgBr
3
C6H5
H
2
O
C6H53 CH
OH
CH
HCHO + CH
3
CH
2
MgBr CH
3
CH
2
CH
2
OMgBr CH
3
CH
2
CH
2
OH
VD:
CH
3
CHO + C
6
H
5
MgBr
3 2
C
OMgBr
CH3
CH3 CHCH
O
2
H
HC HC CH3 C
OH
CH3
233
2
C
O
CH3 CHCH + CH3MgBr
29
Z: CN- Aldehyd và Ceton
C
O
+ CN
-
C
O
CN
H+
C
OH
CN
HCl
t°
C
OH
COOH
CN-, H+
CH3CH2 C
CH3
OH
CN
HCl
t o
COOHCH3CH2 C
CH3
OH
CH3CH2 C
O
CH3
VD:
Z: H2N-G (dẫn xuất amoniac)
Tác chất Sản phẩm
H2N-OH (hydroxylamin)
H2N-NH2 (hydrazin)
H2N-NH-C6H5 (phenylhydrazin)
C N OH oxim
C N NH2 hydrazon
C N NHC6H5 phenilhyrazonphenylhydrazon
Z: ROH (sự thành lập acetal)
R C O
H
+
ROH
H
+
R C
OH
H
OR
ROH H
+
CR
OR
H
OR
hemi acetal acetal
/
30
4.2 Phản ứng của Hα Aldehyd và Ceton
C
H
C
O
+ X2 C
X
C
O
+ HX
H
+
hay OH
-
Halogen hóa
O
+ Br2
H
+
O
Br
+ HBr
VD:
CCH3
CH3
CH3
C
O
CH3
I2/OH
-
H
+
CCH3
CH3
CH3
COOH + CHI3 (phaûn öùng haloform)
CH3CHO
Br2/NaOH H+
HCOOH + CHBr3
X2/OH
-
R C
O
CH3
H+
RCOOH + CHX3
Chỉ xảy ra với acetaldehyd
và các methyl ceton
31
Aldehyd và Ceton
Súc hợp aldol
2CH3CHO CH3CHOHCH2CHO CH3CH=CHCHO
HO- -H2O
CHO CH
OH
CH2CHO+ CH3CHO
HO- -H2O
CH=CHCHO
CHO + CH3COCH3
HO- -H2O
4.3 Phản ứng oxi hóa
CuSO4
(tt Fehling)
Ag(NH3)2
+
(tt Tollens)
KMnO4
K2Cr2O7
RCOOH hay ArCOOHRCHO hay ArCHO
Ceton khó bị oxy hóa
Aldehyd
32
4.4 Phản ứng hoàn nguyên
C O C
H
OH
LiA lH41 .
H3O
+
H3O
+
2.
1. NaBH4
2.
H2/Ni
C O
Zn(Hg)/HCl
NH2 NH2/OH
-
C H
H
Aldehyd và Ceton
33
34
Acid acetic CH3COOH
(S)-Ibuprofen
Acid butanoic CH3(CH2)2COOH nguyên nhân
gây mùi ôi của bơ khi không bảo quản tốt
Acid hexanoic CH3(CH2)4COOH tạo nên mùi đặc trưng của sữa dê
hay mùi hôi của vớ thể thao không được vệ sinh
Acid cholic có nhiều trong mật người
8 Acid carboxylic và dẫn xuất
1.1 Danh pháp
HCOOH Acid formic
CH3COOH Acid acetic
CH3CH2COOH Acid propionic
CH3(CH2)2COOH Acid butiric
CH3(CH2)3COOH Acid valeric
CH3(CH2)4COOH Acid caproic
..
Tên thông thường
HCOOH Acid metanoic
CH3COOH Acid etanoic
CH3CH2COOH Acid propanoic
CH3(CH2)2COOH Acid butanoic
CH3(CH2)3COOH Acid pentanoic
CH3(CH2)4COOH Acid hexanoic
. .
IUPAC
1 Acid carboxylic RCOOH
Acid carboxylic và dẫn xuất
35
1.2 Điều chế
Acid carboxylic và dẫn xuất
Oxi hóa rượu bậc 1
RCH2OH RCOOH
[O]
Tác nhân oxy hóa [O]: K2Cr2O7/H2SO4, KMnO4/H2SO4, HNO3
KMnO 4
VD:
CH3CH2OH CH3COOH
C6H5CH2OH C6H5COOH
KMnO 4
RMgX + CO2 R-COO-MgX+
H+
RCOOH
Từ hợp chất Grignard
CH3CH2 C
CH3
CH3
Cl
Mg
CH3CH2 C
CH3
CH3
MgCl
CO2 H
+
CH3CH2 C
CH3
CH3
COOH
Mg CO2
Br
H
+
COOH
VD:
36
Acid carboxylic và dẫn xuất
Thủy giải nitril
R-X + CN- R-CN R-COOH
H2O/H
+
(Bậc 1)
CH2Cl
NaCN
CH2CN
+
H
CH2COOH
3
O
VD:
CH2(COOC2H5)2
1.
2.
C2H5ONa
R CH(COOC2H5)2
H2O, HO
-, t°
R CH(COO
-)2
H+
R CH(COOH)2
t°
R CH2COOH
R X
R' X
1.
2.
C2H5ONa
R C(COOC2H5)2
R'
H2O, HO
-, t° H+ t°
R CH
R'
COOH
Từ ester malonat
CH3CH2CH2Br + CN
- CH3CH2CH2CN CH3CH2CH2COOH
H2O/H
+
37
1.3 Tính chất vật lý
- Acid monocarboxylic:
1C-4C: chất lỏng linh động, hòa tan vô hạn trong nước
5C – 9C: chất lỏng sánh như dầu, hòa tan kém trong nước
10C trở lên: chất rắn, không tan trong nước, dễ tan trong alcol etylic và ether
Khi chiều dài mạch C tăng và mức độ phân nhánh của gốc R tăng lên thì độ tan
giảm nhiều
- Acid dicarboxylic:
Dạng tinh thể, dễ tan trong nước
- Acid monocarboxylic thơm:
Là những chất rắn kết tinh, dễ thăng hoa, chỉ tan trong nước nóng, dễ tan trong
alcol etylic và ether
Acid carboxylic và dẫn xuất
R C
O
O H
H O
C
O
R
38
1.4 Tính chất hóa học
Tính acid
RCOO-H + H2O → RCOO
+ H3O
K a =
[RCOO ] [H 3O ]
[RCOOH]
Hằng số acid:
R-COOH + Na → RCOONa + 1/2H2
2R-COOH + CaO → (RCOO)2Ca + H2O
R-COOH + NaOH → RCOONa + H2O
2R-COOH + Na2CO3 → 2RCOONa + H2O + CO2
Giá trị Ka càng lớn thì tính acid càng mạnh
Acid carboxylic và dẫn xuất
Phản ứng thế nhóm OH
- Tạo ester
- Tạo halogenid acid
RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O
CH3CO-OH + PCl5 → CH3CO-Cl + HCl + OPCl3 39
- Tạo thành anhydric acid
2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O
P2O5, t°
Một số phản ứng khác
- Phản ứng thế nguyên tử Hα
CH3CH2COOH + Cl2 CH3CHClCOOH
P
- Phản ứng khử nhóm COOH
CH3CH2COOH CH3CH2CH2OH
LiAlH4
rồi H3O
+
Acid carboxylic và dẫn xuất
Tính chất của acid chưa no và dicarboxylic : tự đọc
40
2 Dẫn xuất của acid carboxylic Acid carboxylic và dẫn xuất
R C
OH
O
Y
R C
OH
O
R C
Y
O
+ H2O HY+
R C
X
O
R C
O
CR
O
O
R C
OR'
O
R C
NH2
O
(X = F, Cl, Br, I)
Halogenid acid
Anhydrid acid
Ester
Amid
41
2.1 Ester RCOOR’
Phân loại
- Ester hoa quả
HCOOC2H5 etil formiat mùi rượu rum
HCOOC5H11 amyl formiat mùi mận
CH3COOC5H11 isoamyl acetat mùi chuối
C3H7COOC2H5 etil butyrat mùi dứa
- Glycerid (chất béo): là ester của acid béo cao, không nhánh với glycerin
C17H35COOH acid stearic
C15H31COOH acid palmitic + glycerin
C17H33COOH acid oleic
CH2
CH
CH2
O
O
O
C R1
O
C
C
R2
R3
O
O
Acid carboxylic và dẫn xuất
- Serid (sáp): là ester của acid và alcol béo cao
C15H31COOH + C30H61OH C15H31COOC30H61 + H2O
Sáp ongAcid palmitic Alcol miricylic 42
- Sterid: là ester của acid béo cao với alcol vòng như sterol
Cholesterol Sterid
Tính chất hóa học
- Phản ứng xà phòng hóa:
thủy phân trong môi trường base
RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
Acid carboxylic và dẫn xuất
CH2
CH
CH2
O
O
O
C C17H35
O
C
C
C17H35
C17H35
O
O
CH2
CH
CH2
OH
OH
OH
3NaOH 3C17H35COONa
Đây là phương pháp điều chế xà phòng
43
- Thủy phân trong môi trường acid
CH2 O C
O
R
CH O C R'
CH2
O
O C
O
R''
CH2 OH
CH OH
CH2 Cl
RCOOH R'COOH R''COOH
HCl
3-Monocloropropan-1,2-diol (3-MCPD)
RCOOR’ + HCl → RCOOH + R’Cl
xà phòng
- Phản ứng với NH3: tạo amid
C6H5COOCH3 + NH3 → C6H5CONH2 + CH3OH
Methylbenzoat Benzylamid
- Phản ứng với hợp chất cơ magnesi
- Phản ứng khử ester
RCOOR’ RCH2OH + R’OH
LiAlH4, rồi H
+
CH3CH=CHCOOCH2CH3 + LiAlH4 → CH3CH=CHCH2OH + CH3CH2OH
Acid carboxylic và dẫn xuất
44
rồi H+
2.2 Amid RCONH2
Tính chất vật lý
Chỉ có formamid (HCONH2) là chất lỏng ở nhiệt
độ thường. Các amid khác đều là chất rắn kết
tinh. Các amid thấp có thể hòa tan được trong
nước, các amid tinh khiết đều không có mùi.
R C
O
N H
H
R C N H
O H
Tính chất hóa học
Amid có tính lưỡng tính. Tính acid, base đều rất yếu
Amid chỉ phản ứng với acid mạnh, tạo các muối không bền dễ bị
thủy phân
CH3-CO-NH2 + HCl → [CH3-CO-NH3]
+Cl-
Muối kim loại của các amid không bền (trừ thủy ngân)
CH3-CO-NH2 + HgO → (CH3-CO-NH)2Hg + H2O
Acid carboxylic và dẫn xuất
45
Capsaicin
- Alkylamin
CH3NH2 Methylamin
CH3CH2NHCH3 Ethylmethylamin
C6H5NHC6H5 Diphenylamin
(CH3)3N Trimethylamin
Cyclohexylamin
1 Danh pháp 9 Amin
NH2
NH2
NH2H3C
Anilin
p-toludin
CH3CH2CH(NH2)CH2CH2COOH Acid 4-aminohexanoic
H2NCH2CH2COCH3 4-Amino-2-butanon
- Gọi theo nhóm thế amino
2 Điều chế
2H
2
RCH OH
KMnO4
PBr3
Cu
to
RCOOH
RCH 2Br
RCHO
SOCl2
RCOCl
NH3
RCONH 2
OBr
-
(Br2/NaOH)
NaCN
RCH 2CN
Ni
RCH 2CH2NH2
NH3
RCH 2NH2
NH3, H2,Ni RCH 2NH2
RNH
2
46
3 Tính chất vật lý
- Amin có thể tạo liên kết hydrogen
- Amin hòa tan trong dung môi ít phân cực như ether, alcol, benzen...
- Methylamin và ethylamin là chất khí có mùi giống amoniac, các alkil
amin trung bình ở thể lỏng; alkil amin cao hơn có mùi cá
Amin
4 Tính chất hóa học
NH2 + HCl NH3Cl
-+
Tính bazơ
CH 323( )2
NH
+
NO
-
(CH3)2NH + HNO3
Phản ứng alkil hóa
Tạo amid
R NH H HO C
O
R' R NH C
O
R' H2O 47
48
Amin Phản ứng thế thân điện tử trên amin thơm
Sự halogen hóa
Sự nitro hóa
49
Amin
Nguyễn Thị Thu Trâm
Sự sulfon hóa - ứng dụng tổng hợp kháng sinh sulfamid
Sulfamethoxazole
Sulfaguanidin Sulfasalazine
Sulfamid
Thuốc sulfa
Amin
Phản ứng với acid nitro
ArNH2 + NaNO2 + HCl Ar-N
+NCl- + NaCl + H2O
ArN2
+Cl-
(Hợp chất diazonium)
CuBr
CuCN
H2O, H
+, t°
H3PO2
Ar-Cl
Ar-Br
CuCl
Ar-CN
Ar-OH
Ar-H
H2O, H+ Ar-COOH
50
Acid 2-clorobutanoic
10.1.1 Danh pháp
COOH
Br
COOH
Cl
Acid 2-cloro-3-metylpentanoic
10.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
Tên quốc tế (IUPAC) Tên thông thường
Acid α-clorobutiric
Acid α-cloro-β-metylvaleric
HCOOH Acid formic
CH3COOH Acid acetic
CH3CH2COOH Acid propionic
CH3(CH2)2COOH Acid butiric
CH3(CH2)3COOH Acid valeric
CH3(CH2)4COOH Acid caproic
..
COOH
Br
COOH
Br
COOH
Br
?
?
51
VD2: Viết cấu trúc hóa học của các hợp chất sau:
a. Acid 2,3-dimethyl-2,4-dicloroheptanoic
b. Acid cis-1,2-ciclohexandicarboxilic
c. Acid trans-1,2-ciclopentandicarboxilic
d. Acid 2,3-dibromobutandioic
VD1: Gọi tên các hợp chất sau theo danh pháp quốc tế:
10.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
52
• Halogen hóa acid carboxylic
10.1.2 Phương pháp điều chế
10.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
(sản phẩm chính)
CH3 CH2 COOH
Cl2
H+,
Cl2
as
CH3 CH
Cl
COOH HCl
CH2
Cl
CH2 COOH HCl
P
COOH
Cl2
AlCl3
COOH
Cl
HCl
• Cộng HX vào acid chưa no
CH2 CH COOH HCl CH2
Cl
CH2 COOH
(sản phẩm chính)
53
• Phản ứng thủy phân
Br (CH2)5 COOH
H2O, Ag2O
C
O
O
HO (CH2)5 COOH
CH3 CH
Cl
CH2 COOH
KOH/alcol
CH3 CH CH COOK
ε-Caprolacton
(6-Hexanolid)
• Phản ứng khử
O
O
CH2 CH2 COOHCH2Cl
γ-Butirolacton
(4-Butanolid)
R CH
X
COOH R