Trao đổi Lý thuyết Hoá học Hữu cơ

[huyphuc]

Nguyên văn bởi linsaylinh

MỌi người giúp em với nhé !
Tại sao ct này có có nhóm CH3-CH2- cùng phía mà lại đọc là 4-etyl-3-metyl-trans-hepten-3?

Chào bạn, đọc là trans vì dựa theo mạch carbon dài nhất bạn nhé! ( Nguyên tắc số 1 đấy ) . Thân.

[khanh]

Ý của anh TLTH thì giống em oài, bác pro vui lòng lật sách bài tập hóa nâng cao lớp 11 ra, có 1 bài y dzì nà ở trỏng đó.
Còn không hiểu ý của bác phúc là sao, phải xét theo thứ tự ưu tiên các nhóm thế chứ xét mạch carbon dài nhất là sao?

[HoahocPro]

Thế bác lấy sách Cơ sở Hóa Hữu cơ của Thái Doãn Tĩnh mà xem, trang 102 và 103 ấy.Nguyên văn là thế này:
- Danh pháp cis-trans dùng cho các hợp chất dạng axC=Cay, 2 a cùng phía thì là cis, ngược phía là trans.Thường hợp các nhóm thế là gốc hidrocacbon thì xét thể tích, các nhóm thể tích lớn trên từng Csp2 cùng phía là cis, ngược lại là trans như trong TH này.
- Danh pháp Z-E dùng cho loại axC=Cby,sử dụng hệ so sánh Cahn-Ingold thì các nhóm hơn cấp cùng phía là Z, ngược phía là E.
Đây là 2 loại danh pháp khác nhau, chỉ có 1 số TH là có thể chuyển đổi từ hệ này sang hệ kia, hoặc 2 hệ tương đương nhau, còn có TH ko thể làm thế đc.

[huyphuc]

Nguyên văn bởi khanh

Ý của anh TLTH thì giống em oài, bác pro vui lòng lật sách bài tập hóa nâng cao lớp 11 ra, có 1 bài y dzì nà ở trỏng đó.
Còn không hiểu ý của bác phúc là sao, phải xét theo thứ tự ưu tiên các nhóm thế chứ xét mạch carbon dài nhất là sao?

Chào bạn, mình đang nói đến danh pháp cis-trans của IUPAC đó bạn. Bạn có thể xem lại vấn đề này trong bất cứ cuốn sách GK nào về hóa HC cơ bản. Mình gửi kèm nguyên tắc đọc cho bạn nhé ( bằng tiếng Anh, bạn thông cảm!)

Thân,
Phúc.
IUPAC Rules for Alkene and Cycloalkene Nomenclature

1. The ene suffix (ending) indicates an alkene or cycloalkene.
2. The longest chain chosen for the root name must include both carbon atoms of the double bond.
3. The root chain must be numbered from the end nearest a double bond carbon atom. If the double bond is in the center of the chain, the nearest substituent rule is used to determine the end where numbering starts.
4. The smaller of the two numbers designating the carbon atoms of the double bond is used as the double bond locator. If more than one double bond is present the compound is named as a diene, triene or equivalent prefix indicating the number of double bonds, and each double bond is assigned a locator number.
5. In cycloalkenes the double bond carbons are assigned ring locations #1 and #2. Which of the two is #1 may be determined by the nearest substituent rule.
6. Substituent groups containing double bonds are:
H2C=CH– Vinyl group
H2C=CH–CH2– Allyl group

[HoahocPro]

Làm thế nào để điều chế các hợp chất dạng điazoankan >C=N=N (hay R-N2) ?

[nguyentranvu]

Cái này thì ko có công thức đâu . Chỉ có cách nắm được phương pháp viết số đồng phân và nhớ là thích hợp nhất . Ví dụ : khi viết đồng phân thì viết đồng phân mạch C trước sau đó mới đến vị trí nhóm chức .....

[divangcuoctinh]

trông lạ thía ạh , N thừa + thiếu hoá trị , hợp chất này có tồn tại ạh

[Zero]

Muốn điều chế được các diazoankan để tạo thành cacben trong tổng hợp hữu cơ thì phương pháp chung nhất hay dùng là khuấy N-ankyl-N-nitrozamit trong kiềm:
RCO-N(R')-N=O + OH- ----> R'N2 + RCOO- + H2O
Hợp chất diazo không phải "vừa thừa vừa thiếu hóa trị" đâu em, mà nó tồn tại ở dạng chủ yếu là lưỡng cực, trong đó điện tích âm được định xứ trên nhóm R, còn điện tích dương phân bố đều cho hai nitơ.

[Zero]

SƠ LƯỢC VỀ CÁC HỢP CHẤT HIDROCACBON

Vì Kiến thức cơ bản về các hợp chất Hidrocacbon ( hay các hợp chất Vô Cơ - Hữu cơ nói chung ) đều có nhiều trong sách và chúng ta dễ dàng tìm đọc được nên topic này mình chỉ lược qua vài ý cơ bản , thêm một vài phần kiến thức nâng cao và sẽ ra chủ yếu là bài tập Lý thuyết để mọi người cùng làm thôi .
Mờ đầu chúng ta sẽ nói về các hợp chất hidrocacbon tí nhé :
Định nghĩa hidrocacbon : Hidrocacbon là các hợpc chất hữu cơ chỉ chứa nguyên tử Cacbon và Hidro trong phân tử
Hidrocacbon có rất nhiều nhóm hợp chất nhưng trong chương trình giáo dục của chúng ta ở cấp THPT và ĐH thì chia ra gồm các chương sau :
1/Ankan (Hidrocacbon no mạch hở )
2/Xicloankan ( Hidrocacbon no mạch vòng )
3/Anken (Hidrocacbon không no , có chứa 1 nối đôi trong phân tử , có thể là mạch vòng hay mạch hở )
4/Ankin ( Hidrocacbon không no , có chứa 1 nối ba trong phân tử có thể là mạch vòng hay mạch hở )
5/Ankađien ( Hidrocacbon không no , có chứa 2 nối đôi trong phân tử ,có thể là mạch vòng hay mạch hở )
6/Aren ( Có thể mở rộng thêm 1 tí là các hợp chất vòng no , số liên kểt đôi trong phân tử không xác địng cụ thể )
7/Ngoài ra còn nhiều nhóm hợp chất như Trien ( 3 nối đôi ) , Điin (2 nối ba ) , Enin ( Một nối dôi , một nối ba )

CHƯƠNG 1 - ANKAN

1/ĐỊNG NGHĨA - DANH PHÁP - CẤU TRÚC
a/Đinh nghĩa : Ankan là các hợp chất hidrocacbon no ,mạch hở có công thức phân tử chung như sau : CnH2n+2 ( n nguyên dương )
b/Danh pháp : Qua 4 bước ( đây là với ankan mạch nhánh nhé , không nhánh thì khỏi nói làm gì )
+ Xác định Hidrua nền ( ở đây là mạch chính , mạch dài nhất , phân nhánh nhiều nhất )
+ Đánh số thứ tự
+ Xác định tên các nhánh
+ Thiết lập tên đầy đủ :
"Locant" cho nhánh + Tiền tố độ bội + Tên mạch nhánh + Tên mạch chính
Lưu ý tí : "Locant" có nghĩa là số chỉ ...
c/Cấu trúc : Ankan là nhóm hợp chất đặc biệt là có mômen lưỡng cực bằng 0 ( Sau này ta xét đến Xicloankan cũng thấy như vậy vì momen lưỡng cực bằng 0 là 1 đặc điểm của Hidrocacbon no mà )
Chính vì mômen lưỡng cực bằng 0 nên Ankan còn có cái tên là Parafin nghĩa là "Ái lực kém " ( Tức là Ít khả năng phản ứng ) .Thật vậy , Ankan khá trơ với nhiều tác nhân hoá học . Ankan không tan được trong H2O , H2SO4 .... Nhưng tan nhiều trong các dung môi không phân cực , dầu mỡ ...

2/CÁC PP TỔNG HỢP
Ý nghĩa : Ngoài việc tổng hợp được các ankan cần cho Công nghiệp hay phòng thí nghiệm (Lab) thì việc tổng hợp này còn có một ý nghĩa khác đó là cho thấy cách chuyển hoá các bộ phận của phân tử ( nhóm chức ) thành các nhóm hidrocacbon no

PP thứ nhất - Khử R-X ( X là các Halogen ) trực tiếp :
R-X +2[H]--> R-H + H-X
Tác nhân khử co thể là Zn/HCl - Mg.Hg/HCl - H2/Pd,Pt,Ni.. - LiAlH4, NaBH4..- Na/EtOH ...
Lưu ý một tí : Một trong những tác nhân khử mạnh nữa là HI thường dùng để khử dẫn xuất Iot theo phản ứng sau : R-I + H-I --> R-H + I2
( Phản ứng xảy ra trong bình kín , nhiệt độ )
PP thứ hai - Thủy phân hợp chất cơ kim ( Thường là cơ Magie- Hợp chất Grignard)
R-X + Mg/ete khan ---> R-MgX + H2O ---> R-H + Mg(OH)X

PP thứ ba - Hidro hoá các hợp chất hidrocacbon không no ( Cái này chắc ai cũng biết nhỉ )

PP thứ 4 - Hợp hai gốc hidrocacbon lại bằng cách tạo liên kết C-C ( Có nhiều pp nhưng chủ yếu nhất vẫn là Wurtz và Corey - House)
+ Tổng hợp Wurtz ( Vuyec-1854) :
R-X + 2Na + R-X --> R-R + 2NaX
Một vài lưu ý về phản ứng :
1. phản ứng này đạt hiệu suất cao nhất khi 2 gốc hidrocacbon đem ghép là 2 gốc giống nhau .
2.Phản ứng không diễn ra trong dung môi ete mà hay dùng dung môi Hidrocabon ( Cụ thể thế nào lần sau khi nêu cơ chế phản ứng mình sẽ nói cụ thể hơn )

+ Tổng hợp Corey- House :
Sơ đồ phản ứng tạm biểu diễn như sau :
R-X + 2Li ---> RLi + LiX
2RLi + CuI ---> R2CuLi + LiX ( R2CuLi : Liti điAnkyl Cuprat)
R2CuLi + R'X ---> R-R' + R-Cu + LiX
Lưu ý : Phản ứng chỉ xảy ra khi R' là dẫn xuất Halogen bậc 1 hay bậc 2 .Phản ứng đạt hiệu suất cao nhất khi mà R và R' đều là dẫn xuất Hal bậc 1 .

PP thứ 5 - Tổng hợp Kolbe ( Điện phân dung dịch muôi axit ) :
RCOOM + H2O --(Điện phân)--> R-H + CO2 + MOH + H2
( M là kim loại kiềm họăc kiềm thổ , hay dùng nhất là muối của kim loại kiềm )
Phản ứng xảy ra theo cơ chế Ion- Gốc .

PP thứ 6 - Thoái biến axit cacboxylic :
Định nghĩa 1 tí về phản ứng thoái biến đó là phản ứng làm thay đổi cấu trúc của một hợp chất ( Biến ) dồng thời có sự cắt ngắn mạch ( Thoái ) .Một ví dụ điển hình của phản ứng thoái biến là phản ứng Đecacboxyl hoá theo sơ đồ chung như sau :
RCOOH --> R-H + CO2
Sau đây là một vài pp hay dùng để tổng hợp Ankan :
a/Khử axit hay dẫn xuất axit :
R-COOH + HI --> R-CH3 + H2O + CO2
b/PP Vôi tôi xút ( bác nào đi thi ĐH mà không biết cái này thì chết đó ) :
R-COONa + NạOH --(CaO.t0)--> R-H + Na2CO3
c/Phản ứng giữa Ankylboran và RCOOH :
RCOOH + R'3B --> (ROO)3B + R'-H
Ngoài ra còn nhiều pp tổng hợp khác như Phản ứng khử C=O thành CH2 ,... nói chung là nếu bạn nào có biết pp nào khác cứ post lên cho mọi người cùng tham khảo .

[Zero]

3/TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ANKAN

Trước khi nói về tính chất hoá học của Ankan chắc là nói qua tính chất vật lý tí cho đủ bộ nhỉ
Các ankan có nhiệt độ sôi thấp , cụ thể là trong nhóm các Ankan mạch thẳng thì :
Từ C1-->C4 : Khí
Từ C5-->C16 : Lỏng
Từ C17 trở lên : Rắn
Liên kết chủ yếu trong phân tử Ankan là lực Vandecvan , mạch cacbon càng dài ( M phân tử càng lớn ) thì nhiệt độ sôi càng tăng , theo như các nghiên cứu cụ thể thì trung bình cứ tăng một -CH2- thì nhiệt độ sôi tăng từ 20 - 30 độ C .Mạch Cacbon càng phân nhánh thì diện tích tiếp xúc giữa các phân tử càng giảm , nhiệt độ nóng chảy tăng nhưng nhiệt độ sôi giảm .
Trong phân tử Ankan chỉ có liên kết đơn gồm 2 loại đó là : C-C và C-H . Liên kết C-H có năng lượng liên kết cao hơn liên kết C-C ( Trung bình là 98Kcal/mol và 83Kcal/mol , tuy nhiên việc phân cắt liên kết C-C thì lại được bù trừ năng lượng hơn việc phân cắt liên kết C-H ( Phần này nói hơi khó hiểu , các bạn cứ hiểu đơn giản là việc phân cắt liên kết C-H dễ hơn C-C. Do vậy với Ankan thì phản ứng thế H bằng các nhóm chức như Halogen hay -NO2, -SO3H ,... là phản ứng chủ yếu ( Phản ứng thế )
Cụ thể về các phản ứng thế của ankan :
Phản ứng thế Halogen
Phản ứng halogen hoá theo cơ chế gốc như sau :

Phản ứng mở dây chuyền là phản ứng (1)
Phản ứng phát triển mạch là 2 phản ứng ở (2)
Phản ứng tắt mạch là các phản ứng ở (3)
Do có các phản ứng ở (3) nên sản phẩm phụ sinh ra trong phản ứng có thể có R-R . Đến đây chúng ta có thể giải quyết 1 câu hỏi hăy gặp đó là tại sao trong phản ứng clo hoá metan thì lại có 1 lượng nhỏ sản phẩm là etan , đó là do sự trùng hợp 2 gốc Metyl CH3. tạo thành CH3-CH3.
Phản ứng Halogen hoá Ankan có những điểm đáng lưu ý sau :
Halogen tham gia phản ứng
Chủ yếu phản ứng thế Halogen ta chỉ xét cho phản ứng của Clo và Brom , còn với Flo và Iot thì ít khi xét đến vì chất đó hầu như coi là không có phản ứng xảy ra .
Nguyên Nhân :
+ Flo : phản ứng Flo ngay từ bước (1) phân cắt liên kết F-F toả nhiệt rất mạnh và chính nhiệt lượng tỏa ra này duy trì cho phản ứng nhưng đồng thời cũng đã cắt đứt cả liên kết C-C vốn rất bền , do đó phản ứng cuối cùng của phản ứng thường là : CF4 và HF .
+ Iot : Để các gốc I phản ứng được ở (2) cũng cần 1 năng lượng lớn , nhưng cũng phải vừa đảm bảo liên kết C-C vẫn còn , do đó số gốc I tham gia phản ứng ở (2) là rất ít . Một nguyên nhân chính nữa là như 1 phương trình ta đã xét ở phần Tổng hợp Hữu cơ , đó là HI sinh ra trong phản ứng thế theo phương trình sau :
R-H + I2 ---> R-I + HI
sẽ khử R-I tạo thành R-H ( HI là chất khử mạnh với dẫn xuất Halogen mà ) Thế nên phản ứng này lại thuận nghịch nữa .
từ 2 yếu tố đó => I2 coi như không có phản ứng với R-H (Ankan)
(Thực ra nếu bạn nào học về năng lượng họat hoá thì vấn đề này giải thíh dễ hơn )
Một vấn đề khá hay nữa là tính chọn lọc của Halogen ,brom có tính chọn lọc hơn Clo ,cụ thể là ở nhiệt độ khoảng 75 độ C thì tính chọn lọc của Clo và Brom thể hiện như sau :
Hidro bậc : 1 2 3
Clo : 1 : 3,3 : 4,4
Brom : 1 : 84 : 1600

Khả năng phản ứng của gốc R
Bậc của Hidro ( Tức là nguyên tử Hidro liên kết với nguyên tử cacbon bậc mấy thì có bậc tương ứng đó luôn ) càng cao thì càng dễ thế .

Ảnh hưởng của một số yếu tố khác
Vì phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc nên khi trong hỗn hợp phản ứng có chất kìm hãm các quá trình phản ứng của gốc tự do như O2,... thì phản ứng chậm lại .Tuy nhiên nếu có mặt chất sinh gốc như Pb(C2H5)4 hay SO2Cl2 thì phản ứng lại xảy ra nhanh hơn do quá trình tạo thành gốc tự do dễ dàng hơn .
Ngoài ra còn 1 số ảnh hưởng khác ,ta sẽ xét tiếp sau này ,khi đến các phần nâng cao kiến thức hơn nữa

Phản ứng nitro hoá
Phản ứng Nitro hoá : R-H + HONO2 ---> R-NO2 + H2O xảy ra trong tướng khí ở nhiệt độ khoảng từ 425 đến 475 độ C và xúc tác của phản ứng là O2 hoặc X2( halogen)
Dẫn xuất nitro sinh ra là một hợp chất quan trọng trong Công nghiệp sản xuất xà phòng , tuy phản ứng là không thuận nghịch nhưng hiệu suất lại rất thấp , chỉ vào khoảng 20-40% . Tuy vậy vẫn được dùng trong CN .

Phản ứng Sunfo hoá :
R-H + HOSO3H ---> R-SO3H + H2O
Phản ứng xảy ra khi H2SO4 ở dạng Oleum ( H2SO4.nH2O) , hiệu suất của phản ứng cũng thấp và ứng dụng của R-SO3H không nhiều như R-NO2 nên phản ứng này ít ứng dụng trong thực tế .

Ngoài ra còn một số phản ứng như Sunfo clo hoá ,... những phản ứng này cũng tương tự nên mình sẽ không viết thêm chi cho dài
NGOÀI PHẢN ỨNG THẾ RA THÌ ANKAN CÒN CÓ PHẢN ỨNG OXI HOÁ VÀ PHẢN ỨNG DEHIDRO HOÁ VÀ PHẢN ỨNG CRACKING-RIFOMINH LÀ CÁC PHẢN ỨNG KHÁ QUAN TRỌNG .
*/PHẢN ỨNG OXI HOÁ :
Phản ứng oxi hoá hoàn toàn thành CO2 và H2O chắc ai cũng biết , không viết thêm làm gì .Ta xét đến 1 vài phản ứng oxi hoá không hoàn toàn :
R-CH3 --(O2/không khí /B2O3)---> R-CH2OH
R-CH2-CH2-R'--(O2/V2O5 , Mn2+ .. , 100 độ C)---> R-COOH + R'-COOH
Đó là 2 phản ứng hay gặp , ngoài ra cũng còn nhiều loại phản ứng oxi hoá không hoàn toàn nữa , bạn nào biết thì post lên nhé

*/PHẢN ỨNG DEHIDRO HOÁ : với xúc tác là Al2O3/Cr2O3 ở nhiệt độ khoảng 300-400 độ C thì ankan tách hidro tạo ra Anken

*/PHẢN ỨNG CRACKINH-RIFOMINH :Phản ứng này là để chuyển Ankan mạch dài thành các hợp chất mạch ngắn hơn hay chuyển các ankan ( mạch hở ) thành các hợp chất mạch vòng ... Nói chung là Crackinh thì ai cũng biết cả rồi nhỉ . Còn những vấn đề nâng cao hơn thì xin đợi đến xong phần Aren chúng ta sẽ nói nhiều hơn về dầu mỏ và các hợp chất thiên nhiên khác 1 tí