Bài giảng: Hóa hữu cơ

Dẫn xuất Halogen là sản phẩm thế hydro củahydrocacbon bằng halogen X (X=F, Cl, Br, I).Có thể có nhiều liên kết C-X.Được sử dụng để làm chất chống cháy, chất làm lạnh,dược phẩm, thuốc trừ sâu. Đối tượng của Hoá học hữu cơ - Hoá học hữu cơ là môn khoa học nghiên cứu thành phần và tính chất các hợp chất của cacbon. - Trong thành phần của các hợp chất hữu cơ, ngoài cacbon còn chứa......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng: Hóa hữu cơ HÓAHỮUCƠTs. Trần Thượng QuảngBộ môn Hóa Hữu Cơ – Khoa Công Nghệ Hóa HọcTrường Đại Học Bách Khoa Hà NộiIII.1 Dẫn xuất Halogen Dẫn xuất Halogen là sản phẩm thế hydro của hydrocacbon bằng halogen X (X=F, Cl, Br, I) Có thể có nhiều liên kết C-X Được sử dụng để làm chất chống cháy, chất làm lạnh, dược phẩm, thuốc trừ sâu … 23 Dẫn xuất mono halogen của hydrocacbon no Danh pháp: Công thức Tên thông thường Tên quốc tế CH3Cl Metyl clorua Clometan CH3CH2Cl Etyl clorua Cloetan H 3C CH Cl Isopropyl clorua 2-clo-propan CH3 N-propyl clorua 1-clo-propan H 3C CH2 CH2 Cl CH3 Tert-butyl clorua 2-clo-2-metyl- H 3C C Cl propan 4 CH3Điều chế 1. Halogen hóa trực tiếp hydrocacbon A. Halogen hóa ankan bằng X2 (trừ F2) theo cơ chế gốc tự do. Tốc độ thế hydro: H bậc 3 > H bậc 2> H bậc 1 Cl > Br > I Với Flo thì phản ứng xảy ra mạnh, thường gây phản ứng nghịch do vậy để điều chế dẫn xuất của Flo phải bằng phương pháp gián tiếp: CoF2 + F2 CoF3 CoF3 + RH RF + CoF2 + HF 52. Cộng HX vào anken Cơ chế electrophil: CnH2n + 1X CnH2n + HX X=Halogen3. Đi từ rượu: H2SO4 dd RX + H2O ROH + HX 67Lý tính Các ankyl halogenua đa số là chất lỏng, 1 số ankyl halogenua có khối lượng phân tử nhỏ ở thể khí Theo quy tắc chung, tính bay hơi tăng khi giảm khối lượng phân tử Khi cùng nguyên tử X, tính bay hơi giảm khi tăng số cacbon Các ankyl halogenua không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ và 1 số ankyl halogenua được làm dung môi 8Hóa tính Ankyl halogenua là 1 trong những chất có khả năng phản ứng cao do sự khác biệt về độ âm điện giữa nguyên tử cacbon và nguyên tử halogen Liên kết C-X bị phân cuacj mạnh về phía halogen. Nếu hiệu ứng +I của gốc ankyl càng lớn thì sự phân cực càng lớn. Nguyên tử halogen có thể tách ra dưới dạng X- . Khả năng phân ly C-X nhu sau: RI > RBr > RCl > RF Phản ứng đặc trưng nhất đối với ankyl halogenua là phản ứng thế nucleophil Ngoài ra còn có phản ứng tách loại 910Phản ứng thế nucleophil SN Tác nhân nucleophil sẽ tấn công vào cacbon mang điện tích dương và thay thế nhóm halogen của HX Trong đó X: Halogen Nu:- : OH- , CN- , RO- NH , RNH2, R3N…Phản ứng SN thường được tiến hành trong dung dịch- Tùy thuộc vào trạng thái chuyển tiếp của phản ứng mà chúng ta có SN1 SN2 11Phản ứng thế SN1 Đây là phản ứng thế nucleophil đơn phân tử, nghĩa là ở giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng, chỉ có 1 phân tử tham gia. Phản ứng xảu ra với halogen bậc 3°, allyl, benzyl Cơ chế phản ứng gồm 2 giai đoạn trong đó việc đứt liên kết C-X không đồng thời với việc tạo thành liên kết mới C- Y 12Giai đoạn 1 Phân ly hợp chất halogen thành cacbocation R+ và anion X- : Giai đoạn này thường xảy ra chậm và là giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng 13Giai đoạn 2 Kết hợp cacbocation R+ với tác nhân nucleophil Y- (HY) để tạo thành sản phẩm: Vận tốc phản ứng: v=k[RX] 14Thu được hỗn hợp sản phẩm 15Khả năng phản ứng SN1 của dãn xuất halogen 16Ảnh hưởng của nhóm ra đi X đến phản ứng thế SN1 17Ảnh hưởng của dung môi: Dung môi phân cực mạnh solvat hóa trạng thái chuyển tiếp và làm bền nó. 18 Dung môi phân cực mạnh là môi trường tốt cho quá trình ion hóa; tăng độ phân cực của dung môi sẽ làm tăng tốc đọ phản ứng SN1 CH3COOH >> H2O > CH3OH > C2H5OH > CH3COCH3 > C6H6 19Phản ứng thế SN2 Đây là phản ứng thế nucleophil lưỡng phân tử, nghĩa là ở giai đoạn quyết định tốc độ của phản ứng có 2 phân tử tham gia đồng thời. Phản ứng xảy ra với halogen bậc 1 và 2 Phản ứng xảy ra 1 giai đ ...