Bài giảng Hóa hữu cơ: Hợp chất cơ magie

Bài giảng "Hóa hữu cơ: Hợp chất cơ magie" được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm được khái niệm, phân loại, phương pháp điều chế của hợp chất cơ magie; Tính chất hóa học của hợp chất cơ magie. Mời thầy cô và các em cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa hữu cơ: Hợp chất cơ magie Hợp chất cơ magie1. KHÁI NIỆM2. ĐIỀU CHẾ3. HÓA TÍNH 1. KHÁI NIỆM Hợp chất CƠ KIM là loại hợp chất hữu cơ cóchứa liên kết cacbon - kim loại.Các kim loại kiềm (Li, Na, K); kim loại kiềm thổ (Mg, Ca);kim loại chuyển tiếp (Zn, Cd) có khả năng tạo dẫn xuất cơkim bền vững. Các gốc hữu cơ liên kết với kim loại có thể làankyl, ankenyl hoặc aryl.❖ Hợp chất cơ magie thuộc loại hợp chất cơ kim chứa kim loại magie (Mg) Ví dụ: R-MgCl(Br): C2H5MgCl CH3MgBr Ar-MgBr: C6H5MgBrHợp chất cơ Magie là hợp chất cơ kim thường gặp (dạng RMgX) vàcó nhiều ứng dụng❖Phân loại: Hợp chất cơ kim được phân thành hai loại+ Loại đơn giản CH3CH2Na (C2H5)2Zn (CH3)2Ca etyl natri dietyl kẽm dimetyl canxi+ Loại hỗn tạp CH3CdCl C6H5MgBr metyl cadmi clorua phenyl magie bromua2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ❖Tác dụng kim loại với dẫn xuất halogenPhản ứng thực hiện trong môi trường ete khan và trong khíquyển nitơ hoặc argon để tránh ẩm, tránh có mặt oxy và CO2vì các chất này có thể phản ứng với hợp chất cơ kim. Ete khan CH3Br + 2Li CH3Li + LiBr metyl liti Ete khan CnH2n+1X + Mg CnH2n+1MgX CH3CH2Br + Mg CH3CH2MgBr etyl magie bromua2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ❖ Tác dụng hợp chất cơ kim hoặc muối kim loại khác Ví dụ, điều chế cơ thuỷ ngân từ cơ magie CH3CH2MgCl + HgCl2 −MgCl2 CH3CH2HgCl etyl thuỷ ngân clorua Điều chế hợp chất cơ kẽm từ hợp chất cơ thuỷ ngân: (CH3CH2)2Hg + Zn ⎯→ (CH3CH2)2Zn + Hg3. HÓA TÍNHNHẬN XÉT CHUNG: + Các nguyên tố C, Mg, X trong phân tử RMgX khác nhaunhiều về độ âm điện, các liên kết R−Mg+ và Mg+→X−đều phân cực mạnh do vậy khả năng hoạt động hoá họccủa hợp chất cơ magie rất cao. + Trong các phản ứng hoá học, phân tử RMgX bị phân cắtdị ly tạo cacbanion R− theo sơ đồ sau: − + + R − MgX ⎯→ R− + MgX❖ R− sẽ tham gia chủ yếu vào hai loại phản ứng chính:- Phản ứng với các hợp chất có hydro linh động trong đó anionR− đóng vai trò một bazơ mạnh. + −- Phản ứng cộng nucleophil vào trung tâm C=O, -CN hoặcthế SN2 vào hợp chất RX trong đó R− đóng vai trò tác nhânnucleophil.3.1. Phản ứng với hợp chất có hydro linh động (H−A) ❖ Phản ứng chung: A - RMgX + HA RH + Mg - X- Phản ứng với nước: R−−Mg+X + HO−H ⎯→ RH + HO−Mg−X- Phản ứng với axit vô cơ HX: R−−Mg+X + X−H ⎯→ RH + X−Mg−X- Phản ứng với ancol: R−−Mg+X + RO−H ⎯→ RH + RO−Mg−X- Phản ứng với phenol: R−−Mg+X + ArO−H ⎯→ RH + ArO−Mg−X3.1. Phản ứng với hợp chất có hydro linh động (H−A)- Phản ứng với axit cacboxylic: R−−Mg+X + RCOO−H ⎯→ RH + RCOO−MgX- Với ankin-1: R−−Mg+X + R−CCH ⎯→ RH + R−CC−MgX- Phản ứng với amoniac: R−−Mg+X + NH2−H ⎯→ RH + NH2−Mg−X- Phản ứng với amin bậc 1: R−−Mg+X + R−NH−H ⎯→ RH + R−NH−Mg−XĐây là phương pháp xác định hàm lượng hydro linh động tronghợp chất hữu cơ (sử dụng hợp chất cơ magie là CH3MgI và đothể tích khí CH4 sinh ra để tính toán)3.2. Các phản ứng cộng ANHợp chất cơ magie dễ dàng tham gia phản ứng cộng với hợpchất có chứa nhóm C=O, −CN với vai trò như tác nhân Nu❖Cộng hợp vào andehit, xeton ete khanHợp chất ancolat magie dễ dàng bị thuỷ phân tạo ancol:❖ Cộng hợp vào andehit, xeton Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn và có thể được viết gọn theo sơ đồ:Tùy từng nhóm cacbonyl mà thu được rượu có bậc khác nhau: - Nếu phản ứng với andehit formic thì tạo thành ancol bậc 1 - Từ andehit RCHO sẽ tạo ancol bậc 2:- Từ xeton R’−CO−R” sẽ tạo thành ancol bậc 3: andehyd formic r-îu bËc 1 Cho phÐp ®iÒu chÕ RCHO r-îu bËc 2 r-îu cã sè nguyªn tö C , nhiÒu h¬n dÉn xuÊt R-C-R r-îu bËc 3 ban ®Çu = O❖Cộng hợp vào esteHợp chất cơ magie RMgX cộng hợp vào nhóm cacbonyl C=Ocủa este tạo xeton ete khanxeton được tạo ra phản ứng với RMgX, nếu thủy phân sẽ tạora ancol bậc 3 ancol bËc 3❖Cộng hợp vào hợp chất clorua axitPhản ứng của hợp chất RMgX với clorua axit RCOCl xảy ratương tự như phản ứng với este tạo xeton và sản phẩm cuốisau thủy phân là ancol bậc 3 ete khanNếu nhiệt độ phản ứ ...