›
›

Bài giảng Hóa hữu cơ - Chương VII: Hidrocacbon thơm

pdf 39 trang hapham 5310
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa hữu cơ - Chương VII: Hidrocacbon thơm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_huu_co_chuong_vii_hidrocacbon_thom.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hóa hữu cơ - Chương VII: Hidrocacbon thơm

  1. Chöông VII: HIDROCACBON THÔM Bao gồm caùc phaàn sau 1) Ñònh nghóa 2) Danh phaùp 3) Ñieàu cheá 4) Tính chaát vaät lyù 5) Tính chaát hoùa hoïc 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm1
  2. HIDROCACBON THÔM Ñònh nghóa Hidrocacbon thôm laø nhöõng hidrocacbon maïch voøng coù moät ñaëc tính goïi laø tính thôm 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm2
  3. Tính thôm vaø quy taéc Hucken Hôïp chaát muoán coù tính thôm phaûi thoaû maõn caùc ñieàu kieän sau 9Cô caáu voøng phaúng 9Coäng höôûng lieân tuïc ñeàu khaép voøng 9Coù 4n+2 ñieän töû π Baøi taäp 1: Hôïp chaát naøo sau ñaây coù tính thôm + 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm3
  4. HIDROCACBON THÔM Theo IUPAC Khi theá 1 H cuûa benzen ñöôïc daãn xuaát 1 laàn theá. Caùch ñoïc Teân goác theá + benzen C(CH ) CH3 3 3 OMe metylbenzen isopropylbenzen metoxybenzen (toluen) (cumen) (anisol) 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm4
  5. HIDROCACBON THÔM Khi voøng benzen coù chöùa hai nhoùm theá X, Y⇒ xuaát hieän 3 ñoàng phaân vò trí X X X Y Y ortho meta Y para 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm5
  6. HIDROCACBON THÔM Caùch ñoïc Vò trí nhaùnh +teân nhaùnh + teân thoâng thöôøng Baøi taäp 2: goïi teân caùc hôïp chaát sau CH 3 CH3 CH3 NO2 NO2 NO2 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm6
  7. HIDROCACBON THÔM Teân goác CH CH2- 3 phenyl benzyl m-tolyl 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm7
  8. HIDROCACBON THÔM Ñieàu cheá benzen Cu hoaëc thaïch anh 3 HCHC toC Ni(CO) [(C H ) P] 3 HCHC 2 6 5 3 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm8
  9. Ñieàu cheá caùc ankylbenzen Phöông phaùp Wurtz-Fittig Br CH3 ete khan + CH3Br+ Na + NaBr Phöông phaùp Fridel-Crafts R AlCl + R-X 3 + HX Phöông phaùp Clemmensen C R Zn-Hg CH2-R O HCl
  10. HIDROCACBON THÔM Tính chaát hoùa hoïc Hydrocacbon thôm coù theå tham gia caùc phaûn öùng ¾Caùc phaûn öùng coäng ¾Phaûn öùng oxi hoùa ¾Caùc phaûn öùng theá aùi nhaân ¾Phaûn öùng theá aùi ñieän töû 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm10
  11. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Cô cheá : goàm 2 giai ñoaïn H δ+ δ− + + + X-Y X X phöùc π phöùc δ H + X X + Y + H-Y 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm11
  12. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Aûnh höôûng cuûa nhoùm theá coù saün treân nhaân benzen ñeán khaû naêng theá aùi ñieän töû Nhoùm taêng hoaït : laø nhoùm ñaåy e vaøo voøng thôm ⇒ taêng khaû naêng SE Nhoùm giaûm hoaït : laø nhoùm huùt e cuûa voøng thôm ⇒ giaûm khaû naêng SE 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm12
  13. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Nhoùm taêng hoaït : laø nhoùm ñaåy e vaøo voøng thôm - Caùc nhoùm theá mang ñieän tích aâm (+I, +C) nhö O-, S- -Caùc nhoùm theá coù caëp electron töï do (+C>-I) > -OCH > -NH-C-CH -NH2 > -OH 3 3 O -Caùc goác ankyl (+H, +I) CH3 > -CH-CH -C-CH CH3 > -CH2-CH3 3 > 3 CH CH3 3 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm13
  14. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Nhoùm giaûm hoaït : laø nhoùm huùt e cuûa voøng thôm + -NH -NO 3 > 2 > -C N > -SO3H > -COOH> -CHO > halogen 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm14
  15. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Baøi taäp 3: So saùnh khaû naêng theá aùi ñieän töû cuûa caùc chaát sau OH CH 3 NO2 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm15
  16. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Aûnh höôûng cuûa nhoùm theá coù saün treân nhaân benzen ñeán söï ñònh höôùng cuûa nhoùm theá tieáp Khi nhaân benzen coù saün 1 nhoùm theá Y Y laø chaát taêng hoaït Y laø chaát giaûm hoaït Y laø halogen 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm16
  17. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Khi nhaân benzen coù saün hai nhoùm theá Y, Z Vò trí cuûa nhoùm theá thöù 3 ñöôïc quyeát ñònh bôûi nhoùm theá naøo coùkhaûnaênghoaïthoùamaïnhhôn Baøi taäp 4 Cho bieát saûn phaåm cuûa phaûn öùng brom hoùa coù xuùc taùc AlCl3 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm17
  18. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû OMe CH3 NO2 Cl NO2 OH OMe NH-CO-CH 3 NH-CO-CH3 CH3 CH3 NO2 CH3 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm18
  19. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi ñieän töû Moät soá phaûn öùng theá aùi ñieän töû Phaûn öùng nitro hoùa Phaûn öùng sunfo hoùa Phaûn öùng halogen hoaù Phaûn öùng alkyl hoùa Phaûn öùng axyl hoùa 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm19
  20. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng nitro hoùa Phaûn öùng nitro hoùa Laø phaûn öùng maø H cuûa nhaân thôm ñöôïc thay baèng nhoùm –NO2 NO2 H SO + HNO 2 4 3 toC 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm20
  21. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng nitro hoùa + + - HNO + H SO H O 3 2 4 NO2 + 3 + HSO4 + ⇒H2SO4 ññ huùt nöôùc, taïo nhieàu ion NO2 H NO2 + + Cô cheá + NO2 NO2 H NO2 - + HSO + 4 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm21
  22. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng sunfo hoùa Phaûn öùng sunfo hoùa Laø phaûn öùng maø H cuûa nhaân thôm ñöôïc thay baèng nhoùm - SO3H SO3H + H2SO4 axit benzensunfonic 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm22
  23. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng sunfo hoùa + - HSO 2 H2SO4 SO3H + 4 + H2O H SO H O 3 + + + S O OH SO3H H SO3H + - HSO4 + + H2O 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm23
  24. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng halogen hoaù Phaûn öùng halogen hoaù Phaûn öùng theá H cuûa nhaân thôm baèng nguyeân töû halogen X FeCl X 3 + 2 + HX X: halogen 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm24
  25. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng halogen hoaù + - Cl-Cl + FeCl3 Cl + FeCl4 H Cl + + Cl + H Cl Cl + - + FeCl4 + FeCl3 + HCl 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm25
  26. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng halogen hoaù Baøi taäp 5: cho bieát saûn phaåm chính cuûa caùc phaûn öùng sau CH2Cl hv CH3 + Cl2 CH3 CH3 ALCL 3 Cl Cl 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm26
  27. Phaûn öùng alkyl hoùa Laø phaûn öùng thay theá H cuûa nhaân thôm baèng goác ankyl Taùc nhaân ankyl hoùa : R - Ankyl halogenua R-X RX + + HX CH2-CH3 -Anken + CH2=CH2 R -Ancol + ROH + H2O
  28. HIDROCACBON THÔM Ankyl hoùa vôùi taùc nhaân laø ankylhalogenua (RX) R FeCl3 + RX + HX Cô cheá 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm28
  29. HIDROCACBON THÔM 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm29
  30. HIDROCACBON THÔM Ñaëc ñieåm R FeCl3 + RX + HX -Saûn phaåm thöôøng laø daïng ña ankyl hoùa C(CH ) 3 3 C(CH3)3 AlCl3 + (CH3)3-Cl + C(CH3)3 chính phuï 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm30
  31. Ankyl hoùa vôùi taùc nhaân ankyl hoùa laø anken CH(CH3)2 H2SO4 + CH3-CH=CH2 Cô cheá + - CH3-CH=CH2+ H2SO4 CH3-CH-CH3+ HSO4 H CH(CH ) + 3 2 + CH3-CH-CH3 + CH(CH3)2 H CH(CH3)2 - + HSO + 4 + H2SO4
  32. Ankyl hoùa vôùi taùc nhaân ankyl hoùa laø ancol R H SO + ROH 2 4 + H2O + H - ROH + H SO R O + HSO Cô cheá 2 4 H 4 H R + + R + R H R - + HSO + 4 + H2SO4
  33. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng axyl hoùa Laø phaûn öùng thay H cuûa voøng thôm baèng goác axyl H3C C O CH - C - Cl AlCl + 3 3 + HCl O H C O O 3 C H3C C + AlCl3 O + CH3COOH H3C C O 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm33
  34. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng axyl hoùa Cô cheá O + - C FeCl R-C=O + FeCl R Cl + 3 4 R H C O + + R-C=O + R R CO H C O + - + FeCl4 + FeCl3 + HCl 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm34
  35. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi nhaân (SN) Hôïp chaát hidrocacbon thôm khoù tham gia phaûn öùng theá aùi nhaân X Y khoù xaûy ra + Y + X 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm35
  36. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi nhaân (SN) Cl ñieàu kieän thöôøng + ddNaOH Cl OH t=300oC + NaOH + NaCl p=280at 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm36
  37. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng theá aùi nhaân (SN) Phaûn öùng SN xaûy ra deã neáu treân nhaân thôm, neáu coù theâm caùc nhoùm theá huùt ñieän töû maïnh naèm ôû vò trí ortho hoaëc para so vôùi nhoùm theá 1. Cl OH t=130oC + ddNa2CO3 + NaCl Sn2 NO 2 NO2 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm37
  38. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng oxi hoùa Benzen : haàu nhö trô vôùi caùc taùc nhaân oxi hoùa Ankylbenzen: goác ankyl bò oxi hoùa thaønh -COOH CH3 COOH KMnO4 o H2O, 95 C 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm38
  39. HIDROCACBON THÔM Phaûn öùng oxi hoùa Phaûn öùng oxi hoùa naøy xaûy ra ôû noái C-H taïi vò trí keà voøng thôm Baøi taäp 6: cho bieát saûn phaåm chính cuûa caùc phaûn öùng CH2-CH3 COOH KMnO4 H2O C-(CH3)3 KMnO 4 khoâng phaûn öùng H2O 12/7/2010 606001 hidrocacbon thơm39