các dạng bài tập về axit cacboxit

1
Ch ng ươ
Ch ng ươ
12
12


AXIT CACBOXYLIC
AXIT CACBOXYLIC


Nội dung
Nội dung

Tên gọi
Tên gọi

Phương pháp điều chế
Phương pháp điều chế

Cấu trúc và tính chất
Cấu trúc và tính chất

Phản ứng hóa học
Phản ứng hóa học
ORGCHEM 2
2

Axit cacboxylic là các hợp chất
Axit cacboxylic là các hợp chất

chứa nhóm –COOH (
chứa nhóm –COOH (
cacboxyl
cacboxyl
).
).

Axit carboxylic rất phổ biến, có nhóm chức
Axit carboxylic rất phổ biến, có nhóm chức
quan trọng (ở
quan trọng (ở


amino axit
amino axit
,
,
axit béo
axit béo
….)
….)

Xuất phát điểm để điều chế các dẫn xuất
Xuất phát điểm để điều chế các dẫn xuất
(
(
axyl clorua, anhydrid axit, este, amit
axyl clorua, anhydrid axit, este, amit
… ).

… ).
3
Tên g iọ
Tên g iọ

Lấy
Lấy
mạch carbon dài nhất
mạch carbon dài nhất
chứa nhóm
chứa nhóm
carboxyl,
carboxyl,
COOH
COOH
(vị trí #
(vị trí #
1
1
), đánh số
), đánh số
các nhóm thế.
các nhóm thế.

Axit
Axit
+ tên của ankan này và thêm
+ tên của ankan này và thêm
-
-

oic
oic
.
.
Tên IUPAC
Tên IUPAC
4

CH
CH
3
3
CH
CH
2
2
COOH
COOH






axit Propanoic
axit Propanoic


(
(

axit
axit


propan
propan
+
+
oic
oic
)
)

Gọi tên hợp chất
Gọi tên hợp chất





Vẽ cấu trúc của axit 2-bromohexanoic.
Vẽ cấu trúc của axit 2-bromohexanoic.
5

Khi có một nhóm -COOH hoặc hơn gắn vào
Khi có một nhóm -COOH hoặc hơn gắn vào
vòng thì:
vòng thì:
axit +
axit +

gọi tên của vòng đó +
gọi tên của vòng đó +
carboxylic
carboxylic
.
.

Nguyên tử carbon atom có nhóm -COOH đánh
Nguyên tử carbon atom có nhóm -COOH đánh
số
số
1
1
.
.




Axit
Axit
xyclobutacarboxyli
xyclobutacarboxyli
c
c
Hợp chất vòng
Hợp chất vòng
6

Vẽ cấu trúc của

Vẽ cấu trúc của


axit
axit
1-cyclohexenecarboxylic.
1-cyclohexenecarboxylic.



Gọi tên của
Gọi tên của


7

Nhiều axit carboxylic có tên riêng
Nhiều axit carboxylic có tên riêng
(trivial) rất khác với tên theo hệ IUPAC.
(trivial) rất khác với tên theo hệ IUPAC.

Hai axit quan trọng nhất là
Hai axit quan trọng nhất là


axit formic
axit formic
(
(
ki  ế

ki  ế
) và
) và


axit axetic
axit axetic
(
(
d mấ
d mấ
)
)
Tên thông thường
Tên thông thường
8
9

Muối của axit carboxylic
Muối của axit carboxylic
RCO
RCO
2
2
H
H
có tên
có tên
là
là

carboxylat
carboxylat
,
,
RCO
RCO
2
2
-
-




Natri benzoat
Natri benzoat








Kali axetat
Kali axetat





methanoic acid
formic acid
HCOOH
ethanoic acid
acetic acid
CH
3
COOH
propanedioic acid
malonic acid
HOOC-CH
2
-COOH
butanedioic acid
succinic acid
HOOC-CH
2
CH
2
-COOH
10

Các axit carboxylic có trong thiên nhiên
Các axit carboxylic có trong thiên nhiên
11
Bài t pậ
Bài t pậ

Vẽ cấu trúc của các hợp chất sau:
Vẽ cấu trúc của các hợp chất sau:

a. Axit 3-methylbutanoic
a. Axit 3-methylbutanoic
b. Axit 4-brompentanoic
b. Axit 4-brompentanoic
c. Axit 4-hexenoic
c. Axit 4-hexenoic
d. Axit 2-ethylpentanoic
d. Axit 2-ethylpentanoic
e. Axit
e. Axit
trans
trans
-2-methylxyclohexancarboxylic
-2-methylxyclohexancarboxylic
12

Prob
Prob
10.2
10.2
a. Axit 2,3-Dimetylhexanoic
a. Axit 2,3-Dimetylhexanoic
b. Axit 4-Metylpentanoic
b. Axit 4-Metylpentanoic
c. Axit
c. Axit
o
o
-Hidroxybenzoic
-Hidroxybenzoic

d. Axit
d. Axit
trans
trans
-1,2-Xyclobutandicarboxylic.
-1,2-Xyclobutandicarboxylic.
13
C u trúc và Tính ch tấ ấ
C u trúc và Tính ch tấ ấ

Nhóm chức carboxyl gồm hai nhóm
Nhóm chức carboxyl gồm hai nhóm
chức: nhóm
chức: nhóm
hidroxyl
hidroxyl
liên kết với nhóm
liên kết với nhóm
carbonyl
carbonyl
.
.

Sự tương tác
Sự tương tác
cộng hưởng (liên hợp)
cộng hưởng (liên hợp)
của
của
cặp e chưa dùng của oxi-hydroxyl với hệ

cặp e chưa dùng của oxi-hydroxyl với hệ
π
π
của nhóm carbonyl
của nhóm carbonyl
C=O
C=O
.
.
- C
O
O-H
sp
2

14

Nhóm
Nhóm
CO
CO
2
2
H
H
là
là
phẳng
phẳng
với C-lai hóa

với C-lai hóa
sp
sp
2
2
.
.

Cả hai liên kết
Cả hai liên kết
O-H
O-H
và
và
C=O
C=O
đều phân
đều phân
cực (do khác nhau về độ âm điện của các
cực (do khác nhau về độ âm điện của các
nguyên tử).
nguyên tử).
15
Kết quả:
Kết quả:




tạo thành

tạo thành
liên kết hidro mạnh
liên kết hidro mạnh
với
với
phân tử axit carboxylic khác;
phân tử axit carboxylic khác;




tạo thành
tạo thành
liên kết hidro
liên kết hidro
với hệ có
với hệ có
liên
liên
kết
kết


hidro
hidro
(
(
như
như
nước).

nước).
C
O
OH
R
C
O
HO
R C
O
OH
R
H
O
H
H
H
O
16

Hệ quả
Hệ quả
:
:



điểm nóng chảy
điểm nóng chảy
và

và
điểm sôi
điểm sôi


……
……
so
so
với các đồng đẳng ancol tương ứng.
với các đồng đẳng ancol tương ứng.

Tính tan
Tính tan


……
……
trong môi trường nước.
trong môi trường nước.

Tạo
Tạo
dimer
dimer
trong pha khí và dimers hay
trong pha khí và dimers hay
dạng tập hợp trong chất lỏng tinh khiết.
dạng tập hợp trong chất lỏng tinh khiết.
17


Axit carboxylic có tính axit
Axit carboxylic có tính axit
cao nhất trong các hợp chất
cao nhất trong các hợp chất
hữu cơ đơn giản (
hữu cơ đơn giản (
pKa ~
pKa ~
5
5
).
).

Sự cộng hưởng làm bền hóa
Sự cộng hưởng làm bền hóa
ion carboxylat, cho phép
ion carboxylat, cho phép
ddiejn tích âm
ddiejn tích âm
giải tỏa
giải tỏa
giữa
giữa
hai
hai
hai nguyên tử oxi mang
hai nguyên tử oxi mang
điện âm
điện âm

.
.
- C
O
O


-
Tính axit
Tính axit
18
(Giá trị
(Giá trị
pKa
pKa
càng thấp
càng thấp
, axit càng
, axit càng
mạnh
mạnh
)
)




tính axit mạnh
tính axit mạnh
hơn Ancol (với pKa ~

hơn Ancol (với pKa ~
16
16
).
).




tính axit yếu
tính axit yếu
hơn so với các axit như
hơn so với các axit như
HCl hay H
HCl hay H
2
2
SO
SO
4
4
.
.


So sánh
So sánh
19

Nhóm thế kề bên

Nhóm thế kề bên
kéo electron
kéo electron
,
,
R
R
,
,
………
………
tính axit do làm tăng thêm độ
tính axit do làm tăng thêm độ
bền của nhóm carboxylat.
bền của nhóm carboxylat.


R
R
-COOH
-COOH
→
→


R
R
COO
COO
-

-
+ H
+ H
+
+

Nhóm thế kề bên
Nhóm thế kề bên
đẩy electron
đẩy electron


làm
làm
……
……
tính axit do làm giảm bớt độ bền
tính axit do làm giảm bớt độ bền
của nhóm carboxylat.
của nhóm carboxylat.
Nhóm thế  Tính axit
20


Axit
Axit


Carboxylic C u trúc ấ
Carboxylic C u trúc ấ

pKa
pKa







Ethaoic acid CH
Ethaoic acid CH
3
3
CO
CO
2
2
H
H
4.7
4.7

Propaoic acid CH
Propaoic acid CH
3
3
CH
CH
2
2

CO
CO
2
2
H
H
4.9
4.9

Fluoroethaoic acid CH
Fluoroethaoic acid CH
2
2
FCO
FCO
2
2
H
H
2.6
2.6

Chloroethaoic acid CH
Chloroethaoic acid CH
2
2
ClCO
ClCO
2
2

H
H
2.9
2.9

Dichloroethaoic acid CHCl
Dichloroethaoic acid CHCl
2
2
CO
CO
2
2
H
H
1.3
1.3

Trichloroethaoic acid CCl
Trichloroethaoic acid CCl
3
3
CO
CO
2
2
H
H
0.9
0.9


Nitroethaoic acid O
Nitroethaoic acid O
2
2
NCH
NCH
2
2
CO
CO
2
2
H
H
1.7
1.7
21
Đi u ch axit Carboxylicề ế
Đi u ch axit Carboxylicề ế

Carboatio
Carboatio


of Grigards
of Grigards




Hydrolysis
Hydrolysis


of Nitriles
of Nitriles







Oxidatio
Oxidatio


of 1
of 1
o
o
Alcohols
Alcohols



Oxidatio
Oxidatio

of Aldehydes
of Aldehydes





Oxidatio
Oxidatio


of Alkyl Bezees
of Alkyl Bezees


22
Carboxyl hóa tác nhân Grignard
Carboxyl hóa tác nhân Grignard

Phản ứng của
Phản ứng của
tác nhân Grignard
tác nhân Grignard
với
với
CO
CO
2
2
rắn (băng khô) thường được tiến

rắn (băng khô) thường được tiến
hành trong Et
hành trong Et
2
2
O hoặc THF;
O hoặc THF;

Tiếp theo xử lí với axit để cho axit
Tiếp theo xử lí với axit để cho axit
carboxylic
carboxylic
.
.


23

Có thể xem
Có thể xem
CO
CO
2
2
như một hợp chất
như một hợp chất
dicarbonyl,
dicarbonyl,
O=C=O
O=C=O

.
.

Tạo ra axit có thêm
Tạo ra axit có thêm
một
một
C
C


so với
so với
halogenua ban đầu, dùng để điều chế
halogenua ban đầu, dùng để điều chế
tác nhân Grignard
tác nhân Grignard
.
.


R
R
X
X
→
→


R

R
MgX
MgX
→
→


R
R
C
C
OOH
OOH

Dạng phản ứng:
Dạng phản ứng:


Cộng Nucleophin
Cộng Nucleophin
24


Th y phân Nitrinủ
Th y phân Nitrinủ



Ankyl halogenua
Ankyl halogenua

bậc 1
bậc 1
o
o
và bậc 2
và bậc 2
o
o
(X =
(X =
Cl, Br, I
Cl, Br, I
) hoặc
) hoặc
tosylat
tosylat
tham gia phản
tham gia phản
ứng thế
ứng thế
S
S
N
N
2
2
với muối xianua cho nitrin.
với muối xianua cho nitrin.

25

Thủy phân Nitrin cho axit carboxylic axit
Thủy phân Nitrin cho axit carboxylic axit
mà không cần phải tách
mà không cần phải tách
amit trung gian
amit trung gian
.
.


R
R
X
X
→
→


R
R
CN
CN
→
→


R
R

CONH
CONH
2
2
→
→


R
R
C
C
OOH
OOH

Lưu ý
Lưu ý
: khung cácbon có thêm
: khung cácbon có thêm
1
1
nguyên
nguyên
C
C


tử thông qua phương pháp này.
tử thông qua phương pháp này.