Lý thuyết trọng tâm về anđehit - xeton tài liệu bài giảng doc

Khóa h
ọc LTðH môn Hóa –Thầy Ngọc
Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton


Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1
-


LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANðEHIT-XETON
TÀI LIỆU BÀI GIẢNG


I. KHÁI NIỆM CHUNG
1. ðịnh nghĩa
- Anñehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử
H (R-CH=O).
VD:

- Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm >C=O liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử C (RCOR’).
VD:

2. Danh pháp
- Anñehit:
+
Tên thay thế:
Tên Anñehit = Tên hiñrocacbon tương ứng theo mạch chính + al.
+
Tên thông thường:
Tên Anñehit = Tên axit tương ứng + ñuôi “anñehit” thay cho “ic”.

VD:

- Xeton:
+
Tên thay thế:
Tên Xeton = Tên hiñrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + on.
+
Tên gốc – chức:
Tên Xeton = Tên 2 gốc hiñrocacbon gắn với nhóm >C=O + xeton.
VD:
+
Tên thông thường: axeton, axetophenon.
3. Tính chất vật lý
Añehit và xeton không có liên kết H nên nhiệt ñộ nóng chảy và nhiệt ñộ sôi thấp hơn ancol tương ứng nhưng do liên
kết –CO- tạo ra sự phân cực nên vẫn cao hơn hiñrocacbon có cùng C.
II. ðỒNG ðẲNG ðỒNG PHÂN
1. ðồng ñẳng
Tùy theo cấu tạo của anñehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ) mà ta có các dãy ñồng ñẳng khác nhau. Trong
chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy ñồng ñẳng anñehit/xeton no, ñơn chức, mạch hở, có các ñặc ñiểm sau:
- Công thức dãy ñồng ñẳng: C
n
H
2n
O.
- Khi ñốt cháy:
2 2
H O CO
n = n

Ngoài ra, cũng cần chú ý ñến các dãy có công thức dạng C

n
H
2n-2
O
x
(no, mạch hở, 2 chức hoặc không no, một nối
ñôi, mạch hở, ñơn chức) khi ñốt cháy:
2 2
H O CO
n < n
và
2 2
an®ehit/xeton CO H O
n = n - n

2. ðồng phân
Ngoài ñồng phân về mạch C, anñehit và xeton còn là ñồng phân loại nhóm chức của nhau.
VD
1
: X là một anñehit thơm có CTPT C
8
H
8
O. Số chất thoả mãn ñiều kiện của X là:
A
. 4. B. 5. C. 6. D. 7.
VD
2
: Số anñehit mạch hở có công thức ñơn giản nhất C
2

H
3
O là:
A. 1. B
. 2. C. 3. D. 4.
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Phản ứng cộng
- Phản ứng cộng H
2
(phản ứng khử):
Tổng quát:

2
o
Ni, t
RCOR' + H RCH(OH)R'
 →

+
Nếu R’ là H:
+
Nếu R’ là gốc hiñrocacbon:
- Phản ứng cộng H
2
O, cộng HCN:
Sản phẩm cộng nước có 2 nhóm –OH gắn vào cùng 1C nên không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch.
Sản phẩm cộng HCN có nhiều ứng dụng quan trọng trong các bài tập ñiều chế - chuỗi phản ứng:
C
R'
R

O + H CN
C
R'
R OH
CN

Do khả năng thủy phân của hợp chất nitril tạo thành axit hữu cơ:
Khóa h
ọc LTðH môn Hóa –Thầy Ngọc
Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton


Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2
-


C
R'
R O H
CO OH
C
R'
R O H
CN

Nên phản ứng này có thể dùng ñể ñiều chế hiñroxy axit và axit không no. (VD chuỗi phản ứng ñiều chế thủy tinh
hữu cơ PMM).
Chú ý:

+
Nếu R’ là H (anñehit)
→
ñiều chế axit không phân nhánh (VD: a. acrylic).
+
Nếu R’ là gốc hiñrocacbon (xeton)
→
ñiều chế axit có nhánh (VD: a. metacrylic).
2. Phản ứng oxh
Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anñehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng
oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này.
- Phản ứng với dung dịch Br
2
hoặc KMnO
4
tạo axit cacboxylic.
Tổng quát:

22
RCHO + Br + H O RCOOH +
2HBr
→

Chú ý:
Anñehit no chỉ làm mất màu Br
2
khi có mặt H
2
O (phản ứng oxh – kh), chỉ anñehit không no mới làm mất
màu dung dịch Br

2
/CCl
4
.
Ứng dụng:
Nhận biết anñehit, phân biệt anñehit no và không no.
- Phản ứng với phức bạc hoặc ñồng:
3 2 4 3 2
2 2 2
RCHO + 2Ag[(NH ) ]OH RCOONH +
2Ag + 3NH + H O
RCHO + 2Cu(OH) + NaOH RCOONa + Cu O + 3H O
→ ↓
→ ↓

Chú ý:
Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do ñó, có thể viết gọn là
3
-
NH
2 2
OH
2 2 2
RCHO + Ag O RCOOH + 2Ag + H O
RCHO + 2Cu(OH) RCOOH + Cu O
+ 2H O
→ ↓
→ ↓

Ứng dụng:

Nhận biết anñehit, tráng gương, tráng ruột phích (thực tế trong công nghiệp người ta dùng glucozơ)
3. Phản ứng ở gốc hiñrocacbon
Do nhóm chức –CHO của anñehit dễ bị oxh nên thực tế, ta chỉ xét ñến phản ứng thế halogen (cũng là tác nhân oxh)
của xeton, trong ñó, ưu tiên vào vị trí của nguyên tử H ở C
α
so với nhóm >C=O.
3
CH COOH
3 3 2 3 2
CH COCH + Br CH COCH Br + HBr
→

VD
5
: Ba chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z có cùng công thức phân tử C
3
H
6
O và có các tính chất : X, Z ñều phản ứng với
nước brom; X, Y, Z ñều phản ứng với H
2
nhưng chỉ có Z không bị thay ñổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với
brom khi có mặt CH
3
COOH. Các chất X, Y, Z lần lượt là
A. C
2
H
5
CHO, CH

2
=CH-O-CH
3
, (CH
3
)
2
CO. B. (CH
3
)
2
CO, C
2
H
5
CHO, CH
2
=CH-CH
2
OH.
C
. C
2
H
5
CHO, (CH
3
)
2
CO, CH

2
=CH-CH
2
OH. D. CH
2
=CH-CH
2
OH, C
2
H
5
CHO, (CH
3
)
2
CO.
(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2008)
Nếu biện luận một cách ñầy ñủ và tuần tự thì:
X tác dụng với nước brom
→
Loại B.
Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH
3
COOH
→
Y có nhóm cacbonyl
→
Loại A.
Chỉ Z không bị thay ñổi nhóm chức
→

Z chỉ có liên kết π ở mạch C
→
Loại D.
→
X, Y, Z lần lượt là : C
2
H
5
CHO, (CH
3
)
2
CO, CH
2
=CH-CH
2
OH.
Tuy nhiên, cũng có một cách biện luận rất thông minh như sau:
Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH
3
COOH
→
Y không thể là ete hay Aldehyde
→

phải là ñáp án C
ðây sẽ là một câu hỏi khó nếu cứ biện luận tuần tự và ñầy ñủ như cách làm thứ nhất, trong ñó có ñiều kiện xảy ra
phản ứng thế Brom của xeton là ñiều mà rất ít thí sinh quan tâm.
Nhưng nếu biện luận như cách làm thứ 2, thì ta thấy bài toán trở nên rất ñơn giản và dễ dàng chọn ñược ñáp án ñúng
mà không cần quan tâm ñến các dữ kiện khác (^^ nếu quan tâm thì cũng có thể thử lại dễ dàng và cho kết quả ok)

IV. ðIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG
1. ðiều chế
a. Phương pháp chung
Oxh ancol bậc I và bậc II tương ứng.
b. Phương pháp riêng
- Với fomanñehit:
3 2
2
o
o
xt, t
2
xt, t
4 2
2CH OH + O 2HCH=O + 2H O
CH + O HCH=O + H O
→
→

- Với axetandehit:
Khóa h
ọc LTðH môn Hóa –Thầy Ngọc
Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton


Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 3
-

2 2 2 3
2 2
PdCl , CuCl
2CH =CH + O 2CH CH=O
→

- Với axeton:
ðiều chế cùng với phenol bằng cách oxh cumen.
VD:
Dãy gồm các chất ñều ñiều chế trực tiếp (bằng một phản ứng) tạo ra anñehit axetic là:
A. CH
3
COOH, C
2
H
2
, C
2
H
4
. B. C
2
H
5
OH, C
2
H
2
, CH
3

COOC
2
H
5
.
C.
C
2
H
5
OH, C
2
H
4
, C
2
H
2
. D. HCOOC
2
H
3
, C
2
H
2
, CH
3
COOH.
(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối A – 2009)

Câu hỏi này vốn không khó nhưng có một số em ñã không nhớ ñược phản ứng oxh C
2
H
4
:
2 2
PdCl , CuCl
2 4 2 3
1
C H + O CH CHO
2
→
nên loại ñã loại trừ ñáp án C. Trong câu hỏi này, ñáp án B và D
(este) bị loại trừ khá dễ dàng.
2. Ứng dụng



Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Nguồn: Hocmai.vn