Giáo trình cơ sở hóa học hữu cơ Tập 2

Giáo trình
cơ sở
HO
入
HỌC
Hữu Cơ
Tập haỉ
TRẦN QUỐC SƠN - ĐẶNG VĂN LIẾU
GS.TS TRẦN QUỐC SƠN -
T t
ĐẶNG VĂN LIẾU
GIÁO TRÌNIH
Cơ SỞ HOÁ NỌC HỮU Cơ
TẬP HAI
(Tái bản lần thư sáu)
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠII HỌC sư PHẠM
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU 9
CHƯƠNG VI. DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HIĐRO CACBON.
HỢP CHẤT C ơ NGUYÊN T ố

15
§VM. DẦN XUẤT HALOGEN 16
1.1. Danh pháp. Đổng phân 17
1.2. Tính chất vật lí 20
1.3. Tính chất hoá học 24
1.4. Điều chế 33
1.5. Đặc tính hoá học của các dẫn xuất íluo

35
1.6. Giới thiệu riêng 36

1.7. Vài nét về ứng dụng thực tiền và tác hại của một số nhóm dẫn xuất halogen
đối với môi trường 38
Bài tập 40
Điều nên biết VIA.
Các clorofluorocacbon (CFC) và sự suy giảm tầng ozon

41
§VỈ-2. HỢP CHẤT Cơ NGUYÊN TÔ 43
2.1. Danh pháp 43
2.2. Hợp chất cơ magie 44
2.3. Hợp chất cơ lithi 46
2.4. Hợp chất cơ kẽm 47
Điều nên biết VI B.
Tổng hợp ankan trên cơ sở hợp chất cơ đồng và dẫn xuất
halogen 48
2.5. Hợp chất cơ photpho 50
2.6. Hợp chất cơ arsen 55
2.7. Hợp chất cơ silic 56
Điểu nên biết VI c.
Vài nét về hoạt tính sinh học của dẩn xuất halogen
và hợp chất cơ photpho 57
Bài tập 59
Tóm tắt kiến thức chương VI 61
Bài tập bổ sung 63
CHƯƠNG VII. A N C O L -P H E N O L -E T E 65
§VIM. MONOANCOL 72
1.1. Danh pháp, đổng phân 72
1.2. Tính chát vật lí : 75
1.3. Tính chất hoá hoc 80
Điều nên biết VIIA.

Phương pháp cân bằng phương trình phản ứng
oxi hoá - khử trong hoá hữu cơ 85
1.4. Điều chế 87
1.5. Giới thiệu riêng 89
Điểu nên biết VII B.
Rượu và sức khoẻ con người 92
Bài tập 93
§VII-2. POLIANCOL 94
2.1. Danh pháp 94
2.2. Tính chất vật lí 95
2.3. Tính chất hoá học 96
2.4. Giới thiệu riêng 99
Đài tập 100
§VII-3. PHENOL 101
3.1. Danh pháp 101
3.2. Tính chất vật lí 102
3.3. Tính chất hoá học 104
Điều nên biết VII c.
Phản ứng thế của phenol và một sô sản phẩm
có ứng dụng thực tiễn 108
3.4. Giới thiệu riêng 112
Bài tập
.


114
§VII-4. ETE VÀ EPOXIT 115
4 .1 . E te 116
Điều nên biết VII D.
Đế phòng cháy và nổ khi sử dụng ete

trong phòng thí nghiệm

121
4.2. Epoxit



122
Điều nên biết VII E.
Ete crao và criptan 124
Bài tập 126
Tóm tắt kiến thức chương V II 126
Bài tập bổ sung 129
CHƯƠ NG VIII. ANĐ EH IT V À X E T O N 133
§VIIM. HỢP CHẤT MONOCACBONYL 135
1.1. Danh pháp 135
1.2. Tính chất vặt lí 137
1.3. Tính chất hoá học 142
Điều nên biet VIIIA.
Hoá học trong hoạt động nhìn của con m ắt

152
1.4. Điều chế 159
Đ/ét/ nén 6/ếf V7//g•し ập quy trình giải bài tổng hợp hữu cơ nhiều giai đoạn

162
1.5. Giới thiệu riêng 165
1.6. Một số anđehit và xeton có trong tinh dầu 1り,
Bài tập 169
4

§VIII-2. HỢP CHẤT ĐICACBONYL (ĐIANĐEHIT VÀ ĐIXETON)

17C
2.1. Phân loại và danh pháp 1ブ0
2.2. Hợp chất 1,2-đicacbonyl 172
2.3. Hợp chất 1,3-đicacbonyl 173
2.4. Hợp chất 1,4-đicacbonyl 175
2.5. Quinon 175
Bài tập 178
Điều nên biet VIII c.
Quinon, pham nhuộm và Chat chuyển dịch electron

179
Tóm tắt kiến thức chương VIII 181
Bài tập bổ sung 183
CHƯƠNG IX. AXIT CACBOXYLIC - DAN x u ấ t c ủ a AXIT - LIPIT

187
§IX-1. AXITCACBOXYLIC 188
1.1. Danh pháp 189
Điều nên biết IX A.
Nguon gốc tên gọi của một so axit cacboxylic

190
1.2. Tính chất vật lí 191
1.3. Tính chất hoá học 196
1.4. Điều chế 203
1.5. Giới thiệu riêng 204
Điều nên biết IX B.
Prostaglandin 207

Bài tập 208
§ỈX-2. DẪN XUẤT CỦA AXIT CACBOXYLIC VÀ DAN x u ấ t
CỦA AXIT CACBONIC 210
2.1. Dẩn xuất của axit cacboxylic 210
Điểu nên biết IX c.
Ancol hoá este. Phản ứng trao đổi este hay transeste hoá . 214
Điều nên biết IX D.
Thành phần hoả học và tác dụng dược lí của nhựa cóc
và thịt cóc 219
2.2. Khái niệm về đẫn xuất của axit cacbonic

220
Bài tập
.
223
§IX-3. LIPIT 224
3.1. Triglixerit (Chất béo) 224
3.2. Khái niệm về sáp, photpholipit, steroit

229
3.3. Sơ lược về sự trao đổi lipit trong cơ thể

233
3.4. Khái niệm vể xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp 235
Bài tập 239
Tóm tẳt kiến thức chương IX 240
Bài tập bổ sung 242
CHƯƠNG X. HỢP CHẤT CHỨA NITƠ 247
§x-1. AMIN 250
1.1. Danh pháp 250

1.2. Tính chất vật lí 252
1.3. Tính chất hoá học 256
Điều nên biết X A.
Amin bậc hai và bệnh ung thư

260
1.4. Điều chế 266
1.5. Giới thiệu riêng 269
Đieu nên biết X B.
Một số amin quan trọng trong y học

270
1.6. Amoni hiđroxit bậc bốn 272
Bài tập 273
Điều nên biết X
c. Phản ứng của hợp chất nitro 274
§X-2. MUỐI ARENDIAZONI 276
2.1. Điếu chế và cấu trúc muối arendiazoni 277
2.2. Các phản ứng của muối arendiazoni kèm theo sự loại bỏ nitơ

278
2.3. Các phản ứng của muối arendiazoni không giải phóng nitơ

280
Bài tập 282
§X-3. HỢP CHẤT MÀU AZO VÀ PHAM n h u ộ m

283
3.1. Khái niệm về màu; quan hệ giữa cấu trúc và màu 283
3.2. Các loại phẩm nhuộm quan trọng 286

Điểu nên biết X D.
Vài nét về phẩm nhuộm thiên nhiên

289
Bài tập

291
Tóm tắt kiến thức chương X 292
Bài tập bổ sung 294
CHƯƠNG XI. HỢP CHẤT DỊ VÒNG 299
§X M . ĐẠI CƯƠNG VÉ CÁC DỊ VÒNG 300
1.1. Phân loại dị vòng 300
1.2. Danh pháp dị vòng 301
1.3. Tính chất 303
Bai tap 306
§x卜2. DỊ VÒNG THƠM NÀM CẠNH 307
2.1. Cấu trúc 308
2.2. Tính chất hoá học 308
Đieu nên biet XIA.
Tổng hợp vòng pirole từ hợp chất cacbonyl

310
2.3. Sơ lược vé các 1,3-azole 312
Bài tập 314
§XI-3. DỊ VONG THƠM SÁU CẠNH
3 .1 . Cấu trúc
3.2. Tính chất hoá học
Điều nên biết XI B.
Tổng hợp vòng piriđin từ hợp chất cacbonyl
3.3. Sơ lược về các diazin

314
315
316
319
321
§XI-4. ANKALOIT 323
4 . 1 . Nhóm piriđin 323
4.2. Nhóm quinolin 324
4.3. Nhóm isoquinolin 325
4.4. Nhóm inđole 326
4.5. Nhóm azole 327
4.6. Nhóm tropan 327
Điều nên biết XI
c. Vài nét về các chất ma tuỷ: Morphin và một số dẫn xuất 328
Bài tập 331
Tóm tẳt kiến thức chương XI 332
Bài tập bổ sung 333
TRẢ LỜI MỘT SỐ BÀI TẬP 331
Chương VI 339
Chương VII 340
Chương VIII 342
Chương IX 344
Chương X 346
Chương XI 348
MỤC LỤC TRA cứ u 341
Lời nói dấu
Bộ
^Giáo trình Cơ sà hoá học hữu
íy/ ' được biên soạn theo chương trình
Hoá học hữu cơ Cao đảng Sư phạm (CĐSP), chuyên môn 1 (môn Hoá học là

chủ yếu), do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành năm 2002.
Do có sự liên thông giữa chương trình CĐSP và chương trình Đại học
Sư phạm (ĐHSP), nội dung của giáo trình này gần như tương đương với giáo
trình tương ứng của các trường ĐHSP. Vì vậy, bộ sách này không những là tài
liệu giáo khoa cho sinh viên CĐSP, mà còn có the dùng được cho các sinh
viẻn khoa Hoá học ĐHSP và sinh viên các trường Đại học khác có đi sâu về
Hoá học, cùng học sinh các lớp nãng khiếu về Hoá học ở bậc Trune học phố
thông. Ngoài ra, bộ sách này còn là tài liệu tham kháo cho giáo viên Hoá học
các trường phổ thông và cán bộ giáng dạy Hoá học hữu cơ ở các trường Đại
học, Cao đảng.
Bộ
"Giáo trình Cơ sà lìoú học Ììữu C(f"
gồm ba tập, tương ứng với ba
học phần của chương trình.
Tập môt gồm 3 chương, với nổi dung chủ yếu là các vấn dề dại cương
về Hoá học hữu cơ và niơrocacbon.
Chương I có nhan đé “ Đại cương hoá học hữu cơ” đặt cơ sở lí thuyết
để học tất cả các chương sau. Đó là các khai niệm về cấu trúc, mối quan hệ
cấu trúc - tính chất, các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, các khái niệm rộng
về phán ứng hữu cơ, và một số nguyên tắc ban đầu về danh pháp hữu cơ.
Các chưcrng II, III, IV vận dụng kiến thức ớ chương I vào việc kháo sát
cụ thô các loại hợp chất hữu cơ căn bán nhất, đó là các hiđrocacbon no, không no
và thơm. Trong các chương này, một số vấn đề lí thuyết tương đối khó như cấu
dạng, đồng phân hình học, cơ chế phản ứng được phát triển lên một mức mới.
Kết thúc tập một là chương V để cập đến nguồn hiđrocacbon từ thiên nhiên.
Tập hai gồm 6 chương, đề cập đến các dẫn xuất của hiđrocacbon và
hợp chất dị vòng, trên cơ sờ vận dụng và phát triển các kiên thức dại cương
hoá học hữu cơ, đồng thời phát triển các kiến thức về hiđrocacbon.
Mở đầu tập hai ià chương VI về dẫn xuất halogen và hợp chất cơ nguyên
tố. Các chương VII, VIII, IX, đề cập đến các chức chứa oxi theo trình tự: dẫn

xuất hiđroxi, dẫn xuất 0X0 và axit cacboxylic cùng các dần xuâì
ờ
nhóm chức,
bao gồm cá lipit.
Chươiìg X nói về các hợp chất chứa niíơ và kết thúc tập hai là chưcmg XI về
các hợp chất dị vòng. Những vấn đề lí thuyết được phát triển nhiều ớ tập hai là
quan hệ giữa cấu trúc với tính chất và các khái niệm về cơ chế phán ứng.
Tập được chia thành bốn chương, nhằm kháo sát các loại hợp chất
phức tạp hom ở hai tập trước. Đó là các chương XII, XIII và XIV lần lượt đé
cập tới các hợp chất tạp chức, cachohiđrat, protein Chương cuối cùng cũa
tập ba, cũng là cuối cùng của bộ sách, có nhan đề ‘‘Hợp chất cao phản tử” :
chương này liên quan tới hầu hết các loại hợp chất hữu cơ dà được đề cập
trước đó. Để phục vụ cho việc học các hợp chất tạp chức và cacbohidrat cũng
như các hợp chất phức tạp khác, chương XII phát triển vấn dề đồng phân
quang học (nêu lần đầu ở chương I)lên mức cao cần thiết.
Sơ dổ cấu trúc của bộ
^UỈUO trình Cơ sở lìoci học hữu
íy/ ' được ncu ở
báng kèm theo đây (xem trang 11).
Trong mỗi chương cùa bộ sách, ngoài các bài cụ thế (được ghi hằng các
dấu §) kèm theo một số bài tập vận dụng, có mớ đầu của chương, tóm tắt kiến
thức toàn chương, và các bài tập hổ sung cuối chương đê làm thêm khi có nhu
cầu. Đáng chú ý là Irong mỏị chương có một vài bài tham khảo ngán dưới liêu
đề t4Điều nên biêV'. Các bài iham kháo này có các chú dề khác nhau về hoá
học lí thuyết, ứng dụng thực tiễn hay phương pháp học tập. Cấc đoạn thuộc
phán ‘‘mểm’’，cũng dùng để tham khảo được ghi nhận bằng các dấu ▼ (bắt
đầu) và A (kết thúc) thay cho chữ nhỏ trước đây. Cuối mỗi tập sách đều có
lìướmỊ dủn ỊỈUỈỈ và trci lời một số bài tập
và
bảtìiỉ mục lục tra cứu

theo trình tự
chữ cái.
Những diều nêu trên cùng với sự tăng cường kênh hình và số lượng bài
tập là những điểm khác biệt cơ bán của bộ giáo trình này so với bộ giáo trình
cùng tác giả được xuất bản trước đây.
10
TẬP MỘT
ĐẠI CƯƠNG VÀ HIĐROCACBON
ỉ 9han ímg hữu cơ
• Sự phàn cãl và hình Ihành liciì kcl
• Thuyết trạng thái chuyên liêp
• c:ơ chế phán ứng
Danh pháp hữu cơ
// Iơrocacbon
• Ankan
• Ankađicn
• Xicloankan
• Ankin
• Củu dạng • A ren
• Ankcn
• H(tp chất lh(Tni không có vòng benzen
• Dỏng phàn hình h(.K • Nguồn hiđrocacbon lừ thiên nhiên
TẬP HAI
HỢP CHÁT ĐƠN CHỨC VÀ ĐA CHỨC ĐÓNG NHẤT. DỊ VÒNG
('a n í rúc phàn í ừ
• Cáu lạo hoá học
• Ciíu trúc không gian
• Cấu trúc elcctrcMi
• Hiệu ứng câu trúc
• Xác định cấu trúc

Chức chứa halogen, kim loai và phoípho
• Dẩn xuấl halogen
• Hợp chíú cơ nguyên lò
Chưc chứa nitơ
• Amin
• Muôi điiư.oni
• Hirp chấl màu đia/.o và phám nhuộm
Chức chứa oxi
• Monoancol • ỉlítpchàl cacbonyl
• Poliancol
• Axil cachoxylic
• Phenol • Dản xuất của axit
• Etc và cpoxil • I.ipil
Hợp chất dị vồng
• Danh pháp và
丨
ính chài
• Dị vòng nãm cạnh
• Dị vòng sáu cạnh
• Ankaloil
TẬP BA
HỢP CHẤT TẠP CHỨC VÀ POLIME
Htrp chát tap cliửc
• H(rp chai hidroxicachonyl
• Hiđroxi axil
• Đổng phân quang hoc
• Amino axil
Hợp chất í h i én nhiên
• Monosaccaril
• Oligosaccaril Polisaccaril

• Pcplil. Protein
• Axil nucleic
Poll me
• Đại ciRTiìg VC poll me • Chất deo, fơ
• Tổng h (^ poll me
• Cao su, keo dán
11
Vì bộ sách được biên soạn theo chương trình Hoá học hữu cơ thuộc
chuyên mòn 1 (môn Hoá học là chủ yếu) nên trong quá trình thực hiện
chương trình thuộc chuyên môn 2 (mòn Hoá học không phải là chủ yếu), các
trường cần cãn cứ vào chương trình cụ the và trình độ chung của sinh viên mà
xây dựng kế hoạch và nội dung cho phù hợp để đạt hiệu quả đào tạo cao nhất.
Điều này cũng cần thiết đối với các trường thực hiện chương trình thuộc
chuyên môn 1,tuy mức yêu cầu thấp hơn.
Đoi với sinh viên, khi sử dụng bộ sách này cần chú ý irìấy điều sau đây:
Một lủ,
không học thuộc lòng, mà học hiểu và có suy luận, có liên hệ
với các trường hợp tương tự, tập vận dụng các quy luật chung (thường nêu ớ
chương I) và các quy luật cụ thể (thường nêu ở các chương II -7- XIV) vào việc
học các loại hợp chất hữu cơ. Cố gắng vận dụng các kiến thức trong sách vào
việc tìm hiểu một sò vấn đề thực tế.
Hai
/ừ, làm các bài tập vận dụng kiến thức sau mỗi bài và sau mỗi
chương, Kiem tra kết quả tự làm bằng cách so sánh với trá lời ờ cuối mỗi tặp
sách. Khi có sách hài tập (xuất bân sau bộ giáo trình này), hãy giải các bài tập
trong sách đó với so lượng càng nhiều càng tốt; song pnai đâm bảo hiệu quá
cao bằng cách chủ dộng khai thác ki tưng bài vé các mật nội dung kiến thức,
phương pháp giải và phương pháp học. Chỉ nên tham khảo phần bài giải của
sách sau khi đà dành thời gian tự giai.
Bư lủ,

khi muôn tự học một chương nào đó theo giáo trình, không nên
đọc ngay từng bài. Hăy đọc đoạn mờ đầu của chương rồi đến tóm tát kiến
thức, sau dó mới dọc chi tiết từng bài và làm bài tập vạn dụng. Khi gặp những
vấn đề cụ llìế còn chưa nắm vững, cần tìm meu trước hết bằng cách tra cứu
theo bâng mục lục chữ cái ỡ cuôi mỏi tập sách, sau đó mới tham khào các
sách khác về hoá hữu cơ.
Trong số các tài liệu tham khảo có nội dung gđn gũi với bộ giáo trình
này, dáng chú ý hơn cả là các tài liệu sau day:
1. Trán Quốc Sơn, Đặng Vãn Liếu，Nguyễn Vãn Tòng. "ý/，//c)íí /，ợ(
hữu rơ,
Nhà xuất bản Giáo dục (xuất bản sau tập ba của bộ sách này).
2. Trần Quốc Sơn, Đặng Vãn Liếu.
Cơ sở lìoú học hữu c ơ,
NXB Giáo
dục, tập 1 2000, tập II 2001.
3. Nguyễn Vãn Tòng, Đậng Vãn Liếu.
Cơ sà lìoú học hữu cơ,
NXB Giấo
dục, tập III 2001.
12
4. Đỏ Đình Ràng và Nguyên Hố chù biên.
Hoú học hữu cơ,
tập I và tập II,
NXBĐHỌCỈ Hà Nội, 1997.
5. Nguyền Hiìu Đĩnh (chú biên), Đỗ Đình Ràng.
Hoú học hữu cơ
/,
NXB Giáo dục 2003. Đỗ Đình Ràng (chủ biên), Đặng Đình Bạch, Nguyễn Tliị
Tlianh Phong.
Hoủ học hữu cơ 2.

NXB Giáo dục 2004.
6. Trần Ọuốc Sơn.
Giáo trình cơ sà n thuyết hoủ học hữu cơ,
NXB Giáo
dục, 1989.
7. Trần Ọuốc Sơn,
Một sô pliíỉn ứỉìíỊ diu lìỢỊ) c lìúí hữu cơ,
NXB Giáo
dục, 2003.
8. Nguyễn Tinh Dung, Hoàng Nhâm, Trần Quốc Sơn, Phạm Vãn Tư.
Tủi
liệu nâng cao vù mở rộng kiên thức hoú học PTTH,
NXB Giáo dục, 2002.
9. Nguyền Duy Ái, Nguyền Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Ọuỏc
Sctn, Nguyền Văn Tòng.
Một sỏ văn dề chọn lọc c lia lìoú học,
3 tập, NXB
Giáo dục, 2001-2002.
10. Trần Quốc Sơn (chủ biên), Trần Thị Tửu,
Danlì plìàp lìỢỊ) chất hữu cơ.

NXB Giáo dục, 2003.
Đối với sinh viên học Hoá học là chuyên môn 2, có thê đọc thêm tài
liệu
^Hoú học hữu C(T
của Đặng Như Tại và Trần Quốc Sơn, NXB ĐHQG
Hà Nội, 2003.
Về các đơn vị đo lường, thay vì tất cả phải theo hệ thống SI, sách này vẫn
dùng các đơn vị dang còn phổ biến hiện nay như °c (nhiệt độ), Đebai (momen
lưỡng cực), v.v

Sau cùng, các tác giá chân thành cảm ơn GS.TSKH Phan Tống Som,
PGS.TwS Đỗ Đình F\àng dà dọc và góp nliững ý kiến quý báu clio bán tháo tập
hai. Các tác giả cũng mong nhận được nhiều ý kiến của độc giả về nội dung,
cấu ĩrúc và hình thức của bộ giáo trình này.
CÁC TÁC GIẢ
13
Chương VI
DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HIĐROCACBON.
HỢP CHẤT Cơ NGUYÊN Tố
Ta met rằn^ troìì^ phàn tử hợp chút hữu cơ, tu»()ài cacbotì ra còn có

nlìữmỊ nguyên t ổ rất lìav Ịịặp, ÌỊỌ Ì là CCỈC onỊanoỉỊen, như nuĩvo, ( K \i, Ỉìiỉ(/t

halogen Tu\ vậy cúc ỉìiỊuyên t ố khác ĩronịỉ lìệ ĩhôtì^ tuần hoàn nlỉiíỊ có thế

cỏ mạt írotìị* phán tử hợp chất hữu cơ nlì(/ liên kết trực tiếp với racbon.
Các hợp chất hữu cơ chứa onỊano^en lừ halogen nhờ liên kết C- Ha!

cíược iỊ()i lủ dảtì xuất halogen
Cúc hợp cliất hữi( c ơ chứa ngu\ên tố E klìỏỉìỊỊ phải lù ot ỉỊanoỊỊen nỉuy

liên kết C-E được gọi lù hợp chất cơ nguyên tố; nguyên tô E cỏ thể là kim

loại hoãc phi kim.
Tron^ khi liéỉì kết C —>—Hal luôn luỏn plìán ( ực về phía halogen thì liên

kết C —<—E với E là kim loại lụi phân cực về phía cacbon.
Cúc clan xuất halogen và cúc hợp chất cơ /ìỊỊuyên tổ cỉêu có nlìicu ứỉìịỊ

(ii(ỉì^t (íậc biệt là troìUị lĩnlỉ vực toniỊ hợp hữu cơ. ChaniỊ hạn, kììi nói cỉến các

tác nlìân anky! lìoá khôn^ị íhc klìỏmỊ nêu lên cúc dảtì xuất monolìaloỊỊen; khi

(lé cập đến các chất hữu cơ đa
/?đ//ẹ
dùng íronp, tổníỊ hợp ancol, axit klìởng

thể bỏ qua hợp chút cơ maqie mà tìíỊười ta ÍỊỌÌ là “thuỏc tlìứ Grìnlìd’’

(V. GrignarJ, gicii Nobel năm 1912).
Rất nlìiểu dẫn xuất haloẹen và lu/p chất cơ nguyên tỏ có
V
nghĩa thực tiễn
15
to Ìớìì ỉilìở có hoạt tínlì sinh học cao. CluhìỊỊ hụn} nhiêu dchì xucíí halogen

được dùtĩỊỊ làm chất gáy mẽ (lìalotan CFjCHBrClt cìoroỊom CHCIp ), chất

plìòmi trừ cliclì hại (6ỐÔ, DDT, 2,4-D, 2A,5-T, ), chất sinh hùtì (các freon) và

ciuììỊị môi (cacbon tetraclorua CCl4ì 12-đicìovoeían CICH:CIUCL ). Nhiều

hợp chcít cơ níỊuyên tô được dùng làm chất phòng trừ dịch hại (các hợp chất CO'

plìotpho ỉìhư voplìơĩox, (Íipíerex ), hoặc dược plìẩm (một số hợp clìấl co

plìoíplìo, arsenic, ílìitỷ ỉìiỊán ), hoặc cnaỉ klì(/i mào cho ỉrùmị hợp (hợp chất CO'

lillìi ) và .\úc túc cho quá ĩrình trao đ(Ỳỉ chất (thí dụ coenzim B I2), V.Y
Clìư(yfì{Ị này klìcio sát rièmỊ rèdảìì xuất haloiỊen và hợp chất cơ nguyên tố.

§VM . DẪN XUẤT HALOGEN
Khi thay thế một hay nhiểu nguyên tử hiđro trong phân tử hiđrocacbon
bàng halogen ta được dẫn xuất halogen, kí hiệu chung là R-X (R là Rốc
lìiđrocacbon mạch hở, thường là gốc no) hoặc Ar-X (Ar là gốc hiđrocacbon
thơm):
R-H R-CI R-Br R-I R-F
Hiđrocachon Dần xuất clo Dần xuất hrom Dẫn xuât iot Dẩn xuát riiKì
Tuỳ theo số lượng nguyên tử halogen trong phân tử, ta phản biệt:
dấn

xucíĩ monolìcỉloỊ^en
(thí dụ: CH^Br; C6H5C1),
(lẫn xiuií cỉilìalo^en
(thí dụ:
CH:C12; BrCH2CH2Br),
dẫn xuất trihaìoỊỊen
(thí dụ: CHCl^;1,3,5-3! ；^ ^ ；),
và dần xuất
poliliíỉloịỉen
nói clìung.
Tuỳ theo đặc điểm của gốc (hay nhóm) hiđrocacbon, ta phân biột:
dẫn

xuất haloịịcn no
(nguyên tử halogen nối với gốc no, thí dụ: CH^CH2CI),
clchì

xuất halogen không no
(nguyên tử halogen nối với gốc không no, thí dụ
CH2=CH-C1) và

dẫn xuất halogen ĩhơm
(nguyên tử halogen nối với gốe thơm,
thí dụ: C6HsC1).
Ngoài ra, tuỳ theo bậc của nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử
halogen, ta phân biệt:
dân xuất halogen bậc một
(thí dụ CH3CH2CH2-CI),
dần

xuất halogen bậc hai
(thí dụ CH3-CHCI-C H〇 và
datì xuất halogen hộc ba

(thídụ: (CH山 C-CI).
16
1.1. Danh pháp. Đồng phân
a) D anh p há p
• Theo
danh pháp thay thế của
IUPAC, tên của dẫn xuất halogen được
hình thành bằng cách thêm tiền tố
haìogeno-
(hay viết gọn
halogen-)
vào tên
của hiđrua nền (mạch chính, vòng chính ), kèm theo chỉ số về vị trí
Ụocant)

cho nguyên tử halogen. Thí dụ:
CH. C H C H CH CH = c - CH CH CH,

I I
Cl Bi
2 Clorohulan
(hay 2 Clohulan)
4 -Bromopcnt I -in
(hav 4 Brompcnt I in)
Br
Bmmohcnzcn
(hay hromhcn/cn)
CI
ỉ ,2-Đicloroxiclohcxan
(hay 1,2-đicloxicỉohcxan)
CI
Bi
I - Broiìi('-3 -c lorohc n /c n
(hay I -hrom-3-dohcn/cn)
CI
3-Cỉoroxiclohcx- ỉ -cn
(hay 3-cloxiclohc\-1 -cn)
Trong trường hợp tất cả các nguyên tử H của phân tử hiđrocacbon được
thay thế bằng các nguyên tử halogen cùng loại thì tên gọi được hình thành
bằng cách thêm tiền tô
perhalogeno- (percloro-, perfluoro-,
v.v ) vào tên
của hiđrua nền mà không cần dùng tMocant,\ Thí dụ:
CClr CClr CCl3
Percloropropan
(hoậc perclopropan)
CFr CF2-C F 2-C F 3
Perfluorobutan

(hoặc perfluobutan)
2 GTCSHHHC-Ĩ2
17
• Theo
danh pháp loại chức,
tôn của dẫn xuất halogen là tổ hợp ten của
gốc (hay nhóm) hiđrocacbon và tên của halogen ở dạng fckhalogenua,\ Thí dụ:
CHr Br
M e lyl hromua
(CH,)3C-C1
^ / 7-Bu ly Ị cỉorua
c6h ,c h 2- i
Ben/yl itxỉua
C6H,CHC12
B cn /yỉiđ cn đicloma
•
Tén thường
(hay
thòng thường)
của một số dẫn xuất halogen được
IUPAC lưu dùng (trong dấu ngoạc là tên thay thế). Đó là:
CHCI,
Clorofom (Triclorometan)
CHF,
Fluorofom (Trifluorometan)
CHI,
hxiofom (Truođometan)
c c し Cacbon tetracỉorua (Tetraclorometan)
CHBr,
Bromofom (Trihromometan)

Có một số dẫn xuất polihalogen chi chứa ba nguyên tố clo, fluo và
cacbon được gọi chung là clorofluorocacbon hay CFC (viết tắt chữ cái đầu
của từng nguyên tố) tuy có tên hệ thống, song trong thương mại vần dùng tên
thường là các
freon.
Thí dụ:
CC12F2
c c if 2- c c if 2
c c l f - c c if "
Freon-12 (Diclorodifluorometan)
Freon-114 (l,2-Điclorotetrafluoroetan)
Freon-113 (1,1,2-Triclorotrifluoroetan)
b) Đ ốn g pn an
• Đóng phán cau tạo
- Đồng phân vẽ vị trí nguyên tử halogen.
Thí dụ:
c h 3ch 2c h 2c h 2c h 2ci c h 3c h 2ch 2c h c ic h ,
1-Cloropentan 2-Cỉoropentan
CH3CH2CHC12 c h 3cc i2c h 3 CH3CHC1CH2C1
1,1-Đicloropropan 2,2-Đicloropropan 1,2-Đicloropropan
(Propyliđen điclorua) (Isopropyliđen điclorua) (Propylen điclorua)
- ĐồníỊ phún về mạch cacbon.
Thí dụ:
CH,CH2CHCICH2CH,
3-Cioropcntan
C1CH2CH2CH2C1
1,3-Đicloropropan
(Tnmetyỉen điclorua)
18
CH3CH：CH2CHr CI

1-Clorobutan
(Butyl clorua)
(CH,)2C HCH-CI
1-Cloro-2-metylpropan
(Isobutyl clorua)
C H ：= CHCH：CHr Br
4-Bromobut-l-en
h 3c
Br
1-Bromo-2-metylxiclopropan
L _ Br
Bromoxiclobutan
一

ĐồnỉỊ phàìì vê vị trí Hên kết bội.
Thí dụ:
CH,= CHCH Br
C H rC H = C H -B r
3-Bromoprop-1-en
(Anlyl bromua)
1-Bromoprop-l-en
(Prop-l-enyl bromua)
•
Đ ong p hà n cau hìn h
一
Đồtìịị phan hình học.
Thi dụ:
ịZ)-
hoặc ( /ò-l,2-Đibromoxiclopropan
-

DỒnịị phủn quưnỸị học*.
Tin dụ:
C1
H '^ C^ C H 2CH3
CH,
(/
〇
-2-Clorobutan
(E)-
hoặc //í///A-I,2-Đibromoxiclopropan
C1
CH,CH2^ C^ ,,,"H
CH 3
(S)-2-Clorohutan
Vè các kí hiệu cấu hình
K/S
xcm chưt]fiig XII, tập ba.
19
1.2. Tính chất vật lí
a) N h iệ t dộ s ô i
So với hiđrocacbon tương ứng có cùng một bộ khung cacbon thì các dẫn
xuất halogen déu có phân tử khối lớn hơn，déu phãn cực với > 0, và vì vậy
dẫn xuất halogen có nhiệt độ sôi cao hơn. Till dụ: pentan 36nc, l-cloropentan
I07°c.
Nếu gốc hiđrocacbon như nhau, nhiệt độ sôi tâng chiì yếu theo nguyên
tử khối và theo độ phân cực hoá của halogen (F < Cl < Br < I). Thí du các
dẫn xuấĩ cloro-, bromo- và iođo- ờ bảng VI-1 và hình V I-1.
Nếu halogen như nhau, nhiệt độ sỏi sẽ tâng theo chiều dài cũa mạch
hiđrocacbon cùng loại do tâng diện tiếp xúc và do đó tàng lire hút Van dc Van
Thí dụ các dẫn xuất CH,X, C2H5X, C3H7X và C4H9X ở bang VI-1.

Khi chuyên từ dẫn xuất halogen bậc một sang dẫn xuất halogen bậc hai
rồi dẫn xuất halogen bậc ba, nhiệt độ sôi giảm dần, chủ yếu do tăng tính đó
xứng cầu và làm giám lực hút Van đe Van (thi dụ các dẫn xuất C4H()CI khác
nhau ờ bảng V I-1).
Hinh VI-1. Sự phụ thuộc nhiệt dộ sói của ankyl halogenua vào phàn tử khối.
20
Bảng Vh1. Nhiệt dộ sôi (°C) của m ột sõ dần xuất halogen

và của hidrocacbon tương úng
Hợp chất
Hiđrocacbon
X = H
Fluorua
X = F
Clorua
X = CI
Bromua
X = Br
lodua
x = l
CH3-X -162
-78,5
-24
3,5 42,5
c 2h 5-x -89
-38 13 38
72
n-C3H7-X
-42
-2,5

47 71
102,5
/-c 3h 7-x
-42
-10
37 60 89
n-C4H9-X
-0,5 32,5
78 102
130,5
/-C4H9-X
-10 16 69 91
120
sec-C4H9-X
-0,5
-
68 91 119
ferf-C4H9-X
-10
-
51
73 100
c 6h 5-x
80
85
132
156 188
c h x 3
-162 -82 61
150

(rán)
cx4
-162
-128
77 190 (rắn) (rắn)
b) Tính tan
Nói chung các dẫn xuất halogen không có khả năng tạo liên kết hiđro
với nước nên đều không tan (hoặc chỉ tan rất ít) trong nước. Thí dụ độ tan
(g/l()Og H20): CH'CH2(5 0,574; CCl4 0,08; Cl2CHCHCl2
〜0,0.
Tuy nhiên các dẫn xuấĩ halogen lại dể tan trong các dung môi hữu cơ
như： hiđrocacbon, ancol, ete, v.v
Y
c) P hô h ấp th ụ
cac dản xuất halogen hấp thu ở
tử ỉìỊỊoai
tương tư các hiđrocachon
tưcmg ứng, ngoai ra còn cực đại rat yếu ứng với sự chuyên mức nâng lượng
n -c \
Till dụ CH4 có
X
I25nm, trong khi đó CH3Cl có (chuyển mức ơ -ơ #)
là 151- I54nm và (chuyển mức //-ơ*) là I73nm. Nguyên tử halogen cung
có thể gây hiệu úmg batocrom (làm tảng A.max) khi tham gia liên hợp.
Trên p hổ hổng ngoại của dẫn xuất halogen có các cực đại mạnh đặc trưng
cho liên ket C-Hal, song nằm ở nhữiig vùng Kho phát hiện, cụ the là
C-F 1000 - 1400cm*1; C-Q 600 - 800cm l; C-Br 500 - 600cm C-I 500cm1.
Phổ hồng ngoại và
phổ
( Ợ//ẹ

lìiíởìi^ từ proton
của một sô dẫn xuất halogen được
trình bày ở các hình VI-2 và VI-3.
21
cm"
3000 2000 2000 1500 1300 625
cm"
3000 2000 2000 1500 1300 625
Hình VI-2. Phô hổng ngoại của m ột sô dẫn xuất halogen.
22
Ả -
ppm
L
Hình
W-3.
P hố cộng hướng từ proton của m ột sỏ dẫn xuất halogen.
23
1.3. Tính chất hoá học
Do sự khác nhau về độ âm điện giữa cacbon và brom, clo và nhất là
fluo, liên kết C -X (X = Br, C l,F)luôn luồn phân cực về phía X làm xuất hiện
ô+ ờ nguyên tử c và ô" ở nguyên tử X:
.6 + s-
/
Vì vậy X gây hiệu ứng cảm ứng âm. Riêng iot, tuy có độ âm điện không
khác cacbon là bao, song nhờ có
độ phún cực lì〇 ú
khá cao, nên có
hiệu ứnfỊ

cảm ứng động

và tương đối dể tách ra khỏi nguyên tử cacbon đê trở thành
anion iot.
Khi nguyên tử halogen liên kết với cacbon của nối đỏi hay vòng thơm,
sẽ có sự liên hợp //-7Ĩ. Thí dụ:
CH2= C H ^ C l
Kết quả là sự phân cực c Cl giảm đi và liên kết C-Cl ngắn lại, khó
bị dứt dị li trong phản ứng hoá học. Thí dụ:
c h 3c h 2- c i c 6h 5- ci c h 2= C H -C l
p (D ): 2,02 1，5 8 1，4 4
J C. C|(Ẩ ); 1，7 8 1，6 9 1，6 9
Nàng lượng liên kết cachon - halogen giảm theo trình tự:
C-F » C-Cl > c-Br > C_I
Chẳng hạn đối với các dẫn xuất halogen no, các giá trị cụ thể lần lượt là
486; 327; 285 và 214kJ/mol.
Do những đặc điểm cấu tạo nêu ở trên, khả năng phản ứng của liên kết
C -X với tác nhân nucleophin biến thiên theo những trình tự sau đây:
24
•
Nếu gốc R trong RX như nhau,
ta có:
R -I > R-Br > R-Cl » R-F
Ankyl iođua Ankyl hromua Ankyl clorua Ankyl íluorua
•
Nếu X
tro ng
RX
n h ư nhaiiy ta có:
C6H,CH-X ; CH2=CHCHr X > CH,CHrX > CH2=CH~X ； C6Hr X
Các dần xuất benzyl và anlyl Dẫn xuất ankyl Các dản xuất vinyl và phenyl
Những phản ứng đặc trưng cho liên kết cacbon - halogen gồm có: phản

ứng thế nucleophin nguyên tử halogen, phản ứng tách hiđro halogenua và
phán ứng với kim loại. Ngoài ra, các dẫn xuất halogen còn tham gia phản ứng
ở gốc hiđrocacbon.
a) P há n ứn g thê
Các dẫn xuất R -I, R-Br và R-Cl tham gia phản ứng thê với tác nhân
nucleophin Y(_) tao thàr* ^ản phẩm thế R -Y theo sơ đồ chung:
5 + 5 -
R - ^ X +
Y
卜）
dung môi
R - Y + x e)
Tác nhân phản ứng Y(_) có thể là những anion như HO(_,, C:HsO'
CN(_>，… hoặc là những phân tử trung hoà có cặp electron tự do có thể nhường
cho c 6* như H2Ồ, C2H5ỎH, NH3, CH3NH2>
Phản ứng trên được gọi là
tne tuu ỉeophiìì
vì tác nhân phan ứng là
nucleophin. Sau đây là mộỉ số phản ứng thế nucleophin quan ỉrọng của dẫn
xuất halogen:
一
ihuỷ phàn bang kiem (aieu ché ancol):
R - X + HƠ~> R -O H + X 卜）
CH,CHr Br + H〇H H-° > CH,CH - OH + Br㈠
一
Tong hợp Vylietnxơn (Williamsonf đieu che ete):
R - X + R - 0 卜） 一 R - O - R ' + x e)
25
C H 3C H 2- B r + C6H s〇h — ► C H 3C H r O - C6H- + Br(- ) .
一

Tong hợp este:
R - X + R，- COO㈠ 一 ► R -C OOR + x e)
C H 3- Br + C H 3C0 0 A g — - C H r C0 0 C H 3 + AgBr ị
一 Tổng hợp Conbơ (Kolbey đieu cue nitrin):
R -X + C N (_) — - R -C N + X H)
C6H 5C H 2- C 1 + CN (一） 一 ► C6H ,C H 2- C N + C l(_)
Tong hợp t inkenstein ( t inkelstein, trao đổi halogen):
R - X + I H — ► R - I + x (_)
C H 3C H r Br
+ K I
axeton
CH3C H -I
Ankyl hoá Hopman (Hofmantiy tong hợp amin):
KBr
R- X + N H 3
R N H 2. H X
RX
- H X
R 2N H . H X
RX
一
HX
C H .C H - Br + N H 3 — - C H ,C H r N H ：. HBr — - ……
Phản ứng thế của các dẫn xuất đihalogen nói chung cũng tương tự các
dẫn xuất monohalogen.
Cơ cne phán ứng thế
Các phản ứng thế nêu ở trên có thể xảy ra theo
cơ chế thế nucleophin

lưỡn^ phân ÍƯ SN2

hoặc
cơ che thếnucleoptun đơn phân íử SN1
(xem tập một,
§1-7, tr. 80) tuỳ theo cấu tạo của gốc R, tác nhân nucleophin Y(_), dung môi và
các yếu tố khác.
•
Cơ ché s ^2
Sơ đồ chung:
26
Y
\ 0-f Ô-
••，c — x
Chal dâu
.• S - I Ỗ -
/
、
Y - c X — ► Y — c + X
ト
)
.、、、、、 、
Trạng thái chuyến tiếp Sán phẩm
(phức hoạt động)
v = k
[^C -X ][Y < -)]
ở trạng thai chuyển tiep, liên kết C-X yếu đi và đang bị đứt ra (biểu thị
bằng — ), trong khi đó liên kết C-Y
đang
được hình thành (cũng được biểu
thị bàng — ). Điện tích âm do Y(_, mang lại (nếu có) được phân bố chủ yếu ở
X và Y. Khi tấn công, Y(_) đi vào phía đối lập với phía có X thuận lợi hơn, do

đó sàn phẩm sinh ra có cau hình mỊUỢc VƠI cau hình của chat ciau.
Hình Vl~4. Giản dố nâng lượng của phản úng SN2.
Thi dụ cơ chế phản ứng thuỷ phân 2-bromobutan bằng kiem:
CH,
HO'-' ；c— Br
H /
CH：CH,
2-Bromobulan
ỹ H 3
5 - I s -
-> HO C Br -
••、、、
H CH,CH,
Trạng thai chuyến ticp
V = ん[5ÍT- C4H9Br][HO(-)]
> HO— c H +
Br[]
CH2CH,
Buian-2-ol
27