BÀI GIẢNG hóa đại CƯƠNG b2 CHƯƠNG v AXITCARBOXYLIC và dẫn XUẤT

04/26/15
602003 - Chuong V
1
HÓA ĐẠI CƯƠNG B2
CHƯƠNG V : AXIT CARBOXYLIC VÀ DẪN
XUẤT
04/26/15
602003 - Chuong V
2
A – AXIT CARBOXYLIC
CHƯƠNG V : AXIT CARBOXYLIC VÀ DẪN
XUẤT
I. TÊN GỌI
II. ĐIỀU CHẾ
III. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Axit carboxylic là hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa
nhóm carboxyl – COOH.
04/26/15 602003 - Chuong V 3
A – AXIT CARBOXYLIC
04/26/15 602003 - Chuong V 4
I. TÊN GỌI :
1. Hầu hết các axit đều có tên thông thường liên quan đến
nguồn gốc tìm ra :
HCOOH : Axit formic
CH
3
COOH : Axit axetic
CH
3
CH

2
COOH : Axit propionic
CH
2
= CH - COOH : Axit acrylic
HOOC – CH
2
– COOH : Axit malonic
CH
3
(CH
2
)
2
COOH : axit butyric
CH
3
(CH
2
)
3
COOH : axit valeric
(CH
3
)
3
– C – COOH : axit trimetyl axetic
CH
3
(CH

2
)
4
COOH : axit caproic
CH
3
(CH
2
)
10
COOH : axit lauric
CH
3
(CH
2
)
16
COOH : axit stearic
n – C
15
H
31
COOH : axit palmitic
04/26/15 602003 - Chuong V 5
2. Theo cách gọi tên IUPAC: tên của axit mạch không vòng được
lấy từ tên của hidrocarbon tương ứng bằng cách thêm vào đuôi OIC
và đặt thêm từ axit ở trước. Cách đánh số trong axit bắt đầu từ nhóm
– COOH :
HCOOH : Axit metanoic
CH

3
COOH : Axit etanoic
CH
3
CH
2
COOH : Axit propanoic
(CH
3
)
2
CHCOOH : Axit 2 – metylpropanoic
CH
2
=CH – COOH : Axit propenoic
CH
3
– CH = CH - COOH : Axit 2 – butenoic
HOOC – CH
2
– COOH : Axit propandioic
04/26/15 602003 - Chuong V 6
C = C
COOH
H
HOOC
H
: axit cis – butendioic
Với axit mạch vòng thêm đuôi carboxylic sau tên hidrocarbon
tương ứng :

04/26/15 602003 - Chuong V 7
COOH
: Axit xiclopropancarboxylic
: Axit benzencarboxylic
COOH
COOH
: Axit 1, 2 - benzendicarboxylic
COOH
04/26/15 602003 - Chuong V 8
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
Axit benzoic Axit phtalic Axit izophtalic Axit têrêphtalic
Với các axit thơm chủ yếu gọi bằng tên thông thường :
04/26/15 602003 - Chuong V 9
axit salicilic
OH
COOH
Axit carboxylic có chứa nhóm chức rượu gọi là oxy axit
hoặc hydroxy axit.
VD : CH
3
– CH(OH) – COOH : axit lactic
HOOC – CH(OH) – CH(OH) – COOH : axit tactric
Axit có nhóm amin gọi là amino axit.
H

2
N – CH
2
– COOH : axit amino acetic
CH
3
– CH(NH
2
) – COOH : alanin
* M t s d n xu t khaùc c a axit cacboxylic : ộ ố ẫ ấ ủ
R - C
O
X
X laø halogen, amino
Clorua axit R CO Cl
R - C N
Nitryl
R - C
O
Cl
04/26/15 602003 - Chuong V 10
Anhydric axit :
R - C
O
O
R - C
O
Amit R – CONH
2
R - C

O
NH
2
Dẫn xuất của axit có thể thủy phân thành axit
04/26/15 602003 - Chuong V 11
II. ĐIỀU CHẾ :
1. Điều chế axit bằng phản ứng oxi hóa
2. Điều chế axit bằng phản ứng thủy phân
3. Phản ứng của hợp chất Grinard
4. Tổng hợp malonic
* Phương pháp carbonyl hóa
04/26/15 602003 - Chuong V 12
* Oxi hóa rượu bậc 1 hoặc andehit :
R - CH
2
- OH RCOOH
R - CH = O RCOOH
[ O ]
[ O ]
Chất oxi hóa : HNO
3
, KMnO
4
– H
2
SO
4
, K
2
Cr

2
O
7
– H
2
SO
4
, …
1. Phản ứng oxy hóa :
* Oxi hóa mạch nhánh của hidrocarbon thơm :
CH
3
CH = CH - CH
3
[ O ]
COOH
CH
3
COOH
COOH
+
04/26/15 602003 - Chuong V 13
04/26/15 602003 - Chuong V 14
RCH = CHR'
RCOOH + R'COOH
[O]
* Oxi hoùa anken baèng KMnO
4
ñaëc, noùng :
2. Điều chế axit bằng phản ứng thủy phân :

04/26/15 602003 - Chuong V 15
R - C
O
Cl
+ H
2
O
RCOOH + HCl
H
+
+ H
2
O
2 RCOOH
H
+
R - C
O
O
R - C
O
+ NH
4
+
+ 2 H
2
O + H
+
R - C N RCOOH
NH

2
+ NH
4
+
R - C
O
+ H
2
O + H
+
RCOOH
04/26/15 602003 - Chuong V 16
3. Phaỷn ửựng cuỷa hụùp chaỏt Grinard :

+

-
R MgBr + O= C= O

+

-
R -C- O-MgBr
O
H
2
O/ H
+
RCOOH + HO -Mg Br
04/26/15 602003 - Chuong V 17

4. Điều chế axit bằng tổng hợp malonic :
+ CO- COOHR -
o
t
COOH
COOH
R - CH
+
H
3
O
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
R - CH
C
2
H
5
OH
C
2
H
5
ONa

RX + CH
2
(COOC
2
H
5
)
2
CH
2
2
Phản ứng được dùng để điều chế các axit ankyl axetic
R – CH
2
COOH, diankyl axetic RR’CHCOOH hoặc các diaxit kiểu
HOOC – (CH
2
)n – COOH.
04/26/15 602003 - Chuong V 18
III. TÍNH CHẤT VẬT LÝ :
Các axit monocarboxylic đều là những chất lỏng hoặc rắn,
các axit thơm đều là những chất rắn.
* Axit thấp phân tử (C
1
– C
3
) : là chất lỏng có mùi xốc, tan vô
hạn trong nước
* Từ C
4

đến C
9
: là chất lỏng sánh hơn, có mùi khó chòu. Độ tan
trong nước giảm dần khi KLPT tăng
* C
10
trở lên : là chất rắn không tan trong nước.
Các axit có nhiệt độ sôi cao vì vừa là phân tử phân cực, vừa
có liên kết hidro liên phân tử :
04/26/15 602003 - Chuong V 19
Sự có mặt nhóm phân cực làm giảm độ tan của axit trong
hidrocarbon đồng thời làm tăng độ tan của axit trong các dung
môi phân cực như nước, ancol
,… tuy nhiên độ tan trong nước giảm dần khi R càng dài
04/26/15 602003 - Chuong V 20
R - C
O - H
O H - O
O
C - R


III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC :
Tính chất hóa học của axit được quyết đònh chủ yếu bởi sự có
mặt của nhóm – COOH.
Do có sự liên hợp giữa orbital π của nhóm C = O và cặp
electron tự do của nhóm OH
C
O
O

C
O
H
δ
δ
(+)
(-)
δ
(-)
(+)
δ
+ liên kết O – H trong axit phân cực hơn trong ancol ø
+ điện tích dương trên C có giá trò nhỏ hơn ở andehit
tương ứng
04/26/15 602003 - Chuong V 21
Do ảnh hưởng kéo electron mạnh của nhóm carboxyl, các H
α
của
axit cũng linh động hơn và có thể cho phản ứng thế.
Và ngược lại nhóm carbonyl C = O bò thay đổi nhiều hơn, không còn
giữ nguyên được một số đặc tính của nhóm C = O trong andehyt và
xeton → nhóm C= O khó tham gia các phản ứng đặc trưng của hợp
chất carbonyl (như phản ứng cộng hợp ái nhân)
Các phản ứng chủ yếu :
Tính axit
Phản ứng tạo các dẫn xuất của axit
(Phản ứng với nhóm -OH
Phản ứng thế H
α
Phản ứng khử

04/26/15 602003 - Chuong V 22
1. Tính axit :
Các axit carboxylic là các axit khá yếu so với các axit vô cơ
thông thường như H
2
SO
4
, HCl :
+ H
2
ORCOOH RCOO + H
3
O
_
+
Tuy nhiên so với các hợp chất có hidro linh động như ancol,
phenol thì tính axit của axit carboxylic mạnh hơn.
04/26/15 602003 - Chuong V 23
Các nhóm đẩy điện tử làm giảm tính axit, ngược lại các nhóm hút
điện tử làm tăng tính axit :
HCOOH CH
3
COOH CH
3
CH
2
COOH (CH
3
)
2

CHCOOH
pKa 3,75 4,75 4,87 4,85
04/26/15 602003 - Chuong V 24
Axit carboxylic tác dụng với kim loại có tính khử mạnh như Fe,
Zn và đẩy các axit yếu ra khỏi muối :
2CH
3
COOH + Zn (CH
3
COO)
2
Zn + H
2
2CH
3
COOH + CaCO
3
(CH
3
COO)
2
Ca + H
2
O
+ CO
2
2. Phản ứng tạo các dẫn xuất của axit : phản ứng với nhóm OH
a. Phản ứng tạo clorua axit :
R - C
O

OH
+ PCl
5
R - C
O
Cl
+ POCl
3
+ HCl
R - C
O
OH
+ SOCl
2
R - C
O
Cl
+ SO
2
+ HCl
04/26/15 602003 - Chuong V 25