CHƯƠNG IV HOPCHATCARBONYL

CHƯƠNG IV : HP CHẤT CARBONYL
Hợp chất carbonyl (hợp chất oxo) là những hợp chất
hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm carbonyl = C = O.
R
C = O
H
aldehyt
R
C = O
R'
xeton
1. Tên quốc tế của andehit và xeton là tên của hidrocarbon tương
ứng ghép với vần cuối AL cho andehit và ON cho xeton. Đánh số
mạch carbon sao cho nhóm >CO có số nhỏ.
I. TÊN GỌI :
2. Tên thông thường của andehit được hình thành từ tên axit tương
ứng bằng cách thay từ axit bằng andehit hoặc thay đuôi ic trong
tên axit bằng andehit.
Tên thông thường của xeton gồm tên 2 gốc HC và từ xeton
Andehyt + tên axit tương ứng
Tên HC + AL
Tên gốc HC + xeton Tên HC + ON
HCH = O metanal Andehit formic ( Formandehit )
CH
3
CH = O etanal Andehit axetic ( Axetandehit )
CH
3
CH
2
CH = O

propanal Andehit propionic
( propionandehit )
CH
3
CH(CH
3
)CH = O
2 – metyl propanal
Andehit i – butyric ( izo butynandehit )
CH
2
= CH – CH = O
propenal Andehit acrylic
C
6
H
5
CH = O
phenyl metanal Andehit benzoic

( Benzandehit )
C
6
H
5
CH
2
CH = O
Phenyletanal Andehit phenyl axetic
(andehit bezylic)

1-oxometylbenzen
CH
3
– CO – CH
3

propanon dimetyl xeton ( axeton )
CH
3
– CO – CH
2
CH
3
butanon metyl etyl xeton
CH
3
– CO – C
6
H
5
Axetophenon metyl phenyl xeton
1 – oxo etylbenzen
CH
3
CH
2
CHCH
2
COCH
2

CH
3
CH
3
5-metyl-3-heptanon
C
6
H
5
CHOH CO C
6
H
5
benzoin
C
6
H
5
CO CO C
6
H
5
bibenzoyl
II. ĐIỀU CHẾ HP CHẤT CARBONYL :
1. Oxy hóa hữu hạn rượu
2. Thủy phân gem – dihalogenua
3. Ozon giải anken
4. Hidrat hóa ankin
5. Khử Rosenmund để điều chế andehit
6. Phương pháp Gattermann - Koch

1. Oxi hoùa höõu haïn röôïu :
t
o
+ H
2
O
RCH
2
OH + CuO
RCH = O + Cu
t
o
+ H
2
O
O
OH
R - CH - R' + CuO
R - C - R' + Cu
2. Thuûy phaân gem – dihalogenua :
+ H
2
OR - CHCl
2
+ 2NaOH R CH = O + 2NaCl
+ H
2
OR - CCl
2
- R' + 2NaOH R -CO- R' + 2NaCl

3. Ozon giaûi anken :
R
C = O
R'
+ R'' - CH = O
R
C = CH - R''
R'
1 - O
3
2 - H
2
O/ Zn
4. Hidrat hoùa ankin :
R - C CH + H
2
O
HgSO
4
80 C
o
R - COCH
3
CH CH = O
HC CH +
3
o
80 C
HgSO
4

H
2
O
5. Khử Rosenmund để điều chế andehit :
Phương pháp này dùng để điều chế andehyt thơm và
không thơm
Pd - BaSO
4
R - CO - Cl + H
2
RCH = O + HCl
6. Phửụng phaựp Gattermann - Koch :
Duứng ủeồ ủieu cheỏ andehyt thụm
-
HCl
+
H
CO
+
AlCl
3
/ Cu
2
Cl
2
20
o
C
CH
3

CHO
CH
3
P toluic andehyt
* Trong kỹ thuật, người ta điều chế andehyt trực tiếp từ
CO, hydro và olefin :
HCl
R - CH = CH
2
CH
3
+
CO
+
CO + ThO
2
+ MgO
100 - 200
o
C
120 - 200atm
R - CH
2
- CH
2
CHO +
R - CH - CHO
III. TÍNH CHẤT VẬT LÝ :
Andehit formic là chất khí ở điều kiện thường, các đồng
đẳng trung bình là những chất lỏng, những đồng đẩng cao

hơn là chất rắn.
Aceton là chất lỏng tan nhiều trong nước. Các xeton cũng
là những chất lỏng hoặc rắn ( xeton cao ).
Andehyt và xeton sôi ở nhiệt độ thấp hơn ancol tương ứng
Các andehit, xeton có từ 5C trở xuống tan trong nước, còn
các đồng đẳng cao hơn tan ít hoặc không tan.
Một số andehit và xeton có mùi thơm được tìm thấy trong
các tinh dầu và được sử dụng trong kỹ nghệ nước hoa.
ỨNG DỤNG CỦA ANDEHYT VÀ XETON :
Andehyt formic : có tính chất sát trùng, dung dòch loãng
1/50000 vẫn còn diệt được nhiều lọai vi khuẩn. Dùng để ngâm các
vật giải phẫu, trong công nghiệp da, chế tạo chất đóng rắn để
tổng hợp cao su, sản xuất tơ tổng hợp như polyformaldehyt.
Formalin ( dd 35 – 40% formaldehyt trong nước) ứng dụng
rộng rãi để tổng hợp các nhựa phenol formaldehyt, ure
formaldehyt, tổng hợp chất màu,…
Axeton : dung môi cho các hợp chất hữu cơ
Andehit benzoic : chất lỏng không màu, có mùi hạnh nhân, sôi ở
179
o
C, dùng trong kỹ nghệ nhuộm, mỹ phẩm, dược phẩm, …
Andehit xinamic (3-phenyl propenal) : có nhiều trong vỏ và lá
cây quế, là chất lỏng dầu, sôi ở 252
o
C, có mùi quế
Andehit salixylic (o-hydroxy benzaldehit) : dùng tổng hợp
chất thơm có giá trò như cumarin, một số thuốc nhuộm và
chất thơm khác
Vanilin :
CHO

OH
OCH
3
Gọi tên hợp chất sau theo danh pháp IUPAC
a) Diphenyl xeton
b) Benzophenon
c) Dibenzyl xeton
d) 1,1 - diphenylmetanon
O
C
IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC :
Liên kết C = O trong nhóm carbonyl bò phân cực về
phía oxi do oxi có độ âm điện lớn : làm C của nhóm >CO
thiếu điện tử,
C O

δ
+

δ
-
Mặt khác, do sự phân cực của nhóm >CO, những
nguyên tử H
α
( so với nhóm >CO ) cũng trở nên linh động dễ
cho các phản ứng thế.
⇒ những tác nhân ái nhân như ROH, RNH
2
, …. dễ tác dụng

trên C này.
Những phản ứng của hợp chất carbonyl rất phong phú,
chúng bao gồm 3 loại chính :
C. phản ứng oxi hóa khử.
B. phản ứng thế H
α
A. phản ứng cộng vào nhóm carbonyl C = O
A. Phản ứng cộng vào nhóm = C = O :
1. Phản ứng với HCN : xianhidrin
2. Phản ứng với Natri bisunfit : hợp chất cộng bisunfit
3. Phản ứng với hợp chất Grinard :
4. Phản ứng với ancol : axetal hoặc xetal
5. Phản ứng với NH
3
và các dẫn xuất :
5a – Với NH
3
và amin bậc 1 :
5b – Với hidroxylamin NH
2
– OH
5c – Với các hidrazin :
A. Phản ứng cộng vào nhóm Carbonyl C = O :
Hợp chất carbonyl có thể tác dụng với nhiều tác nhân ái nhân
khác nhau theo sơ đồ tổng quát sau :
HY = HOH , HOR , HCN , HSO
3
Na , …;
C = O
R

R'
+
H Y
(X Y)
C
OH
Y
R
R'
(X)
XY thường là hợp chất Grinard RMgX.
Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn :
* giai đoạn proton hóa sản phẩm trung gian (nhanh)
* giai đoạn cộng phần mang điện âm của tác nhân vào
nguyên tử carbon mang điện dương của nhóm >CO
( chậm )
C = O
R
R'
+
C
Y
R
R'
chậm
- H
+
O
-
H Y

(X Y)
OH
+H
+
nhanh
C
Y
R
R'
⇒ phản ứng phản ứng cộng ái nhân hay cộng nucleophin.
H C H
O
>
R C H
O
>
R C R'
O
C của nhóm >C = O càng thiếu điện tử, hoạt tính của hợp
chất carbonyl càng mạnh.
Thứ tự hoạt tính giảm dần như sau :
C = O
R
R'
+
C
Y
R
R'
chậm

- H
+
O
-
H Y
(X Y)
OH
+H
+
nhanh
C
Y
R
R'
1. Phản ứng với HCN :
HCN tác dụng với tất cả andehit và nhiều xeton ⇒ sản
phẩm cộng 2 – hidroxinitrin hay xianhidrin :
HCN
R - C - H
OH
O
+
R - CH - CN
Phản ứng được xúc tác bằng bazơ vì bazơ làm tăng nồng độ ion
CN
-

Xianhydrin được dùng để điều chế axit α - hidroxi
carboxylic.
HCN +

-
OH → CN
-
+ H
2
O
A. Phản ứng cộng vào nhóm = C = O :
Ví dụ :
HCN
CH
3
- C - H
OHO
+
CH
3
- CH - CN
CH
3
- C - CH
3
O
HCN+
OH
CH
3
- C - CN
CH
3
axit α - hidroxi propionic

3H
2
O
+
OH
+
CH
3
- CH - CN NH
3
+
OH
CH
3
- CH - C(OH)
3
OH
CH
3
- CH - COOH
H
2
O
Các xianitrin không bền, dễ bò thủy phân cho axit :