bài giảng hóa hữu cơ anken

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TS. ĐẶNG THỊ HÀ

Phần 2: Hydrocarbon
Tổng quan về Hydrocarbon
- Là những HCHC chỉ chứa C và H với Công thức chung là CnHm
Hydrocarbon
Mạch hở
(aliphatic, axyclic)
Mạch vòng
(Cyclic)
Ankan No Anken Ankyn không no
Thơm
1. Dãy đồng đẳng etylen
2. Danh pháp
3. Đồng phân
4. Phương pháp điều chế
5. Tính chất vật lý
6. Tính chất hóa học
Bài 2. Anken
4. Phương pháp tổng hợp Anken
- Trong công nghiệp, anken được tạo thàn chủ yếu từ
cracking dầu mỏ;
-  Trong PTN:
1- Loại HX từ dẫn suất RX:
- Điều kiện: với các bazo mạnh như KOH hay NaOH trong ancol
đun nóng
-  Dẫn suất RX: bậc 3>bậc 2>bậc 1  Ví dụ?
2- Loại X2 từ dẫn suất đi halogenua RX2:

3- Loại nước từ ancol:
-  Điều kiện: xúc tác axit đặc hoặc xúc tác rắn (nhôm oxit hay
zeolit) ở t = 300-400C.
-  ancol: bậc 3>bậc 2>bậc 1
- Có thể xảy ra sự chuyển vị liên kết đôi trong phân tử  Ví dụ?
5. Tính chất vật lý của Anken
6. Tính chất hóa học của Anken
Đặc điểm của anken: chứa liên kết đôi có mật độ
electron lớn nên làm dễ dàng cho sự tấn công của
các tiểu phân thiếu electron – tác nhân electrophin
Phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng electrophin
Đặc điểm của phản ứng: đây là phản ứng dị ly, anken là
chất giàu electron đóng vai trò là nucleophin (hay bazo),
còn tác nhân thiếu electron đóng vai trò là tác nhân
electrophin (hay axit).
Ngoài ra, anken cũng còn tham gia phản ứng cộng
và thế gốc tự do
6.1a Phản ứng cộng các tác nhân electrophin đối
xứng: halogen
-  Điều kiện tiến hành phản ứng: Phản ứng cộng X2 (X = Cl,
Br) xảy ra trong dung môi theo cơ chế AE ở nhiệt độ thấp,
sản phẩm tạo thành là đihalogen.
- PT tổng quát: C=C+X2  CX – CX
- Cơ chế phản ứng:
- Ví dụ:
+ Tốc độ phản ứng phụ thuộc và cấu trúc anken. Mật độ electron
ở liên kết đôi càng lớn thì sự tấn công của tác nhân electrophin
càng dễ, các tiểu phân trung gian tạo thành càng ổn định.
Ví dụ:
- Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng:

+ Trong các halogen, hay dùng là Clo và Brom là những tác nhân
electrophin dễ dàng tham gia phản ứng. Flo phản ứng quá mạnh
nên không được dùng. Ngược lại iot thì rất kém hoạt động.
+ Nếu tiến hành phản ứng trong dung môi trơ thì sản phẩm hình
thành là đihalogen. Tuy nhiên, nếu tiến hành phản ứng trong một
dung môi hỗn hợp có chứa các anion hay nucleophin khác, sản
phẩm tạo thành là hỗn hợp nhiều sản phẩm.
Ví dụ:
6.1b Phản ứng cộng các tác nhân electrophin bất
đối xứng: HX
- Điều kiện tiến hành phản ứng: trong dung môi (như axit acetic)
 phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng electrophin và tuân theo quy
tắc cộng Markovnikov (H hay cation cộng vào cacbon có nhiều
hydro nhất, còn X- hay anion cộng vào cacbon it hydro nhất)
-  Cơ chế phản ứng: 3 giai đoạn  Ví dụ
Kết luận:
- H hay cation cộng vào cacbon có mật độ electron lớn hơn
(hay mang điện tích dương) còn X- cộng vào C có mật độ
electron nhỏ hơn (hay mang điện tích âm)
-  H hay cation cộng vào C nào của nối đôi để tạo thành
cacbocation bền vững hơn
- Ngoại lệ: số hydro ở hai C nối đôi như nhau, không áp dụng
quy tắc Markovnikov mà dùng quy tắc Zaitsev (H hay cation
cộng vào C không dính với nhóm CH3, còn X hay anion cộng
vào C có nhóm CH3).
- Ví dụ:
6.1b Phản ứng cộng các tác nhân electrophin bất
đối xứng:
-  Phản ứng với H2SO4đặc  ankylhydrosunfat
-  Phản ứng với dung dịch nước clo/brom 

halogenhydrin
-  Phản ứng hydrat hóa trong môi trường axit loãng 
alcol
6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do
6.2a Cộng gốc tự do:Cộng halogen X2
Điều kiện tiến hành phản ứng:
- Cl2 và Br2 có thể cộng vào liên kết đôi theo cơ chế gốc khi có
chất kích thích là ánh sáng tím hay peroxit. Phản ứng xảy ra
nhanh hơn cộng ion.
-  Phương trình phản ứng: X2 + C=C  CX – CX
-  Cơ chế phản ứng:
6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do
6.2a Cộng gốc tự do: Cộng HX
Điều kiện tiến hành phản ứng:
- Trong điều kiện có xúc tác là chất dễ sinh gốc như peroxit ROOR,
(RCOO)2 hay O2, HX cộng vào anken theo cơ chế gốc tự do và
sản phẩm chính thu được trái quy tắc Markovnokov.
-  Cơ chế phản ứng:
- Lưu ý: Muốn phản ứng xảy ra tốt cần phải lấy lượng tác nhân cộng
dư, nếu không phản ứng trùng hợp gốc sẽ chiếm ưu thế
6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do
6.2b Thế gốc tự do: halogen
- Điều kiện tiến hành phản ứng: ở nhiệt độ cao (300˚C), clo có
thể thế H allyl cho sản phẩm thế
-  Cơ chế : gốc tự do giống ankan
6.3 Phản ứng Khử Anken bởi hydro
Điều kiện tiến hành phản ứng:
- phản ứng dị thể xảy ra trên bề mặt một số kim loại như Pt,
Ni, Pd…cho sản phẩm là ankan
-  Phản ứng hydro hóa đồng thể: xúc tác đồng thể tan trong

dung môi hữu cơ (như benzen), thường là phức hữu cơ của
nguyên tố chuyển tiếp như Rh và Ir (xúc tác Wilkinson
[(C6H5)3P]3RhCl)
6.4 Phản ứng đồng phân hóa Anken
- Điều kiện tiến hành phản ứng: Cho anken có liên kết đôi cuối
mạch đi qua Al2O3 ở 500C sẽ xảy ra sự chuyển vị nối đôi vào
phía trong mạch.
- Ví dụ:
6.5 Phản ứng Oxy hóa Anken
Điều kiện tiến hành phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:
-  Một số tác nhân oxi hóa như KMnO4, OsO4 hay H2O2 cộng
hợp vào anken cho 1,2-diol
-  Tuy nhiên, khi oxi hóa anken bằng KMnO4 trong môi trường
axit mạnh sẽ oxi hóa phân cắt liên kết đôi thành cacbonyl
(hoặc oxi hóa anken bằng KMnO4 rồi với peiodat kim loại,
liên kết diol sẽ bị phân cắt thành hợp chất cacbonyl)
-  Với tác nhân là peaxit (-CO2OH) sẽ tạo thành hợp chất
epoxy
6.6 Phản ứng trùng hợp Anken
A. Trùng hợp gốc
Điều kiện : có chất kích
thích tạo gốc như peroxit
hoặc nhiệt hay ánh sáng
Cơ chế:
B. Trùng hợp ion
Điều kiện : có chất xúc tác
cation như H+ hay các axit
Lewis AlCl3, BF3
Cơ chế: