Tài liệu Giáo khoa Hóa hữu cơ - Anđehit ppt

Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
183
XI. ANÐEHIT (ALDEHID)

XI.1. Ðịnh nghĩa
Andehit là một loại hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có chứa nhóm –CHO
(
, nhóm fomyl, formil).

XI.2. Công thức tổng quát

R(CHO)
n
n ≥ 1 (n = 1: Anđehit đon chức;
n ≥ 2: Andehit đa chức)
R: Gốc hiđrocacbon hóa trị n, R có thể là H,
có thể không có


C
x
H
y
(CHO)
n
n ≥ 1
x ≥ 0
≈ C
x
H
y + n

⇒ (y + n) nguyên, dương, chẵn
y + n ≤ 2n + 2

C
n
H
2n + 2 – 2k – x
(CHO)
x
(n ≥ 0; k = 0, 1, 2, 3,…; x ≥ 1)


C
n
H
2n + 2 – m – x
(CHO)
x
x ≥ 1
n ≥ 0
m: số nguyên, dương, chẵn, có thể bằng 0
(m = 0, 2, 4, 6, 8,…)

Anđehit đơn chức: R-CHO R: Gốc hiđrocacbon hóa trị I, R có thể là H


C
x
H
y

CHO x ≥ 0
≈ C
x
H
y + 1
⇒ C
x
H
y + 1

⇒ (y + 1) chẵn ⇒ y lẻ
⇒ y + 1 ≤ 2x + 2
⇒ y ≤ 2x + 1

C
n
H
2n + 2 –2k – 1
CHO ⇒ C
n
H
2n + 1 – 2k
CHO (n ≥ 0; k = 0, 1, 2, 3, 4,…)


C
n
H
2n + 2 – m – 1
CHO ⇒ C

n
H
2n + 1 - m
CHO

(n ≥ 0; m = 0, 2, 4, 6, 8,…)


Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
184

Anđehit đơn chức, no, mạch hở:

C
n
H
2n + 1
CHO (n ≥ 0) Hay: C
n
H
2n
O (n ≥ 1)


R-CHO (R: Gốc hiđrocacbon hóa trị I, no
mạch hở, có thể là H)

Bài tập 87
Viết công thức tổng quát có mang nhóm chức của:
a. Anđehit đơn chức no mạch hở.

b. Andehit đa chức no mạch hở.
c. Anđehit đơn chức có chứa một liên kết đôi C=C trong phân tử, mạch hở.
d. Anđehit đơn chức no, có chứa một vòng.
e. Anđehit đơn chức, có chứa một nhân thơm, ngoài nhân thơm là các gốc hiđrocacbon
no mạch hở.
f. Anđehit đa chức có chứa hai nhóm chức anđehit no mạch hở.
g. Anđehit đa chức có chứa ba nhóm chức anđehit, hai liên kết đôi C=C, một liên kết ba
C≡C, một vòng trong phân tử.

Bài tập 87’
Viết công thức chung có mang nhóm chức của:
a. Dãy đồng đẳng của anđehit fomic (HCHO).
b. Chất đồng đẳng với anđehit acrilic (acrolein, CH
2
=CH-CHO).
c. Dãy đồng đẳng của benzanđehit (bezaldehid, C
6
H
5
CHO).
d. Chất đồng đẳng với anđehit oxalic (HOC-CHO).
e. Chất đồng đẳng với xiclohexylmetanal (C
6
H
11
CHO, formyl ciclohexan).
f. Dãy đồng đẳng cinamaldehid (xinamanđehit, C
6
H
5

-CH=CH-CHO).
g. Dãy đồng đẳng củaa crotonaldehid (crotonanđehit, CH
3
-CH=CH-CHO).

Bài tập 88
a. Viết công thức tổng quát có mang nhóm chức của anđehit A đơn chức, không no, có
một nối đôi, mạch hở.
b. Viết các CTCT có thể có của A nếu gốc hiđrocacbon của nó có chứa 3 nguyên tử
cacbon.
ÐS: 4 CTCT

Bài tập 88’
a. Viết công thức chung của anđehit A nhị chức, chứa một liên kết đôi C=C mạch hở.
b. Viết các CTCT có thể có của A cho biết khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol A thì thu được
5 mol CO
2
.
ÐS: 7 CTCT


Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
185
XI.3. Cách đọc tên (Chủ yếu là tên của anđehit đơn chức no mạch hở)
Ankan
→
Ankanal (Mạch chính là mạch C có chứa
nhóm –CHO và dài nhất. C của nhóm
−CHO được đánh số 1)

Axit cacboxilic
→
Andehit cacboxilic
Cacboxilandehit

Một số anđehit có tên thông thường (nên biết)

Thí dụ
:

HCH
O
( H CHO , CH
2
O ) Metanal
Anñehit fomic
Fomanñehit
CCH
3
O
H
( CH
3
CHO
)
Etanal

Anñehit axetic
Axetanñehit
( C
2
H
4
O )
CH
3
CH
2
CHO
( C
2
H
5
CHO , C
3
H
6
O )
Propanal
Anñehit propionic
Propionanñehit
CHOCH
3
CH
2
CH
2

( C
3
H
7
CHO , C
4
H
8
O )
Butanal
Anñehit butiric
Butiranñehit
CH
3
CH
CH
3
CHO
123
2-Metyl propanal
Anñehit isobutiric
Isobutiranñehit
( C
3
H
7
CHO , C
4
H
8

O )
CHOCH
2
CH
3
CH
2
CH
2
Pentanal
Anñehit n-valeric
n-Valeranñehit
( C
4
H
9
CHO , C
5
H
10
O )
CH
3
-CH-CH
2
-CHO
CH
3
1234
3-Metyl butanal

Anñehit isovaleric
Isovaleranñehit
( C
4
H
9
CHO , C
5
H
10
O )
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CHO Hexanal
Anñehit caproic
Caprolanñehit
( C
5
H
11
CHO , C
6

H
12
O )
CHCH
2
CHO Propenal
Anñehit acrilic
Acrilanñehit
Acrolein
( C
2
H
3
CHO , C
3
H
4
O )
CH
2
C
CH
3
CHO
12
3
2-Metyl propenal
Anñehit metacrilic
Metacrilanñehit
( C

3
H
5
CHO , C
4
H
6
O )
CH CH CHO
CH
3
1
2
3
4
2-Butenal
But-2-enal
Anñehit crotonic (trans)
Crotonanñehit (trans)
( C
3
H
5
CHO , C
4
H
6
O )
CH CH CHO
1

2
3
3-Phenyl propenal
Anñehit xinamic (trans)
Xinamanñehit (trans)
(Cinamaldehid) (trans)
( C
6
H
5
-CH=CH-CHO )
CHO
Phenyl metanal
Anñehit benzoic
Benzanñehit
Fomyl benzen
( C
6
H
5
CHO )
CHOCH
3
( CH
3
-C
6
H
4
-CHO )

p-Toluanñehit
Anñehit p-toluic
p-Metylphenyl metanal
CHO
OH
Salixilanñehit
Anñehit salixilic
o-Hiñroxi bezanñehit
Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
186

















Bài tập 89
Ðọc tên các chất sau đây:

Bài tập 89’
Viết CTCT của các chất có tên sau đây:
a. Anđehit axetic b. Glioxal
c. Acrolein d. Fomanđehit
e. Benzanđehit f. Axetanđehit
g. Butanal h. o-Cresol
i. Glixerin j. Axit picric
k. Anđehit metacrilic l. Stiren
m. Isopren n. Anđehit acrilic
HOC CHO Etanñial
Anñehit oxalic
Oxalanñehit
Gl i oxal

HOC-CH
2
-CHO Propanñial
Anñehit malonic
Malonanñehit
HOC-CH
2
-CH
2
-CHO Butanñial
Anñehit sucxinic
Suxinanñehit
CHO
CHO
Anñehit o-ptalic
o-Ptalanñehit
o-Ñifomyl benzen
OHC
H
CHO
CC
H
Anñehit maleic
Maleanñehit
Cis-2-butenñial
CC
OHC
CHO
H
H

Anñehit fumaric
Fumaranñehit
Trans-2-butenñial
CHO
CHO
Anñehit tereptalic
Tereptal anñehit
p-Ñifomylbenzen
a. CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CHO b. CH
2
=CH-CHO
c. CH
3
-CH
CH
3
CH
2
CHO d.
e.

CHO
f.
CH
2
-OH
OH
g. H C C
O
H
O
C
CH
3
CHOCH
2
h.
i. H-CHO j. CH
3
-CH
2
-CHO
k. HO-CH
2
-CH
2
-OH
l. HOC-CH
2
-CHO
CCH

3
CH
3
O
m. n. CH
3
OCH
3
o. CH
3
CH CH
3
OH
p.
Giỏo khoa Húa hu c Biờn son: Vừ Hng Thỏi
187
o. Etylenglicol p. Anehit oxalic
q. Toluen r. p-Xilen
s. Propylenglicol t. Anehit propionic
u. Ru n-amylic v. Ru sec-butylic
w. Axit benzoic x. Vinyl axetilen
y. Isobutilen z. Ru alylic

XI.4. Tớnh cht húa hc

XI.4.1. Phn ng chỏy

C
x
H

y
(CHO)
n
+ (
4
3
4
n
y
x ++ )O
2


0
t
(x + n)CO
2
+ (
2
ny
+
)H
2
O

Anehit Khớ cacbonic Hi nc

C
n
H

2n +2 x
(CHO)
x
+ (
2
13
++
xn
)O
2


0
t

(n + x)CO
2
+ (n + 1)H
2
O

Anehit a chc no mch h

C
n
H
2n + 1
CHO + (
2
23 +n

)O
2


0
t
(n + 1)CO
2
+ (n + 1)H
2
O
(C
n + 1
H
2n + 2
O)
Anehit n chc no mch h
(1 mol) (n + 1) mol (n + 1) mol

Chỳ ý
:
Ch cú
anehit n chc no mch h
(CTPT cú dng CnH
2n
O) khi
chỏy
mi to
s mol
H

2
O bng s mol CO
2
. Cỏc anehit a chc, khụng no hoc cú vũng khi chỏy u to s
mol H
2
O nh hn s mol CO
2
.

XI.4.2. Phn ng cng hiro

Ni ụi C=O ca anehit (cng nh ca xeton) tham gia c phn ng cng hiro (H
2
)
vi s hin din cht xỳc tỏc Ni (Nickel, Niken, Kn) hay Pt (Platin, Bch kim) hay Pd
(Paladium, Palai) v un núng to nhúm

CH

OH (nhúm chc ru bc 1,

CH
2

OH, i vi anehit; nhúm chc ru bc 2, CH

OH, i vi xeton).

+1 0 -1 -2

R-CH=O + H
2


0
,
tNi
R-CH
2
OH

Anehit Hiro Ru bc nht
Cht oxi húa Cht kh








Thớ d:
RCR'
O
+
H
2
Ni
t
0

RCH
OH
R'
+2
0
0
-2
Xeton Hiủro
Rửụùu baọc nhỡ
(Chaỏt oxi hoựa) (Chaỏt khửỷ)
Giỏo khoa Húa hu c Biờn son: Vừ Hng Thỏi
188

Lu ý
L.1.
iu kin cng hiro vo liờn kt ụi C=O ca anehit, xeton ging nh iu kin
cng hiro vo liờn kt ụi C=C, liờn kt ba C

C. Nhng cng hiro vo C=C,
C

C d hn so vi C=O, nờn anehit, xeton khụng no khi cng hiro thỡ hiro cng
vo liờn kt ụi C=C, C

C ca gc hirocacbon khụng no trc ri mi cng vo
liờn kt ụi C=O ca nhúm chc anehit, xeton sau. Do ú khi cho
anehit, xeton
khụng no, cng hiro thỡ ta thu c ru bc 1, ru bc 2 no
.

CnH
2n + 2 2k x
(CHO)
x

+ (k + x)H
2


0
,
tNi
CnH
2n + 2 x
(CH
2
OH)
x

Anehit mch h (no hay khụng no) Hiro Ru bc 1 no mch h (n chc hay a chc)

Thớ d
:
CH
2
=CH-CHO + 2H
2


0
,
tNi
CH
3
-CH

2
-CH
2
-OH

Propenal Hiro Propanol-1
Anehit acrilic, Acrolein Ru n-propylic

CH
3
-CH=CH-CHO + 2H
2


0
,
tNi
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-OH
2-Butenal Butanol-1
Crotonalehit Ru n-butylic

HC

H
O
+
H
2
00
t
0
HCHOH
H
( H-CHO )
( CH
3
-OH )
-2
Metanal
Fomanủehit
(Chaỏt oxi hoựa)
Hiủro
( Chaỏt khửỷ )
Metanol
Rửụùu metylic
+1
CH
3
-CHO
+
H
2
Ni

Ni
t
0
CH
3
CH
2
OH
+1 0 -1 +1
Etanal
Anủehit axetic
Axetanủehit
( Chaỏt oxi hoựa)
( Chaỏt khửỷ)
Etanol
Rửụùu etylic
CCH
3
CH
3
O
+
H
2
Ni
t
0
CH CH
3
CH

3
OH
+2 0
Propanon
ẹimetyl xeton
Axeton
( Chaỏt oxi hoựa )
0+1
Propanol-2
Rửụùu isopropylic
Hiủro

( Chaỏt khửỷ)
HOC CHO
+
2H
2
Ni , t
0
HO-CH
2
-CH
2
-OH
Etanủi al
Anủehit oxalic
Gl i ox al
Etanủiol-1,2
Etylenglicol
HOC-CH

2
-CHO
+
2H
2
Ni , t
0
HO-CH
2
-CH
2
-CH
2
-OH
Propanủial
Anủehit malonic
Propanủiol -1,3
Trimetylenglicol
Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
189



CH
≡
C-CHO + 3H
2

→
0

,
tNi
CH
3
-CH
2
-CH
2
-OH
Propinal Propanol-1
Propacgylanđehit Rượu n-propylic

CH
3
-C-CH=CH
2
+ 2H
2

→
0
,
tNi
CH
3
-CH-CH
2
-CH
3

O OH
Metyl vinyl xeton Rượu sec-butylic
But-3-en-2-on; 3,2-Butenon


L.2.
Trong phản ứng anđhit cộng hiđro để tạo rượu bậc 1 tương ứng, thì anđehit đóng
vai trò chất oxi hóa, còn hiđro đóng vai trò chất khử. Do đó người ta còn nói dùng
hiđro để khử anđehit tạo rượu bậc 1 tương ứng; Hay anđehit bị khử bởi hiđro để tạo
rượu bậc một tương ứng. Trong đa số trường hợp phản ứng khác, thì anđehit thể
hiện tính khử, nhóm chức anđehit (
−
CHO) dễ bị oxi hóa tạo thành nhóm chức axit
hữu cơ (
−
COOH).

XI.4.3. Phản ứng cộng dung dịch Natri bisunfit bão hòa (NaHSO
3
)

Anđehit
(R-CHO) và
metyl xeton
(R-CO-CH
3
) tác dụng được với dung dịch bão hòa
natri bisunfit (NaHSO
3
) tạo hợp chất cộng bisunfit khơng tan, có màu trắng. Tổng qt,

các xeton khác khơng tham gia phản ứng này vì chướng ngại lập thể (các nhóm thế q
lớn, khơng đủ chỗ để bốn nhóm lớn cùng liên kết vào một ngun tử cacbon (C).

















Thí dụ
:




R
CO
H
+
NaHSO

3
( H SO
3
Na )
C
OH
H
R
SO
3
Na
Anđehit
Dung dòch natri bi sunfi t bão hòa
Hợp chất cộng natri bisunfit của anđehit
Sản phẩm cộng natri bisunfit của anđehit
( Không tan trong dung dòch NaHSO
3
bão hòa )
CO
H
3
C
R
+
NaHSO
3
( H SO
3
Na )
C

OH
SO
3
Na
R
H
3
C
Metyl xeton
DD natri sunfit natri bão hòa
Hợp chất bisunfit của metyl xeton
Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
190

Lưu ý
Người ta thường dùng phản ứng đặc trưng này để
tách lấy riêng anđehit (R-CHO)
cũng
như
metyl xeton (R-CO-CH
3
)
ra khỏi hỗn hợp các chất hữu cơ. Cho hỗn hợp các chất
hữu cơ có chứa anđehit hoặc metyl xeton tác dụng với dung dịch natri bisunfit bão hòa thì
chỉ có anđehit hoặc metyl xeton tác dụng tạo hợp chất cộng khơng tan, có màu trắng. Sau
đó lọc lấy sản phẩm cộng bisunfit này rồi cho tác dụng với dung dịch axit clohiđric (dd
HCl) hoặc dung dịch xút (dd NaOH) sẽ tái tạo được anđehit, cũng như metyl xeton.

C
R
H
OH
SO
3
Na
+
HCl
R
OC
H
+
SO
2
+
H
2
O
+
NaCl
Hợp chất cộng bisunfit của anđehit
Axit clohiđric
Anđehit
Khí sunfurơ

C
OH
SO
3
Na
R
H
+
NaOH CO
R
H
+
Na
2
SO
3
+
H
2
O
Hợp chất cộng bisunfit của anđehit
dd Xút
Anđehit
Natri sunfit
Nước
R
SO
3
Na
OH

C
CH
3
+
HCl
CH
3
CO
R
+
SO
2
+
H
2
O
+
NaCl
Hợp chất cộng bisunfit của metyl xeton
dd Axit clohiđric
Metyl xeton
C
OH
SO
3
Na
R
CH
3
+

NaOH
CO
R
CH
3
+
Na
2
SO
3
+
H
2
O
Sản phẩm cộng bisunfit của metyl xeton
dd Xút
Metyl xeton
CO
H
H
+
NaHSO
3
H
H
SO
3
Na
OH
C

Anđehit fomic
Dd Natri bisunfit bh
Hợp chất cộng natri bisunfit của anđehit fomic
H
CH
3
OC
+
NaHSO
3
CH
3
H
SO
3
Na
OH
C
Anđehit axetic
Dd Natri bi sunfi t bão hòa
Hợp chất cộng natri bisunfit của anđehi t axeti c
CO
CH
3
CH
3
+
NaHSO
3
C

OHCH
3
CH
3
SO
3
Na
Axeton
Đimetyl xeton
Dd Natri bi sunfi t bão hòa
Hợp chất cộng natri bisunfit bão hòa
Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
191
Bài tập 90
Tách lấy riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm: bezanđehit, stiren, toluen và phenol.

Bài tập 90’
Tách lấy riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm: Axeton, benzen, rượu benzylic và n-butyl
axetilen.

XI.4.4. Phản ứng bị oxi hóa hữu hạn bởi oxi (của không khí) có muối mangan (II)
làm xúc tác

+1 0 +3 -2
R-CHO +
2
1
O
2

→
+2
Mn
R-COOH

Anđehit Oxi (Không khí) Axit hữu cơ
(Chất khử) (Chất oxi hóa)

Thí dụ
:

+1 0 +3 −2
CH
3
-CHO +
2
1
O
2

→
+2
Mn
CH
3
-COOH

Etanal; Anđehit axetic Axit etanoic; Axit axetic
(Chất khử) (Chất oxi hóa)

0 0 +2 −2
H-CHO +
2
1
O
2

→
+2
Mn
H-COOH
Metanal; Fomanđehit Axit metanoic; Axit fomic
(Chất khử) (Chất oxi hóa)

CH
2
=CH-CHO +
2
1
O
2

→
+2
Mn
CH
2
=CH-COOH

Propenal; Acrolein Axit propenoic; Axit acrilic

HOC-CHO + O
2

→
+2
Mn
HOOC-COOH
Etanđial; Glioxal Axit etanđioic; Axit oxalic












CHO
+
1
2
O
2
Mn
2

+
COOH
Bezanñehit Axit benzoic
CH CH CHO
+
1
2
O
2
Mn
2
+
CH CH COOH
Xinamanñehi t
Axit xinamic
CH
3
CH CH CHO
+
1
2
O
2
Mn
2
+
CH CHCH
3
COOH
Axit crotonic

Crotonanñehit
Giáo khoa Hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
192
XI.4.5. Phản ứng tráng gương (tráng bạc, tráng kiếng, tráng thủy, phản ứng
anđehit bị oxi hóa bởi dung dịch bạc nitrat trong amoniac)

Anđehit tác dụng với dung dịch bạc nitrat trong amoniac (dd AgNO
3
/NH
3
, thuốc thử
Tollens) tạo ra kim loại bạc (Ag) bám vào thành bên trong của ống nghiệm có màu trắng
sáng đặc trưng. Do đó người ta thường dùng phản ứng đặc trưng này để nhận biết
anđehit, cũng như để tráng lớp kim loại bạc trên mặt thủy tinh (tạo gương soi, bình thủy
giữ nhiệt, …). Trong phản ứng này, anđehit đóng vai trò chất khử, nó bị oxi hóa tạo axit
hữu cơ tương ứng, nhưng do trong môi trường bazơ, amoniac (NH
3
) có dư, nên axit hữu
cơ hiện diện ở dạng muối amoni của axit hữu cơ. Còn ion bạc (Ag
+
), trong AgNO
3
/NH
3
,
đóng vai trò chất oxi hóa, nó bị khử tạo ra bạc kim loại.

+1 +1 +3 0
R-CHO + 2AgNO
3

+ 3NH
3
+ H
2
O
→
0
t
R-COONH
4
+ 2Ag + 2NH
4
NO
3

Anđehit Dung dịch bạc nitrat trong amoniac Muối amoni của axit hữu cơ
(Chất khử) (Chất oxi hóa)

1 mol 2 mol

Thí dụ
:

+1 +1 +3 0
CH
3
-CHO + 2AgNO
3
+ 3NH
3

+ H
2
O
→
0
t
CH
3
-COONH
4
+ 2Ag + 2NH
4
NO
3

Ađehit axetic Amoni axetat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)

CH
2
=CH-CHO +2AgNO
3
+ 3NH
3
+ H
2
O
→
0
t

CH
2
=CH-COONH
4
+2Ag + 2NH
4
NO
3

Acrolein Amoni acrilat


+1 +1 +1 +3 +3 0
HOC-CHO + 4AgNO
3
+ 6NH
3
+ 2H
2
O
→
0
t
H
4
NOOC-COONH
4
+ 4Ag + 4NH
4
NO

3

Glioxal; Anđehit oxalic Amoni oxalat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
( 1 mol ) ( 4 mol)














CHO
+
2AgNO
3

+
3NH
3
+
H
2

O
COONH
4
+
2Ag
+
2NH
4
NO
3
Bezanñehit
Amoni benzoat
CH
2
C
CH
3
CHO
+
2AgNO
3
+
3NH
3
+
H
2
O
CH
2

C
COONH
4
CH
3
+
2Ag
+
2NH
4
NO
3
Anñehit metacrilic
Amoni metacrilat
HOC CHO
+
4AgNO
3
+
6NH
3
+
2H
2
O COONH
4
H
4
NOOC
+

4Ag
+
4NH
4
NO
3
Anñehit tereptali c
Amoni tereptalat
t
0
t
0
t
0