C14

  • Uploaded by: api-3703605
  • 0
  • 0
  • November 2019
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View C14 as PDF for free.

More details

  • Words: 1,653
  • Pages: 47
CHƯƠNG 14 ACID CARBOXYLIC VÀ DẪN CHẤT

MỤC TIÊU HỌC TẬP - Trình bày được định nghĩa, cấu tạo, phân loại, danh pháp của amin đơn chức - Trình bày được các phương pháp điều chế chính của amin đơn chức - Trình bày được các hoá tính chính của amin đơn chức - Trình bày được cấu tạo, danh pháp, và các phản ứng đặc trưng của diamin, aminoalcol và aminophenol.

ĐẠI CƯƠNG Định nghĩa và phân loại Nhóm carboxyl

mono

O C R = alkyl, aryl, H

Acid carboxylic no

R

H

di

O

poly Acid carboxylic chưa no

Acid carboxylic thơm

Danh pháp Danh pháp thông thường O

Acid acetic

Acid formic

Acid valeric

Acid butyric

Acid propionic

O

O

O CH3CH2CH2CH2COH

CH3CH2CH2COH

CH3CH2COH

CH3COH

HCOH

O

O

O

COH

CH3CH2CH2CH2CH2COH

Acid caproic

Acid benzoic O

- Vị trí nhóm thế được biểu diễn bằng chữ cái Hylạp

CH3CH2CH2CH2CH2COH ε

δ

γ

β

α

Danh pháp IUPAC Acid + tên hydrocarbon + oic O

Đánh số 1 từ C của nhóm carboxyl

CH3CH2CH2CH2CH2COH 6

5

4

3

2

Ví dụ Có nhiều hơn 2 nhóm –COOH, thêm tiền tố chỉ độ bội. Khi nhóm carboxyl gắn với vòng Acid + tên hydrocarbon + carboxylic Ví dụ:

1

- Tiền tố:

-carboxy

Ví dụ: Bài tập1 Bài tập2 - Gốc acyl oic → oyl - carboxylic → -carbonyl Ví dụ: - Tên muối của acid Tên kim loại + tên hydrocarbon nền + at (oat)

ACID MONOCARBOXYLIC NO Phương pháp điều chế Một số acid carboxylic có trong tự nhiên

Acid formic

Acid acetic

Acid butyric

Oxy hoá alcol, aldehyd, ceton, hydrocarbon

Thuỷ phân hợp chất nitril

Đi từ hợp chất cơ kim và carbon dioxyd

Đi từ este của acid malonic

từ este của acid malonic từ dẫn chất halogen

Tính chất vật lý - T0s cao hơn các hydrocarbon và các hợp chất hữu cơ chứa oxy có cùng hình dạng và kích thước.

Minh hoạ

- Điểm chảy + Acid mạch hở,có từ 8 C trở lên: chất rắn - Độ hoà tan + Acid có ít hơn 5C: tan vô hạn trong nước Độ tan giảm khi độ dài mạch C tăng + Tan nhiều hơn trong alcol + Tan trong dung môi kém phân cực như CHCl3. - Phổ hồng ngoại ν OH : 3500 - 2500 cm-1 ν C-H : 3500 - 2500 cm-1 ν C=O : 1700 cm-1 Minh hoạ

Cấu trúc của nhóm carboxyl

~1200

O C ~1200

~1200

OH

Tính chất hoá học

Phản ứng thế ái nhân acyl

Tính acid

O RC C OH H

Phản ứng khử hoá

Phản ứng của Hα Phản ứng decarboxyl

Tính acid

Điện tích (-) được giải toả đều Acid acetic

Base liên hợp Hai dạng cấu trúc cộng hưởng của ion acetat

Dạng lai hoá

So sánh tính acid của ethanol và acid acetic

Ảnh hưởng của nhóm thế đến tính acid O

O C

EWG

O-

EDG

CH3 O

pKa=2,8

CH3

O

O C H

O-

Nhóm đẩy điện tử làm giảm tính acid

Nhóm hút điện tử làm tăng tính acid

Cl CH2

C

CH3

C O

pKa=4,8

H

CH

O C

CH3

pKa=5,1

O

H

Ảnh hưởng của hiệu ứng cảm ứng ở acid mạch thẳng + Các nhóm thế có độ âm điện lớn làm tăng tính acid ClCH2

FCH2

COOH

COOH

pKa=2,6

pKa=2,8

+ Số nhóm thế hút điện tử tăng, tính acid tăng ClCH2

COOH

Cl2CH

pKa=2,8

COOH

pKa=1,3

Cl3C

COOH

pKa=0,9

+ Nhóm thế hút điện tử nằm gần nhóm –COOH, tính acid tăng O

O Cl

HO

HO

O

Cl HO

Cl

pKa=4,5

pKa=4,1

pKa=2,9

Phản ứng tạo muối Ví dụ

base Acid acetic Acid mạnh

Acid benzoic Acid mạnh

base

Acid yếu

Acid yếu

Phản ứng thế ái nhân acyl :O : R

C

OH

.. :O :

chậm

_ + Nu :

Nu

.. : O: R

C Nu

OH

C

R

:O : OH

R

C Nu

+ :OH

_

Phản ứng este hoá Liên kết bị cắt đứt

Cơ chế Proton hoá O của carbonyl?

Proton hoá O của hydroxyl?

1

3

2 4

Nếu dùng xúc tác base? Giàu điện tử

OH phản ứng như base

Phản ứng tạo acyl halogenid Phản ứng chung Ví dụ:

Phản ứng tạo amid

Muối amoni Phản ứng acid base

Ví dụ:

Phản ứng loại nước

Phản ứng khử hoá Phản ứng chung

Ví dụ: Hai liên kết C-O được thay thế bằng liên kết C-H

Phản ứng decarboxyl hoá CH 3

C

O O

NaOH, CaO

Na

CH4

to

+ CO2

O R C

R

C

O O

Na

O

Ca

t0

R C R

=

R C

O

CaCO3

O

O

+ H2O

+

Điện ly

R  R + CO2

Anot

+ NaOH + H2

Catot

Phản ứng của gốc hydrocarbon Phản ứng halogen hoá với xúc tác nhiệt hay ánh sáng CH3-CH2-CHCl-COOH (5%) CH3-CH2-CH2-COOH

Cl2 hν

CH3-CHCl-CH2-COOH (64%) ClCH2-CH2-CH2-COOH (31%)

Phản ứng halogen hoá(Phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky) O R2CCOH

+

X2

P or PX3

O R2CCOH

+

X

H Ví dụ: O

Br2

CH3CH2CH2COH

O CH3CH2CHCOH

P Br (77%)

HX

Ứng dụng: O

O

Br2

CH3CH2CH2COH

CH3CH2CHCOH P Br (77%)

O CH3CH2CHCOH OH

(69%)

K2CO3 H2O heat

Phản ứng oxy hoá β

α

R-CH2-CH2-COOH β

α

R-CH2-CH2-COOH

men

SeO2

R-CO-CH2-COOH R-C-COOH + H2O + Se O

ACID MONOCARBOXYLIC CHƯA NO - Acid α,β-ethylenic:

R

- Acid β,γ-ethylenic:

R

β

CH γ

CH

α

CH β

CH

COOH CH2

COOH

Cấu trúc - Acid α,β-ethylenic + Liên hợp giữa nối đôi và nhóm carbonyl:liên hợp giữa các điện tử π + Liên hợp trong nhóm carboxyl: liên hợp giữa điện tử p và điện tử π

Đồng phân H H3C COOH H3C C C C C H H H COOH acid crotonic acid isocrotonic (trans) (cis) o o C) (chÊt láng,onct= 16 C)(chÊt r¾n,onct= 72

Tính chất hoá học Tính acid C

C

<

C OH

Mạnh hơn acid no tương ứng

O

Phản ứng cộng hợp vào liên kết đôi Trái qui tắc Markovnikov - Acid chưa no không liên hợp CH2 -

X

CH

CH2

C

+

O

CH2X

OH

CH2

CH2

H

- Acid chưa no liên hợp: cộng 1,4 CH2=CH-C

O

+

H+

CH2=CH-C

OH +

CH2=CH-C

OH OH

OH CH2=CH-CH +

OH

CH2=CH-C +

CH2-CH=C

OH OH

OH OH +

OH CH2=CH-CH OH +

+

OH OH

CH2

CH

C

OH OH

COOH

OH

+

CH2-CH=C

-

+ Br

OH

OH BrCH2-CH=C

OH

BrCH2CH2C

O OH

Chất điển hình O

O

C-O H H

OH

p ro s ta g l a n d i n A 2

O

HO

C-O H HO

H

OH

p r o s ta g la n d in F 2 a

ACID MONOCARBOXYLIC THƠM Công thức chung: Ar - COOH Điều chế - Đi từ thiên nhiên + Cánh kiến trắng + Nước tiểu 1 số loài động vật nhai lại C6H5CONHCH2COOH Acid hippuric

C6H5COOH + H2NCH2COOH Acid benzoic

- Trong công nghiệp COOH H¾ c Ýn, than ® ¸

[O] V2O5

Glycocol

Tính acid + Nhóm thế đẩy điện tử

giảm tính acid

D-nhóm cho điện tử

Tính acid kém hơn acid benzoic

+ Nhóm thế hút điện tử

D làm ion carboxylat kém bền vững

tăng tính acid

W-nhóm cho điện tử

Tính acid lớn hơn acid benzoic

W làm ion carboxylat bền vững

Phản ứng của nhân thơm Phản ứng thế ái điện tử vào nhân thơm COOH

COOH

HNO3/H2SO4 to

NO2

Phản ứng hydro hoá nhân thơm C6H5COOH

+ 4H

C6H9COOH

+ 2H

C6H11COOH

ACID DICARBOXYLIC NO Điều chế từ este malonat

Tính acid

HOOCCH2COOH HOOCCH2COO

pKa1 = 2.9 pKa2 = 5.2

+ + H HOOCCH2COO + + H OOCCH2COO

HO2CCO2H > HO2CCH2CO2H > HO2C(CH2)5CO2H

pKa1:

1.2

2.8

Phản ứng decarboxyl Acid oxalic và malonic

4.3

HO

O C

H CH2

O C

OH C CH2 HO

O

O C

HO

Trạng thái trung gian H

CH3

O C O

HO

O C

CH2

O C

O

Hợp chất có 2 nhóm carboxyl ở vị trí 1,6 hoặc 1,7 hoặc xa hơn. H2C H2C

CH2 CH2 CH2

COOH COOH CH2

xóc t¸c H2C

COOH

H2C CH2

H2C

oC 300

CH2 COOH acid pimelic

CH2 C

O

+ CO2 + H2O

CH2 cyclopentanon

400C o

CH2 H2C

CH2 C

O + CO2 + H2O

CH2 CH2 cyclohexanon

Phản ứng loại nước

Phản ứng thế ở nguyên tử Cα của acid malonic

ACID DICARBOXYLIC CHƯA NO Chất điển hình Acid 1,4-butendioic O

OH O OH

HO

O

OH

O

Acid fumaric

Acid maleic

Tính chất vật lý Acid fumaric

Acid maleic

T0nc

300-3020C

1300C

Độ tan (2500C)

0,7%

78,7%

h

c o h

c o h c o h c o

Acid maleic

o h ho c o

c c

oh

c c oh o c h

h

c c

h c oh o

Acid fumaric

Phản ứng tạo anhydrid nội phân tử H

C

H

C

C

C

O

H

O H O H

O

C

C

O H

O

C

C

O

anhydrid maleic

a.maleic

Phản ứng oxy hoá H H

COOH

C C

+

[O]

KMnO4 HO

-

COOH

COOH H

C

OH

H

C

OH

COOH a.maleic HOOC

H

C C

H + COOH

[O]

KMnO4 HO

-

HOOC

HOOC H

C

OH

HO

C

H

+

HO

C

H

H

C

OH

COOH a.fumaric

Hỗn hợp racemic

COOH

ACID DICARBOXYLIC THƠM cooh

cooh

cooh

cooh cooh cooh A.benzen 1,2-dicarboxylic A.benzen 1,3-dicarboxylic A.benzen 1,4-dicarboxylic A.isophtalic A.terephtalic A.o-phtalic

Điều chế - Acid terephtalic

CH3

CH3

- Acid o-phtalic

CH3 [O] CH3COOH Co (III)

COOH

COOH

CH3

[O] CH3COOH Co (III)

COOH CH3

[O] CH3COOH Co (III) O2/V2O5 4000C

COOH

COOH COOH

COOH

- Acid isophtalic CH3

COOH [O] CH3COOH CH3 Co (III)

Phản ứng decarboxyl hoá

COOH

Một số acid carboxylic CO2H

CO2H O

ibuprofen

naproxen

Related Documents

C14
November 2019 16
C14
October 2019 31
C14
November 2019 27
C14
June 2020 9
C14
November 2019 17
C14
November 2019 20