onthicaptoc.com
BÀI 18: HỢP CHẤT CARBONYL- CARBOXYLIC ACID
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Khái niệm:
Oxi hoá không hoàn toàn alcohol có thể thu được hợp chất aldehyde hoặc ketone. Đây là hai loại hợp chất chứa nhóm carbonyl trong phân tử.
Nhóm ( aldehyde hoặc ketone ) trong phân tử hợp chất hữu cơ được gọi là nhóm carbonyl.
a. Aldehyde:
+ Là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –CHO liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon hoặc nguyên tử hydrogen.
Ví dụ: HCH=O; CH3CH=O thuộc loại hợp chất carbonyl.
+Aldehyde no, đơn chức, mạch hở có công thức chung CnH2n+1CH=O ().
b. Ketone:
+ Là hợp chất hữu cơ có nhóm carbonyl liên kết với hai gốc hydrocarbon.
Ví dụ: CH3COCH3
2. Danh pháp:
a. Tên thay thế:
+ Tên Aldehyde = tên hydrocarbon (bỏ e) + al.
+ Tên Ketone = = tên hydrocarbon (bỏ e) + vị trí nhóm carbonyl + one.
Ví dụ:
Aldehyde
Tên thay thế
H-CHO
methanal
CH3-CHO
ethanal
CH3CH(CH3)CHO
2-methylpropanal
CH3(CH2)3CHO
penthanal
C6H5-CHO
phenyl methanal
Ketone
Tên thay thế
CH3-CO-CH3
propanone
CH3-CH2-CO-CH3
butanone
CH3-CH2-CH2-CO-CH3
pentan-2-one
CH3-CH2-CO-CH2-CH3
pentan-3-one
C6H5-CO-CH3
1-phenylethan-1-one
C6H5-CO- C6H5
diphenylmethanone
b. Tên thông thường:
+ Thay “ …ic acid’’ bằng “… ic aldehyde’’ hoặc “…aldehyde’’
Ví dụ: Một số aldehyde có tên thông thường
.HCHO: formic aldehyde (formaldehyde)
.CH3-CHO: acetic aldehyde ( acetaldehyde)
. C6H5-CHO: benzoic aldehyde ( benzaldehyde)
.CH2=CH-CHO: acrylic aldehyde ( acrylaldehyde)
. C6H5CH=CH-CHO: cinnamic aldehyde ( cinnamaldehyde)
Ví dụ: Một số ketone có tên thông thường
.CH3COCH3: acetone
.C6H5-CO-CH3: acetophenone
II. Tính chất vật lý:
-Hai aldehyde đơn giản nhất (formic aldehyde và acetic aldehyde ) là chất khí ở nhiệt độ thường. Các hợp chất carbonyl khác là chất lỏng hoặc chất rắn.
- Các hợp chất carbonyl có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với hydrocarbon có phân tử khối tương đương.
- Các hợp chất carbonyl mạch ngắn ( không chứa quá 3 nguyên tử C trong phân tử ) tan tốt trong nước. Các hợp chất carbonyl mạch dài không tan hoặc ít tan trong nước.
- Hợp chất carbonyl thơm hầu như không tan trong nước.
III. Tính chất hoá học:
-Trong nhóm carbonyl C=O, nguyên tử carbon liên kết với nguyên tử oxygen bằng một liên kết và một liên kết d
tương tự như trong phân tử alkene. Do đó, nhóm C=O có một số tính chất giống alkene.
1.Phản ứng khử hợp chất carbonyl
-Aldehyde bị khử bằng NaBH4 hoặc LiAlH4 sinh ra alcohol bậc một.
- Ketone bị khử bằng NaBH4 hoặc LiAlH4 sinh ra alcohol bậc hai.
.CH3-CHO CH3-CH2-OH
ethanol ethanol
.CH3-CO-CH3 CH3-CHOH-CH3
propanone propan-2-on
2. Phản ứng oxi hoá aldehyde
a.Phản ứng với nước brommine
- Khi nhỏ nước bromine vào dung dịch ethanal thấy nước bromine mất màu và sản phẩm thu được là acetic acid.
CH3-CH=O + Br2 + H2O CH3COOH + 2HBr
Phương trình tổng quát: R-CH=O + Br2 + H2O RCOOH + 2HBr
b. Phản ứng với thuốc thử Tollens
-Thuốc thử Tollens là dung dịch AgNO3 trong NH3.
AgNO3 + 3NH3 +H2O [Ag(NH3)2]OH + NH4NO3
Phương trình tổng quát: R-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH R-COONH4+ 2Ag + 3NH3 +H2O
Ví dụ: : CH3-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH CH3-COONH4+ 2Ag + 3NH3 +H2O
Ở phản ứng trên lớp bạc sinh ra bám trên thành ống nghiệm nên phản ứng này gọi là phản ứng tráng bạc.
c. Phản ứng với Cu(OH)2
-Trong môi trường kiềm, Cu(OH)2 oxi hoá hầu hết các aldehyde thành muối carbonxylat và sinh ra kết tủa Cu2O có màu đỏ gạch.
HCHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH HCOONa + Cu2O + 3H2O
màu xanh màu đỏ gạch
Ketone không phản ứng với thuốc thử Tollens hoặc Cu(OH)2 ( trong môi trường kiềm) nên dùng thuốc thử Tollens hoặc Cu(OH)2 để phân biệt aldehyde với ketone.
3. Phản ứng với hydrogen cyanide
Hydrogen cyanide(HCN) phản ứng với aldehyde với ketone tạo sản phẩm là các cyanohydrin.
Sản phẩm được tạo ra thông qua việc nhóm CN- cộng vào nguyên tử carbon, còn H+ cộng vào nguyên tử oxygen trong nhóm
4. Phản ứng tạo iodoform
-Khi cho hợp chất chứa nhóm metyl ketone (CH3CO-R) phản ứng với iodine trong môi trường kiềm tạo ra kết tủa iodoform (triiodomethane) màu vàng.
CH3CO-CH3 + 3I2+ 4NaOH CH3COONa + 3NaI +CHI3 + 3H2O
CH3CO-H+ 3I2+ 4NaOH HCOONa + 3NaI +CHI3 + 3H2O
Phản ứng này dung để nhận biết các chất có chứa nhóm CH3CO-
IV. Ứng dụng và điều chế
1.Ứng dụng:
a. Formaldehyde: được dùng chủ yếu để sản xuất nhựa( như poly(phenol- formaldehyde) và urea formaldehyde), phẩm nhuộm, chất nổ và dược phẩm.
Dung dịch 37-40% formaldehyde trong nước gọi là formalin dùng để ngâm xác động thực vật, tẩy uế, tiệt trùng.
b. Acetaldehyde(ethanal): dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ để điều chế nhiều dược phẩm hoặc các chất có ứng dụng trong thực tiễn.
c. Acetone: dùng làm dung môi trong sản xuất tơ nhân tạo, thuốc sung không khói…Dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ như để tổng hợp bisphenol-A, chloroform, thuốc an thần solfonal…
2. Điều chế:
a) Điều chế acetaldehyde: bằng phương pháp oxi hoá ethylene
2CH2=CH2 + O2 2CH3-CHO
b) Điều chế acetone
Trong công nghiệp,acetone thu được trong quá trình oxi hoá cumene qua hai giai đoạn ( Xem bài 17.Phenol).
onthicaptoc.com

onthicaptoc.com 18 Ly thuyet va bai tap Hop chat carbonyl Cacboxylic acid