HIDROCARBON 4 TIẾT (3)

Mục tiêu Phân biệt được sự khác nhau về cấu tạo của Hydrocarbon no, Hydrocarbon không no và hydrocarbon thơm. Trình bày được cơ chế phản ứng thế SR của alkan, AE của alken và SE của hydrocarbon thơm. Đưa ra được ví dụ và ứng dụng của một số hydrocarbon đã học (parafin, terpen, carotene…)

PHÂN LOẠI Hidrocarbon no: là HC chỉ có liên kết σ HC no mạch hở: alkan CnH2n+2 HC no mạch vòng: Cycloalkan CnH2n Hidrocarbon không no: có chứa liên kết  HC không no có 1 liên kết đôi : alken HC không no có 1 liên kết ba: alkin HC không no có 2 liên kết đôi :alkadien Hidrocarbon thơm: dẫn xuất của benzen

HIDROCARBON NO ALKAN VÀ CYCLOALKAN

HIDROCARBON NO Các alkan rất bền vững. Cyclopropan và cyclobutan kém bền do sức căng Bayer. Cyclopentan và cyclohexan là những vòng bền.

Cấu trạng Cyclohexan Có 2 dạng: ghế và thuyền Dạng ghế bền hơn dạng thuyền do các nguyên tử H ở vị trí xen kẻ

Lý tính + C1-C4: khí C5-C19:lỏng từ C20:rắn + t0s và t0nc tăng khi mạch C tăng và giảm khi có nhánh. + Alkan nhẹ hơn nước, ít tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ.

CẤU TẠO VÀ HÓA TÍNH Phản ứng của nối C-H: Thế Halogen Phản ứng nối C-C: Cracking Phản ứng oxi hóa Phản ứng của nối C-H: Thế halogen R—H + X2 hv R—X + HX

Cơ chế thế gốc tự do Gồm ba giai đoạn 250–4000c X2 2X : Giai đọan khơi mào as tử ngoại (h۷) 2X + RH  H–X + R : Giai đọan truyền đi R + X2  R–X + X X + X  X2 R + R  R–R : Giai đọan kết thúc X + R  R–X

Alkan có từ 3 nguyên tử C trở lên Sản phẩm chính Cyclohexan, cyclopentan cho phản ứng giống alkan Cyclopropan, cyclobutan lại cho phản ứng cộng mở vòng

2. Phản ứng Crackinh Đun nóng alkan với xúc tác CH3-CH3 xt, to → CH2=CH2 + H2 CH3-CH2-CH2-CH3 xt, t0 → CH3-CH=CH-CH3 + H2 Crackinh xúc tác ở nhiệt độ thấp

3. Phản ứng oxi hóa Phản ứng cháy xảy ra tỏa nhiệt mạnh CH4 + 3/2O2 → CO2 + H2O H = -880kj/mol Oxi hóa không hoàn toàn: Oxi hóa ciclohexan

Một số ứng dụng + CH4 Metan: khí sinh ra trong quá trình thối rửa: (C6H10O5)n + nH2O → 3nCH4 + 3nCO2 + Vaselin: hỗn hợp các alkan C12-C15 dạng bột nhão, dùng làm tá dược của thuốc mỡ + Parafin: hỗn hợp alkan C19-C35 rắn mềm, không tan trong nước, dùng làm tá dược, bao gói

HIDROCARBON KHÔNG NO

PHÂN LOẠI Alken CH3-CH=CH2 Alkadien: CH3-CH=CH-CH=CH2 Alkin R-C≡C-H

Lý tính +Alken và alkin có liên kết kép đầu mạch có nhiệt độ sôi thấp hơn alkan tương ứng + Nối đôi và nối ba chuyển dịch vào trong làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi + Đồng phân trans có nhiệt độ nóng chảy cao hơn và nhiệt độ sôi thấp hơn đồng phân cis

Hóa tính Cộng H2

PHẢN ỨNG CỘNG THÂN e

Cơ chế

Qui tắc MAKOVNIKOV Phản ứng cộng ái điện tử vào alken xảy ra chủ yếu qua dạng ion carbonium trung gian có độ bền lớn nhất.

Alkadien cho sản phẩm 1,2 và 1,4 Cộng HCl Cộng Br2

Phản ứng trùng hợp

Phản ứng thế H linh động

Phản ứng oxy hóa Đốt cháy: tỏa nhiều nhiệt Oxi hóa không hoàn toàn

Một số Terpen – Terpenoid + Oxymen: + Limonen

+ Camphen + Caroten α-Caroten -Caroten -Caroten + Vitamin A

ứng dụng

HC có chứa ít nhất 1 vòng benzen HIDROCARBON THƠM HC có chứa ít nhất 1 vòng benzen

PHÂN LOẠI -Benzen và đồng đẳng -HC thơm nhiều vòng rời rạc -HC thơm nhiều vòng ngưng tụ

Hóa tính-Tính thơm: khó cộng, dễ thế Lý tính chất lỏng hoặc rắn, không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ Cấu trúc của vòng benzen Hóa tính-Tính thơm: khó cộng, dễ thế

1. Phản ứng thế thân điện tử (SE) Cơ chế phản ứng

Một số ví dụ Vai trò của Fe:

Một số ví dụ

QUY LUẬT THẾ + Nhóm thế loại I đẩy e (alkyl, OH,NH2, Cl…) Phản ứng dể xảy ra hơn, định hướng vào ortho và para. + Nhóm thế loại II hút e (NO2, CHO, COOH…) Phản ứng khó xảy ra hơn định hướng vào meta.

Thứ tự nhóm tăng hoạt, hạ hoạt

2.Phản ứng cộng và oxi hóa Khó xảy ra phản ứng cộng Benzen không phản ứng với dd KMnO4 ở t thường Các đồng đẳng benzen dễ bị oxi hóa tạo ra acid benzoic

ỨNG DỤNG + Benzen: Chất lỏng không màu, dùng làm dung môi hoặc nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ. Benzen rất độc. + Napthalen(băng phiến) dễ thăng hoa và có mùi đặc biệt. + Một số HC thơm khác: có khả năng gây ung thư.