Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 5: Alkene - Phan Thanh Sơn Nam

Nội dung text: Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 5: Alkene - Phan Thanh Sơn Nam

1. Chương 5: ALKENE I. Giớithiệu chung • Alkene: hydrocarbon mạch h ở, chứa 1 liên kết đôi C=C (CnH2n, n ≥2) • Trong C=C: 1σ & 1π, σ hình thành do liên kếtcủa orbital sp2 2
2. II. Hệ danh pháp II.1. Tên thông thường • Tên alkane tương ứng, đổianeÆ ylene Ít dùng, trừ 3 alkene thông dụng: CH2=CH2 ethylene CH2=CH-CH2 propylene (CH3)2C=CH2 isobutylene 4
3. CH -CH-CH=CH 3 2 3-methyl-1-butene CH3 CH3 CH3-C-CH=CH-CH3 4-methyl-2-pentene (có cis & trans) H II.3. Tên gốccủa alkene Alkenyl CH2=CH- 1-ethenyl (vinyl) CH2=CH-CH 2- 2-propenyl (allyl) CH3 -CH=CH- 1-propenyl 6
4. • Khả năng tách nước: alcohol bậc3 > bậc2 > bậc1 H2SO4 75% CH3CH2CH2CH2-OH CH3CH=CHCH3 140 oC H2SO4 50-60% CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3 OH 100 oC H2SO4 20% (CH3)3C-OH CH2=C(CH3)2 80 oC 8
5. III.3. Khử dẫnxuất2 lầnthế của halogen Zn C C C C + ZnX2 X X to H H Zn H3CCC CH3 CH3CH=CHCH3 + ZnX2 Br Br to III.4. Hydro hóa alkyne R R' t , x r H 2 la nd H H Li d) (P R CCR' N a, NH 3 R H H R' 10
6. V.1. Phản ứng cộng hợp ái điện tử V.1.1. Cơ chế: • Giai đoạn1: δ+ δ− dung moâi CC + X -Y chaäm + beàn hoùa xuùc taùc CC C C CC Xδ+ X X+ nhanh Yδ− phöùc π khoâng beàn Giai đoạnchậm: X+ tấn công vào C=C Æ ái điệntử 12
7. V.1.2. Phản ứng cộng hợp halogen • Phản ứng cộng hợpcủaCH2=CH2 vớiBr2 vớisự có mặtcủa NaCl, NaNO , sảnphẩmthuđượclà1 hổn 3 hợp: Br-CH2-CH2-Br + Br-CH2-CH2-Cl + Br-CH -CH -ONO 2 2 2 • Nếuphản ứng thựchiện trong dung môi là CH3OH, sảnphẩm chính là Br-CH -CH -OCH !!! 2 2 3 14
8. Lậpthể củaphản ứng cộng X2: Cộng h ợp trans (anti) cis Æ sảnphẩmlàhổ nhợ p racemic (1 đôi đối quang) trans Æ sảnphẩmcóthể là meso (1 sảnphẩm) HCH CH3 CH3 C 3 Br2 HCBr Br C H C BrC H HBrC H CH3 CH3 CH3 rac- CH3 H3CH C Br2 HCBr C HBrC H CH3 CH3 16 meso
9. c. Quy tắc Kharasch: khi có mặt peroxide, phản ứng sẽđitheoh ướng ng ượ cv ới Markonikov & theo cơ chế cộng hợpgốctự do CH3-CH=CH2 + HBr Æ CH3-CH2-CH2-Br • Các peroxide: H2O2, acetyl peroxide CH3CO-O-O- CO-CH3, benzoylperoxide C6H5CO-O-O-COC 6H5 18
10. V.1.4. Phản ứng cộng hợpnước • Cần xúc tác acid: H2SO 4, H 3PO4 (không dùng HX) H 2SO 4 CH -CH-CH CH -CH=CH + H O 3 3 3 2 2 OH • Tuân theo quy tắc Markonikov • C ơ ch ế: + H O H + + H+ + 2 H -H CH3-CH-CH3 CH3-CH=CH2 CH -CH-CH H3CCO 3 3 + OH -H+ -H2O H + H CH3 Nếu dùng nhiềuH2SO4: CH3-CH=CH2 + H 2SO4 Æ (CH3) 2CH-OSO 3H (CH ) CH-OSO H + H O Æ (CH ) CH-OH + H SO 3 2 3 2 3 2 2 204
11. V.2. Phản ứng hydro hóa V.2.1. C ơ ch ế: Ni CC + H2 CC H H • Xúc tác thường dùng: Ni, Pd, Pt • Cơ chế: gốctự do (AR), 2 H gắn vào cùng phía nối đôi (khác phản ứng +X ) Æ cộng hợp cis 2 CC CC HH HH H H + H2 22
12. V.3. Phản ứng oxy hóa V.3.1. Tác nhân oxy hóa peracid σ+ O CC + R-C-O-O-H CC + RCOOH O O OH H2O CC CC (H+, OH-) OH • Cộng hợp trans, tạo -diol • Phản ứng không gây cắtmạ ch C=C 24
13. V.3.3. Oxy hóa bằng ddịch KMnO4 đậm đặc, to cao • Phản ứng gây cắtmạch C=C • Sảnphẩm là carboxylic acid o CH3-CH=CH-CH3 + KMnO4 đđ / t Æ 2 CH3COOH o (CH3)2CH=CH-CH3 + K2Cr2O7 /H2SO4/t Æ (CH3)2C=O + CH3COOH 26
14. V.4. Phản ứng polymer hóa • Phản ứng tạo polymer dướitácdụng củaánh sáng, to cao, xúc tác • Có thể xảyratheocơ chế gốctự do (xúc tác peroxide), c ơ chế cation (xúc tác H2SO 4, AlCl 3, BF ) hay anion (xúc tác LiNH ) 3 2 CH + 3 H CH3 CH3 CH3 H CC 2 H3CC CH2 C CH2 C CH 3 CH3 CH3 CH3 peroxide nCH2=CH CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH Cl Cl Cl Cl polyvinyl chloride 28