Ankadien | Bài giảng môn Hóa hữu cơ | Đại học Bách khoa hà nội

Ankadien là hợp chất hydrocacbon chưa no (không no) mạch hở mà trong phân tử chứa 2 liên kết đôi C=C. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa hữu cơ giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

HYDROCACBON CHƯA NO,
CÓ 2 LIÊN KẾT ĐÔI: ANKADIEN
1. Khái niệm chung
2. Điều chế
3. Tính chất Hóa học
1. KHÁI NIỆM CHUNG
Ankadien hợp chất hydrocacbon chưa no
(không no) mạch hở trong phân tử chứa 2 liên
kết đôi C=C.
+ Công thức phân tử chung của ankadien C
n
H
2n-2
với n 3
Căn cứ vào vị trí liên kết đôi mà chia thành 3 loại:
+ Các Ankadien với 2 liên kết đôi liền nhau: C = C = C
kém bền và có khả năng phản ứng lớn
+ Các ankadien với liên kết đôi cách nhau (2 lk đơn trở
lên): có tính chất không khác biệt nhiều với các anken
+ Các ankadien với hệ liên hợp: có một số tính chất
đặc biệt hơn so với hai loại trên.
CH
2
= CH CH = CH
2
1,3-butadien
Cách gọi tên quốc tế IUPAC:
Tên quốc tế của các ankadien tương tự
anken đổi đuôi en thành dien
STT
nhóm thế
Tên
nhóm thế
tên HC mạch
chính (đuôi dien
vị trí 2 liên
kết đôi
+
- Gọi tên:
+
+
1 2 3 4 5 6 7
CH
3
CH=CHCH
2
CH=CHCH
3
2,5-heptadien
CH
2
=CHCH=CH
2
1,3-butadien hay divinyl
2-metyl 1,3-butadien hay isopren
Đồng phân
+ Đồng phân cấu tạo: đồng phân mạch, vị trí liên kết
ba, kiểu liên kết,...
+ Đồng phân lập thể: có đồng phân hình học cis-,
trans- tương tự anken
Ở nhiệt độ thường butadien là một chất khí, isopren và
dimetyl butadien là những chất lỏng
Tính chất vật lý:
Điều chế từ n-butan n-buten: dehydro hóa
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
T axetylen
Cu
2
Cl
2
,
NH
4
Cl
450
o
C
Xúc tác thường dùng: Al
2
O
3
+ Cr
2
O
3
ở t
o
= 650
o
C
1,3-butadien
1,3-butadien
Cách 1:
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
T axetylen:
1,3-butadien
OH-
Cách 2:
Cách 3: Reppe 1945
Từ C
2
H
5
OH: pp Lêbêde
CH
3
-CH-CH
2
-CH
3
CH
3
⎯⎯→
Xt, t
o
, p
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Điều chế isopren:
axeton
Cách 1: đề hydro hóa
Cách 2: từ axetylen
CH
2
= CH-CH=CH
2
CH
3
isopentan
isopren
CH CH + CH
3
CO - CH
3
⎯⎯→
CH
2
= CH-CH=CH
2
CH
3
NaNH
2
isopren
Phân tử 1,3-butadien 4 nguyên tử Cở trạng thái lai hoá
sp
2
. Chúng liên kết với nhau với các nguyên tử hydro
bằng liên kết . Các liên kết tạo thành do sự xen phủ của
các orbital lai hoá sp
2
của cacbon (liên kết CC), do sự
xen phủ của các orbital lai hoá với orbital s của hydro (liên
kết CH)
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
NHẬN XÉT CHUNG:
Xét phân tử CH
2
=CHCH=CH
2
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
NHẬN XÉT CHUNG:
Xét phân tử CH
2
=CHCH=CH
2
Tất cả các nguyên tử cacbon và hydro đều
nằm trên một mặt phẳng, các orbital p của
các nguyên tử C xen phủ lẫn nhau tạo 2
liên kết và 4 electron giải toả trên toàn
bộ phân tử thành hệ e liên hợp làm liên
kết dôi dài ra, liên kết đơn ngắn lại.
nh ởng liên hợp thể hiện
khả năng phản ứng cộng tăng lên
đặc biệt cho phản ứng cộng 1,4.
Ngoài ra, các ankadien nối đôi
liên hợp còn rất dễ tham gia phản
ứng trùng hợp thành các polyme
dùng chế tạo cao su nhân tạo.
+ Phản ứng cộng A
E
o hệ liên hợp: sản phẩm
cộng 1,2 hay 1,4
+ Phản ứng trùng hợp
Từ cấu trúc suy ra các hướng phản ứng chính
của hợp chất Ankadien:
+ Phản ứng cộng đóng vòng
3.1. Phản ứng cộng
Cộng H
2
Tùy thuộc tác nhân khử thể thu butan hoặc 2- buten
3.1. Phản ứng cộng
Cộng HCl: A
E
Sản phẩm cộng 1,2
78%
Sản phẩm cộng 1,4
22%
Cơ chế:
3.1. Phản ứng cộng
Cộng HBr, Br
2
: A
E
Sản phẩm cộng 1,4
Sản phẩm cộng 1,2
Tỷ lệ sản phẩm cộng 1,2 và cộng 1,4 phụ thuộc vào điều
kiện phản ứng, t
o
, dung môi phân cực hay không phân
cực, thời gian phản ứng…
3.1. Phản ứng cộng
Cộng HBr, Br
2
: A
E
Sản phẩm cộng 1,4
Sản phẩm cộng 1,2
3.1. Phản ứng cộng
Cộng HBr, Br
2
: A
E
3.1. Phản ứng cộng
Cộng HBr, Br
2
: A
E
+) Trong môi trường phân cực:
t
o
rất thấp thì sản phẩm 1,2 chủ yếu do về
mặt động học, sản phẩm 1,2 tạo thành nhanh hơn
năng lượng hoạt hóa sp 1,2 thấp hơn 1,4.
t
o
cao hơn, tỷ lệ sản phẩm 1,4 càng tăng do
về mặt nhiệt động sản phẩm 1,4 bền hơn sản phẩm
1,2 Sản phẩm 1,2 tạo thành sẽ chuyển dần sang
sản phẩm 1,4.
+) Trong môi trường ít phân cực hay không phân cực : do
trong môi trường này không tạo được khả năng tách dị ly
chỉ dạng Br
+
-Br
-
khi phản ng với butadien-1,3 thì cộng
hợp 1,2 chủ yếu
3.2. Phản ứng cộng 1,4 đóng vòng: Diels-Alder
dien
dienophil
Sản phẩm cộng 1,4 đóng vòng
3.3. Phản ứng trùng hợp
+) Xảy ra theo cơ chế gốc hay cơ chế ion
Hợp chất cơ kim, R
-
li
+
cơ chế ion – anion, sp 1,4
Na, perooxit cơ chế gốc sp hỗn hợp 1,2 và 1,4
Na, 8at
3.3. Phản ứng trùng hợp
Na, 8at
quá trình trùng hợp 1,4 có thể xảy ra hai khả năng trùng
hợp cis- hoặc trans-
Butadien có khả năng đồng trùng hợp với rất nhiều monome
khác như stryren (C
6
H
5
CH=CH
2
), acronitril (CH
2
=CHCN)
X = C
6
H
5
, CN
3.3. Phản ứng trùng hợp
Na, 8at
Butadien có khả năng đồng trùng hợp với rất nhiều monome
khác như stryren (C
6
H
5
CH=CH
2
), acronitril (CH
2
=CHCN)
| 1/26

Preview text:

HYDROCACBON CHƯA NO,
CÓ 2 LIÊN KẾT ĐÔI: ANKADIEN 1. Khái niệm chung 2. Điều chế
3. Tính chất Hóa học 1. KHÁI NIỆM CHUNG
Ankadien là hợp chất hydrocacbon chưa no
(không no) mạch hở mà trong phân tử chứa 2 liên kết đôi C=C.
+ Công thức phân tử chung của ankadien là C H với n  3 n 2n-2
Căn cứ vào vị trí liên kết đôi mà chia thành 3 loại:
+ Các Ankadien với 2 liên kết đôi liền nhau: C = C = C
kém bền và có khả năng phản ứng lớn
+ Các ankadien với liên kết đôi cách nhau (2 lk đơn trở
lên): có tính chất không khác biệt nhiều với các anken

+ Các ankadien với hệ liên hợp: có một số tính chất
đặc biệt hơn so với hai loại trên.
CH = CH – CH = CH 2 2 1,3-butadien
Cách gọi tên quốc tế IUPAC:
Tên quốc tế của các ankadien tương tự
anken đổi đuôi en thành dien
- Gọi tên: STT Tên vị trí 2 liên tên HC mạch nhóm thế + nhóm thế + + kết đôi chính (đuôi dien 1 2 3 4 5 6 7
CH CH=CHCH CH=CHCH 2,5-heptadien 3 2 3 CH =CHCH=CH
1,3-butadien hay divinyl 2 2
2-metyl 1,3-butadien hay isoprenĐồng phân
+ Đồng phân cấu tạo: đồng phân mạch, vị trí liên kết

ba, kiểu liên kết,...
+ Đồng phân lập thể: có đồng phân hình học cis-,
trans- tương tự anken
Tính chất vật lý:
Ở nhiệt độ thường butadien là một chất khí, isopren và
dimetyl butadien là những chất lỏng
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Điều chế từ n-butan và n-buten: dehydro hóa 1,3-butadien
Xúc tác thường dùng: Al O + Cr O ở to = 650oC 2 3 2 3
Từ axetylen Cách 1: Cu Cl , 2 2 NH Cl 4 450oC 1,3-butadien
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Từ axetylen: Cách 2: OH-
Cách 3: Reppe 1945
Từ C H OH: pp Lêbêde 2 5 1,3-butadien
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Điều chế isopren:
Cách 1: đề hydro hóa CH -CH-CH -CH ⎯⎯→ Xt, to , p CH = CH-CH=CH 3 2 3 2 2 CH CH 3 3 isopentan isopren
Cách 2: từ axetylen NaNH2
CH CH + CH – CO - CH ⎯⎯→ CH = CH-CH=CH 3 3 2 2 axeton CH3 isopren
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC NHẬN XÉT CHUNG:
Xét phân tử CH =CHCH=CH 2 2
Phân tử 1,3-butadien có 4 nguyên tử Cở trạng thái lai hoá
sp2. Chúng liên kết với nhau và với các nguyên tử hydro
bằng liên kết . Các liên kết  tạo thành do sự xen phủ của
các orbital lai hoá sp2 của cacbon (liên kết C−C), và do sự
xen phủ của các orbital lai hoá với orbital s của hydro (liên kết C−H)
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC NHẬN XÉT CHUNG:
Xét phân tử CH =CHCH=CH 2 2
Tất cả các nguyên tử cacbon và hydro đều
nằm trên một mặt phẳng, các orbital p của
các nguyên tử C xen phủ lẫn nhau tạo 2
liên kết  và 4 electron  giải toả trên toàn
bộ phân tử thành hệ e  liên hợp làm liên
kết dôi dài ra, liên kết đơn ngắn lại.
Ảnh hưởng liên hợp thể hiện rõ ở
khả năng phản ứng cộng tăng lên
và đặc biệt cho phản ứng cộng 1,4.
Ngoài ra, các ankadien có nối đôi
liên hợp còn rất dễ tham gia phản
ứng trùng hợp thành các polyme
dùng chế tạo cao su nhân tạo.
Từ cấu trúc suy ra các hướng phản ứng chính
của hợp chất Ankadien:
+ Phản ứng cộng A vào hệ liên hợp: sản phẩm E cộng 1,2 hay 1,4
+ Phản ứng cộng đóng vòng
+ Phản ứng trùng hợp
3.1. Phản ứng cộngCộng H2
Tùy thuộc tác nhân khử có thể thu butan hoặc 2- buten
3.1. Phản ứng cộngCộng HCl: AE Cơ chế: Sản phẩm cộng 1,2 78% Sản phẩm cộng 1,4 22%
3.1. Phản ứng cộngCộng HBr, Br : A 2 E Sản phẩm cộng 1,4 Sản phẩm cộng 1,2
Tỷ lệ sản phẩm cộng 1,2 và cộng 1,4 phụ thuộc vào điều
kiện phản ứng, to, dung môi phân cực hay không phân
cực, thời gian phản ứng…

3.1. Phản ứng cộngCộng HBr, Br : A 2 E Sản phẩm cộng 1,2 Sản phẩm cộng 1,4
3.1. Phản ứng cộngCộng HBr, Br : A 2 E
3.1. Phản ứng cộngCộng HBr, Br : A 2 E
+) Trong môi trường phân cực:
→ Ở to rất thấp thì sản phẩm 1,2 là chủ yếu do về
mặt động học, sản phẩm 1,2 tạo thành nhanh hơn và
năng lượng hoạt hóa sp 1,2 thấp hơn 1,4.
→ Ở to cao hơn, tỷ lệ sản phẩm 1,4 càng tăng do
về mặt nhiệt động sản phẩm 1,4 bền hơn sản phẩm
1,2 → Sản phẩm 1,2 tạo thành sẽ chuyển dần sang sản phẩm 1,4.
+) Trong môi trường ít phân cực hay không phân cực : do
trong môi trường này không tạo được khả năng tách dị ly mà
chỉ ở dạng Br+-Br- và khi phản ứng với butadien-1,3 thì cộng hợp 1,2 là chủ yếu
3.2. Phản ứng cộng 1,4 đóng vòng: Diels-Alder dien dienophil
Sản phẩm cộng 1,4 đóng vòng
3.3. Phản ứng trùng hợp
+) Xảy ra theo cơ chế gốc hay cơ chế ion
Hợp chất cơ kim, R-li+→ cơ chế ion – anion, sp 1,4
Na, perooxit → cơ chế gốc → sp hỗn hợp 1,2 và 1,4 Na, 8at
3.3. Phản ứng trùng hợp
quá trình trùng hợp 1,4 có thể xảy ra hai khả năng trùng
hợp cis- hoặc trans-
Butadien có khả năng đồng trùng hợp với rất nhiều monome
khác như stryren (C H −CH=CH ), acronitril (CH =CH−CN) 6 5 2 2 Na, 8at X = C
6H5 , CN
3.3. Phản ứng trùng hợp
Butadien có khả năng đồng trùng hợp với rất nhiều monome
khác như stryren (C H −CH=CH ), acronitril (CH =CH−CN) 6 5 2 2 Na, 8at