Chương 3 Alken

CHƯƠNG 3 ALKEN 1 ALKEN 1. Giới thiệu chung • Alkene: hydrocarbon mạch hở, chứa 1 liên kết đôi C=C (CnH2n, n≥2) • Trong C=C: 1σ& 1π hình thành do liên kết của orbital sp2 2 3 4 5 • Liên kết π vuông góc với mặt phẳng phân tử •Alkene đơn giản nhất là ethylene CH2=CH2 6 2. Danh pháp IUPAC • Tên alkane tương ứng, đổi an
en • Chọn mạch carbon dài nhất & chứa C=C làm mạch chính •Đánh số sao cho C=C có chỉ số nhỏ nhất • Chỉ số của C=C chọn theo vị trí C gần C1 nhất, viết cách 7 tên mạch chính 1 gạch ngang Đọc tên các chất sau: 8 9 Vẽ công thức cấu tạo các chất sau: 1)3-ethyl-2,2-dimethyl-3-hepten 2) 2-methyl-1,5-heksadien 3) 4-tert-buthyl-2-methyl-2-hepten 4) 2,3,3-trimethyl-1,4,6-octatrien 10 Đồng phân hình học : cis - trans 11 12 Đồng phân hình học : cis - trans CH3 CH3 H CH3 H H CH3 H Cis trans cis-2-buten trans-2-buten 13 14 Khi nào sử dụng cis- trans ? 15 Xác định xem các chất sau có các đồng phân hình học cis – trans không ? 16 Cách gọi E và Z: 17 Quy tắc Cahn-Ingold-Prelog (Quy tắc ưu tiên) : • Nguyên tử có số hiệu lớn hơn thì có mức ưu tiên lớn hơn. • Nếu 2 nguyên tử gắn vào nối đôi giống nhau thì xét nguyên tử tiếp theo nó. • Nguyên tử liên kết với các nối đôi hoặc nối ba thì tương đương như liên kết đơn với từng nguyên tử mà nó liên kết. 18 19 Xác định cấu hình (E hay Z ) chất sau : 20 Xác định cấu hình E hay Z các chất sau : 21 Xác định cấu hình E hay Z các chất sau : 22 3. Các phương pháp điều chế: 3.1 Loại nước của alcohol: 23 24 25 3.2 Loại phân tử H-X: 26 27 4. Tính chất vật lý (tự đọc) Chỉ tan trong dung môi không phân cực hay ít phân cực 28 5. Tính chất hóa học Liên kết π (E phân ly = 60 kcal/mol) yếu hơn liên kết σ (E = 80 kcal/mol) 29 5.1 Phản ứng cộng hợp ái điện tử 30 Phản ứng với HX : 31 Quy tắc Markonikov: trong phản ứng HX với Alken, H+ sẽ tấn công vào carbon chứa nhiều H. 32 33 Giải thích theo độ bền carbocation : 34 35 36 Chứng minh cách giải thích cơ chế phản ứng : sự chuyển nhóm carboncation. 37 38 Ví dụ : 39 40 Giải thích phản ứng sau: 41 Hãy cho biết những sản phẩm sau thu được từ alken nào ? a)Bromocyclopentan b) CH3CH2CHBrCH2CH2CH3 c) Cl 42 Hiệu ứng peroxide trong phản ứng cộng HBr 43 Viết phản ứng thu các sản phẩm sau từ alken 44 5.2 Phản ứng cộng hợp halogen 45 46 47 48 49 Sản phẩm anti 5.3 Phản ứng cộng hợp nước Cần xúc tác acid: CH3-CH=CH2 H2SO4 CH3-CH-CH3 OH+ H2O 50 Cho biết cách tạo các sản phẩm sau: 51 5.4. Phản ứng cộng hợp B2H6 • Phản ứng quan trọng điều chế alcohol bậc 1 & 2 từ alkene, ngược với quy tắc Markonikov CH3-CH=CH2 CH3-CH2-CH2-OH 1. B2H6 2. H2O2 / NaOH 52 53 Bài tập: cho biết công thức cấu tạo của các alken nếu biết SP sau phản ứng 54 5.5 Phản ứng hydro hóa C C + H2 Ni C C H H • Xúc tác thường dùng: Ni, Pd, Pt • Cơ chế: gốc tự do (AR), 2 H gắn vào cùng phía nối đôi (khác phản ứng +X2)
cộng hợp cis 55 + H2 H H H H C C C C H H 56 Phản ứng Oxy hóa 57 58 59 5.6 Oxy hóa bằng ddịch KMnO4 loãng (pH 7, 0oC )(Hoặc OsO4) • Cộng hợp cis, tạo diol OH- C C + MnO4- 0 oC pH 7 C C O O Mn O O- H+ H2O C C OHOH + MnO3- 60 5.7 Oxy hóa bằng ddịch KMnO4 đậm đặc, to cao • Phản ứng gây cắt mạch C=C • Sản phẩm là carboxylic acid CH3-CH=CH-CH3 + KMnO4 đđ / to
2 CH3COOH 61 (CH3)2CH=CH-CH3 + K2Cr2O7 /H2SO4/to
(CH3)2C=O + CH3COOH 5.8 Oxy hóa bằng ozone • Phản ứng gây cắt mạch C=C • Sản phẩm là carbonyl (khác KMnO4 đđ) 62 5.9 Phản ứng polymer hóa • Phản ứng tạo polymer dưới tác dụng của ánh sáng, to cao, xúc tác 63 ALKADIENE I. Phân loại I.1. Hai nối đôi đứng liền nhau (allene) CH2=C=CH2 propadiene CH3-CH2=C=CH2 1,2-butadiene 64 I.2. Hai nối đôi liên hợp Có cấu tạo đặc biệt
có tính chất hóa học quan trọng
chú trọng các hợp chất này CH2=CH-CH=CH2 1,3-butadiene CH2=C(CH3)-CH=CH2 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene) 65 I.3. Hai nối đôi xa nhau Tính chất giống như alkene CH =CH-CH -CH=CH 1,4-pentadiene2 2 2 66 II. Các phương pháp điều chế II.1. Tách nước từ 1,3-butadiol • Đi từ acetylene 67 II.2. Từ ethanol II.3. Từ 1,4-butadiol 68 III. Tính chất hóa học Các điện tử π được giải tỏa đều trên toàn bộ phân tử
linh động • C1-C2: 1.38Å (C=C bình thường: 1.34Å) • C2-C3: 1.46Å (C-C bình thường: 1.54Å) Khi có mặt tác nhân khác, hệ liên hợp sẽ phân cực: 69
khác alkene bình thường III.1. Phản ứng cộng halogen Thu được 2 sản phẩm cộng 1,2 & 1,4 Cơ chế: 70 III.2. Phản ứng cộng HX Tùy theo nhiệt độ mà thu được hổn hợp sản phẩm khác nhau CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH-CH2 Br H CH2=CH-CH-CH2 Br H + HBr -80 oC 40 oC 80% 20%40 oC 71 CH2-CH=CH-CH2 Br H Br CH2-CH=CH-CH2 H 20% 80% III.3. Phản ứng Diels-Alder Phản ứng cộng hợp & đóng vòng của1,3butadiene hay dẫn xuất của nó với các hydrocarbon không no khác (ái diene) 72 Các hợp chất ái diene phải mang nhóm thế hút điện tử, ethylene phản ứng rất chậm CH2=CH-CHO acrolein CH2=CH-CN acrylonitrile(CN2)C=C(CN)2 tetracyan ethylene C6H5-CH=CH-COOH cinnamic acid maleic anhydride 73 benzoquinone III.4. Phản ứng trùng hợp Trùng hợp isoprene chứa 94% cis ~ cao su thiên nhiên 74