CHƯƠNG 8
HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ
Hoá học cơ nguyên tố là hoá học của các hợp chất hữu cơ với tất cả các nguyên tố.
Một số lượng rất lớn các nguyên tố trong bảng tuần hoàn là kim loại, do đó hơn một nửa
các hợp chất cơ nguyên tố là các hợp chất cơ kim. Đó là những hợp chất mà trong đó
nguyên tố kim loại liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon bằng liên kết cộng hoá trị hoặc
liên kết ion. Các hợp chất ankyl hoặc aryl của các nguyên tố kim loại kiềm hoặc kiềm thổ
hoạt động mạnh: chúng dễ bị phân huỷ bởi axít, nước, rượu cho sản phẩm là
hyđrôcacbon, dễ bị oxy hoá bởi oxy phân tử, tác dụng với các hợp chất có chứa nhóm
cacbônyl, tham gia nhiều phản ứng với các hợp chất có chứa các nhóm thế là oxy, lưu
huỳnh, nitơ…
8.1. CÁC HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ CỦA KIM LOẠI KIỀM
8.1.1. Các phương pháp điều chế
a. Từ ankyl- hoặc arylhalogenua.
2M RM MX
(Ar-), R X
+ +
(1)
RM RX R R MX+
+
(2)

Trong phản ứng điều chế trên đây cần lưu ý rằng:
- Phản ứng phải tiến hành trong dung môi trơ (hecxan, ôctan…)
- Phản ứng với kim loại Natri không dừng ở (1) mà tiếp tục (2).
- Phản ứng với Kali thường chỉ xảy ra theo (1).
b. Từ hợp chất cơ thủy ngân.
R
2
Hg
Hg+ +2M 2RM


8.1.2. Tính chất hoá học
a. Phản ứng thế hyđrô bằng kim loại
(Ar-), R H R'M (Ar-), R M R'H
+ +

Ví dụ:
CH
3
Na C
6
H
5
CH
3
C
6
H
5
CH
2
Na CH
4
+ +

HC CH
C
6
H
5

CH
2
Li C
2
H
5
Br+

c. Phản ứng cộng vào các hợp chất không no.
(C
6
H
5
)
2
C CH
2
C
4
H
9
Li
(C
6
H
5
)
2
C
Li

3
CH
CH
2
Li
+
-
+
C C
H
CH
2
H
3
C
CH
2
C
4
H
9
CH
2
C
H
3
C
C
H
CH

H
CH
2
H
3
C
CH
2
C
4
H
9
CH
2
C
H
3
C
C
H
CH
2
-
Li
+
iz«pren

8.2. CÁC HỢP CHẤT CƠ KIM CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
8.2.1. Hợp chất cơ magiê
Hợp chất cơ magiê gồm có 2 loại: R

+
ClMg (CH
2
)
4
MgCl

Br C
6
H
4
Br
2Mg
+
BrMg C
6
H
4
MgBr

- Từ các hợp chất có hyđrô linh động
HC CH RMgX HC CMgX
RH
+
+

HC CH 2RMgX+
+
XMg C C MgX
2RH

H
2
O
CH
3
OH
RNH
2
RSH
RH
A MgX
HO MgX
CH
3
O MgX
RNH MgX
RS MgX
RH
+
+
RH
+
RH
+
RH +

Các phản ứng này thường được sử dụng để xác định độ linh động của hyđrô bằng
cách so sánh lượng khí mêtan bay ra khi sử dụng hợp chất Grinha là CH
3
MgCl.

2
Cd
MgX
2
MgCl
2
+ +
+
2

4- Các phản ứng với hợp chất cacbônyl.
R MgX
HCHO
R CH
2
OMgX R CH
2
OH
HO MgX
+
+
H
2
O
ancol bËc I
R CH
R'
OH
HO MgX
+

R'
OMgX
R C
O
R'
R''O MgX
+
+
R C
O
R'R MgX + R C
R'
R
OMgX R C
R'
R
OH
HO MgX+
Cơ chế của phản ứng
trên đây đến nay chưa được chứng minh thật chi tiết nhưng phản ứng xảy ra theo cơ chế
vòng được nhiều người chấp nhận nhất.
C O
R
R
R'
X
Mg
R'
XMg
C

C CH
2
O
R CH
2
CH
2
OMgX
H
2
O
R CH
2
CH
2
OH HO MgX
+
+
2- Phản ứng với
điôxitcacbon
R MgX CO
2
R COOMgX
H
2
O
R COOH HO MgX
+
+


3
là hợp chất
đầu của dãy hợp chất này. Tiếp theo tuỳ thuộc vào số lượng số nguyên tử hyđrô trong
phân tử PH
3
được thay thế mà ta có các hợp chất phốt phin bậc I, bậc II, bậc III khác
nhau. Khác với các hợp chất amin, các hợp chất phốt phin dễ bị ôxy hoá tạo thành các
ôxit RH
2
P=O, R
2
HP=O, R
3
P=O.
Nếu ankyl hoá phốt phin thì sẽ thu được muối phốtphoni.
R
3
P
RX
R
4
P
+
X
-
+

Một hợp chất khác khá quan trọng của loại hợp chất này là các axít hữu cơ phốt
pho.
Ví dụ:

2
RPH
2

- Cộng phốtphin vào anken
C
6
H
13
CH CH
2
PH
3
C
6
H
13
CH CH
3
PH
2
+

- Tổng hợp bằng tác nhân Grinha.
3RMgX 3MgXC
l
PCl
3
R
3

)
3
P
CH
3
I
(CH
3
)
4
P
+
I
-
+

Từ muối phốtphoni có thể điều chế phốtphinmêtylen được ứng dụng trong tổng
hợp Vitich như sau:
(C
6
H
5
)
3
P CHR
2
X C
6
H
5

3
P CR
2
CR'
2
O
(C
6
H
5
)
3
P CR
2
O CR'
2

δ-

δ+
R
2
C CR'
2
(C
6
H
5
)
3

RR'P O
OC
2
H
5
C
2
H
5
I
+
+

R P(OC
2
H
5
)
2
O
R'I
RR'P O
OC
2
H
5
C
2
H
5

2
H
5
)
2
O
R P(OH)
2
O
HX2
C
2
H
5
X
2
+
+