1
BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ
HÓA HỮU CƠ
Dùng cho các lớp học hè
Giảng viên: Nguyễn Thị Hiển
Bộ môn Hóa học, khoa Môi trường
2
Chuyên đề 3: DẪN XUẤT HALOGEN
VÀ ANCOL-PHENOL
Nội dung:
1. Các khái niệm
2. Các phản ứng điều chế
3. Phản ứng thế ái nhân của dẫn xuất halogen S
N
1 và S
N
2
4. Phản ứng tách HX (X: halogen, OH)
5. Tính linh động của H trong nhóm –OH
6. Phản ứng oxi hóa ancol
3
1. Các khái niệm:
HCHC trong phân tử có 1 hoặc nhiều nguyên tử của 1 hoặc nhiều
nguyên tố halogen.
Ví dụ: CH
3
Cl ; CHCl
3
; CH
2
Ancol vinylic
Ancol benzylic
4
HCHC trong phân tử có nhóm chức OH liên kết trực tiếp với nguyên tử
cacbon của vòng thơm (điển hình là vòng benzen).
C
6
H
5
-OH, p-CH
3
-C
6
H
4
-OH, p-CH
2
=CH-C
6
H
4
-OH
Nhận dạng phenol và ancol thơm:
+ Phenol:
CH
2
OH
CH
3
OH
H
5
CH
2
OH; CH
2
=CH-CH
2
-OH
Ancol đa chức: hợp chất có từ 2 nhóm OH trở
lên liên kết với các nguyên tử C no.
VD: HO-CH
2
-CH
2
-OH; HO-CH
2
-CH
2
-CH
2
-OH
Poliancol: ancol đa chức có nhiều nhóm OH
liên kết với các nguyên tử C cạnh nhau.
VD: HO-CH
2
-CH
2
+ Br
2
→
b. CH
2
=CH-CH
3
+ Cl
2
c. CH
2
=CH-CH
3
+ Br
2
→
d. CH
2
=CH-CH
2
-Cl + NaOH →
500
o
C
e. HCHO + H
2
→
g. CH
2
=CH-CH
2
Cl + HCl
c. CH
2
=CH-CH
3
+ Br
2
→ CH
2
Br-CHBr-CH
3
d. CH
2
=CH-CH
2
-Cl + NaOH → CH
2
=CH-CH
2
-OH + NaCl
500
o
C
e. HCHO + H
2
→ CH
3
OH
δ−
RMgX
+ H
2
O
R
C
OH
Điều chế ancol bậc 1: Dùng HCHO + RMgCl
Điều chế ancol bậc 2: Dùng RCHO + RMgCl
Điều chế ancol bậc 3: Dùng xeton + RMgCl
C=O
1. + RMgX
2. + H
2
O
C OH
R
Sơ đồ chung:
9
Bài tập áp dụng 1: tổng hợp các ancol sau bằng pư của
hợp chất cacbonyl và hợp chất cơ magie
a. Butanol
b. Butan-2-ol
c. 2-metylbutanol
d. 2-metylpropan-2-ol
10
a. Butanol CH
3
-CH
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
-OMgCl
+ H
2
O
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
-OH
+ MgOHCl
HCH=O
1. + CH
3
CH
2
CH
2
MgCl
-
δ−
δ+
C X
+
ChËm
C X
* Giai đoạn 1
* Giai đoạn 2
Y
C
C Y
+
nhanh
Cacbocation
12
Điều kiện phản ứng S
N
1:
+ Dung môi phân cực
+ Dẫn xuất bậc cao phản ứng dễ hơn bậc thấp (liên kết C-X
càng phân cực phản ứng càng dễ)
Sản phẩm
trung gian
Trạng thái
chuyển tiếp
Trạng thái
chuyển tiếp
13
* Cơ chế S
N
2
+ Dẫn xuất halogen bậc 3: phản ứng theo cơ chế S
N
1
+ Dẫn xuất halogen bậc 2: phản ứng theo cả 2 cơ chế
nhưng cơ chế S
N
1 dễ hơn S
N
2
16
Bài tập áp dụng 2
Khi thực hiện phản ứng thủy phân các dẫn xuất
halogen dưới đây trong môi trường kiềm. Cho biết cơ
chế chi tiết của các phản ứng và tiểu phân trung gian
được tạo thành là cacbocation hay trạng thái chuyển tiếp.
a. etylclorua
b. 2-clopropan
c. tert-butylclorua
d. vinylclorua
e. allylclorua
17
Bài tập áp dụng 2
a. Etylclorua CH
3
-CH
2
-Cl
+ Đây là dẫn xuất halogen bậc 1, khi thủy phân thường
HO
CH
2
CH
3
tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp
CH
3
18
Bài tập áp dụng 2
δ−
Cl
CH
+
δ+
-Cl
δ−
HO
HO
δ−
Cl
HO
tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp
CH
3
CH
3
CH
CH
3
1:
CH
3
-CH-CH
3
Cl
CH
3
-CH-CH
3
Cl
CH
3
-CH-CH
3
Cl
cacbocation
CH
3
-CH-CH
3
OH
CH
3
-CH-CH
3
OH
+ Cơ chế S
N
2:
=CH-Cl
-C
Hiệu ứng –C của liên kết đôi
làm giảm tính phân cực của liên
kết C-Cl
20
4. Phản ứng tách HX
Dẫn xuất halogen tách HX (X: Br, Cl) bằng tác nhân kiềm trong ancol.
Ancol tách H
2
O bằng tác nhân axit H
2
SO
4
đặc.
C C
H X
+ HX
C C
α
kiÒm-ancol
Dẫn xuất
halogen
R-OH + HO-R R-O-R + H
2
O
H
2
SO
clo) và tách H
2
O (đối với ancol) của các hợp chất dưới
đây, cho biết sản phẩm chính và viết ptpu?
a. etylclorua
b. 2-clopropan
c. tert-butylclorua
d. butan-2-ol
e. 2-metylpropanol
g. 2-metylpropan-2-ol
h. 2,2-dimetylpropanol
22
Key: Bài tập áp dụng 3
CH
2
-CH
2
H
Cl
α
CH
2
=CH
2
KOH
ancol
+ HCl
+ Quy tắc Zaixep: Trong phản ứng tách nước của ancol
và tách HX của dẫn xuất halogen để tạo liên kết pi, nhóm
OH (hay X) sẽ tách ra cùng với nguyên tử H
(1). Tác dụng với kim loại kiềm: tạo muối và H
2
Ví dụ: C
2
H
5
OH + Na → C
2
H
5
ONa + H
2
(2). Tác dụng với axit tạo este
VD: C
2
H
5
OH + CH
3
COOH → CH
3
COOC
2
H
5
+ H
2
O
C
2
+ Cu(OH)
2
+ H
2
O
2
+ 2 HO
-
24
5. Tính linh động của nguyên tử H trong nhóm OH
của ancol, phenol
+ Phenol: nguyên tử H trong nhóm OH thể hiện tính linh động qua các
phản ứng:
(1). Tác dụng với dung dịch kiềm: tạo muối và H
2
O
Ví dụ: C
6
H
5
OH + NaOH → C
6
H
5
O
-
Na
+
+ H
2
6
H
5
OH
+ 6H
+
3
+ Fe
3+
25
Bài tập áp dụng 4:
Viết các phương trình phản ứng khi cho etanol,
glixerol, phenol lần lượt phản ứng với các tác nhân:
a. Kim loại K
b. Dung dịch NaOH
c. kết tủa Cu(OH)
2
trong dung dich kiềm
d. axit axetic