- Trang Chủ
- Hoá học
- Bài giảng Hóa học hữu cơ: Chương 6 (2) - TS. Phan Thanh Sơn Nam
Xem mẫu
- Hóa Học Hữu Cơ
TS Phan Thanh Sơn Nam
Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ
Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM
Điện thoại: 8647256 ext. 5681
Email: ptsnam@hcmut.edu.vn
http://hhud.tvu.edu.vn 1
- Chương 6: HYDROCARBON THƠM
I. Cấu tạo của benzene
• Kékulé đưa ra công thức cấu tạo của benzene
năm 1865
• 6C, 6H vòng 6 cạnh có 3 nối đôi nhưng không
thể là cyclotriene
H
H C H
C C
C C
H C H
2
H
http://hhud.tvu.edu.vn
- • Kékulé chứng minh rằng vị trí 3 Liên kết đôi không
cố định mà có thể thay đổi
• Phản ứng thế 2 lần Br chỉ cho 1 sản phẩm
Br
Br
+ Br2
Br
Br
http://hhud.tvu.edu.vn 3
- •Cấu tạo thực tế: hệ điện tử π phân bố đều cho 6C
(không phải của riêng 3 cặp C=C)
• 6C nằm trong cùng 1 mặt phẳng, ở trạng thái
lai hóa sp2
http://hhud.tvu.edu.vn 4
- o o
120 120
o 1.39 Å
120
1.09 Å
121.7o
116.6o
1.08 Å
1.33 Å
http://hhud.tvu.edu.vn 5
- II. Tính thơm
• Hydrocarbon thơm (arene) những hợp chất vòng
liên hợp có cấu tạo phẳng, có cấu tạo điện tử giống
benzene, khó cho phản ứng cộng, dễ cho phản ứng
thế
H
Br
Br2
CCl4 H
H OH
Br KMnO4 L
Br2 H2O
OH
CCl4 H
KMnO4 L
H2O
http://hhud.tvu.edu.vn 6
- • Arene thường là vòng phẳng 5, 6, 7 cạnh, có hệ
điện tử π liên hợp, số đtử π tuân theo quy tắc Hükel
4n + 2, n = 0,1,2,3,4…
• Ví dụ các hợp chất arene thông dụng
n=1 n=2 n=3
http://hhud.tvu.edu.vn 7
- Một số trường hợp đặc biệt
cyclopentadienyl 6 điện tử π (đôi đtử của anion
tham gia hệ liên hợp) n=1 có tính thơm
(-)
cycloheptatrienyl 6 điện tử π (C+ tham gia
orbital trống p vào hệ liên hợp) có tính
(+)
thơm
4 điện tử π không có tính thơm
(+)
2 điện tử π có tính thơm
(+) 8
http://hhud.tvu.edu.vn
- 5 điện tử π không có tính thơm
(.)
(.) 7 điện tử π không có tính thơm
(-) 8 điện tử π không có tính thơm
6 điện tử π (đôi điện tử
N O S p tham gia hệ liên hợp)
H
có tính thơm
http://hhud.tvu.edu.vn 9
Pyrrole Furan Thiophene
- III. Danh pháp
• Hầu hết các arene đều có tên thông thường, 1 số
tên thông thường được chấp nhận làm tên IUPAC
• Tên IUPAC: benzene được chọn làm tên gốc, tên
các nhóm thế đặt trước, nhóm thế được đánh số
theo nguyên tắc tổng chỉ số nhỏ nhất, xếp theo
alphabetical
http://hhud.tvu.edu.vn 10
- III.1. Dẫn xuất của benzene
http://hhud.tvu.edu.vn 11
- http://hhud.tvu.edu.vn 12
- I
NO2 CH3
NO2
Br Cl
p-bromoiodobenzene m-chloronitrobenzene o-nitrotoluene
OH
COOH NH2
I
Br NO2
4-bromophenol m-nitrobenzoic acid o-iodoaniline
HC CH2
HC CH2
1,4-divinylbenzene
hay p-divinylbenzene 13
khoâhttp://hhud.tvu.edu.vn
ng goïi laø p-vinylstyrene
- NH2 OH
NO2
Br Br Cl Cl
Cl Br
Br Cl
3-bromo-5-chloronitrobenzene 2,4,6-tribromoaniline 2,4,6-trichlorophenol
Br
OH CH3
Br
Cl O2N NO2
Br
NO2
1,2,4-tribromobenzene 2-chloro-4-nitrophenol 2,6-dinitrotoluene
http://hhud.tvu.edu.vn 14
- III.2. Vòng đa ngưng tụ
8 1 8 9 1
7 9 2 7 2
6 3 6 3
10 5
5 4 10 4
Naphthalene Anthracene
http://hhud.tvu.edu.vn 15
- III.3. Các arene có dị tố trong vòng
N N CH3
Pyridine 2-methylpyridine
N O S
H
Pyrrole Furan
http://hhud.tvu.edu.vn
Thiophene 16
- IV. Các phương pháp điều chế
IV.1. Chưng cất muối của benzoic acid
COONa
to + Na2CO3
+ NaOH
IV.2. Đi từ acetylene
3HC CH Cu hay phöùc Ni
to http://hhud.tvu.edu.vn 17
- IV.3. Alkyl hóa benzene
R
AlCl3
+ R-Cl + HCl
IV.4. Đóng vòng & dehydro hóa phân đoạn dầu mỏ
C6-C8
Cr2O3 / Al2O3
CH3(CH2)4CH3
V. Tính chất vật lý (tự đọc)
http://hhud.tvu.edu.vn 18
- V. Tính chất hóa học
V.1. Phản ứng thế ái điện tử
V.1.1. Cơ chế phản ứng
X
+ X+ acid
+ H+
Xúc tác: H2SO4, H3PO4, HF…
hay Lewis acid: FeCl3, AlCl3, ZnCl2…
C6H6 + (CH3)3C-Br /AlBr3 C6H5-C(CH3)3 + HBr
19
http://hhud.tvu.edu.vn
- Cơ chế phản ứng: 2 giai đoạn, lưỡng phân tử
• Giai đoạn 1: tạo phức σ ( benzonium cation)
δ+ δ−
xt
+ X -Y Xδ+-Yδ− phức π
nhanh
X H X H X H X H
chaäm + +
+ phức σ
+
Trong phức π: X không liên kết trực tiếp với C nào cả
Phức σ: X có liên kết trực tiếp với 1 C của benzene
http://hhud.tvu.edu.vn 20
nguon tai.lieu . vn