Lý thuyết Hóa hữu cơ

HIDROCACBON NO
(ANKAN) (PARAFIN)
mạch hở
{ Tính chất hóa học:
w Phản ứng thế halogen (Cl, Br)
CnH2n+2 + zX2 CnH2n+2-zXz + zHX
w Phản ứng tách (gãy liên kết C – C và C – H) (crackinh)
CnH2n+2 CmH2m + Cn – mH2(n – m)+2 (m2; n – m = 0)
w Phản ứng phân hủy
Ÿ Phân hủy bởi nhiệt
CnH2n+2 nC + (n+1) H2
* Đặc biệt:
2CH4 C2H2 + 3H2
Ÿ Phân hủy bởi clo
CnH2n+2 + (n+1)Cl2 nC + 2(n+1)HCl
w Phản ứng oxi hóa
Ÿ Oxi hóa hoàn toàn
CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O
Ÿ Oxi hóa không hoàn toàn
VD: CH4 + O2 HCHO + H2O
{ Điều chế:
w Phương pháp tăng mạch cacbon
Ÿ Tổng hợp Vuyêc (Pháp)
2CnH2n+1X + 2Na (CnH2n+1)2 + 2NaX
* Chú ý: Nếu dùng hai loại dẫn xuất halogen có gốc ankyl khác nhau sẽ thu được hỗn hợp 3 ankan song khó tách khỏi nhau vì chúng có nhiệt độ sôi xấp xỉ bằng nhau:
R – R + 2NaX
RX + R’X + 2Na 	R – R’ + 2NaX
R’ – R’ + 2NaX
Ÿ Tổng hợp Konbe (Đức)
2RCOONa + 2H2O R – R + 2CO2# + 2NaOH + H2#
w Phương pháp giảm mạch cacbon
Ÿ Phương pháp Đuma
RCOONa + NaOH RH + Na2CO3
Ÿ Phương pháp crackinh
CnH2n+2 CmH2m + C(n-m)H2(n-m)+2 ()
w Phương pháp giữ nguyên mạch cacbon
Ÿ Hidro hóa anken, ankin, ankađien tương ứng
CnH2n + H2 CnH2n+2
CnH2n – 2 + 2H2 CnH2n+2
Ÿ Đi từ ancol no, đơn chức
CnH2n+1OH + 2HI CnH2n+2 + H2O + I2
w Một số phương pháp khác
Ÿ Từ nhôm cacbua
Al4C3 + 12H2O 3CH4 + 4Al(OH)3 œ
Al4C3 + 12HCl 3CH4 + 4AlCl3
Al4C3 + 6H2SO4 3CH4 + 2Al2(SO4)3
Ÿ Từ C và H2
C + 2H2 CH4
HIDROCACBON KHÔNG NO
(ANKEN) (OLEFIN)
{ Tính chất hóa học:
w Phản ứng cộng
Ÿ Cộng H2 
CnH2n + H2 CnH2n+2
Ÿ Cộng halogen (Cl,Br) (làm mất màu dung dịch brom)
CnH2n + X2 (dd) CnH2nX2
Ÿ Cộng HX
CnH2n + HX CnH2n + 1X
Ÿ Cộng H2O 
CnH2n + HOH CnH2n+1OH
* Lưu ý: 
- Qui tắc Macopnicop:
Khi cộng một tác nhân không đối xứng (HX, HOH ) vào một anken (hay ankin) không đối xứng, phản ứng xảy ra theo hướng:
Phần dương (+) của tác nhân sẽ liên kết với cacbon có nhiều hiđro hơn.
Phần âm ( – ) của tác nhân sẽ liên kết với cacbon ít hiđro hơn của liên kết đôi hay liên kết ba.
w Phản ứng trùng hợp
n C = C [ - C – C - ]
w Phản ứng oxi hóa
Ÿ Oxi hóa hoàn toàn
CnH2n + O2 nCO2 + nH2O ()
Ÿ Oxi hóa không hoàn toàn
* Tác dụng với KMnO4 loãng ở nhiệt độ thường oxi hóa nối đôi anken thành 1,2 – điol.
3CnH2n +2KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 i+ 2KOH
{ Điều chế:
w Đề hiđro ankan tương ứng
CnH2n+2 CnH2n + H2
w Đê hiđrat hóa ancol tương ứng
CnH2n+1OH CnH2n + H2O
w Cộng H2 vào ankin (xt: Pd) hoặc ankadien (xt: Ni) tương ứng
CnH2n –2 +H2 CnH2n
w Crackinh ankan
CnH2n+2 CmH2m + Cn – m H2(n – m)+2
w Loại HX ra khỏi dẫn xuất monohalogen của ankan tương ứng
CnH2n+1X CnH2n + HX
w Loại X2 ra khỏi dẫn xuất - đihalogen của ankan tương ứng
R – CHX – CHX – R’ + Zn R – CH = CH – R’ + ZnX2
HIDROCACBON KHÔNG NO
(ANKIN)
{ Tính chất hóa học:
w Phản ứng cộng
Ÿ Với H2
* Xúc tác Pb:
CnH2n – 2 + H2 CnH2n
* Xúc tác Ni:
CnH2n – 2 + H2 CnH2n + 2
Ÿ Với halogen (Cl, Br)
* Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn (giai đoạn 1 cộng trans). Muốn dừng phản ứng ở giai đoạn thứ nhất thì cần thực hiện ở nhiệt độ thấp.
CnH2n – 2 CnH2n – 2 X2 CnH2n – 2X4
* Với brom (làm mất màu dung dịch brom)
CnH2n – 2 + 2Br2 CnH2n – 2Br4
Ÿ Với HX (X = Cl, Br, I)
Ÿ Công H2O
* Axetilen + HOH Andehit axetic
CH ≡ CH + HOH [CH2 = CHOH] (không bền) à CH3CHO
* Các ankin khác + HOH Xeton 
R1 – C ≡ C – R2 + HOH 	R1 – CH = C – R2 	à R1 – CH2 – COR2 
	 |
	 OH
* Nhận xét: Nếu một hidroacbon tác dụng với nước tạo ra andehit axetic thì hidrocacbon đó là axetilen.
w Phản ứng thế bằng ion kim loại hóa trị I (Ag+, Cu+)
Chỉ có axetilen và cac ank – 1 – in mới tác dụng được với dung dịch AgNO3/NH3 cho kết tủa vàng, tác dụng với dung dịch CuCl/NH3 cho kết tủa màu đỏ.
* Các phương trình hóa học:
CH ≡ CH + 2AgNO3/NH3 + 2NH3 AgC ≡ Cag i (Bạc axetilen; màu vàng nhạt) + 2NH4NO3
R – C ≡ CH + AgNO3 + NH3 R – C ≡ Cag i (màu vàng nhạt) + NH4NO3
CH ≡ CH + 2CuCl + 2NH3 CuC ≡ Ccu i (đồng (I) axetilen; màu đỏ) + 2NH4Cl 
R – C ≡ CH + CuCl + NH3 R – C ≡ Ccu i (màu đỏ) + NH4Cl 
w Phản ứng trùng hợp
Ÿ Phản ứng trùng hợp của axetilen
* Nhị hợp: 2CH ≡ CH CH2 = CH – C ≡ CH (Vinyl axetilen)
* Tam hợp: 3CH ≡ CH C6H6
* Đa hợp: nC2H2 (CH)X nhựa Cupren (x = 2n)
w Phản ứng oxi hóa
Ÿ Oxi hóa hoàn toàn 
CnH2n – 2 + O2 nCO2 + (n – 1)H2O
Ÿ Oxi hóa không hoàn toàn
{ Điều chế:
ô Điều chế axetilen 
w Từ metan: 
2CH4 C2H2 + 3H2
w Từ than đá, đá vôi à CaC2 (đất đèn) C2H2
Than đá than cốc (C)
CaCO3 CaO + CO2
CaO + 3C CaC2 + CO
CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 #
w Từ C và H2 
2C + H2 C2H2
w Từ muối axetilen 
AgC ≡ CAg + 2HCl CH ≡ CH + 2AgCli
CuC ≡ CCu + 2HCl CH ≡ CH + 2CuCli
ô Điều chế đồng đẳng axetilen 
w Đề hidro hóa ankan tương ứng
CnH2n + 2 CnH2n – 2 + 2H2
w Đi từ dẫn xuất halogen
 H X 
 | | 
R1 – C – C – R2 + 2KOH R1 – C ≡ C – R2 + 2KX + 2H2O
 | | 
 X H
w Đi từ dẫn xuất chứa Ag của ankin và dẫn xuất chứa halogen của ankan
Ÿ Phương pháp tăng mạch cacbon
AgC ≡ C – R + R’Cl R’ – C ≡ C – R + AgCli