Chuong 8 axit cacboxylic va cac dan xuat

Chương 8
AXIT CACBOXYLIC
VÀ CÁC DẪN XUẤT

AXYL CLORUA
ANHYDRIT AXIT
ESTE
NITRIN
AMIT
GIỚI THIỆU CHUNG
R OH
CẤU TRÚC TÊN CẤU TRÚC TÊN

1. Đồng phân, danh pháp
IUPAC
-Chọn mạch C dài nhất chứa nhóm COOH làm mạch chính
Đánh số từ C đầu mạch có chứa nhóm –COOH
Gọi tên:
Tên của hidrocacbon tương ứng + tiếp vĩ ngữ “ oic”
4-metylhexanoic hex-4-enoic

Metanoic
Etanoic
Propanoic
Butanoic
Pentanoic
hexanoic
Formic axit
Axetic axit
Propionic axit
Butyric axit
Valeric axit
Caproic axit
Cấu trúc tên hệ thống tên thông thường Tnc Ts độ tan trong H2O pKa
Ph
C
H
C
H
COOH
trans-3-phenylprop-2-enoic
COOH
CH(CH3)2
2-isopropylxiclopentancacboxylic axit

CO2H
CO2H
CO2H
CO2H
CO2H
CO2H
phthalic acid isophthalic acid
terephthalic acid
C
COOHH
C
COOHH
C
COOHH
C
HHOOC
maleic acid fumaric acid
Axit Phtalic isophtalic terephtalic
Maleic axit furmaric axit
Tên thông thường của một số axit
COOH
CH3
AXIT TOLUIC

COOH
OH
Gọi tên các hợp chất sau
HOOCCH2CHCH2CH2COOH
Br
CH3
|
CH3 — CH 2 —CH — COOH

MỘT SỐ AXIT QUAN TRỌNG
CITRIC AXIT
-có trong quả chanh, cam
Sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm
Formic axit
Là sản phẩm chuyển hoá metanol,
có trong nọc kiến
Axetic axit; có vị chua, làm giấm ăn
-làm tác nhân hoặc dung môi cho pu
Lactic axit
-có trong sữa chua -axit benzoic làm thuốc
COOH

tìm thấy có trong dầu dừa
omega 6
có trong dầu đậu nành

2. Tính chất vật lý
-nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với các hc có cùng khối lượng phân tử
Propanal M: 58 Ts: 490C
propanol M: 60 Ts: 97
Axit acetic M: 60 Ts: 118
-độ tan trong nước

3. ĐIỀU CHẾ
AXIT CACBOXYLIC
Giữ nguyên C
R CH2OH
[O]
R CHO
[O]
R COOH
Giảm mạch C
R C O O R'
NaO H
R C O O Na
H+
R C O O H
R COOHR CH CH R' + R' COOH
[O]
[O]
R COOH
Tăng 1 C
R X
KCN
R CN
H2O/H+
R COOH
R MgX
CO2
R COOMgX
H2O/H+
R COOH

Tăng 2 C
H2O/H+
R CH2 COOH
R Cl + H2C
COOR'
COOR'
CH
COOR'
COOR'
R CH
COOH
COOH
R
 - CO2
R MgX
H2O/H+
R CH2 COOH
O
R CH2 CH2 OH
[O]
CHO
(CH3CO)2O
CH3COONa
CH CH COOH
3. ĐIỀU CHẾ
AXIT CACBOXYLIC

CO2H
CH2OH
CH3
Br
C N
MgBr
KMnO4, heat
KMnO4
Mg
CO2; then H+
H2O, H+, heat
VÍ DỤ: điều chế axit benzoic

O
R C
O
H
Tính chất axit
(phản ứng đứt liên kết –O-/-H)
Tính chất của nhóm cacbonyl
Phản ứng decacboxyl hoá
(phản ứng đứt liên kết C-/-COOH)
Tính chất của nhóm OH
(phản ứng đứt liên kết –C-/-O-)
TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính chất axit (Phản ứng đứt liên kết –O-/-H)
RCOOH  RCOO- + H+
-Hầu hết các axit cacboxylic là những axit yếu
Tính axit mạnh hơn ancol; phenol
RCOOH > C6H5OH > R-OH
-Khả năng phân ly trong nước kém
-Tính axit mạnh hơn khi R chứa nhóm hút e
CCl3COOH > CHCl2COOH > CH2ClCOOH > CH3COOH
Ví dụ
Phân ly trong nước tạo ion H+
CH3COOH + H2O  CH3COO– + H3O+
COOH
OCH3
COOH COOH
NO2
COOH
NO2
COOH
NO2
p-methoxy benzoic acid m-nitro p-nitro o-nitro

R OH
C
O
+ H2O
R O
C
O
+ H3O
H3C-H2C-OH H3C-H2C-O + H3O+ H2O
OH + H2O O + H3O
pKa ~16-18
pKa ~ 10
pKa ~ 5

-Phản ứng với kim loại và kiềm và muối cacbonat
CH3COOH + NaOH CH3COO– Na+ + H2O
RCOOH
Na RCOONa + 1/2 H2
(RCOO)2Mg + H2O
MgO
RCOONa + H2O
NaOH
RCOONa + H2O + CO2
Na2CO3
Được sử dụng làm chất bảo quản và chất tăng hương vị

2. Các phản ứng làm đứt liên kết –C-/-OH
-Là Phản ứng thuận nghịch
-Xúc tác: axit; zeolit
-Dùng dư một trong hai chất tham gia phản ứng
-Giảm nồng độ một trong hai chất tạo thành
Etyl benzoat
Metyl benzoat
-Phản ứng este hóa

CƠ CHẾ PHẢN ỨNG ESTE HÓA

-Phản ứng este hóa nội phân tử tạo lacton
VÍ DỤ

COOHHOOC + CH2 CH2 OHOH
OO
OO CH2 CH2CH2CH2 O--O

Phản ứng tạo axyl halogenua
Thionyl clorua
Phospho triclorua
Phospho pentaclorua
-Phản ứng tạo axyl clorua

amoni cacboxylat
Phản ứng tạo amit
-Phản ứng cộng tách tạo amit
Axit không tham gia phản ứng với NH3 hoặc amin tạo amit vì sẽ xảy ra
phản ứng giữa axit và bazo tạo muối
Tuy nhiên khi đun nóng muối amoni ở nhiệt độ >1000C, xảy ra phản
ứng dehydrat hóa và tạo thành amit, nhưng hiệu suất thấp
Phản ứng với amoniac

Phản ứng tạo amit (tiếp)
Axit tham gia phản ứng dễ dàng với amin tạo amit khi có mặt DCC
(dixyclohexylcacbodimit), một tác nhân dehidrat hóa
Phản ứng với amin
amit
dixyclohexylcacbodimit
Dixyclohexylure

Chuong 8 axit cacboxylic va cac dan xuat

Phản ứng chuyển hóa axit thành anhidrit
Dưới tác dụng của nhiệt độ, hoặc chất hút nước mạnh hai phân tử axit tách
nước tạo thành anhidrit
2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O
Các anhidrit vòng năm cạnh hoặc 6 cạnh có thể nhận được bằng
phản ứng dehidrat diaxit
8000C

Phản ứng đứt liên kết C-/-COOH
Phản ứng decarboxyl hóa : loại CO2
CH3COONa CH4 + Na2CO3+ NaOH
Phản ứng chỉ xảy ra dễ dàng khi nguyên tử cacbon αnpha có nhóm hút electron mạnh
Nếu R không có nhóm hút electron mạnh thì phải chuyển axit thành muối Na, sau đó
lấy muối Na ở trạng thái rắn nung nóng với hỗn hợp NaOH và CaO (vôi tôi, xút)

7. Phản ứng khử hóa
_Tác nhân khử hóa - LiAlH4; BH3/THF (H2
/xt không tiến hành khử hóa
axit cacboxylicở điều kiện thường)
-LiAlH4 chỉ khử hóa nhóm COOH thành CH2OH mà không khử hóa nối
đôi
-BH3/THF khử hóa nhanh, dễ dàng hơn và có tính chất chọn lọc hơn
-
phenylaxetic axit
2-phenyletanol

8. Phản ứng của gốc hydrocarbon

R CH2 COOH
Br2 / P
R CH COOH
Br
R C COOH
Br
Br
Br2 / P
COOH
HNO3
H2SO4, to
COOH
NO2
COOH
Br2,P
NR (no alpha H)
CH3CH2CH2CH2COOH + Br2,P CH3CH2CH2CHCOOH
Brpentanoic acid
2-bromopentanoic acid
Không phản ứng do không có H anpha
axit
axit
Phản ứng Zielinski

RCH2COOH + Br2,P RCHCOOH + HBr
Br
NH2OH
RCHCOOH RCHCOOH
RCH=CHCOOHRCH2CHCOOH
Br
aminoacid
NaOH;then H
+
NH3
KOH(alc)
then H+
Anpha
amino axit
Áp dụng phản ứng thế ở H anpha
Anpha-hidroxiaxit

ESTE
Trong este, H trong nhóm cacboxyl được
thay thế bằng nhóm ankyl
O

CH3 — C—O —CH3 hay CH3—COO —CH3
ester group

Este
1. Danh pháp
-tên của gốc ankyl (trong ancol)+tên của axit tương ứng đổi đuôi oic thành at
CH3COOCH3
METYL ETANOAT
METYL AXETAT

CH3COOC3H7 CÓ MÙI QUẢ LÊ
CH3
O
CO
OH
O
C
OH
CH3O
O
C
aspirin
Metyl salicylat
Propylaxetat có mùi quả lê
Pentyl axetat có mùi quả chuối chín
Octyl axetat, có mùi cam
CH3COO (ISOPENTYL)
4-Butanolactone
(-Butyrolactone)
3-Butanolactone
(-Butyrolactone)



O O
O
O
H3 C
2
3
1
2
1
3 4
6-Hexanolactone
(-Caprolactone)




O
O
2
13
4
5 6
Một số este vòng

Danh pháp (tiếp)
Tert-butyl propanoat vinyl axetat
etenyl axetat
Metyl p-clorobenzoat dimetyl malonat

2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ESTE
a. Từ phản ứng ancol và axit (xem tính chất axit cacboxylic)
b. Từ phản ứng axyl clorua và ancol hoặc ancolat
Etyl benzoat
c. Phản ứng giữa xeten với ancol hoặc phenol
CH2 C O + ROH CH3COOR
Áp dụng điều chế ankyl axetat

d. Từ phản ứng giữa ancol và anhidrit của axit cacboxylic tương ứng
2-Butanol
+
Phthalic
O
O
O
O
OHHO
O
O
Anhidrit phtalic
sec-butanol

glyxerol
stearic axit
triglyxerit ( chất béo hoặc dầu)
e. Từ muối của axit cacboxylic với ankyl halogenua
CH3COOAg + C3H7I CH3COOC 3H7 + AgI

3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ESTE
3.1. phản ứng thủy phân este
• Este có thể bị thủy phân bởi axit hoặc kiềm
• Phản ứng thủy phân este bởi kiềm còn gọi là phản ứng xà
phòng hóa
muối cacboxylat

AXIT BÉO
Muối của axit béo=xà phòng
Đuôi không phân cực Đầu phân cực

3.2. Phản ứng với amoniac hoặc amin tạo amit
amit amitamit
Với NH3 Với R2NH
Hexan-1,6-diaminAdipic axit

3.3. Khử hóa este thu được ancol
Este bị khử hóa bởi LiAlH4 hoặc LiBH4 thành 2 ancol. Hợp phần chứa cacbonyl bị
khử thành ancol bậc 1
3.4. Phản ứng với cơ magie tạo ancol bậc 3
C6H5COOC2H5 + C3H7MgBr OH
C3H7
H5C6
C3H7
+ C2H5OH

3.5. Phản ứng chuyển hóa este
- este tham gia phản ứng với ancol khi có mặt axit làm xúc tác
Metyl acrylat Butan-1-ol
b
Butyl acrylat
Dimetyl benzen-1,4-dicacboxylat Etylen glycol

hóa học cuả nitril
R X
KCN
R CN
H2O/H+
R COOH
-thủy phân các hợp chất nitril trong môi trường kiềm tạo amit
+ Khử hóa tạo amin
+ Phản ứng với các hợp chất cơ nguyên tố tạo xeton
CHO HCN, KCN CN
OH
H2 SO4 , H2 O COOH
OH
heat
Benzaldehyde Benzaldehyde cyanohydrin
(Mandelonitrile)
(racemic)
2-Hydroxyphenylacetic acid
(Mandelic acid)
(racemic)
ethanol,
water

CHO HCN, KCN CN
OH
H2 SO4 , H2 O COOH
OH
heat
Benzaldehyde Benzaldehyde cyanohydrin
(Mandelonitrile)
(racemic)
2-Hydroxyphenylacetic acid
(Mandelic acid)
(racemic)
ethanol,
water
CH3( CH2 ) 8 CH2 Cl
KCN H2 SO4 , H2 O
CH3 ( CH2 ) 9COH
heatethanol,
water
O
CH3 ( CH2 ) 9C N
1-Chlorodecane Undecanenitrile Undecanoic acid
Thủy phân nitril trong môi trường axit taọ axit cacboxylic

axyl halogenua (RCOX)
Axetyl clorua benzoyl bromua xiclohexancacbonyl clorua

PHẢN ỨNG VỚI ANCOL TẠO ESTE

PHẢN ƯNG VỚI AMIN TẠO AMIT

PHẢN ỨNG KHỬ HÓA TẠO ANCOL

PHẢN ỨNG VỚI CƠ GRIGNARD TẠO ANCOL BẬC 3
PHẢN ỨNG VỚI GILMAN CHO AXETON

Trong điều kiện này, tác nhân Gliman chỉ phản ứng với axyl clorua mà
không phản ứng với axit, este hay amit

PHẢN ỨNG VỚI MUỐI CỦA AXIT CACBOXYLIC CHO ANHIDRIT

CH3 COCCH3
O O
2NH3 CH3 CNH2
O
CH3 CO-
NH4
+
O
+ +
Acetic
anhydride
Ammonia Acetamide Ammonium
acetate

Bài 1Hoàn thành các phương trình phản ứng sau
a/ o-bromotoluen + KMnO4/OH-/Đun nóng
b/ A +Mg/ête khan CO2 H3O+
c/ butyric axit + SOCl2
d/ benzoic axit benzoyl clorua
e/ HOCH2CH2CH2COOH/ H+/ đun nóng
O
O
O
+
AlCl3
A +
CH3
NH
CH3
O
N
CH3
CH3
O
O
O
+ NH3
1/ H2O, T0
2/ H3O+
Cl
COOH

Hoàn thành sơ đồ pu sau
O
O
O
+
AlCl3 khan
A
?
O OH
SOCl2
B
AlCl3
O
O
O
CH3NH2
O
O
O
+ CH3 OH
O
OH
OH
H+
T0
O
O
O
CH4
+ NH3

b) A B C D
h
Benzen
(CH3)2CHCl
(1:1), AlCl3
Br2 (1:1) KOH
EtOH
(CH3CO)2O
AlCl3
b) A B C DPropen
HBr
peroxyd
KCN H2O (d- ) PCl5
2)
C2H2
1) 2Na
2) 2CO2
3) H3O
A B C D
to
Na/C2H5OH 1,3-xiclohexadien

-Hãy viết sơ đồ điều chế các hợp chất sau từ axit butanoic
+ butan-1-ol
+pentannitrin
+hexan-2-on
+but-2-en
+1-bromobutan
+butannitrin

Chuong 8 axit cacboxylic va cac dan xuat

More Related Content

What's hot (20)

Similar to Chuong 8 axit cacboxylic va cac dan xuat (20)

More from Nguyen Thanh Tu Collection (20)

Recently uploaded (20)

Chuong 8 axit cacboxylic va cac dan xuat