Chương 1: ĐẠi cưƠng về hoá học hữu cơ Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ
tải về 3.47 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- 6.2. Hợp chất cơ nguyên tố
- 6.2.1. Hợp chất cơ magie
- 6.2.2. Hợp chất cơ phốtpho
BÀI TẬP3.1. Gọi tên hợp chất sau theo danh pháp IUPAC: 3.2. Đun nóng mỗi dẫn xuất sau đây với dung dịch NaOH đậm đặc trong nước. a) CH3 – CH2 – Cl b) (CH3)2CH – Cl c) (CH3)3C – Cl Hãy viết phương trình phản ứng và so sánh tốc độ phản ứng. 3.3. Người ta chuyển hoá hợp chất A có CTPT C4H9Br theo sơ đồ: B là sản phẩm chính và có cấu hình trans. a) Viết CTCT của A, B, C, D. b) Cho biết (1) và (2) thuộc loại phản ứng nào? (cộng, thế, tách). 3.4. Từ C2H5Br và các hoá chất cần thiết, viết ptpứ điều chế các ancol sau: a) CH3 – CH2 – CH2 – OH b) CH3 – CH2 – CH(OH) – CH3 c) (CH3)2 – C(OH) – CH2 – CH3
Cơ nguyên tố là ngành hoá học các hchc của hầu hết các nguyên tố trong BTH trừ các nguyên tố hữu cơ (oganogen) cổ điển như H, O, N, S, các hal. Trong phân tử của hợp chất cơ nguyên tố, nguyên tử của các nguyên tố liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon. Phần lớn các nguyên tố trong BTH là kim loại cho nên hơn nửa các hợp chất cơ nguyên tố là hợp chất cơ kim. Giữa kim loại và phi kim không có giới hạn rõ ràng, tuy vậy người ta vẫn chia hợp chất cơ nguyên tố ra thành cơ kim và cơ phi kim.
Nhiều kim loại như các kim loại kiềm Li, Na, K; các kim loại nhóm II như Mg, Ca; kim loại nhóm III như Al; nhóm IV như Sn, Pb và các kim loại chuyển tiếp như Zn, Cd, Hg, ... có thể tạo thành các hợp chất cơ kim tương ứng. Các gốc hữu cơ liên kết với kim loại có thể là ankyl, ankenyl, ankinyl hoặc aryl. Các hợp chất cơ kim được gọi theo tên gốc H – C với tên kim loại và hal. a. Điều chế - Từ ankyl halogenua: cho kim loại tác dụng với dẫn xuất alkyl halogenua trong môi trường ete khan (tránh để thuỷ phân) R – X + 2Li R – Li + LiX R – X + Mg R – MgX 3R – X + 2Al R – AlX2 + R2AlX - Tác dụng kim loại với các hợp chất cơ kim có sẵn: Các kim loại nặng hoạt động yếu không tác dụng trực tiếp với các hợp chất hal, song hợp kim của chúng với kim loại Na thì cho phản ứng với hiệu suất cao. 2CH3 – I + Hg(Na) CH3 – Hg – CH3 + 2NaI
Hợp chất cơ magie thuộc loại có khả năng phản ứng cao, liên kết C – Mg dễ đứt ra để tham gia nhiều loại phản ứng khác nhau: - Phản ứng với hợp chất có H linh động Sơ đồ chung: + R H + A MgX Thí dụ:
Nước: H – OH + RMgX R – H + HO – MgX Ancol: H – OR1 + RMgX R – H + R1O – MgX Amin: H – NHR1 + RMgX R – H + R1NH – MgX Axit: H – OCOR1 + RMgX R – H + R1COO – MgX Dựa trên cơ sở các phản ứng trên, người ta đã đưa ra phương pháp dùng metyl magie iođua CH3MgI để định tính và định lượng H linh động trong các hợp chất hữu cơ theo thể tích khí metan thoát ra: H – OH + CH3MgX CH4 + HO – MgX Phương pháp này có thể dùng để đo độ ẩm các dung môi.
Hợp chất magie cộng hợp dễ dàng vào các liên kết bội phân cực như C = O (hay C N) để hình thành ra các liên kết C – C mới. Cacbanion R- tấn công vào C+ của nhóm C = O (hoặc C N) và Mg2+ kết hợp với nguyên tử O (hay N) mang điện tích âm, sau đó thuỷ phân tiếp theo để cho sản phẩm. Sơ đồ chung của phản ứng cộng với hợp chất cacbonyl như sau: Magie ancolat được thuỷ phân thành ancol: Nếu R1 = R2 = H ta có fomandehit HCHO và sản phẩm của phản ứng là ancol bậc môt, R–CH2OH. Nếy R1 hoặc R2 = H ta có một andehit đồng đẳng của HCHO là R1 – CHO và sản phẩm của phản ứng là một ancol bậc hai, R – CH(OH) – R2. Nếu R1 và R2 đều là gốc H – C, ta có xeton R1 – CO – R2 và sản phẩm của phản ứung là một ancol bậc ba (RR1R2)– OH.
Hợp chất cơ phi kim được nghiên cứu nhiều và có ứng dụng thực tế rộng rãi là hợp chất cơ photpho. Nó được dùng làm thuốc trừ sâu có hiệu lực cao, làm thuốc chữa bệnh, các hợp chất cao phân tử không cháy, chát phụ gia dầu nhờn, chất tuyển nổi quặng,.... Các hợp chất cơ photpho được chia thành hai nhóm: - Hợp chất có liên kết C – P, gồm các ankyl (aryl) photphin; các ankyl (aryl) thế của axit photphinơ, axit photphonơ, axit photphonic, axit photphoric và các photphinoxit. - Hợp chất có liên kết gián tiếp của C với P: C – O – P gồm dẫn xuất của axit photphorow, axit photphoric. a. Hợp chất cơ photpho có liên kết C – P Trong số các hợp chất có liên kết C – P, đáng chú ý hợp chất trong đó, photpho tạo 5 liên kết cộng hoá trị đồng nhất. Thí dụ 1: pentaphenylphotphoran (Wittig, 1949): Đặc tính: tan trong dung môi hữu cơ và không tan trong nước, có nhiệt độ nóng chảy thấp. Thí dụ 2: Ngoài ra cũng cần phải kể đến các dẫn xuất có chứa nhóm chức của axit ankyl photphonic, chẳng hạn như: Đặc tính: có khả năng tạo phức bền với các nguyên tố kiềm thổ, chuyển tiếp và hiếm. b. Hợp chất cơ photpho có liên kết C – O – P Thuộc vào loại hợp chất này là các dẫn xuất của axit photphorơ và axit photphoric. Este hoàn toàn của axit photphorơ nhận được khi cho ancol tác dụng với photpho triclorua với sự có mặt của bazơ hay ancolat: Còn etyl este hoàn toàn của axit photphoric (trietyl photphat) thu được bằng cách cho ancol etylic tác dụng với photphotriclorua với sự có mặt của bazơ hoặc natri etylat. Khi thuỷ phân trietyl este của axit photphoric bằng một lượng NaOH vừa đủ sẽ thu được natri đietylphotphat: Nhiều hợp chất cơ photpho loại này có hoạt tính sinh lý mạnh, do đó chúng được ứng dụng rộng rãi làm chất phòng trừ dịch hại, nhất là trong lĩnh vực chất trừ sâu. Ưu điểm của chúng so với các dẫn xuất hal (hexacloran, DDT, ...) là bị phân huỷ tương đối nhanh, do đó ít gây ô nhiễm môi trường, có tính chọn lọc cao. Chúng có thể tiêu diệt côn trùng gây hại mà không ảnh hưởng đến các sinh vật có ích khác. c. Một số hợp chất trừ sâu cơ phốtpho - Vophatoc [o,o – đimetyl – o-(4-nitrophenyl) photphothioat] Đây là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy 420C, diệt nhiều loại côn trùng gây hại, bảo vệ cây trồng như lúa, ngô, mía, cafe, bông, rau, ... Đặc tính: rất độc, được xếp vào nhóm hoá chất bảo vệ thực vật chỉ được dùng hạn chế. Thời gian ngừng phun thuốc trước khi thu hoạch 20 ngày. Thuốc giải độc Vophatoc: atropin, PAM, ... - Parathion [o,o – đietyl – o-(4-nitrophenyl) photphothioat] Đây là chất rắn có nhiệt độ chớp cháy 1740C, diệt nhiều loại côn trùng gây hại, tác dụng mạnh hơn vophatoc. Đặc tính: Parathion thuộc loại chất rất độc nguy hiểm, chỉ được dùng hạn chế. Thuốc giải độc Parathion: atropin, PAM, ... - Đipterex Là chất rắn, nhiệt độ nóng chảy khoảng 81 – 820C, diệt nhiều loại côn trùng gây hại, bảo vệ cây trồng như lúa, ngô, mía, các loại quả dễ rụng, đặc biệt chống côn trùng 2 cánh như bướn, ruồi, gián, bọ chét, rệp giường, .... Đặc tính: Đipterex thuộc loại chất độc.
Đây là những loại chất độc mà Đức quốc xã đã sản xuất dùng trong chiến tranh thế giới thứ hai, nhưng âm mưu của chúng chưa kịp thực hiện thì chúng đã bị đồng minh đánh bại. Đặc tính: gây hại thần kinh.
|