Tiêu đề Chuyên đề 57. ĐẠI CƯƠNG HOÁ HỮU CƠ-NGUYỄN VĂN LUYỆN-THÁI NGUYÊN.docx ✅

NGUYỄN VĂN LUYỆN – THÁI NGUYÊN CHUYÊN ĐỀ 57. ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 1 CHUYÊN ĐỀ 57. ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ Phần A. LÝ THUYẾT I. HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HOÁ HỌC HỮU CƠ 1. Khái niệm a) Eugenol (có trong cây hương nhu) b) Limonene (có trong vỏ quả chanh, cam… c) Tinh bột (có trong gạo, khoai, sắn,…) Hình 57.1. Một số hợp chất hữu cơ trong tự nhiên Hợp chất của carbon là hợp chất hữu cơ (trừ một số các hợp chất như carbon monoxide, carbon dioxide, muối carbonate, cyanide, carbide,...). Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ. 2. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ a) Về thành phần và cấu tạo : Hợp chất hữu cơ nhất thiết phải chứa carbon. Các nguyên tử carbon thường liên kết với nhau đồng thời liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác như H, O, N, S, P, halogen,... Liên kết hoá học ở các hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hoá trị. b) Về tính chất vật lí : Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, nhưng tan trong dung môi hữu cơ. c) Về tính chất hoá học : Đa số các hợp chất hữu cơ khi bị đốt thì cháy, chúng kém bền với nhiệt nên dễ bị phân huỷ bởi nhiệt. Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, không hoàn toàn, không theo một hướng nhất định, thường cần đun nóng hoặc cần có xúc tác. II. PHÂN LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ Hợp chất hữu cơ được phân thành hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.  Hydrocarbon là những hợp chất được tạo thành từ hai nguyên tố C và H. Hydrocarbon lại được phân thành hydrocarbon no (Ví dụ CH 4 , C 2 H 6 ) ; hydrocarbon không no (Ví dụ CH 2 = CH 2 ) ; hydrocarbon thơm (Ví dụ C 6 H 6 ).  Dẫn xuất của hydrocarbon: Khi một hay nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon được thay thế bằng một hay nhiều nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác (thường chứa oxygen, nitrogen, sulfur,
NGUYỄN VĂN LUYỆN – THÁI NGUYÊN CHUYÊN ĐỀ 57. ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 2 halogen,...), thu được dẫn xuất của hydrocarbon. Dẫn xuất của hydrocarbon lại được phân thành dẫn xuất halogen như CH 3 Cl, CH 2 Br - CH 2 Br ; alcohol như CH 3 OH, C 2 H 5 OH, carboxylic acid như HCOOH, CH 3 COOH,… Bảng 57.2. Phân loại hợp chất hữu cơ theo thành phần nguyên tố và đặc điểm liên kết III. NHÓM CHỨC TRONG PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ 1. Khái niệm Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử gây ra những tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Ví dụ: Dimethyl ether (H 3 C-O-CH 3 ) và ethanol (C 2 H 5 -OH) có cùng công thức phân tử C 2 H 6 O nhưng có các tính chất khác nhau. Dimethyl ether không phản ứng với sodium, trong khi ethanol phản ứng với sodium giải phóng hydrogen. 2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2 Nhóm -OH đã gây ra các phản ứng đặc trưng, phân biệt ethanol với dimethyl ether và với các loại hợp chất khác nên nhóm -OH được gọi là nhóm chức alcohol. 2. Một số loại nhóm chức cơ bản Bảng 57.1. Một số nhóm chức cơ bản và công thức cấu tạo Loại hợp chất Nhóm chức Ví dụ Dẫn xuất halogen -X(F, Cl, Br, I) CH 3 Cl Alcohol -OH CH 3 OH Aldehyde -CHO CH 3 CHO Ketone C=O CH 3 COCH 3 Loại hợp chất Nhóm chức Ví dụ Carboxylic acid -COOH CH 3 COOH Ester -COO- CH 3 COOCH 3 Amine -NH 2 CH 3 NH 2 Ether -O- CH 3 OCH 3
NGUYỄN VĂN LUYỆN – THÁI NGUYÊN CHUYÊN ĐỀ 57. ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 3 3. Phổ hồng ngoại và nhóm chức Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ. Mỗi liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ hấp thụ một vài bức xạ hồng ngoại đặc trưng cho liên kết đó. Phổ hồng ngoại của một chất được máy phổ ghi lại tự động khi cho nguồn bức xạ hồng ngoại đi qua chất nghiên cứu. Phổ hồng ngoại thường biểu thị sự phụ thuộc của độ truyền qua (%) của bức xạ hồng ngoại vào số sóng (cm -1 ). Các cực tiểu truyền qua (hoặc cực đại hấp thụ) ứng với dao động của các liên kết trong phân tử chất nghiên cứu được gọi là các tín hiệu (hoặc peak). Dựa vào các số sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ IR có thể dự đoán nhóm chức trong phân tử chất nghiên cứu. Hãy quan sát phổ hồng ngoại của ethanol (Hình 57.3) và cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của liên kết O-H, liên kết C-H và liên kết C-O nằm trong khoảng nào. Hình 57.3. Phổ hồng ngoại của ethanol Bảng 57.2 là số sóng đặc trưng của một số nhóm chức cơ bản (phổ hồng ngoại). Bảng 57.2. Số sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của một số nhóm chức cơ bản
NGUYỄN VĂN LUYỆN – THÁI NGUYÊN CHUYÊN ĐỀ 57. ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 4 IV. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH BIỆT VÀ TINH CHẾ HỢP CHẤT HỮU CƠ 1. Phương pháp chưng cất a. Nguyên tắc Chưng cất là phương pháp tách chất dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định. b. Cách tiến hành Chất lỏng cần tách được chuyển sang pha hơi, rồi làm lạnh cho hơi ngưng tụ, thu lấy chất lỏng ở khoảng nhiệt độ thích hợp. c. Ứng dụng Phương pháp chưng cất dùng đề tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp các chất có nhiệt độ sôi khác nhau nhằm thu được chất lỏng tinh khiết hơn. Chưng cất thường: Để tách các chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau nhiều, người ta dùng phương pháp chưng cất thường (Hình 57.4). Hình 57.4. Thiết bị, dụng cụ tách chất bằng phương pháp chứng cất thường Chưng cất phân đoạn: Phương pháp chưng cất phân đoạn dùng để tách hai hay nhiều chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau không nhiều và tan lẫn hoàn toàn trong nhau. Thiết bị, dụng cụ chưng cất phân đoạn được bố trí như Hình 57.5. Khi đun nóng, chất có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ bay hơi ra trước rồi được ngưng tụ và thu lấy ở bình hứng.