Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài giảng được biên soạn của giáo viên tại trường mình đang học ( ĐH Y Dược TP.HCM) . Dẩm bảo chát lượng nên mọi người cứ tham khảo thoải mái nhé ^^. Chúc mọi người thành công.
CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ Khái niệm Hợp chất hữu cơ: hợp chất C với H nguyên tố khác O, N, S, P, halogen (trừ số CO, CO2, CO32-) Phân loại hợp chất hữu cơ: theo cách sau * Phân loại theo hydrocarbon dẫn xuất: Hợp chất có nhóm chức gọi hợp chất hữu đơn chức Ví dụ: CH3COOH; C2H5OH; C6H5NH2; CH3COCH3 - Hợp chất có nhiều nhóm chức giống (≥2) gọi hợp chất hữu đa chức Ví dụ: HOCH2-CH2OH; H2N-CH2-CH2-NH2; HOOC-COOH - Hợp chất có nhiều nhóm chức khác (≥2) gọi hợp chất hữu tạp chức Ví dụ: H2NCH2COOH; CH2OH-(CHOH)4-CHO; H2NCH2-CH2OH * Phân loại theo mạch C: HỢP CHẤT MẠCH HỞ (KHÔNG VÒNG) HỢP CHẤT NO Alkan Alcol no Aldehyd-Ceton no Acid carboxylic no … HỢP CHẤT KHÔNG NO Alken, Alkyn, … Alcol không no Aldehyd-Ceton không no HỢP CHẤT MẠCH VÒNG (VÒNG) HỢP CHẤT DỊ VÒNG HỢP CHẤT VÒNG Vòng no: cyclohexan Vòng không no: cyclohexen Vòng thơm: benzen Dị vòng no: THF, pyrolidin Dị vòng không no: α-pyran Dị vòng thơm: pyridin Nguồn gốc hợp chất hữu cơ: có nguồn - Thiên nhiên: sản phẩm hóa thạch (dầu mỏ, khí thiên nhiên), than đá, sản phẩm động vật, thực vật,… - Tổng hợp: phòng thí nghiệm, công nghiệp, … PHƯƠNG PHÁP TÁCH VÀ TINH CHẾ CHẤT HỮU CƠ Phương pháp thông thường a Chiết - Dùng dung môi thích hợp có khả hòa tan tốt chất hữu cần tách từ hỗn hợp lỏng/ rắn với chất khác vào dung môi Ví dụ: tách anilin nước dung môi diethyl ether phễu chiết b Kết tinh: chủ yếu dùng cho chất rắn - Dựa vào khác độ tan chất dung môi thích hợp nhiệt độ khác Ví dụ: dựa vào khả hòa tan tốt nhiệt độ cao khó tan nhiệt độ thấp acetanilid nước mà người ta kết tinh để tinh chế c Chưng cất: chủ yếu dùng cho chất lỏng - Chưng cất thường - Chưng cất phân đoạn - Chưng cất lôi theo nước Phương pháp sắc ký a Sắc ký hấp phụ b Sắc ký phân bố CHƯƠNG CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ CARBON Thuyết tứ diện (Vant Hoff-Le Bel) Nguyên tử carbon có hóa trị C Bốn hóa trị hướng đỉnh tứ diện Tâm tứ diện nguyên tử carbon Các góc hóa trị tâm 109o28’ Khi nguyên tử liên kết với nguyên tử hay nhóm đồng tứ diện C 109o28' Cấu trúc điện tử nguyên tử carbon Trạng thái Cấu hình C: 1s22s22p2 = 1s22s22px12py1 1s22s22p2 px py pz Còn orbital trống (pz) Trạng thái kích thích C* 1s22s12px12py12pz1 = 1s22s12p3 1s2 2s2 2p2 1s2 2s1 2p3 Carbon có điện tử đơn độc tạo liên kết Carbon có hóa trị Bốn điện tử kích thích có lượng khác liên kết phải khác Carbon trạng thái lai hóa Mô hình không gian lai hóa sp3 Lai hóa orbital lai hóa sp3 Orbital lai hóa sp3 Base liên hợp Acid liên hợp HA ↔ A- + H+ (i) B + H+ ↔ BH+ (ii) (i) + (ii) → HA + B ↔ A- + BH+ Phản ứng acid & base phản ứng chuyển dịch H+ từ acid sang base - Acid: không mang điện tích dương (H2SO4, NH4+) - Base: không mang điện tích âm (NH3, CH3O-) - Một số phản ứng hóa học xúc tác acid thực tương tác acid-base Acid mạnh base liên hợp yếu ngược lại Thuyết Lewis: - Acid: phân tử mà e lớp chưa đầy đủ (hay có khả kết hợp với cặp e base) - Base: phân tử có khả cung cấp e Ví dụ: Acid Lewis: BF3, AlCl3, FeCl3, ZnCl2 Base Lewis: ROR’, RNH2, ROH, NH3, OH-, ROAcid Lewis có khả tạo liên kết phối trí với base Lewis H HN H + F BF F H F H HN BF HN H F H F BF F 36 BÀI TẬP VIẾT CÔNG THỨC CỘNG HƯỞNG a b c d e f N + H g + N H CH C O N H CH + CH3 h 39 H 3C O + CH2 C O CH3 + H 3C O CH2 SO SÁNH TÍNH ACID + + OH OH + OH + O H O OH + H OH Y: Rút điện tử: tăng tính acid Y Đẩy điện tử: giảm tính acid a ( 3) ( 5) (1) OH OH OH OH OH OMe N O C O CH CH O +C, -I -C, -I (2) -C, -I (4) +I, H R O C + R C O H O O R C H CH CH COOH (5) CH COOH (1) Cl CH CH COOH (3) I CH CH COOH (4) Cl I CH COOH (2) O H + R C b O O O c + H + H COOH (1) CH COOH (3) (CH 3)2CH COOH (4) C6H 5COOH (2) Acid thơm có tính acid mạnh acid béo trừ acid formic SO SÁNH TÍNH BASE N đôi điện tử tự có khả nhận H+ có tính base Mật độ e N nhiều tính base mạnh Rút điện tử: giảm tính base Đẩy điện tử: tăng tính base a > Đôi điện tử N vào liên hợp với nhân thơm b > +I > > -C, -I SẮP XẾP TÍNH ACID TĂNG DẦN Sắp xếp tính acid tăng dần a b c d f Sắp xếp tính acid tăng dần a HO b CH3 HO CH2 OH HO HO CF3 HO COOH NO2 c HO Br HO NO2 NO2 HO NO2 NO2 d C6H5CH2OH C6H5OH OH OH C6H5COOH OH C6H5SO3H OH f CH3 Br NO2 SẮP XẾP TÍNH BASE TĂNG DẦN +I +I, +C -I, +C +I -I, +C +I ACID LIÊN HỢP Base Acid liên hợp + C6H5 NH2 C6H5 NH3 CH3OH CH3OH2 (CH3)2NH (CH3)2NH2 (C2H5)2O (C2H5)2OH + + + Base (CH3)2N Acid liên hợp (CH3)2NH + H 2O H 3O CH3O CH3OH CH3COO CH3COOH BASE LIÊN HỢP Acid Base liên hợp CH3NH2 CH3NH H 2O HO C6H5 CH2 C6H5 + C6H5 NH3 C2H5OH + H 3O C6H5 CH C6H5 C6H5 NH2 C 2H 5O H 2O [...]... dụ 2: Tính base giảm dần (CH3)3N NH3 CCl3 (CH2)2 NH2 CH3 C N (CF3)3N CCl3 CH2 NH2 C6H5 CH2 NH2 p-C6H5 NH2 2 HIỆU ỨNG LIÊN HỢP (Conjugative effect-Mesomeric effect) Hệ thống liên hợp - Các liên kết bội ( ôi, ba) luân phiên với các liên kết đơn ( -σ-π) - Các nguyên tử có cặp e liên kết trực tiếp với nguyên tử có liên kết bội (p-π-σ) → phân tử liên hợp liên hợp ( -σ-π) liên hợp (p-π -σ) Hiệu ứng liên hợp... A- hay A- là base liên hợp của HA Base liên hợp Acid liên hợp HA ↔ A- + H+ (i) B + H+ ↔ BH+ (ii) (i) + (ii) → HA + B ↔ A- + BH+ Phản ứng của acid & base là phản ứng chuyển dịch H+ từ acid sang base - Acid: không hoặc mang điện tích dương (H2SO4, NH4+) - Base: không hoặc mang điện tích âm (NH3, CH3O-) - Một số phản ứng hóa học xúc tác acid thực ra là tương tác acid-base Acid rất mạnh thì base liên... hợp Do sự phân cực của liên kết π và lan truyền trong hệ thống liên hợp Cũng như I, hiệu ứng C là dương (+ C) nếu nhóm thế cho e và âm (- C) nếu nhóm thế hút e về phía mình * Hiệu ứng +C ( ẩy điện tử) - Nguyên tử có cặp điện tử p tự do, liên hợp với các liên kết π trong hệ thống liên hợp -NH2 > -OH -O- > -OH -F > -Cl > -Br > -I -NR2 > -OR * Hiệu ứng –C (hút điện tử) - Những nhóm chưa no chứa những nguyên... cực Xét nhóm Do ĐAĐO > ĐAĐC nên oxi có khuynh hướng hút đôi e về phía nó Trong liên kết cộng hóa trị, đôi e liên kết không được phân bố đối xứng, nguyên tử có ĐAĐ lớn hơn sẽ kéo đôi điện tử về phía nó Sự phân cực xảy ra ở cả liên kết σ và π σ: mũi tên thẳng ( ) Chiều mũi tên là chiều chuyển dịch điện tử π: mũi tên cong ( ) 1 HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (I: Inductive effect) Do sự phân cực hay chuyển dịch mật độ...Mô hình không gian lai hóa sp2 Nhìn ngang Nhìn từ trên xuống Mô hình không gian lai hóa sp Hai orbital lai hóa sp 2 SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT Liên kết cộng hóa trị- σ và π - Liên kết hình thành do sự xen phủ cực đại của các orbital nguyên tử thành orbital phân tử - Khi vùng xen phủ của các orbital nguyên tử càng lớn... crotonic Phenol CHƯƠNG 4 ACID - BASE KHÁI NIỆM VỀ ACID VÀ BASE 1 Thuyết Arrhenius: Acid: những chất có thể phân ly trong dung dịch loãng cho ra H + Base: những chất trong cùng điều kiện cho ra OH→ chỉ thích hợp cho các chất vô cơ 2 Thuyết Bronsted-Lowry: Acid: những tiểu phân có khuynh hướng cho proton (H+) Base: những tiểu phân có khuynh hướng nhận proton (H+) Ví dụ: HA ↔ A- + H+ → đây là một quá trình... :C→X I=0: C – H * Hiệu ứng cảm ứng +I - Các nhóm alkyl: H < CH3 < CH3CH2 < (CH3)2CH < (CH3)3C Gốc càng dài, càng phân nhánh thì hiệu ứng +I càng lớn - Nhóm mang điện tích âm: C- > N- > O-; O- < S- < Se- * Hiệu ứng cảm ứng –I - Những nguyên tố có ĐAĐ lớn hơn C F > O > N > C (I tăng từ trái sang phải trong chu kỳ) F > Cl > Br > I (I giảm từ trên xuống dưới trong nhóm) - Nhóm mang điện tích dương O+ > N+... hưởng đến tính linh động của liên kết C-H trong gốc alkyl - Hiệu ứng siêu liên hợp tăng theo số lượng liên kết C-H ở vị trí α CH3- > CH3CH2- > (CH3)2CH- > (CH3)3C- Chỉ ở trạng thái động, trạng thái tĩnh thì rất nhỏ hoặc không xuất hiện 4 HIỆU ỨNG KHÔNG GIAN (Steric effect) - Do kích thước các nhóm thế lớn ảnh hưởng nhau Kích thước các nhóm thế, các ion lớn cồng kềnh làm cản trở các tác nhân khó tiếp... những nguyên tố có ĐAĐ lớn: NO2, SO3H, CHO, COOH… - -C càng mạnh nếu nguyên tử có ĐAĐ càng lớn và lớn nhất nếu nguyên tử mang điện tích dương C=O > C=N > C=C C=O+ > C=O C=N+ > C=N 3 HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HỢP (Hyperconjugative effect) Là liên hợp σ-π giữa các orbital σ của nhóm alkyl và orbital π của nối đôi, ba và nhân thơm - Hiệu ứng H chỉ có tính hình thức, chứ không cô lập được H + trong môi trường * Đặc... C=N > C-N; C=O > C=N; C≡N > C≡C NO2, SO3H Nói chung, ĐAĐ càng tăng thì –I càng lớn * Ứng dụng: a Độ mạnh của acid Ka: hằng số phân ly Tính acid càng mạnh khi đôi e liên kết giữa O-H càng bị kéo lệch về phía O làm H+ dễ tách ra Do đó các nhóm gây –I sẽ làm tăng tính acid ClCH2COOH > HCOOH > CH3COOH > CH3CH2COOH Ka càng lớn, pKa càng nhỏ thì tính acid càng mạnh b Độ mạnh của base - Mật độ e trên N