Các viên thành viên của nhóm gồm:
Chương IV
HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT CACBON –ANDEHYD VÀ CETON

Công thức tổng quát chung :CnH2n+2-2a-k(CHO)k
Trong đó: n>=o ; nguyên
a>=0 ;nguyên
k>=1 và nguyên
Aldehyd và ceton là những hợp chất có chứa nhóm định chức carbonyl(C>=O) và liên kết với
gốc hydrocacbon(hoặc hydro)trong phân tử.Chúng còn được gọi là các hợp chất carbonyl hay hợp chất oxo.
Andehyd và ceton cnó thể xem là dẫn xuất của hydrocarbon trong đó 2 nguyên tử hydro ở cùng 1 nguyên tử carbon được thay thế bằng 1 nguyên tử oxy hóa trị II.
Công thức:
O O
|| ||
R-C-H R-C-R’
Andehyde Ceton


I . TONG QUAT
1. : Định nghĩa

Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro.

Nhóm là nhóm chức của anđehit, nó được gọi là nhóm cacbanđehit.

Thí dụ : (fomanđehit), (axetanđehit),....
Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm>C=O liên kết trực tiếp với hai nguyên tử cacbon.
Thí dụ : CH3-C-CH3 , CH3-C-C6H5

3. : DANH PHÁP
Tên theo IUPAC,tên thay thế của anđehit gồm tên của hiđrocacbon theo mạch chính ghép với đuôi , mạch chính chứa nhóm ,đánh số 1 từ nhóm đó. Một số anđehit đơn giản hay được gọi theo tên thông thường vốn có nguồn gốc lịch sử.

Vd: CH3-CH2-C=O :propanal
|
H
Xeton : Theo IUPAC, tên thay thế của xeton gồm tên của hiđrocacbon tương ứng ghép với đuôi on, mạch chính chứa nhóm ,đánh số 1 từ đầu gần nhóm đó. tên gốc – chức của xeton gồm tên hai gốc hiđrocacbon đính với nhóm và từ xeton.
Anđehit thơm đầu dãy , được gọi là benzanđehit (anđehit benzoic).

Xeton thơm đầu dãy được gọi là axetonphenon (metyl phenyl xeton).

Tên thường:
Andehit + tên rượu tương ứng.
Andehit + tên axit tương ứng. Lấy tên axit bỏ ic hay oic rồi thay bằng chữ andehit
O
||
Vd : CH3-CH2-C- H :propion aldehyd

C-H-C=O (fomanđehit),
CH3 CH=O (axetanđehit),....






. 4. Tính chất vật lí

Fomanđehitt ( tS=-19oC) và axetanđehit ( tS=-21oC) ) là những chất khí không màu,mùi xốc,tan tốt trong nước và trong các dung môi hữu cơ.

Axeton là chất lỏng dễ bay hơi (ts=57oC ), tan vô hạn trong nước và hòa tan được nhiều chất hữu cơ khác.
So với hiđrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử, nhiệt độ nóng chảy , nhiệt độ sôi của anđehit và xeton cao hơn.Nhưng so với ancol có cùng số nguyên tử C thì lại thấp hơn.

Mỗi anđehit hoặc xeton thường có mùi riêng biệt,chẳng hạn xitral có mùi sả, axeton có mùi thơm nhẹ,meton có mùi bạc hà,anđehit xinamic có mùi quế,…

II. Tính chất hóa học:
Tính chất hóa học đặc trưng của aldehyd và caton
là phản ứng cộng hợp :Đó là cộng hợp nucleophin.
1)Phản ứng cộng hợp nước:
-Phản ứng cộng hợp nước xảy ra dễ dàng với aldehyd khi có mặt acid hoặc bazơ làm xúc tác,ceton không xảy ra cộng hợp với nước.
Cơ chế:

0
H3C H3C ö-H2 H3C öH
/ / ¨
C =ö: + :öH2 C C
/ / /
H H :ö:- H öH
¨ ¨

(1) (2)
(1)Trong bước nay nước tấn công vào nguyên tử cacbony-cacbon.
(2)Proton bị mất đi từ nguyên tử oxy mang điện dương và proton được nhận là mang điện tích âm.
Trường hợp trên là phản ứng xảy ra không có xúc tác tham gia.Aldehyd hoặc ceton khi phản ứng với nước hoặc alcolc có thể có xúc tác là acid hoặc bazơ.
*Chú ý: Formaldehyd + H2O 100% gemdiol
CH3CHO + HOH 58% gemdiol
(CH)2C=O +HOH không có % sản phẩm
2)Phản ứng với dẫn xuất của amoniac:

C=O +H2NNH2 C=NNH2 + H2O
/ /
Hydrazine Hydrazone

b)Với2,4dinitrophenyldrazin:


C=O +H2NNH
/


NO2



C=NNH
/
+H2O
NO2
c)Với hydroxylamin:

H3C H3C

C=O +H2NOH C=O +H2NOH
/ /
H H
Acetaldehyt Acetaldoxime
d)Với phenylhydrazin:
C6H5 O C6H5
ll
C=O + H2NNHCNH2 C=NNHC6H5 +H2O

/ /
H3C H3C
Acetophenone Acetophenonepheythvdrazone
e)Với Semicarbazid:

O O
ll ll
O +H2NNHCNH2 NNHCNH2 +H2O

Cyclohexaron
semicarbazone
O R OH
|| /
RCH +HCN C
/
H CN


O R OH
|| /
R –C-R’ + HCN C
/
R’ CN


- + |
R :MgX+ C=O R- C-OMgX R-C-OH
/ |

- + |
R :Li+ C=O R- C-OLi R- C -OH
/ |


H3O+
H3O+

- + |
RCΞC: Na + C=O RC ΞC -C-ONa
/ |
|
RC ΞC-C-OH
|
H3O+
5)Phản ứng cộng NaHSO3:
O :ö:-Na+ :ö-H
|| | |
C + - :SO3H -c-SO3H -C-SO3 -Na+
/ Na+ | |

6)Phản ứng với alcol:
Aldehyt phản ứng với alcol tạo thành chất bán
acetol.
OR
/
ROH + RCHO RCH Hợp chất acenol.

OH


7)Phản ứng Aldol hóa và phản ứng khử hóa:

Dùng Ni / H2 thì hydro hoá cả 2 nhóm alken và –CHO.Còn dùng LiAlH4 thì chỉ hydro hoá nhóm chức –CHO.
Phản ứng aldol hóa:

VD:
O OH O OH
|| | || |
2RCH2CH RCH2CHCHCH RCH4CHCHCH2OH
| |
H+ -H2O R R
aldol 1,3 -diol


NaBH4
OH-
O
||
RCH2CH2CHCH2OH RCH2CH=CCH
| &,  - chưa no
R
RCH2CH=CCH2OH
|
R
Alcoholno aldehyde allylic alcohol

H2,Pd-C
O
||
RCH2CH2CHCH
|
R
aldehyde

H2/ Ni
Áp suất cao
LiAlH4
8. Phản ứng oxi hóa

a. Tác dụng với brom và kali pemanganat

Thí nghiệm :

- Nhỏ nước brom vào dung dịch axetanđehit , màu của nước brom bị mất.
- Nhỏ nước brom vào dung dịch axeton ,màu của nước brom không bị mất.
- Nhỏ dung dịch kali pemanganat vào dung dịch axetanđehit ,màu tím bị mất.
- Nhỏ dung dịch kali pemanganat vào dung dịch axeton,màu tím không bị mất.

Giải thích : Xeton khó bị oxi hóa.Anđehit rất dễ bị oxi hóa,nó làm mất màu nước brom,dung dịch kali pemanganat và bị oxi hóa thành axit cacboxylic,
thí dụ :
RCH=O + Br2 + H2O RCOOH + 2HBr
b. Tác dụng với ion bạc trong dung dịch ammoniac

Thí nghiệm : Cho dung dịch ammoniac vào ống nghiệm đựng dung dịch bạc nitrat đến khi kết tủa sinh ra bị hòa tan hoàn toàn,thêm vào đó dung dịch axetanđehit rồi đun nóng thì thấy trên thành ống nghiệm xuất hiện lớp bạc sang nhưn gương,vì thế gọi là phản ứng tráng bạc.

Giải thích : Amoniac tạo với Ag+ phức chất tan trong nước.Anđehit khử được Ag+ ở phức chất đó thành Ag kim loại :

AgNO3 + 3NH3 + H2O [Ag(NH3)2]OH (phức chất tan) + NH4NO3

R-CH=O + [Ag(NH3)2]OH R-COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
Phản ứng tráng bạc được ứng dụng để nhận biết anđehit và để tráng gương, tráng ruột phích.


O
9. Phản ứng ở gốc hiđrocacbon

Nguyên tử hiđro ở bên cạnh nhóm cacbonyl dễ tham gia phản ứng.Thí dụ :

CH3-C-CH3 + Br CH3-C- CH2Br+ HBr

III . Điều chế và ứng dụng

1.Điều chế

a. Từ ancol

Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc I,bậc II tương ứng bằng CuO



CH3COOH
Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa metanol nhờ oxi không khí ở 600 700oC với xúc tác là Cu hoặc Ag :

2CH3 – OH + O2 HCH=O + 2H2O
b. Từ hiđrocacbon

Các anđehit và xeton thông thường được sản xuất từ hiđrocacbon là sản phẩm của quá trình chế biến dầu mỏ.

Oxi hóa không hoàn toàn metan là phương pháp mới sản xuất formanđehit :

CH4 + O2 HCH=O + H2O
Ag,600oC
St, to
Oxi hóa etilen là phương pháp hiện đại sản xuất axetanđehit :


CH2=CH2 + O2 2CH3CH=O
Oxi hóa cumen rồi chế hóa với axit sunfuric thu được axeton cùng với phenol :

(CH3)2-CH-C6H5 tiểu phân trung gian

CH3COCH3 + C6H5-OH
PdCl2, CuCl2
1)O2
2) H2SO4 , 20%100
2. Ứng dụng

a. Fomanđehit

Fomanđehit được dùng chủ yếu để sản xuất poliphenolfomanđehit (làm chất dẻo) và còn được dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm,dược phẩm.

Dung dịch 37-40% fomanđehit trong nước gọi là fomalin (còn gọi là fomon) được dùng để ngâm xác động vật,thuộc dao động , tẩy uế,diệt trùng,…

b. Axetanđehit

Axetanđehit chủ yếu được dùng để sản xuất axit axetic

c. Axeton

Axeton có khả năng hòa tan tố nhiều chất hữu cơ và cũng dễ dàng được giải phóng ra khỏi các dung dịch đó (do nhiệt độ sôi thấp) nên được dùng làm dung môi sản xuất nhiều loại hóa chất,kể cả một số polime.

Axeton còn dùng làm chất đầu để tổng hợp ra nhiều chất hữu cơ quan trọng khác như clorofom, iođofom, bisphenol-A,…