Lý thuyết và bài tập về Andehit - Xeton môn Hóa lớp 11 THPT chuyên Lý Tự trọng có đáp án

Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic

ldohuy@gmail.com Trang 1

A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

ANĐEHIT – XETON

1. Định nghĩa, phân loại và danh pháp a) Định nghĩa Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử H Công thức tổng quát (dùng cho phản ứng cháy):

 Anđehit no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1 CHO hay CmH2mO (n ≥ 0, m ≥ 1).  Anđehit no, hai chức, mạch hở: CnH2n-2O2 (n ≥ 2)  Anđehit no, ba chức, mạch hở: CnH2n-4O3 (n ≥ 4)  Anđehit không no, có một liên kết C=C, đơn chức, mạch hở: CnH2n-2O (n ≥ 3)  Anđehit không no, có một liên kết C=C, hai chức, mạch hở: CnH2n-4O2 (n ≥ 4)  Anđehit không no, có một liên kết C C, hai chức, mạch hở: CnH2n-6O2 (n ≥ 4) Công thức cấu tạo

 Anđehit đơn chức: R-CHO (R là gốc hidrocacbon hoặc nguyên tử H).  Anđehit no, đa chức, mạch hở: CnH2n+2-m(CHO)m (nếu n=0 thì m=2).  Anđehit đa chức: CnH2n+2-m-2k(CHO)m. 2. Tính chất vật lý

 Fomandehit (ts= -190C) và axetandehit (ts=210C) là những chất khí không màu, mùi xốc, tan rất tốt trong nước và trong các dung môi hữu cơ.  Axeton là chất lỏng dễ bay hơi (ts=570C), tan vô hạn trong nước và hòa tan được nhiều chất hữu cơ khác.  Mỗi andehit hoặc xeton thường có mùi riêng biệt, chẳng hạn: + Xitral (C10H16O) (3,7-dimethyl-2,6-octadienal) có mùi sả.

H3C CH3

CH3

CHO

Geranial

(citral a)

H3C CH3

CH3

CHO

Neral

(citral b) + Menton có mùi bạc hà (trang 172-SGK 11-NC). + Anđehit xinamic có mùi quế, axeton có mùi thơm nhẹ… 3. Tính chất hóa học a) Phản ứng cộng : có thể xem liên kết C=O như C=C

 Cộng H2 ( phản ứng khử) : Anđehit + H2

0 , t Ni  Ancol bậc 1 Xeton + H2

0 , t Ni  Ancol bậc 2  Anđehit đóng vai trò là chất khử  Cộng H2O, HCN (hiđro xianua): C=O + H2O  sp không bền

VD: H2C=O + H2O   H2C(OH)2 (không bền)

C=O + HCN  sp: xianohidrin bền

Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic

ldohuy@gmail.com Trang 2

VD:

|

3 3 3 3 | ||

CN CH C CH H CN CH C CH O OH        (xianohiđrin)

b) Phản ứng oxi hóa

 Tác dụng với Br2 và dung dịch KMnO4 VD: R-CHO + Br2 + H2O  R-COOH + HBr Lưu ý: Xeton không làm mất màu 2 dd trên vì nó không bị oxi hóa

 Tác dụng với AgNO3/NH3 ( phản ứng tráng bạc) AgNO3 + 3NH3 + H2O  [Ag(NH3)2]OH (phức tan) R-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH  RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O  Anđehit đóng vai trò là chất oxi hóa

 Dùng để nhận biết anđehit TQ: R(CHO)z + 2z AgNO3 + 3z NH3 + z H2O  R(COONH4)z + 2z NH4NO3 + 2z Ag

 Riêng anđehit fomic : HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag

 Tác dụng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm  Cu2O đỏ gạch R(CHO)z + 2zCu(OH)2 + zNaOH  R(COONa)z + z Cu2O + 3z H2O  Riêng anđehit fomic: HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH  Na2CO3 + 2Cu2O + 6H2O Trong một số bài toán có thể viết

R-CH=O +Ag2O

o 3 dd NH , t R-COOH + 2Ag

R-CH=O + 2Cu(OH)2  

o t R-COOH + Cu2O+2H2O  Nếu R là H hay anđehit là fomanđehit, tác dụng Ag2O dư, Cu(OH)2 dư:

H-CHO + 2Ag2O     

o t, ddNH3 H2O + CO2 + 4Ag

H-CH=O + 4Cu(OH)2  

o t 5H2O + CO2 + 2Cu2O  Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương.

HCOOH + Ag2O     

o t, ddNH3 H2O + CO2+2Ag 

HCOONa + Ag2O     

o t, ddNH3 NaHCO3 + 2Ag 

H-COOR + Ag2O     

o t, ddNH3 ROH + CO2 + 2Ag   Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa:

+ Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(to) + Chất oxi hóa khi tác dụng với H2 (Ni, to) c) Phản ứng ở gốc hiđrocacbon : Nguyên tử H ở bên cạnh nhóm cacbonyl dễ tham gia phản ứng thế VD : CH3-CO-CH3 + Br2 3 CH COOH  CH3-CO-CH2Br + HBr 4. Điều chế:

 Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc 1 và bậc 2

a. Điều chế anđehit:

 Oxi hóa rượu bậc 1: RCH2OH + CuO

0t  RCHO + Cu + H2O  Thủy phân dẫn xuất halogen: RCH=CH-Cl + NaOH

0 , t p RCH2CHO + NaCl R-CHCl2 + 2NaOH  RCHO + 2NaCl + H2O.  Riêng HCHO, ngoài phương pháp trên còn có: CH4 + O2 0 600

x y N O

C HCHO + H2O; CH3OH + O2

0 , 600 Ag C 2HCHO + 2H2O

 Riêng …