Giáo trình Hóa học Lớp 11 nâng cao - Chương 6: Hiđrocacbon không no

Chương 6 hiđrocacbon không no Ong, Bướm thông tin cho đồng loại bằng cách tiết ra những hợp chất mà gốc hiđrocacbon thuộc loại anken hoặc ankađien. Những chất tạo hương sắc cho các loài hoa thường có chứa liên kết đôi C = C. ã Cấu trúc electron của liên kết đôi, liên kết ba và liên kết đôi liên hợp. ã Đồng phân, danh pháp và tính chất của anken, ankađien và ankin. ã Phương pháp điều chế và ứng dụng của anken, ankađien và ankin. ã Khái niệm về tecpen. Hiđrocacbon không no (hay hiđrocacbon không bão hoà) là hiđrocacbon mà trong phân tử có các liên kết bội (C = C , C º C). Hiđrocacbon không no, mạch hở, có một liên kết C = C gọi là ANKEN. Hiđrocacbon không no, mạch hở, có hai liên kết C = C gọi là ANKAĐIEN. Hiđrocacbon không no, mạch hở, có một liên kết C º C gọi là ANKIN. Bài 39 (1 tiết) anken : danh pháp, cấu trúc, đồng phân ã Biết cấu trúc electron và cấu trúc không gian của anken. ã Biết viết đồng phân cấu tạo, đồng phân hình học và gọi tên anken. I - Đồng đẳng và danh pháp 1. Dãy đồng đẳng và tên thông thường của anken Etilen (C2H4), propilen (C3H6), butilen (C4H8),... đều có một liên kết đôi C = C, có công thức chung là CnH2n (n ³ 2). Chúng hợp thành dãy đồng đẳng gọi là dãy đồng đẳng của etilen. Tên của một số anken đơn giản lấy từ tên của ankan tương ứng nhưng đổi đuôi an thành đuôi ilen. Thí dụ : CH2=CH-CH3 CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3 CH2=C-CH3 CH3 propilen a-butilen b-butilen isobutilen Nhóm CH2 = CH- được gọi là nhóm vinyl. 2. Tên thay thế a) Quy tắc Số chỉ vị trí - Tên nhánh Tên mạch chính - số chỉ vị trí - en Mạch chính là mạch chứa liên kết đôi, dài nhất và có nhiều nhánh nhất. Đánh số C mạch chính bắt đầu từ phía gần liên kết đôi hơn. Số chỉ vị trí liên kết đôi ghi ngay trước đuôi en (khi mạch chính chỉ có 2 hoặc 3 nguyên tử C thì không cần ghi). b) Thí dụ CH2=CH2 CH2=CH-CH3 CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3 CH2=C-CH3 CH3 eten propen but-1-en but-2-en 2-metylpropen II - Cấu trúc và đồng phân 1. Cấu trúc Hình 6.1. Etilen : a) Liên kết p ; b) Mô hình rỗng ; c) Mô hình đặc Hai nguyên tử C mang nối đôi ở trạng thái lai hoá sp2 (lai hoá tam giác, hình 6.1a). Liên kết đôi C=C ở phân tử anken gồm một liên kết s và một liên kết p. Liên kết s được tạo thành do sự xen phủ trục (của 2 obitan lai hoá sp2) nên tương đối bền vững. Liên kết p được tạo thành do sự xen phủ bên (của 2 obitan p) nên kém bền hơn so với liên kết s. Hai nhóm nguyên tử liên kết với nhau bởi liên kết đôi C=C không quay tự do được quanh trục liên kết (do bị cản trở bởi liên kết p). ở phân tử etilen, hai nguyên tử C và bốn nguyên tử H đều nằm cùng trên một mặt phẳng (gọi là mặt phẳng phân tử), các góc và hầu như bằng nhau và gần bằng 120o. 2. Đồng phân a) Đồng phân cấu tạo Anken từ C4 trở lên có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí liên kết đôi. Thí dụ : CH2=CHCH2CH2CH3 CH3CH=CHCH2CH3 pent-1-en pent-2-en 2-metylbut-1-en 2-metylbut-2-en 3-metylbut-1-en b) Đồng phân hình học Anken từ C4 trở lên nếu mỗi C mang liên kết đôi đính với 2 nhóm nguyên tử khác nhau thì sẽ có 2 cách phân bố không gian khác nhau dẫn tới 2 đồng phân hình học. Nếu mạch chính nằm cùng 1 phía của liên kết C=C thì gọi là đồng phân cis. Nếu mạch chính nằm ở hai phía khác nhau của liên kết C=C thì gọi là đồng phân trans. Thí dụ : Hình 6.2. Đồng phân hình học của but-2-en Bài tập 1. Hãy ghi chữ Đ (đúng) hoặc chữ S (sai) vào dấu [ ] ở mỗi cấu sau : a) Anken là hiđrocacbon mà phân tử có chứa một liên kết đôi C = C. [ ] b) Anken là hiđrocacbon có công thức phân tử CnH2n. [ ] c) Anken là hiđrocacbon không no có công thức phân tử CnH2n. [ ] d) Anken là hiđrocacbon mạch hở mà phân tử có chứa một liên kết đôi C = C. [ ] 2. Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo chung cho anken. Hãy so sánh thành phần và đặc điểm cấu tạo của anken với ankan và monoxicloankan. 3. Hãy viết công thức cấu tạo các anken sau : a) pent-2-en b) 2-metylbut-1-en c) 2-metylpent-2-en d) isobutilen e) 3-metylhex-2-en g) 2,3-đimetylbut-2-en 4. a) Xiclobutan có phải là đồng phân của các buten hay không, nếu có thì là đồng phân loại gì ? b) Hãy lấy thí dụ để chứng tỏ rằng số lượng đồng phân của anken nhiều hơn của ankan có cùng số nguyên tử C và lí giải vì sao như vậy ? 5. a) Vì sao but-2-en có 2 dạng cis và trans còn but-1-en thì không ? b) Có cả thảy 6 penten đồng phân, hãy viết công thức, gọi tên và nói rõ chúng thuộc những loại đồng phân nào ? Bài 40 (2 tiết) anken : Tính chất, điều chế và ứng dụng ã Biết mối quan hệ giữa cấu tạo và tính chất vật lí của anken. ã Hiểu tính chất hoá học của anken. ã Biết phương pháp điều chế và ứng dụng của anken. I - Tính chất vật lí 1. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng Bảng 6.1. Hằng số vật lí của một số anken Anken Cấu tạo tnc,ºC ts, ºC D, g/cm3 Eten (etilen) CH2 = CH2 - 169 - 104 0,57 (-110oC) Propen CH2 = CHCH3 - 186 - 47 0,61 (- 50oC) But-1-en CH2 = CHCH2CH3 - 130 - 6 0,63 (- 6oC) 2-Metylpropen CH2 = C(CH3)2 - 141 - 7 0,63 (- 7oC) Pent-1-en CH2 = CHCH2CH2CH3 - 165 30 0,64 (200C) cis -Pent-2-en cis-CH3CH = CHC2H5 - 151 37 0,66 (20oC) trans -Pent-2-en trans-CH3CH = CHC2H5 - 140 36 0,65 (20oC) Hex-1-en CH2 = CH[CH2]3CH3 - 140 64 0,68 (20oC) Hept-1-en CH2 = CH[CH2]4CH3 - 119 93 0,70 (20oC) Oct-1-en CH2 = CH[CH2]5CH3 - 102 122 0,72 (20oC) Non-1-en CH2 = CH[CH2]6CH3 - 146 0,73 (20oC) Đek-1-en CH2 = CH[CH2]7CH3 - 87 171 0,74 (20oC) Nhận xét : Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của anken không khác nhiều so với ankan tương ứng và thường nhỏ hơn so với xicloankan có cùng số nguyên tử C. ở điều kiện thường, anken từ C2 đến C4 là chất khí. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng theo phân tử khối. Các anken đều nhẹ hơn nước. 2. Tính tan và màu sắc Anken và dầu mỡ hoà tan tốt lẫn nhau. Anken hầu như không tan trong nước và là những chất không màu. II - Tính chất hoá học Liên kết p ở nối đôi của anken kém bền vững, nên trong phản ứng dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết s với các nguyên tử khác. Vì thế, liên kết đôi C = C là trung tâm phản ứng gây ra những phản ứng hoá học đặc trưng cho anken như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản ứng oxi hoá. 1. Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hoá) Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd, ở nhiệt độ thích hợp, anken cộng hiđro vào nối đôi tạo thành ankan tương ứng, phản ứng toả nhiệt, thí dụ : CH2 = CH2 + H2 CH3-CH3 R1R2C = CR3R4 + H2 R1R2CH-CHR3R4 2. Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hoá) a) Tác dụng với clo Hình 6.3 - Phản ứng của etilen với clo Etilen và clo đều ít tan trong dung dịch natri clorua. Thoạt đầu mức nước trong ống nghiệm thấp (A). Etilen cộng với clo tạo thành chất lỏng dạng dầu, không tan trong nước, bám vào thành ống nghiệm((*) Tên cổ của anken là olephin, có nghĩa là tạo dầu. ), áp suất trong ống nghiệm giảm làm cho mức nước dâng lên B. CH2 = CH2 + Cl2 đ (1,2-đicloetan, ts 83,5oC) b) Tác dụng với brom Hình 6.4. Anken làm mất màu nước brom Cho 0,2 ml anken lỏng, chẳng hạn hex-2-en, vào ống nghiệm chứa 2ml nước brom (hình 6.4 a), lắc kĩ rồi để yên, màu vàng-da cam của nước brom bị mất (hình 6.4b). Brom dễ cộng vào nối đôi của anken tạo thành dẫn xuất đihalogen không màu : CH3CH = CHCH2CH2CH3 + Br2 đ (2,3-đibromhexan) Anken làm mất màu của dung dịch brom, vì thế người ta thường dùng nước brom hoặc dung dịch brom trong CCl4 làm thuốc thử để nhận biết anken. 3. Phản ứng cộng axit và cộng nước a) Cộng axit Hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), axit sunfuric đậm đặc có thể cộng vào anken. Thí dụ : CH2 = CH2 + H-Cl (khí ) đ CH3CH2Cl (etyl clorua) CH2 = CH2 + H-OSO3H đ CH3CH2OSO3H (etyl hiđrosunfat) Cơ chế phản ứng cộng axit vào anken Axit cộng vào anken theo sơ đồ chung : C = C + H-A đ Phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn liên tiếp : Phân tử H-A bị phân cắt dị li : H+ tương tác với liên kết p tạo thành cacbocation, còn A- tách ra. Cacbocation là tiểu phân trung gian không bền, kết hợp ngay với anion A- tạo sản phẩm. b) Cộng nước (phản ứng hiđrat hoá) ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, anken có thể cộng nước, thí dụ : CH2 = CH2 + H-OH (etanol) c) Hướng của phản ứng cộng axit và nước vào anken Phản ứng cộng axit hoặc nước vào anken không đối xứng thường tạo ra hỗn hợp hai đồng phân, trong đó có một đồng phân là sản phẩm chính. Thí dụ : CH2 = CH-CH3 + (Sản phẩm chính) (Sản phẩm phụ) + (Sản phẩm chính) (Sản phẩm phụ) Quy tắc Mac-côp-nhi-côp Trong phản ứng cộng axit hoặc nước (kí hiệu chung là HA) vào liên kết C= C của anken, H (phần tử mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn A (phần tử mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mang ít H hơn (cacbon bậc cao hơn). 4. Phản ứng trùng hợp Các anken ở đầu dãy như etilen, propilen, butilen trong những điều kiện nhiệt độ, áp xuất, xúc tác thích hợp thì tham gia phản ứng cộng nhiều phân tử với nhau thành những phân tử mạch rất dài và có khối lượng phân tử rất lớn. Người ta gọi đó là phản ứng trùng hợp. Thí dụ : nCH2 = CH2 ( CH2-CH2 )n (polietilen, n= 3000 - 40 000) (polipropilen) Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polime. Trong phản ứng trùng hợp, chất đầu (các phân tử nhỏ) được gọi là monome. Sản phẩm của phản ứng gồm nhiều mắt xích monome hợp thành nên được gọi là polime. Số lượng mắt xích monome trong một phân tử polime gọi là hệ số trùng hợp và kí hiệu là n. 5. Phản ứng oxi hoá Giống với ankan, anken cháy hoàn toàn tạo ra CO2, H2O và toả nhiều nhiệt : CnH2n + O2 đ nCO2 + nH2O ; < 0 Khác với ankan, anken làm mất màu dung dịch KMnO4 và bị oxi hoá. Thí dụ : 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O đ 3HOCH2-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH (etylen glicol) Phản ứng làm mất màu tím của dung dịch kali pemanganat được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi anken. III - Điều chế và ứng dụng 1. Điều chế Trong công nghiệp, etilen, propilen và butilen được điều chế bằng phản ứng tách hiđro từ ankan tương ứng hoặc bằng phản ứng crăckinh. Trong phòng thí nghiệm, etilen được điều chế bằng cách đun etanol với axit sunfuric đậm đặc : CH3CH2OH CH2 = CH2 + H2O 2. ứng dụng Trong các hoá chất hữu cơ do con người sản xuất ra thì etilen đứng hàng đầu về sản lượng. Sở dĩ như vậy vì etilen cũng như các anken thấp khác là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp tổng hợp polime và các hoá chất hữu cơ khác. a) Tổng hợp polime ã Trùng hợp etilen, propilen, butilen người ta thu được các polime để chế tạo màng mỏng, bình chứa ống dẫn nước... dùng cho nhiều mục đích khác nhau. ã Chuyển hoá etilen thành các monome khác để tổng hợp ra hàng loạt polime đáp ứng nhu cầu phong phú của đời sống và kĩ thuật. Thí dụ : CH2=CH2 vinyl clorua poli(vinyl clorua) (PVC) b) Tổng hợp các hoá chất khác Từ etilen tổng hợp ra những hoá chất hữu cơ thiết yếu như etanol, etilen oxit, etylen glicol, anđehit axetic, CH2 = CH2 + O2 etilen oxit Bài tập 1. Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc chữ S (sai) vào các ô trống ở mỗi câu sau : a) Anken là chất kị nước. [ ] b) Anken là chất ưa dầu mỡ. [ ] c) Liên kết đôi kém bền hơn liên kết đơn. [ ] d) liên kết p kém bền hơn liên kết s. [ ] 2. Vì sao anken hoạt động hóa học hơn hẳn ankan ? Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng propen dưới tác dụng của các tác nhân và điều kiện phản ứng sau : a) Br2 trong CCl4 b) HI c) H2SO4 98% d) H2O / H+, toº e) KMnO4 / H2O g) áp suất và nhiệt độ cao 3. a) Phản ứng trùng hợp là gì ? Hệ số trùng hợp là gì ? Cho thí dụ. b) Viết sơ đồ phản ứng trùng hợp isobutilen và chỉ rõ monome, mắt xích của polime và tính khối lượng phân tử trung bình của poliisobutilen nếu hệ số trùng hợp trung bình của nó là 15000. 4. Hiđro hoá hoàn toàn một mẫu olefin thì hết 448 ml H2 và thu được một ankan phân nhánh. Cũng lượng olefin đó khi tác dụng với brom thì tạo thành 4,32 g dẫn xuất đibrom. Biết rằng hiệu suất các phản ứng đạt 100% và thể tích khí đo ở đktc. Hãy xác định công thức cấu tạo và gọi tên olefin đã cho. 5. Có 3 anken A1, A2 và A3 khi cho tác dụng với H2 có xúc tác Ni ở 50oC đều tạo thành 2-metylbutan. Hãy xác định công thức cấu tạo, gọi tên 3 anken đó và cho biết quan hệ đồng phân giữa chúng. 6. Một hỗn hợp khí gồm 1 ankan và 1 anken có cùng số nguyên tử C trong phân tử và có cùng số mol. Hỗn hợp này vừa đủ làm mất màu 80 g dung dịch 20% brom trong CCl4. Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp đó thì tạo thành 13,44 l CO2 (đktc) a) Xác định công thức cấu tạo của ankan và anken đã cho. b) Xác định tỉ khối của hỗn hợp đó so với không khí. 7*. 2,8 g anken A vừa đủ làm mất màu dung dịch chứa 8 g Br2. a) Viết phương trình phản ứng (dùng công thức chung của anken CnH2n) và tính phân tử khối của A. b) Biết rằng khi hiđrat hóa anken A thì thu được chỉ một ancol duy nhất. Hãy cho biết A có thể có cấu trúc như thế nào ? 8. Có 3 ống nghiệm đều chứa dung dịch KMnO4 loãng. Cho vài giọt hexan vào ống nghiệm thứ nhất, vài giọt hex-1-en vào ống nghiệm thứ hai. Lắc đều cả 3 ống nghiệm, để yên thì thu được kết quả như ở hình 6.5. Hình 6.5. Kết quả thí nghiệm ở bài tập 8. a) ống nghiệm thứ nhất và thứ hai đã chuyển thành ống nghiệm nào ở hình 6.5 ? b) Giải thích kết quả thí nghiệm và viết phương trình hoá học của phản ứng. 9. a) Viết công thức cấu trúc các hiđrocacbon sinh ra khi đehiđro hoá butan với xúc tác ở nhiệt độ 5000C. b) Nêu ý nghĩa của phản ứng trên. 10. Trong số 20 hoá chất được sản xuất nhiều nhất, H2SO4 đứng đầu, etilen chiếm vị trí thứ tư, propilen đứng thứ 9, clo xếp thứ 10... Hãy nêu lí do làm cho etilen và propilen chiếm được thứ bậc cao như vậy, dùng những phản ứng hoá học để minh hoạ cho ý kiến của mình. Bài 41 (1 tiết) ankađien ã Biết đặc điểm cấu trúc của hệ liên kết đôi liên hợp. ã Biết viết phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp của butađien và isopren. ã Biết phương pháp điều chế và ứng dụng của butađien và isopren. I - Phân loại Hiđrocacbon mà trong phân tử có 2 liên kết đôi C = C gọi là đien, có 3 liên kết đôi C = C gọi là trien, Chúng được gọi chung là polien. Đien mạch hở, công thức chung CnH2n-2 (n ³ 3), được gọi là ankađien. Hai liên kết đôi trong phân tử đien có thể ở liền nhau (loại liên kết đôi liền), ở cách nhau một liên kết đơn (loại liên kết đôi liên hợp) hoặc cách nhau nhiều liên kết đơn (loại liên kết đôi không liên hợp). Thí dụ : propađien buta-1,3-đien 2-metylbuta-1,3-đien penta-1,4-đien (anlen) (butađien) (isopren) Đien mà hai liên kết đôi ở cách nhau một liên kết đơn được gọi là đien liên hợp. Buta-1,3-đien (thường gọi đơn giản là butađien) và 2-metylbuta-1,3-đien (thường gọi là isopren) là hai đien liên hợp đặc biệt quan trọng. II - Cấu trúc phân tử và phản ứng của butađien và isopren Hình 6.6. Sự tạo thành liên kết p liên hợp ở buta-1,3-đien. 1. Cấu trúc phân tử butađien Bốn nguyên tử C của buta-1,3-đien đều ở trạng thái lai hoá sp2. Các obitan lai hoá sp2 của chúng tạo thành các liên kết s với nhau và với 6 nguyên tử H. Cả 10 nguyên tử đều nằm trên cùng một mặt phẳng (mặt phẳng phân tử). ở mỗi nguyên tử C còn 1 obitan p có trục song song với nhau (vuông góc với mặt phẳng phân tử), chúng không những xen phủ nhau từng đôi một để tạo thành 2 liên kết p riêng rẽ mà còn xen phủ liên tiếp với nhau tạo thành hệ liên kết p liên hợp chung cho toàn phân tử (hình 7.4). Vì thế phản ứng hoá học của buta-1,3-đien có những đặc điểm khác với anken và các đien không liên hợp. 2. Phản ứng của buta-1,3-đien và isopren a) Cộng hiđro CH2 = CH - CH = CH2 + 2 H2 CH3 - CH2 - CH2 - CH3 b) Cộng halogen và hiđro halogenua (Sản phẩm cộng-1,2) (Sản phẩm cộng-1,4) + ở -80 oC : ở 40 oC : 80% 20% 20% 80% + ở -80 oC : ở 40 oC : 80% 20% 20% 80% Buta-1,3-đien cũng như isopren có thể tham gia phản ứng cộng Cl2, Br2, HCl, HBr, và thường tạo thành hỗn hợp các sản phẩm theo kiểu cộng -1,2 và cộng -1,4. ở nhiệt độ thấp thì ưu tiên tạo thành sản phẩm cộng -1,2 ; ở nhiệt độ cao thì ưu tiên tạo ra sản phẩm cộng -1,4. Nếu dùng dư tác nhân (Br2, Cl2...) thì chúng có thể cộng vào cả 2 liên kết C=C. c) Phản ứng trùng hợp : Khi có mặt chất xúc tác, ở nhiệt độ và áp suất thích hợp, buta-1,3-đien và isopren tham gia phản ứng trùng hợp chủ yếu theo kiểu cộng -1,4 tạo thành các polime mà mỗi mắt xích có chứa 1 liên kết đôi ở giữa : n CH2 = CH – CH = CH2 ( CH2 - CH= CH - CH2 )n butađien polibutađien isopren poliisopren Polibutađien và poliisopren đều có tính đàn hồi cao nên được dùng để chế cao su tổng hợp. Loại cao su này có tính chất gần giống với cao su thiên nhiên. 3. Điều chế, ứng dụng của butađien và isopren Hiện nay trong công nghiệp butađien và isopren được điều chế bằng cách tách hiđro từ ankan tương ứng, thí dụ : CH3CH2CH2CH3 CH2 = CH – CH = CH2 + 2H2 + 2H2 Butađien và isopren là những monome rất quan trọng. Khi trùng hợp hoặc đồng trùng hợp chúng với các monome thích hợp khác sẽ thu được những polime có tính đàn hồi như cao su thiên nhiên, lại có thể có tính bền nhiệt, hoặc chịu dầu mỡ nên đáp ứng được nhu cầu đa dạng của kĩ thuật. Bài tập 1. a) Hãy phân biệt các khái niệm polien, đien, ankađien. b) Đien được phân loại như thế nào ? Mỗi loại cho 1 thí dụ. c) Viết công thức phân tử chung của ankađien, so sánh với công thức chung của ankan và anken. 2. a) Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ankađien đồng phân có công thức phân tử : C4H6 và C5H8. b)* Đồng phân cấu tạo nào của pentađien có thể tồn tại dưới dạng các đồng phân hình học ? Viết công thức lập thể của chúng. 3. Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) vào dấu [ ] ở mỗi câu sau đây : a) 4 nguyên tử C của buta-1,3-đien cùng nằm trên một đường thẳng. [ ] b) 4 nguyên tử C của buta-1,3-đien cùng nằm trên một mặt phẳng. [ ] c) 4 trục của 4 obitan p của 4 nguyên tử C ở buta-1,3-đien nằm trên một mặt phẳng. [ ] d) 6 nguyên tử H của buta-1,3-đien không cùng ở trên mặt phẳng với 4 nguyên tử C. [ ] e) 4 obitan p của 4 C ở buta-1,3-đien xen phủ với nhau tạo ra obitan p chung. [ ] 4. Viết phương trình hoá học của phản ứng khi cho buta-1,3-đien và isopren lần lượt tác dụng với H2, Cl2 a) Theo tỉ lệ mol đien : tác nhân = 1 : 1 và đien : tác nhân = 1 : 2 b) Vì sao phản ứng hoá học của buta-1,3-đien và isopren có nhiều điểm giống nhau ? 5. Nhiệt phân nhựa cây gutta peccha người ta thu được một chất lỏng A chứa 88,23 % C ; 11,76 % H. Tỉ khối hơi của A so với nitơ bằng 2,43. Cứ 0,340 g A phản ứng với brom dư thì cho 1,940 g một chất lỏng nặng hơn nước và không tan trong nước. Cho A phản ứng với H2 dư thì thu được isopentan. a) Hãy xác định công thức phân tử của A. b) Các dữ kiện trên đã đủ để xác định công thức cấu tạo của A chưa, vì sao ? 6. Nhiệt phân hỗn hợp butan, but-1-en và but-2-en người ta thu được buta-1,3-đien với hiệu suất 80% (theo số mol). Hãy tính khối lượng polibutađien thu đựơc từ 1000 m3 (27oC, 1 atm) hỗn hợp khí trên, biết rằng phản ứng trùng hợp đạt hiệu suất 90%. Tư liệu Pheromon Pheromon là các hợp chất hoá học do sinh vật tiết ra để thông tin cho đồng loại, chẳng hạn về nguồn thức ăn, về mối nguy hiểm. Thí dụ, khi một con ong thợ tìm thấy nguồn mật hoa, nó tiết ra chất geraniol có mùi thơm hoa hồng nhằm lôi kéo các ong thợ khác đến đó. Khi bị tấn công, ong liền tiết ra một loại pheromon báo nguy kêu gọi các ong khác bay đến đánh trả kẻ thù. Pheromon nhằm hấp dẫn, lôi cuốn đồng loại khác giới gọi là pheromon giới hay là chất dụ dẫn giới. Rất nhiều pheromon giới của côn trùng có chứa trong phân tử những liên kết đôi biệt lập hay liên hợp có cấu hình xác định (cis hoặc trans). Thí dụ loài bướm cái sinh ra sâu hại ngô dụ dẫn bướm đực bằng một pheromon thuộc loại este có một liên kết đôi ở cấu hình cis ; còn loài bướm sâu hại cam quýt thì lại tiết ra một pheromon loại anđehit có hai liên kết đôi cùng ở cấu hình cis : Côn trùng nhận ra pheromon của đồng loại ở những nồng độ cực kì thấp, cỡ một vài trăm phân tử trong một cm3 không khí. Vì thế pheromon có hiệu lực trong phạm vi bán kính khá lớn. Sử dụng chất dụ dẫn có thể tập trung được côn trùng (chẳng hạn như bướm sâu hại cây trồng) đến địa điểm đặt thuốc để tiêu diệt chúng mà không cần phải phun thuốc tràn lan trên đồng ruộng. Đó là một cách phối hợp biện pháp sinh học với hoá học phòng trừ dịch hại nhằm đảm bảo cho sự phát triển nông nghiệp một cách bền vững. Bài 42 (1 tiết) khái niệm về tecpen ã Biết khái niệm về tecpen, thành phần và cấu tạo của tecpen ã Biết nguồn gốc và giá trị của một số đại biểu tecpen để bảo vệ, phát triển và sử dụng hợp lí nguồn tecpen I - Thành phần, cấu tạo và dẫn xuất 1. Thành phần Tecpen là tên gọi nhóm hiđrocacbon không no thường có công thức chung là (C5H8)n (n ³ 2) thường gặp trong giới thực vật. Tecpen có nhiều trong tinh dầu thảo mộc như tinh dầu thông, sả, quế, chanh, cam Hình 6.7. Một số tecpen tách được từ thực vật 2. Cấu tạo Phân tử tecpen có cấu tạo mạch hở hoặc mạch vòng và có chứa các liên kết đôi C = C. Thí dụ : C10H16, oximen C10H16, limonen (trong tinh dầu lá húng quế) (trong tinh dầu chanh, bưởi) 3. Một vài dẫn xuất chứa oxi của tecpen a) Loại mạch hở Geraniol có trong tinh dầu hoa hồng. Xitronelol có trong tinh dầu sả. Các hợp chất này đều có mùi thơm đặc trưng, là những đơn hương quý dùng trong công nghiệp hương liệu và thực phẩm... C10H18O, geraniol C10H20O, xitronelol b) Loại mạch vòng Mentol và menton (có trong tinh dầu bạc hà) không những được đưa vào kẹo bánh, kem đánh răng..., mà còn dùng để chế thuốc chữa bệnh. C10H20O, mentol C10H18O, menton II - Nguồn tecpen thiên nhiên 1. Nguồn tecpen thiên nhiên Tecpen và dẫn xuất chứa oxi của tecpen thường gặp trong giới thực vật. Chúng có thể tập trung ở các bộ phận khác nhau như lá, thân, hoa, quả hoặc rễ các loài thảo mộc. Nhiều tecpen công thức C10H16, C15H24, có trong quả, lá và nhựa loài thông. Squalen (C30 H50) có trong dầu gan cá. Caroten và licopen (C40H56) là sắc tố màu đỏ của cà rốt và cà chua chín. Các dẫn xuất chứa oxi của tecpen cũng rất phổ biến và quan trọng. Chẳng hạn, retinol (vitamin A, C20H29OH) có trong lòng đỏ trứng, dầu gan cá..., phitol (C20H39OH) ở dạng este có trong chất diệp lục của cây xanh,... 2. Khai thác tecpen Phương pháp thường dùng nhất để khai thác tecpen từ thực vật là dùng cách chưng cất với hơi nước để lôi cuốn lấy tinh dầu từ các bộ phận chứa nhiều tinh dầu của thực vật. Sơ đồ chưng cất lôi cuốn hơi nước trong phòng thí nghiệm được giới thiệu ở hình 6.8. Hình 6.8. Chưng cất lôi cuốn hơi nước 1. Bình cấp hơi nước ; 2. Bình chứa nguyên liệu chưng cất ; 3. Lớp tinh dầu ; 4. Lớp nước. Trong sản xuất, người ta dùng nồi cấp hơi nước, thùng chứa nguyên liệu, các bộ phận sinh hàn, ống dẫn bằng hợp kim bền. ở nước ta có xí nghiệp sản xuất tinh dầu hồi ở Lạng Sơn, các xưởng sản xuất tinh dầu hương nhu, tinh dầu bạc hà, tinh dầu quế, tinh dầu sả, tinh dầu xá xị,... ở nhiều vùng khác nhau. 3. ứng dụng của tecpen Tecpen và dẫn xuất được dùng nhiều làm hương liệu trong công nghiệp mĩ phẩm (nước hoa, dầu gội, xà phòng, kem đánh răng,...) và công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát...). Tecpen và dẫn xuất của tecpen còn được dùng để sản xuất dược phẩm. Bài tập 1. a) Tecpen là gì ? b) Tecpen có ở những nguồn thiên nhiên nào ? isopren, C5H8 miaxen, C10H16 2. Phân tử tecpen có thể có cấu tạo mạch hở hay mạch vòng nhưng dường như do isopren (iso-C5H8) kết hợp với nhau theo kiểu “đầu nối với đuôi”. Tức là có thể phân chia phân tử tecpen thành những mắt xích có cấu tạo giống như bộ khung cacbon của phân tử isopren. Em hãy chỉ rõ điều đó trên công thức của oximen và limonen (công thức cho ở bài học). 3. Em có thể dự đoán xem oximen và limonen trong điều kiện thường ở trạng thái khí, lỏng, hay rắn ? Tính tan của chúng như thế nào ? Làm thế nào để tách lấy chúng từ thực vật. 4. Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) vào dấu [ ] ở mỗi câu sau đây : a) Tecpen là sản phẩm trùng hợp isopren. [ ] b) Tinh dầu thảo mộc là hỗn hợp các tecpen và dẫn xuất chứa oxi của chúng. [ ] c) Trong tinh dầu thảo mộc có nhiều tecpen và dẫn xuất chứa oxi của chúng. [ ] d) Trong kẹo cao su bạc hà có trộn tinh dầu bạc hà. [ ] e) Trong kẹo cao su bạc hà có mentol và menton. [ ] g) Trong kem đánh răng mùi bạc hà màu xanh, có trộn lá bạc hà nghiền nhỏ. [ ] h) Nước hoa là dung dịch tinh dầu thơm tách từ hoa quả thực vật. [ ] i) Nước hoa là dung dịch có chứa các chất thơm thiên nhiên hoặc tổng hợp và các chất phụ trợ khác. [ ] k) Dầu gió chế từ tinh dầu thảo mộc. [ ] 5. Viết các phương trình hoá học của phản ứng sau : a) Oximen + H2 ( dư ) đ b) Oximen + Br2 ( dư ) đ c) Xitronelol + Na đ d) Xitronelol + Br2 đ 6. Hãy quan sát kĩ hình 6.8 và nói rõ cách hoạt động của thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước và tác dụng của các bộ phận trong thiết bị đó. Tư liệu Mang hương sắc cho đời Từ cổ xưa, con người đã ưa thích sử dụng các loại dầu thơm tách từ thực vật. Hương thơm mà từ công chúa, công nương đến các cô thôn nữ đều ưa thích là hương thơm của hoa hồng. Các hợp phần chính tạo nên mùi thơm của tinh dầu thực vật, của hoa hồng và các loài hoa khác thư