Giáo trình thực hành hoá hữu cơ

PHẦN I. ĐẠI CƯƠNG.7

I. Nội quy làmthí nghiệm.7

II. Chuẩn bị thí nghiệm, đề cương vàtường trình.7

III. Quy tắc làm việc với hóa chất độc, dễ nổ, dễ cháy.8

IV. Phương pháp cấp cứusơ bộ :.8

V. Dụng cụ thủy tinh vàcách sử dụng.9

VI. Thiết bị đun nóng vàlàm lạnh.16

VII. Thiết bị khuấy.17

PHẦN II. CÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP HỮU CƠ.23

I. PHẢN ỨNG HALOGEN HÓA.23

II. Phản ứng nitro hóa.32

III. PHẢN ỨNG SUNFO HÓA.36

IV. PHẢN ỨNG ANKYL HÓA.43

V. PHẢN ỨNG AXYL HÓA.51

VI. phản ứng amin hóa.59

VII. PHẢN ỨNG DIAZO HÓA VÀ GHÉP CẶP.66

VIII. Phản ứng oxy hóa và khử.75

PHẦN III. PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNHXÁC ĐỊNH NHÓM CHỨC CÁC HỢP

CHẤT HỮU CƠ.85

CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH NGUYÊN TỐ TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ

.85

I. XÁC ĐỊNH CACBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP CACBON HÓA.85

II. XÁC ĐỊNH CACBON VÀ HIDRO BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA.85

III. XÁC ĐỊNH NITƠ.86

IV. XÁC ĐỊNH LƯU HUỲNH.86

V. XÁC ĐỊNH HALOGEN.87

CHƯƠNG II. HIDRO CACBON NO.88

I. ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT CỦA METAN.88

II. PHẢN ỨNG BROM HÓA HIDROCACBON NO.88

III. TÁC DỤNG CỦA KALI PEMANGANAT VỚI HIDROCACBON NO.89

IV. TÁC DỤNG CỦA ACID SUNFURIC VỚI HIDROCACBON NO.89

V. TÁC DỤNG CỦA ACID NITRIC VỚI HIDROCACBON NO.89

CHƯƠNG III. HIDROCACBON KHÔNG NO.91

I. ĐIỀU CHẾ ETILEN.91

II. PHẢN ỨNG CỘNG BROM VÀO ETILEN.91

III. PHẢN ỨNG OXI HÓA ETILENBẰNG DUNG DỊCH KALI PEMANGANAT92

IV. ĐIỀU CHẾ AXETILEN.92

V. PHẢN ỨNG CỘNG BROM VÀO AXETILEN.92

VI. PHẢN ỨNG OXI HÓA AXETILEN BẰNG KALIPEMANGANAT.93

VII. PHẢN ỨNG TẠO THÀNH BẠC AXETILUA.93

VIII. PHẢN ỨNG TẠO THÀNH ĐỒNG (I) AXETILUA.93

Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học

Thực hành hoá hữu cơ - 2 -CHƯƠNG IV. HIDROCACBON THƠM.95

I. PHẢN ỨNG OXI HÓA BENZEN VÀ TOLUEN.95

II. PHẢN ỨNG BROM HÓA BENZEN VÀ TOLUEN.95

III. PHẢN ỨNG NITRO HÓA BENZEN.96

IV. PHẢN ỨNG SUNFO HÓA BENZEN VÀ TOLUEN.96

V. PHẢN ỨNG NITRO HÓA NAPHTALEN.97

VI. PHẢN ỨNG SUNFO HÓA NAPHTALEN.97

CHƯƠNG V. DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HIDROCACBON.99

I. ĐIỀU CHẾ ETYL BROMUA.99

II. ĐIỀU CHẾETYL CLORUA.99

III. ĐIỀU CHẾ IODOFOM TỪ RƯỢU ETYLICVÀ AXETON.100

IV. ĐIỀU CHẾ BROMOFOM TỪ AXETON.100

V. ĐIỀU CHẾ BROMBENZEN.101

VI. PHẢN ỨNG CỦA DẪN XUẤT HALOGEN VỚI DUNG DỊCH KIỀM.101

VII. PHẢN ỨNG CLOROFOM VỚI DUNG DỊCH KIỀM.102

VIII. PHẢN ỨNG CỦA NGUYÊN TỬ HALOGEN VỚI NHÂN THƠM.103

IX. PHẢN ỨNG CỦA NGUYÊN TỬ HALOGEN VỚI MẠCH BÊN CỦA NHÂN

THƠM.103

CHƯƠNG VI. ANCOL - PHENOL - ETE.105

I. ĐIỀU CHẾ ANCOL ETYLIC TUYỆT ĐỐI.105

II. PHẢN ỨNG CỦA ANCOLETYLIC VỚI NATRI.105

III. OXI HÓA ANCOL ETYLIC BẰNG ĐỒNG (II) OXIT.106

IV. PHÉP THỬ XANTOGENAT.106

V. OXI HÓA ANCOL ETYLIC BẰNG DUNG DỊCH KALI PEMANGANAT.107

VI. PHẢN ỨNG CỦA ANCOL VỚI THUỐC THỬ LUCA.107

VII. PHẢN ỨNG ESTE HÓA.108

VIII. PHẢN ỨNG IODOFOM.108

IX. PHẢN ỨNG CỦA ETYLENGLICOL VÀ GLIXERIN VỚIĐỒNG(II)

HIDROXIT.109

X. PHẢN ỨNG ĐEHIDRAT HÓA GLIXERIN.109

XI. ĐIỀU CHẾ ĐIETYLETE (ETE ETYLIC).110

XII. PHẢN ỨNG CỦA PHENOL VỚI NATRI HIDROXIT VÀ MUỐI NATRI

CACBONAT.110

XIII. PHẢN ỨNG CỦA CÁC PHENOLVỚI SẮT (III) CLORUA.111

XIV. PHẢN ỨNG BROM HÓA PHENOL.111

XV. ĐIỀU CHẾ PHENOLPHTALEIN.111

XVI. PHẢN ỨNG CỦA PHENOLVỚI ACID NITƠRIC.112

XVII. PHẢN ỨNG CỦA PHENOL VỚI BENZOYL CLORUA.112

XVIII. PHỔ HỒNG NGOẠI CỦA ANCOL TERT-BUTYLIC.113

CHƯƠNG VII. ANĐEHIT - XETON.114

I. ĐIỀU CHẾ AXETANĐEHIT TỪ AXETILEN.114

II. ĐIỀU CHẾ AXETON TỪ CANXI AXETAT.114

III. PHẢN ỨNG MÀU CỦA ANĐEHIT VỚI ACID FUCSINSUNFURƠ.115

IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA ANĐEHIT BẰNG HỢPCHẤT PHỨC CỦA BẠC

(THUỐC THỬ TOLEN).

pdf164 trang | Chia sẻ: maika100 | Lượt xem: 2429 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Giáo trình thực hành hoá hữu cơ, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trong môi trường 
trung tính nó có màu cam, trong môi trường axit nó có màu đỏ, nó có thể 
chuyển màu ở pH = 3-4,5 do sự thay đổi một nhóm mang màu từ cấu trúc 
quinoid sang nhóm cấu trúc azo -N=N-. 
 Đỏ helianthin có cấu trúc quinoid: 
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 73 - 
CH3
CH3
NHO3S H N N
+
Cl-
 Khi cho kiềm vào, vàng helianthin được tạo thành với cấu trúc azo 
CH3
CH3
NNaO3S N N
 Làm lạnh hỗn hợp trong nước đá, lọc kết tủa muối natri của phẩm màu 
cam trên phễu Buchner. 
 Sản phẩn có thể kết tinh lại ngay trong một lượng nhỏ nước. 
 Helianthin có dạng vảy hay bột, thường dùng làm chất chỉ thị màu axit, 
kiềm. 
THÍ NGHIỆM 22 
ĐIỀU CHẾ PHENOL 
OH
Phản ứng chính 
C6H5NH2 + NaNO2 +2H2SO4 [ C6H5-N =→ N ]+HSO4- + 
2H2O + NaHSO4 
[ C6H5-N = N ]+HSO4- + HOH C6H5 -OH + H2SO4 + N2 →
Phản ứng phụ 
[ C6H5-N = N ]+HSO4- + C6H5-NH2 C6H5-NH- N=N-C6H5 +
 H2SO4 
→
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 74 - 
[ C6H5-N = N ]+HSO4- + C6H5-OH C6H5 - N=N-C6H4-OH +
 H2SO4 
→
Hóa chất 
 Anilin 9,2 ml ; Natrinitrit 7 gam ; acid Sunfuric H2SO4 đặc 10ml ; NaCl ; 
eter, Natrisunfat hay CaCl2 ; nước đá. 
Cách tiến hành 
 Cho 50 ml nước vào cốc cỡ 300 ml, thêm dần dần 10 ml H2SO4 (1), rồi 
vừa khuấy vừa cho từ từ 9,2 ml anilin vào dung dịch dang nóng đó sao cho 
anilin tan hoàn toàn. Nếu dung dịch không trong suốt thì đun nóng cho tan 
hoàn toàn. Làm lạnh dung dịch thu được đến nhiệt độ thường, thêm dần 
khoảng 75 gam đá nghiền nhỏ để đưa nhiệt độ xuống 0oC(2). 
 Cho dung dịch 7 gam natri nitrit trong 50 ml nước chứa trong phễu nhỏ 
giọt lắc trên cốc vào hỗn hợp làm lạnh. Trong thời gian phản ứng giữ cho 
nhiệt độ không vượt quá 5oC. Khi cần thiết, cho thêm nước đá. Khi đã cho 
phần lớn dung dịch natri nitrit, khuấy 5 phút, lấy mẫu thử bằng hồ tinh bột 
để kiểm tra nồng độ nitrơ tự do. Khi thấy phản ứng có màu xanh với giấy hồ 
tinh bột thì kết thúc phản ứng(3). 
 Chuyển dung dịch muối Diazoni thu được trong suốt đó vào bình cầu cỡ 
500ml và để ở nhiệt độ thường trong 15 - 20 phút. Muối phenyldiazoni dần 
dần bị phân tích, tách ra N2 tạo thành phênol. Nếu phản ứng chậm thì có thể 
đun nóng trên cách thủy ở 40 - 50oC, thỉnh thoảng lắc và tiến hành cho đến 
khi không thấy bọt khí N2 tách ra. 
 Tách lấy phenol bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước cho đến khi thử nước 
cất ra không còn có phản ứng của phenol (bằng nước Brom). Cho thêm 7,5 
gam NaCl, chiết lấy phenol bằng eter ( hai lần với eter ) làm khô bằng 
natrisunfat khan hay CaCl2, chưng cất lấy eter trên cách thủy rồi chưng cất 
lấy phenol ở nhiệt độ 170-183oC, thu được phênol kết tinh khi làm lạnh. 
 Hiệu suất 6 gam ( 65% lý thuyết )(4). 
Ghi chú 
1) Trong môi trường axit sunfuric, tốc độ phản ứng diazo hóa thấp hơn trong môi 
trường axit HCl, song trong axit HCl có tạo thành sản phẩm phụ là dẫn xuất clo. 
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 75 - 
2) Trong khi làm lạnh, cần khuấy mạnh để anilin sunfat tách ra ở dạng tinh thể nhỏ 
dễ diazo hóa. 
3) Mỗi lần thử, phải lấy mẫu sau khi cho axit nitrơ được 5 phút. Cũng có thể cho 
phản ứng kết thúc khi tất cả các muối anilinsunfat hoàn toàn chuyển vào dung 
dịch. 
4) Phênol là chất kết tinh, dễ tan trong rượu, eter, tS = 182,3oC ; nD = 1,5402, 
tạo hidrat với nước C6H5OH.0,5H2O, là chất dễ gây bỏng da độc với hệ thần 
kinh. 
VIII. Phản ứng oxy hóa và khử 
1. Phản ứng oxy hóa 
 Quá trình oxy hóa ở mạnh cacbon của phân tử tức là gắn nguyên tử 
oxy vào nguyên tử cacbon. 
 Tác nhân oxy hóa thường dùng là oxy không khí hay các tác nhân oxy 
hóa khác. Nhiều cơ chế oxy hóa chưa được thiết lập rõ ràng, nhưng có thể 
cho rằng, trong quá trình oxy hóa, chất hữu cơ biểu hiện tính chất 
nucleophin, sự dễ dàng oxy hóa tăng theo độ nucleophin của nó, nghĩa là 
vào khả năng cho electron, còn tác nhân oxyhóa là tác nhân electrophin. 
 Quá trình oxyhóa không chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất oxyhóa và 
chất bị oxy hóa mà còn vào điều kiện phản ứng ( nhiệt độ, dung môi, nồng 
độv.v..) 
 Quá trình oxy hóa có kèm theo sự tách hidro nguyên tử có tên chung là 
phản ứng đêhidro hóa. 
TÁC NHÂN OXY HÓA : thường dùng các tác nhân vô cơ hay hữu cơ, như 
sau : 
 Kalipemanganat KMnO4 : trong môi trường trung tính hay kiềm 
2KMnO4 + H2O 2MnO2 + 2KOH + 3(O) →
 Trong môi trường acid 
2KMnO4 + 2H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4
 + 3H2O +5(O) 
→
 Anhidrit cromic 
2CrO3 Cr2O3 + 3(O) →
 Natri hay kali bicromat : là chất oxy hóa phổ biến nhất 
 K2Cr2O7 và Na2Cr2O7.2H2O 
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 76 - 
 Trong môi trường trung tính 
 Na2Cr2O7 + H2O Cr2O3 + 2NaOH + 3(O) →
 Trong môi trường acid, thường axit sunfuric 
 Na2Cr2O7 + 4H2SO4 Na2SO4 +
 Cr2(SO4)3 + 4H2O + 3(O) 
→
 Axit nitric : phân tích oxi theo hai hướng 
 2HNO3 2NO + H2O + 3(O) →
 2HNO3 2NO2 + H2O + (O) →
OXI HÓA HIDROCACBON MẠCH KHÔNG VÒNG : Hidrocacbon 
parafin bền với các tác nhân ion nhưng dễ tham gia vào các phản ứng gốc tự 
do.Sự oxy hóa parafin thường thực hiện bằng oxy phân tử khi có chất xúc 
tác. Phản ứng ưu tiên vào cacbon bậc ba tạo nên các sản phẩm chứa oxy 
qua hợp chất trung gian là hidropeoxit 
CH3CH2CH2CH3
O2 CH3CHCH2CH3
O O H
H+ CH3CHCH2CH3
OO H2
+
- -H2O, H
+
CH3COCH2CH3
 Sự oxyhóa các parafin rắn được thực hiện bằng cách cho không khí đi 
vào hydrocacbon nóng chảy (80-100oC) có mặt xúc tác như muối Mn, khi đó 
phân tử bị phân cắt và tạo thành một hỗn hợp các acid cacboxylic. 
 Liên kết đôi của anken bị oxy hóa dễ dàng. Khi tác dụng với oxy có xúc 
tác bạc hay các peacid, anken bị oxy hóa thành α-oxit 
C C + C6H5COOHCC
O
C6H5COOH +
 Đặc điểm của phản ứng này là bảo toàn được cấu hình của anken 
C6H5
CH CH
C6H5 C6H5
CHCH
C6H5
+ CH3COOH CH3COOH
O
+
 Khi tác dụng dung dịch KMnO4 loãng trong môi trường kiềm, anken bị 
oxy hóa thành 1,2-diol, thường gọi là phản ứng hydroxyl hóa 
C C C
OH
CKMnO4
HO- OH 
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 77 - 
 Khi oxy hoá bằng những tác nhân mạnh như KMnO4 trong môi trường 
acid, hay CrO3, K2Cr2O7 trong môi trường acid sẽõ phân cắt mạch cacbon ở 
chỗ nối đôi tạo thành các acid và những hợp chất chứa oxy. 
C
C
H3
H3C
CH CH3
KMnO4, H
+
CH3 CO CH3 + CH3COOH
OXY HÓA HYDRO CACBON THƠM : Benzen và naphtalen tác dụng với 
oxy không khi có xúc tác V2O5 bị oxy hóa (phá vỡ vòng ) thành anhidrit 
maleic và phtalic tương ứng 
O2 , V2O5
450oC
HC
HC
CO
O
CO 
 Khi chất oxy hóa mạng tác dụng với đồng đẳng của benzen thì nguyên 
tử cacbon ở mạch nhánh đính với nhân thơm bị oxy hóa, nghĩa là sự oxy hóa 
xảy ra ở vị trí benzyl. 
O2 , V2O5
380oC
CO
O
CO 
 Sự dễ dàng oxy hóa ở nguyên tử cacbon này được giải thích bằng sự 
hình thành gốc hay cacbocation benzyl bền 
C
H
C
(O) Chay
+
C6H5 CH2CH2CH3
dd . KMnO4
100oC
C6H5 COOH + CH3COOH
OXI HÓA ANCOL : Ancol bậc một bị oxy hóa thành andehyt khi dùng 
natri bicromat trong acid sunfuric hay acid cromic trong rượu etylic hay 
piridin 
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 78 - 
RCH2OH
Na2Cr2O7
H2SO4, 60oC
RCHO + H2O
H2O+C6H5CH2OH
CrO3
(CH3)3COH
C6H5CHO
 Andehyt tạo thành được cất ngay ra khỏi môi trường oxi hóa để ngăn 
ngừa sự oxy hóa tiếp. 
 Có thể cho hỗn hợp hơi ancol và oxi không khí đi qua xúc tác Cu hay Zn 
ở nhiệt độ 400-600oC 
H2O+RCH2OH
O2
Cu
R-CHO
 Ancol bậc hai trong những điều kiện tương tự bị oxy hóa thành xeton 
Cu
O2 + H2OR-CHOH-R R-CO-R
H2O+
H2SO4, 
Na2Cr2O7R-CHOH-R R-CO-R
 Ancol bậc ba bền vững với chất oxy hóa, tuy nhiên trong những điều 
kiện cao, sự oxy hóa xảy ra có sự phân cắt mạch C-C tạo thành acid và 
ceton có mạch cacbon ngắn hơn so với ancol ban đầu 
CH3- --CH2 C
HO CH3
CH3 CH3--CH3
KMnO4 , H
+
CH C
CH3
CH3COOH + CH3COCH3
 Hiện nay phương pháp có tính chất công nghiệp là đêhidro hóa ancol 
bằng xúc tác, thường dùng Cu, Ag, đồng cromat, Pt, Ni, Pd 
+RCH2OH R-CHO
+R-CHOH-R R-CO-R
Cu
200-300oC
H2
Co200-300
Cu H2
 Phản ứng thường ở nhiệt độ cao. Người ta có thể dùng chất nhận hidro 
như quinon, nitrobenzen,v.v... 
 Sự oxy hóa các acid béo thành hydroxyacid chỉ đạt được trong trường 
hợp acid cacboxylic có chứa nguyên tử cacbon bậc cao 
CCHCH3 - OOH
CH3
KMnO4 , OH
-
C
HO CH3
-CH3 COOH
Phạm Văn Tất - Nguyễn Quốc Tuấn Khoa Hoá Học 
Thực hành hoá hữu cơ - 79 - 
 Phenol rất dễ bị oxy hóa ngay cả với oxy không khí nên khi giữ phenol 
lâu sẽ có màu hồng. Phenol càng không tinh khiết, càng dễ bị oxy hóa 
nhanh hơn. Sự oxi hóa phenol bằng oxy không khí xảy ra theo cơ chế gốc, 
tạo thành gốc phenoxy chuyển thành gốc phenyl ở trạng thái cân bằng. Các 
gốc này không bền dễ tham gia vào những chuyển hóa khác nhau, trong đó 
có sự tạo ra những dime và polime không màu. 
O O
OXI HÓA ANDEHYT VÀ CETON :Andehyt có thể bị oxy hóa ngay cả 
với oxy không khí (tự oxi hóa) thành acid cacboxylic. Phản ứng xảy ra theo 
cơ chế gốc. 
CH CHO CH CO O OH CH COOHO CH CH

File đính kèm:

  • pdfHuongdancham06Hoakhongphanban.pdf