Bài 44. Anđehit - Xeton - Củng Cố Kiến Thức

I. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP

1. Định nghĩa

- Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm $-CH=O$ liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbonhoặc nguyên tử hiđro.

Ví dụ:

$H-CH = O$ (anđehit fomic/metanal);

$C{H_3} - CH = O$ (anđehit axetic/etanal)

${C_6}{H_6} - CH = O$ (benzanđehit)

$O=CH-CH=O$ (anđehit oxalic)

Nhóm $-CH=O$ là nhóm chức anđehit.

- Xeton là hợp chất cabonyl mà trong phân tử có nhóm $C=O$ liên kết với hai gốc hiđrocacbon.

Ví dụ:

$C{H_3} - CO - C{H_3}$ (đimetyl xeton/axeton)

$C{H_3} - CO - {C_6}{H_5}$ (metyl phenyl xeton/axetophenon)

$C{H_3} - CO - CH = C{H_2}$ (metyl vinyl xeton)

2. Phân loại

Dựa theo đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon và theo số nhóm $-CHO$ trong phân tử, người ta chia thành anđehit no, không no, thơm; anđehit đơn chức, đa chức.

Ví dụ:

+Anđehit:

$C{H_3} - CH = O$ (no)

$C{H_2} = CH - CH = O$ (không no)

+ Xeton:

3. Danh pháp

Theo IUPAC:

a. Anđehit

Tên anđehit = Tên hiđrocabon + al

Mạch chính của phân tử anđehit là mạch cacbon dài nhất bắt đầu từ nhóm $-CHO.$

Ví dụ:

Một số anđehit có tên thông thường: anđehit + tên axit tương ứng.

Tên của một số anđehit no, đơn chức được trình bày trong bảng sau:

b. Xeton

Tên xeton = Tên hiđrocabon + on

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VẬT LÍ

1. Đặc điểm cấu tạo

Nhóm $-CHO$ có cấu tạo như sau:

Trong nhóm $-CHO,$ liên kết đôi $C=O$ gồm một liên kết $\sigma $ bền và một liên kết $\pi $ kém bền hơn, tương tự liên kết đôi $C=C$ trong phân tử anken, do đó anđehit có một số tính chất giống anken.

Mô hình phân tử $HCHO$ dạng đặc (a) và dạng rỗng (b)

2. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, các anđehit đầu dãy đồng đẳng là chất khí ($HCHO$ sôi ở $ - {19^o}C$, $C{H_3}CHO$ sôi ở ${21^o}C$) và tan rất tốt trong nước. Các anđehit tiếp theo là chất lỏng hoặc chất rắn, độ tan trong nước của chúng giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối.

Dung dịch nước của anđehit fomic được gọi là fomon. Dung dịch bão hoà của anđehit fomic (có nổng độ 37-40%) được gọi là fomalin.

- Axeton là chất lỏng, dễ bay hơi, tan vô hạn trong nước và là dung môi hòa tan rất nhiều chất hữu cơ.

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Phản ứng cộng hiđro

Khi có xúc tác niken và đun nóng:

- Anđehit + ${H_2}$ $ \to $ Ancol bậc I.

$R - CH = O + {H_2}\xrightarrow{{Ni,{t^o}}}R - C{H_2} - OH$

Trong phản ứng trên, anđehit đóng vai trò chất oxi hoá.

- Xeton + ${H_2}$ $ \to $ Ancol bậc II.

2. Phản ứng oxi hoá

Anđehit bị oxi hóa dễ dàng, vì nguyên tử $H$ của nhóm $-CH=O$ mang một phần điện tích dương (do hiệu ứng chuyển dịch electron) nên dễ bị oxi hóa thành nhóm $-COOH.$ Xeton khó bị oxi hóa.

$R - CH = O + 2\left[ {Ag{{\left( {N{H_3}} \right)}_2}} \right]OH \to R - COON{H_4} + 3N{H_3} + {H_2}O + 2Ag \downarrow $

Phản ứng trên được gọi là phản ứng tráng bạc do người ta dùng phương pháp này để tráng một lớp $Ag$ trên mặt kính làm gương soi, tráng ruột phích,...

Nhận xét :

Anđehit vừa thể hiện tính oxi hoá vừa thể hiện tính khử. Khi bị khử, anđehit chuyển thành ancol bậc I tương ứng. Khi bị oxi hoá, anđehit chuyển thành axit cacboxylic (hoặc muối của axit cacboxylic) tương ứng.

IV. ĐIỀU CHẾ

1. Từ ancol

Oxi hoá ancol bậc I thu được anđehit tương ứng, oxi hoá không hoàn toàn ancol bậc II thu được xeton.

Formanđehit (metanal) được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa metanol nhờ oxi không khí (ở $600 - {700^o}C$ với chất xúc tác $Cu$ hoặc $Ag$).

$2C{H_3} - OH + {O_2}\xrightarrow{{Ag,{{600}^o}C}}2H - CH = O + 2{H_2}O$

2. Từ hiđrocacbon

Trong công nghiệp, người ta oxi hoá metan có xúc tác, thu được anđehit fomic.

Oxi hoá không hoàn toàn etilen là phương pháp hiện đại sản xuất anđehit axetic.

Anđehit axetic còn được điều chế từ axetilen bằng phản ứng cộng nước.

Oxi hoá không hoàn toàn cumen thu được axeton và phenol theo sơ đồ:

V. ỨNG DỤNG

Fomanđehit được dùng làm nguyên liệu sản xuất nhựa phenol-fomanđehit, nhựa ure-fomanđehit.

Dung dịch nước của fomanđehit (fomon) được dùng làm chất tẩy uế, ngâm mẫu động vật làm tiêu bản, dùng trong kĩ nghệ da giày do có tính sát trùng.

Anđehit axetic được dùng để sản xuất axit axetic làm nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất.

Nhiều anđehit có nguổn gốc thiên nhiên được dùng làm hương liệu trong công nghiệp thực phẩm, mĩ phẩm như geranial (trong tinh dầu hoa hổng), xitrolenal (trong tinh dầu bạch đàn), vanilin, piperonal, ...

Axeton được dùng làm dung môi trong quá trình sản xuất nhiều hợp chất trong công nghiệp mĩ phẩm, làm nguyên liệu tổng hợp clorofom, iođofom, ...

Xiclohexanon được dùng làm nguyên liệu sản xuất một số vật liệu polime như tơ capron, nilon-6,6.henol),...