Andehit – Xeton

A. ANĐEHIT

I. Định nghĩa

- Các định nghĩa có thể dùng với anđehit:
     + Anđehit là HCHC mà phân tử có nhóm - CHO liên kết với gốc hiđrocacbon, với H hoặc với nhau.

     + Anđehit là sản phẩm thu được khi thay nguyên tử H trong hiđrocacbon hoặc H₂ bằng nhóm -CHO.
     + Andehit là HCHC mà phân tử có nhóm -CHO liên kết trực tiếp với C hoặc H
- Công thức tổng quát của anđehit:
     + C_xH_yO_z (x, y, z là các số nguyên dương; y chẵn; 2 ≤ y ≤ 2x + 2 - 2z; z ≤ x): thường dùng khi viết phản ứng cháy.
     + C_xH_y(CHO)_z hay R(CHO)_z: thường dùng khi viết phản ứng xảy ra ở nhóm CHO.
     + C_nH_2n+2-2k-z(CHO)_z (k = số liên kết p + số vòng): thường dùng khi viết phản ứng cộng H₂, cộng Br₂…

II. Danh pháp

1. Tên thay thế

Tên thay thế = Tên hiđrocacbon tương ứng + al

2. Tên thường

Tên thường = Anđehit + Tên axit tương ứng
               Tên axit (thay hậu tố ‘ic’ bằng ‘anđehit’)
Chú ý: Dung dịch HCHO 37% → 40% gọi là: Fomalin hay fomon.

III. Tính chất vật lí

- Chỉ có HCHO, CH₃CHO là chất khí. Các anđehit còn lại đều là chất lỏng.

- Anđehit có nhiệt độ sôi thấp hơn Ancol có khối lượng phân tử tương đương nhưng cao hơn so với hidrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử.

IV. Tính chất hóa học

1. Phản ứng với hiđro

R(CHO)_x + xH₂ → R(CH₂OH)_x (xúc tác Ni, t⁰)
Chú ý:
- Trong phản ứng của anđehit với H₂: Nếu gốc R có các liên kết pi thì H₂ cộng vào cả các liên kết pi đó.
- Phản ứng với H₂ chứng tỏ anđehit có tính oxi hóa.

2. Phản ứng với AgNO₃/NH₃ (phản ứng tráng bạc)

R(CHO)_x + 2xAgNO₃ + 3xNH₃ + xH₂O → R(COONH₄)_x + xNH₄NO₃ + 2xAg
- Phản ứng chứng minh anđehit có tính khử và được dùng để nhận biết anđehit.
- Riêng HCHO có phản ứng:
HCHO + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃ + 4NH₄NO₃ + 4Ag
Chú ý:
- Phản ứng tổng quát ở trên áp dụng với anđehit không có nối ba nằm đầu mạch. Nếu có nối ba nằm ở đầu mạch thì H của C nối ba cũng bị thay thế bằng Ag.
- Các đặc điểm của phản ứng tráng gương của anđehit:
+ Nếu n_Ag = 2n_anđehit → anđehit thuộc loại đơn chức và không phải HCHO.
+ Nếu n_Ag = 4n_anđehit → anđehit đó thuộc loại 2 chức hoặc HCHO.
+ Nếu n_Ag > 2n_{hỗn hợp} các anđehit đơn chức thì hỗn hợp đó có HCHO.
+ Số nhóm CHO = n_Ag/2n_anđehit (nếu trong hỗn hợp không có HCHO).
- Một số loại chất khác cũng có khả năng tham gia phản ứng tráng gương gồm:
     + HCOOH và muối hoặc este của nó: HCOONa, HCOONH₄, (HCOO)_nR. Các chất HCHO, HCOOH, HCOONH₄ khi phản ứng chỉ tạo ra các chất vô cơ.
     + Các tạp chức có chứa nhóm chức CHO: glucozơ, fructozơ, mantozơ…

3. Phản ứng oxi hóa

a. Oxi hóa hoàn toàn
C_xH_yO_z + (x + y/4 - z/2)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O
Nếu đốt cháy anđehit mà n_CO2 = n_H2O thì anđehit thuộc loại no, đơn chức, mạch hở.
C_nH_2n+1CHO  → (n + 1)CO₂ + (n + 1)H₂O
b. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
R(CHO)_x + x/2O₂ → R(COOH)_x (xúc tác Mn²⁺, t⁰)
Đối với bài toán oxi hóa anđehit thành axit cần chú ý định luật bảo toàn khối lượng trong quá trình giải.

4. Phản ứng với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ cao

R(CHO)_x + 2xCu(OH)₂↓ → R(COOH)_x + xCu₂O↓ + 2xH₂O
                                  xanh                             đỏ gạch
→ Phản ứng này được dùng để nhận biết anđehit.
Chú ý: Phản ứng với Cu(OH)₂ thường được thực hiện trong môi trường kiềm nên có thể viết phản ứng dưới dạng:    
R(CHO)_x + 2xCu(OH)₂ + xNaOH → R(COONa)_x + xCu₂O + 3xH₂O
HCOOH, HCOOR, HCOOM, glucozơ, fructozơ, mantozơ cũng có phản ứng này.

5. Phản ứng với dung dịch Br₂

R(CHO)_x + xBr₂ + xH₂O → R(COOH)_x + 2xHBr
Nếu anđehit còn có liên kết pi ở gốc hiđrocacbon thì xảy ra đồng thời phản ứng cộng Br₂ vào liên kết pi đó.

V. Điều chế

1. Oxi hóa ancol bậc I

R(CH₂OH)_x + xCuO → R(CHO)_x + xCu + xH_2­O (t⁰)

2. Điều chế qua ancol không bền

- Cộng H₂O vào C₂H₂:                       
C₂H₂ + H₂O → CH­₃CHO (H₂SO₄, HgSO₄, 80⁰C)
- Thủy phân este của ancol không bền thích hợp:
CH₃COOCH=CH₂ + NaOH → CH₃COONa + CH_3­CHO
- Thủy phân dẫn xuất 1,1-đihalogen:
CH₃-CHCl₂ + 2NaOH → CH₃CHO + 2NaCl + H₂O

3. Một số phản ứng đặc biệt

2CH₃OH + O₂ → 2HCHO + 2H₂O (Ag, 600⁰C)
CH₄ + O₂ → HCHO + H₂O (xúc tác, t⁰)
2CH₂=CH₂ +  O₂ → 2 CH₃CHO (PdCl₂, CuCl₂)

VI. Nhận biết anđehit

- Tạo kết tủa sáng bóng với AgNO₃/NH₃.
- Tạo kết tủa đỏ gạch với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ cao.
- Làm mất màu dung dịch nước Brom.
(Riêng HCHO phản ứng với dung dịch Brom có khí CO₂ thoát ra).

VII. Ứng dụng

- Fomandehit được dùng chủ yếu để sản xuất poliphenolfomandehit (làm chất dẻo), dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm.
- Dung dịch 37 - 40% của fomandehit trong nước gọi là fomon hay fomalin dùng để ngâm xác động vật, thuộc da, tẩy uế, diệt trùng...
- Axetandehit được dùng chủ yếu để sản xuất axit axetic.

B. XETON

I. Định nghĩa 

- Xeton là HCHC mà phân tử có nhóm chức -C(=O)- liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử C.

- CTTQ của xeton đơn chức có dạng: R - CO - R’

II. Danh pháp

1. Tên thay thê

Tên thay thế = Tên hidrocacbon + số chỉ vị trí C trong nhóm CO + on

2. Tên gốc - chức

Tên gốc chức = Tên gốc R, R’ + xeton

III. Tính chất hóa học

- Phản ứng với H₂/Ni, t⁰ tạo ancol bậc II:
R-CO-R’ + H₂ → R-CHOH-R’
- Xeton không có phản ứng tráng gương, không phản ứng với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ cao, không làm mất màu dung dịch Brom như anđehit.
- Phản ứng thế ở gốc hidrocacbon vị trí bên cạnh nhóm CO:
CH₃COCH₃ + Br₂ → CH₃COCH₂Br + HBr (có CH₃COOH)

IV. Điều chế

- Cho ancol bậc II + CuO đun nóng:
RCHOHR’ + CuO → RCOR’ + Cu + H₂O
- Điều chế gián tiếp qua ancol không bền:
CH₃COOC(CH₃) = CH₂ + NaOH → CH₃COONa + CH₃COCH₃
- Oxi hóa cumen (C₆H₅CH(CH₃)₂) để sản xuất axeton.

V. Ứng dụng

- Axeton được dùng làm dung môi trong sản xuất nhiều hóa chất.
- Axeton còn là chất đầu để tổng hợp nhiều chất hữu cơ quan trọng khác.

Bài viết liên quan: 

• Lý thuyết phenol
• Lý thuyết Ancol