Bài 29. Anken

ANKEN (OLEFIN):
CnH2n.
Sinh viên thực hiện: nhóm 4.
Nguyễn Văn Hùng.
Thân Văn Hùng.
Bùi Minh Huyền.
Trần Thế Huy.
Ngô Trần Khánh.
Nguyễn Tuấn Kiệt.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
1
♥ Mục lục:
Danh pháp, đồng phân, cấu tạo.
Tính chất vật lý.
Tính chất hóa học:
Phản ứng cộng hợp.
Phản ứng trùng hợp.
Phản ứng ôxy hóa.
Điều chế anken.
Một số chất hợp tiêu biểu và ứng dụng của nó.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
2
I.Danh pháp, đồng phân, cấu tạo:
Dãy đồng đẳng của anken là những Hiđrô cacbon không no, mạch hở, trong phân tử có một nối đôi. CTTQ: CnH2n (n≥2).
VD: C2H4, C3H6, C4H8, …

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
3
1. Danh pháp:
a, Tên thông thường:
Xuất phát từ tên ankan tương ứng nhưng thay đuôi “an” bằng đuôi “ylen”.
VD:
CH2=CH2 (etan) etylen.
CH2=CH-CH3 (propan) propylen.
CH3-CH2-CH=CH2: α-butylen.
CH3-CH=CH-CH3: β-butylen.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
4
VD: CH3-CH2-CH=CH2: etyl etylen
CH3-CH=CH-CH3: dimetyl etylen đối xứng

CH3-C=CH3: dimetyl etylen không đối xứng
CH3
CH3-CH-CH=CH2: trimetyl etylen
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
5
b. Tên hợp lý:
Coi các anken như các dẫn xuất của etylen, băng cách thay thế các nguyên tử cacbon bằng các gốc hydrocacbon khác.
c, Tên quốc tế (IUPAC):
Xuất phát từ tên ankan tương ứng nhưng thay đuôi “an” bằng đuôi “en”.

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
6
Quy ước:
1. Chọn mạch cacbon dài nhất chứa nối đôi làm mạch chính.
2. Điểm số cacbon trên mạch chính sao cho bắt đầu từ mạch gần nối đôi nhất.
3. Gọi tên:
“STT C mang mạch nhánh” + “Tên mạch nhánh (tên ankyl)” + “Tên mạch chính (tên anken)” + “Số C bắt đầu mang nối đôi”.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
7
VD:
CH2=CH-CH2-CH3: buten- 1.
CH3-CH=CH-CH3: buten- 2.
CH2=C-CH3: 2- metyl propen.
CH3
CH3-CH=C-CH2-CH3: 3- metyl CH3 penten- 2.
CH3
CH3-CH=CH-C-CH3: 4,4- đimetyl CH3 penten- 2.

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
8
＊,Đối với đồng phân hình học, ta thêm ký hiệu phù hợp phía trước tên gọi của đồng phân cấu tạo.
VD:H CH3 H CH3
C=C C=C
H3C CH2CH3 H3C CH3
(1) (2)
Đp cis - trans: - Chất (1): cis- 3- metylpent- 2- en.
- Chất (2): trans- 3- metylpent- 2-en.
Danh pháp Z – E: - Chất (1): (Z)- metylpent- 2- en.
- Chất (2): (E)- metylpent- 2- en.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
9
2. Đồng phân:
► Anken có từ 4C trở lên mới có đồng phân:
- Đồng phân cấu tạo hay đồng phân phẳng (đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nối đôi).
- Đồng phân không gian hay đồng phân hình học (Cis - Trans).
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
10
＊. Đồng phân cấu tạo:
VD: C4H8:
CH2=CH-CH2-CH3;
CH3-CH=CH-CH3;
CH2=C-CH3;
CH3
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
11
＊. Đồng phân không gian:
VD1:
CH2=CH2;
CH2=CH-CH3;
không có đp không gian.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
12
VD2: H3C CH3
C=C
H H
Cis- buten- 2.

H3C H
C=C
H CH3
Trans- buten- 2.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
13
＊Chú ý:
►ĐKTQ để có đp Cis - Trans là:
a≠ b a n
n≠m C=C
b m
►Nếu phân tử có n nối đôi thì có khả năng cho 2n đp Cis – Trans.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
14
3. Cấu tạo:
Trong phân tử anken có lk δ (lk
đơn) và có 1 lk đôi gồm: 1 lk δ và
một lk π không bền.
VD: C2H4:
H lk δ H
C C
H lk π H
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
15
II. Tính chất vật lý:
- Ở t0 thường: Từ C1→C4: khí.
Từ C5→C16: lỏng.
Từ C17→C∞: rắn.
- Tất cả các anken đều không màu, không tan trong nước, nhẹ hơn nước.
- t0 nóng chảy, t0 sôi tăng lên khi mạch cacbon tăng lên.
- Nhiệt độ sôi của anken nói chung cao hơn của ankan tương ứng.

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
16
TCVL có ý nghĩa quan trọng của anken là độ khúc xạ phân tử MR, độ khúc xạ phân tử MR bằng tổng số độ khúc xạ của các nguyên tử có trong phân tử ấy. MR của các ankan bằng tổng số độ khúc xạ của các nguyên tử C và H có trong thành phần phân tử. Tuy nhiên, với anken, trị số MR xác định bằng thực nghiệm ( theo công thức Lorentz – Lorenz) lớn hơn trị số tính theo lý thuyết dựa vào độ khúc xạ nguyên tử.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
17
Do đó, đối với các anken có một đại lượng bổ sung thể hiện sự có mặt nối đôi trong phân tử, ký hiệu bằng dấu ╞. Trị số ╞ đối với một liên kết đôi bằng 1,7÷1,9 (theo bảng sau).








16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
18
Như vậy, bằng cách so sánh độ khúc xạ phân tử MR thực nghiệm với MR tính theo lý thuyết, có thể xác định được sự có mặt hay không có mặt của lk đôi trong phân tử.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
19
Hằng số vật lý của một số anken:
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
20
III. Tính chất hóa học:
Do anken có lk π không bền,
dễ gãy nên có hoạt tính hóa học
cao, dễ tham gia vào các pư
cộng hợp, pư OXH, pư trùng
hợp.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
21
Phản ứng cộng hợp:
Cộng với H2 tạo ankan (xt: Ni, t0):
TQ: CnH2n + H2 Ni,t° CnH2n+2.
VD:
CH2=CH2 + H2 Ni,t° CH3-CH3.
CH2=CH-CH3 + H2 Ni,t° CH3-CH2-CH3
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
22
b.Cộng với halogen (X2) tạo dẫn xuất halogen:
TQ: CnH2n + X2 → CnH2nX2
VD:
CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl.
CH2=CH-CH3 + Br2 → CH2-CH-CH3.
Br Br
► pư của anken với dd Br2 dùng để nhận biết anken (ankan không làm mất màu dd Br2).
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
23
►pư này theo cơ chế 2 bước:
☻B1: anken cộng với cation halogen tạo ra một cacboncation.
☻B2: cacboncation kết hợp với anion halogen tạo thành sản phẩm.
VD:
CH2=CH2 + Br2 → CH2-CH2
Br Br
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
24
Cơ chế của pư:
- Do ảnh hưởng của môi trường pư có sự chuyển dịch cặp điện tử về 1 trong 2 nguyên tử cacbon biến êtylen thành một lưỡng cực:
CH2=CH2
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
25
Phân tử Br2 phân ly thành 2 ion:
Br2 → Br+ + Br –
- Bước 1:
CH2=CH2 + Br+ → CH2-CH2
Br
- Bước 2:
CH2-CH2 + Br - → CH2-CH2
Br Br Br
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
26
c, Cộng với axit HX:
TQ: CnH2n + HX → CnH2n+1X.
VD: CH2=CH2 + HBr → CH3-CH2
Br
Với các ôlêfin bất đối xứng khi cộng với HX thì tuân theo quy luật Markonikov.
VD: CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CH-CH3
Br
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
27
Pư cộng với HX cũng theo cơ chế 2 bước:
►Bước 1: Cộng với H+ để tạo cacboncation.
►Bước 2: Cacboncation kết hợp với X- tạo sản phẩm.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
28
d. Cộng với H2O tạo thành rượu (xt H2SO4, Zn,…):
TQ: CnH2n + H2O → CnH2n+1OH.
VD:
CH2=CH2 + HOH → CH3-CH2-OH
CH3-CH=CH2 + H2O → CH3-CH-CH3
OH
Phản ứng này cũng theo cơ chế 2 bước và cũng tuân theo quy tắc Markonikov.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
29
e. Cộng với axit H2SO4:
TQ: CnH2n + HSO4H → CnH2n+1SO4H
VD:CH2=CH2 + HO-SO2-OH
→ CH3-CH-O-SO2-OH

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
30
f. Quy tăc định hướng Markonikov:
Khi cộng phân tử phân cực (HX, HOH, HClO,…) vào anken bất đối xứng (là 2 nguyên tử C có số nguyên tử H khác nhau) thì tạo ra hỗn hợp sản phẩm, trong đó sản phẩm chính tuân theo quy tắc Markonikov:
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
31
• Phần mang điện tích dương (H+, Cl+,…) cộng vào cacbon nối đôi chứa nhiều H nhất (hay C có số OXH thấp nhất).
• Phần mang điện tích âm (OH-, X-,…) cộng vào C nối đôi còn lại (hay C có số OXH cao nhất).

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
32
VD1: CH2=CH-CH3 + HOH
→ CH3-CH-CH3 (spc)
OH
→ CH2-CH2-CH3 (spp)
OH
VD2: CH2=CH-CH3 + HBr
→ CH3-CH-CH3 (spc) 2- Brom propan Br
→ CH2-CH2-CH3 (spp) 1-Brom propan
Br
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
33
2. Phản ứng trùng hợp:
VD1: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n
Poly- Etylen (PE)
Với n là hệ số trùng hợp
C2H4 là monome
-CH2-CH2- là một mắt xích

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
34
► ĐN: pư trùng hợp là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn duy nhất (polyme).
► ĐK để có phản ứng trùng hợp:
1. trong phân tử monome phải có lk π (nối đôi hoặc nối ba)
2. pư trùng hợp thường phải có xúc tác, nhiệt độ, áp suất.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
35
VD2:
nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH-)n
CH3
Poly propilen (PP)
VD3:
nCH2=CH-Cl → (-CH2-CH-)
Cl
vinyl clorua poly vinyl clorua (PVC)

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
36
3. Phản ứng ôxy hóa (phản ứng với chất OXH): do lk π gây ra.
Tác dụng với dd thuốc tím (kalipemanganat: KMnO4)
anken làm mất màu dd thuốc tím do đó dùng làm pư nhận biết anken (chú ý: ankin cũng pư với dd KMnO4)
TQ: 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
37
VD1:
3CH2=CH2 + KMnO4 + 4H2O →
3CH2-CH2 + 2MnO2 + 2KOH
OH OH
VD2:
3CH3-CH=CH-CH3 + 2KMnO4 + 4H2O → → 3CH3-CH-CH-CH3 + 2KMnO4 + 2KOH OH OH
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
38
►Chú ý: nếu thuốc tím đun nóng ở nhiệt độ cao thì C nối đôi bị gãy ra tạo thành axit (nếu nối đôi ở đầu mạch) hay xeton hoặc CO2 (nếu nối đôi không ở đầu mạch)
VD1: CH2=CH=CH3 + 5[O] KMnO4, t° CH3-COOH + CO2 + H2O
VD2: CH3-CH=C-CH3 + 3[O] KMnO4, t° CH3
CH3-COOH + CH3-C-CH3
O
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
39
b. Tác dụng với Oxy (hoặc Ozon): xúc tác PdCl2/CuCl2, t°:100°C, P:30 atm.
VD: CH2=CH2 + O2 → CH3-CHO
CH2=CH2 + O3 → CH3-CHO + O2

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
40
4. Phản ứng cháy:
TQ: CnH2n + 3n/2 O2 → nCO2 + nH2O
VD: C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
Chú ý: nếu đốt cháy một hidrocacbon nếu cho ra: số mol CO2 = số mol H2O thì suy ra số nguyên tử H gấp đôi số nguyên tử C và trong phân tử có một lk π (nếu mạch hở) hoặc vòng. CTTQ của chất đem đốt là: CnH2n
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
41
IV. Điều chế anken:
1. Loại H2O từ rượu no đơn chức: xúc tác H2SO4 đặc, t°> 170°C.
TQ: CnH2n+1OH → CnH2n + H2O.
VD: C2H5-OH → C2H4 + H2O
Trong công nghiệp người ta thực hiện pư này ở t° 350-500°C, với xúc tác là oxit nhôm (γ -Al2O3), grafit và một số chất khác.
Trong PTN người ta dùng xúc tác là H2SO4 đặc ở t° 160-180°C.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
42
VD: CH3-CH2-CH2-Cl → CH3-CH=CH2 + KCl + H2O

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
43
2. Đi từ dẫn xuất mono halogen: xúc tác KOH/rượu
TQ: R-CH-CH2 → R-CH=CH2 + HCl
H Cl
VD: CH3-CH2-CHCl-CH2Cl + Zn →
CH3-CH2-CH=CH2 + ZnCl2
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
44
3. Đi từ dẫn xuất dihalogen:
TQ:
R1-CH-CH-R2 +Zn → R1-CH=CH-R2 + Zn
X X

VD: CH≡CH + H2 → CH2=CH2
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
45
4. Đi từ ankin (CnH2n-2): xúc tác Pd (Ni), t°.
TQ: CnH2n-2 + H2 → C2H2n

VD: CH3-CH2-CH2-CH3 →
CH2=CH-CH2-CH3 + H2
CH3-CH=CH-CH3 + H2
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
46
5. Đi từ ankan (CnH2n+2): xúc tác Fe, Ni, t°.
TQ: CnH2n+2 → CnH2n + H2.

TQ: CnH2n → CaH2a + CbH2b.

16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
47
6. Crắckinh ankan:
Với n = a + b
TQ: CnH2n+1-OOCR → CnH2n + RCOOH.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
48
7. Nhiệt phân este:

CH3(CH2)nCH3 850°C-900°C H2 + CH4 + C2H4 + C3H6 + C4H8
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
49
8. Từ dầu mỏ: bằng phương pháp cracking nhiệt.
V. Một số hợp chất tiêu biểu và ứng dụng của nó:
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
50
1. Etylen:
Ở điều kiện thường, etylen là chất khí không màu, gần như không mùi, hầu như không tan trong nước (100 thể tích H2O hòa tan 0,25 thể tích khí etylen), hóa lỏng ở -105°C, thường được lấy từ các khí cracking.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
51
Etylen có tất cả các TCHH như các anken khác như đã trình bày. Trong không khí nó cháy với ngọn lửa sáng hơn ngọn lửa metan . Hỗn hợp etylen và oxy là hỗn hợp nổ mạnh vì pư tỏa nhiều nhiệt. Do đó, cũng có thể dùng hỗn hợp này để cắt, hàn kim loại như axetylen.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
52
Khả năng chuyển hóa của etylen rất phong phú. Hiện nay, etylen thường được sử dụng vào sản xuất polyetylen (PE), etylen glycol, andehit axetic, vinyl clorua, etanol,…
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
53
CH2=CH2 + Cl2 + HOH → CH2-CH2 CH2-CH2
Cl OH O
Etylen clohydrin etylen oxyt
Sản phẩm phụ của quá trình là dicloetan (CHCl-CHCl).
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
54
Tác dụng của etylen với dd clo sẽ tạo thành etylen clohydrin và từ clohydrin có thể điều chế etylen oxyt:

Tác dụng của etylen với benzen có xúc tác là Al2O3 xẽ tạo ra etylbenzen, từ đó tạo ra styren.
Styren dùng để sản xuất polystyren và dùng sản xuất cao su tổng hợp Buna-S.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
55
n CH2=CH2 (–CH2 – CH2 –)n
Polyetylen (PE)
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
56
Etylen trùng hợp tạo thành polyetylen cũng là một hợp chất cao phân tử có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống.

Ngoài ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ với rất nhiều sản phẩm quý, etylen còn dùng để giấm quả xanh vì có tác dụng kích thích sự hoạt động của các men làm quả mau chín. Do đó, có thể dụng etylen để giấm cà chua, chanh, chuối,v.v…với nồng độ rất loãng (một thể tích etylen trên 1000÷2000 thể tích không khí) ở 18÷20°C.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
57
nCH3-CH=CH2 (–CH – CH2 –)­n
CH3
Propylen poly propylen (PP)
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
58
Propylen có nhiều trong các khí cracking.
Từ propylen có thể chế tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị như poly propylen (PP), một số ancol, axeton, phenol, axetophenol…

3. Buten:
buten- 1, sử dụng hệ xúc tác Ziegler- Natta có thể điều chế được các polyme có cấu hình đồng phía, có tính bền cơ học và tính chịu kéo giãn tốt.
16/10/2008
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
59
Buten- 1, buten- 2, isobuten được lấy chủ yếu từ khí cracking. Trong số đó, buten- 1 và buten- 2 chủ yếu dùng để điều chế butadien.