Viết pt:
Butan Butađien->cao su buna
but-1-en ->Butadien->sản phẩm(-80C,Br2,1:1)
Butan <=>Butađien->cao su buna
but-1-en ->Butadien->sản phẩm(-80C,Br2,1:1)
Sơ đồ chuyển hóa 1: Butan ⇌ Butađien → Cao su buna
-
Bước 1: Chuyển hóa Butan thành Buta-1,3-đien (Butađien)
Đây là phản ứng đề hidro hóa (tách khí hidro) từ một ankan để tạo ra ankađien liên hợp. Phản ứng này cần điều kiện nhiệt độ cao và xúc tác thích hợp.
Phương pháp: Viết phương trình phản ứng đề hidro hóa, cân bằng số nguyên tử Carbon và Hidro ở hai vế. Lưu ý butan (\(C_4H_{10}\)) tách 2 phân tử hidro (\(2H_2\)) để tạo thành buta-1,3-đien (\(C_4H_6\)).
Phương trình hóa học:
\[CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t^o, xt} CH_2=CH-CH=CH_2 + 2H_2\] -
Bước 2: Trùng hợp Buta-1,3-đien thành Cao su buna
Đây là phản ứng trùng hợp, các phân tử buta-1,3-đien (monome) kết hợp với nhau tạo thành một chuỗi phân tử dài gọi là polime (cao su buna).
Phương pháp: Viết phương trình phản ứng trùng hợp. Trong điều kiện thích hợp, các liên kết đôi ở vị trí 1,2 và 3,4 sẽ tái sắp xếp để tạo thành một liên kết đôi ở giữa (vị trí 2,3) trong mắt xích polime và các liên kết đơn nối các mắt xích lại với nhau. Xúc tác cho phản ứng này thường là Natri (Na), nên có tên là Buna (Butađien + Natri).
Phương trình hóa học:
\[nCH_2=CH-CH=CH_2 \xrightarrow{t^o, p, xt} (-CH_2-CH=CH-CH_2-)_n\]
Tên gọi: Poli(buta-1,3-đien) hay Cao su Buna.
Sơ đồ chuyển hóa 2: But-1-en → Butađien → Sản phẩm cộng Br₂ ở -80°C
-
Bước 1: Chuyển hóa But-1-en thành Buta-1,3-đien
Tương tự như phản ứng trên, đây cũng là một phản ứng đề hidro hóa. Tuy nhiên, nguyên liệu ban đầu là anken (but-1-en) nên chỉ cần tách 1 phân tử hidro (\(H_2\)) để tạo ra ankađien.
Phương pháp: Viết phương trình phản ứng đề hidro hóa từ but-1-en (\(C_4H_8\)) thành buta-1,3-đien (\(C_4H_6\)).
Phương trình hóa học:
\[CH_2=CH-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t^o, xt} CH_2=CH-CH=CH_2 + H_2\] -
Bước 2: Phản ứng cộng Br₂ vào Buta-1,3-đien ở -80°C (tỉ lệ 1:1)
Đây là một phản ứng rất đặc trưng của ankađien liên hợp. Phản ứng có thể xảy ra theo hai hướng: cộng 1,2 hoặc cộng 1,4. Hướng của phản ứng phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ.
Phương pháp và giải thích:- Ở nhiệt độ thấp (khoảng \(-80^\circ C\)), phản ứng ưu tiên xảy ra theo hướng cộng 1,2. Đây là hướng được kiểm soát bởi động học (sản phẩm tạo thành nhanh hơn). Brom sẽ cộng vào một trong hai liên kết đôi.
- Ở nhiệt độ cao (khoảng \(40^\circ C\)), phản ứng ưu tiên xảy ra theo hướng cộng 1,4. Đây là hướng được kiểm soát bởi nhiệt động học (sản phẩm tạo thành bền hơn).
Vì đề bài yêu cầu ở \(-80^\circ C\), sản phẩm chính sẽ là sản phẩm cộng 1,2.
Phương trình hóa học (viết sản phẩm chính):
\[CH_2=CH-CH=CH_2 + Br_2 \xrightarrow{-80^\circ C} CH_2=CH-CHBr-CH_2Br\]
Tên sản phẩm chính: 3,4-đibromobut-1-en.
Hy vọng với lời giải chi tiết và những giải thích đi kèm, các em đã nắm vững hơn kiến thức về phản ứng của ankan, anken và ankađien. Đây là những nền tảng quan trọng cho chương trình Hóa học hữu cơ. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi nhé. Chúc các em học tốt
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
1.
C4H10 –to,xt–> CH2=CH-CH=CH2 + 2H2
nCH2=CH-CH=CH2 –to,xt,p–> (-CH2-CH=CH-CH2-)n
2.
CH2=CH2-CH2-CH2 –to,xt–> CH2=CH-CH=CH2 + H2
CH2=CH-CH=CH2 + Br2 —> Br-CH2-CH(Br)-CH=CH2