Dưới đây là tóm tắt lý thuyết đầy đủ, dễ hiểu và hệ thống về hợp chất carbonyl – một nhóm hợp chất rất quan trọng trong hóa học hữu cơ, có mặt trong thuốc, mùi hương, polymer, thực phẩm và sinh học.
🧪 I. Định nghĩa hợp chất carbonyl
Hợp chất carbonyl là những hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức carbonyl –C=O trong phân tử.
👉 Nhóm carbonyl: một nguyên tử carbon liên kết đôi với một nguyên tử oxy.
🧬 II. Phân loại hợp chất carbonyl
| Loại hợp chất | Công thức chung | Ví dụ |
|---|---|---|
| Aldehyde (anđehit) | R–CHO | Formaldehyde, Acetaldehyde |
| Ketone (xeton) | R–CO–R' | Acetone, Butanone |
| Acid carboxylic | R–COOH | Axit axetic, axit benzoic |
| Este | R–COOR' | Methyl acetate |
| Amid | R–CONH₂ | Acetamide |
| Anhydride acid | (RCO)₂O | Acetic anhydride |
| Acyl halide | R–COX (X = Cl, Br…) | Acetyl chloride |
👉 Tất cả các nhóm này đều có nhóm –C=O, nhưng tính chất khác nhau tùy vào nhóm kế bên.
⚛️ III. Đặc điểm cấu trúc của nhóm –C=O
| Tính chất | Ý nghĩa |
|---|---|
| Liên kết đôi C=O | Gồm 1 liên kết σ (sigma) và 1 liên kết π (pi) |
| Carbonyl C là điện dương | Bị hút e bởi O → dễ bị tấn công bởi tác nhân nucleophile |
| Oxy mang điện âm δ- | Có thể tạo liên kết H hoặc phản ứng với acid mạnh |
🧪 IV. Tính chất hóa học chung của hợp chất carbonyl
✅ 1. Phản ứng cộng nucleophile
-
Điển hình ở aldehyde và ketone
R–CHO+HCN→R–CH(OH)–CN
✅ 2. Phản ứng oxy hóa
-
Aldehyde dễ bị oxy hóa → acid:
R–CHO+[O]→R–COOH
✅ 3. Phản ứng khử
-
Cả aldehyde và ketone có thể bị khử thành ancol:
R–CHO+[H]→R–CH2OHR–CO–R′+[H]→R–CH(OH)–R′
✅ 4. Phản ứng thế ở acid carboxylic
-
Thay nhóm –OH → tạo este, amid, acyl chloride…
🧪 V. Phản ứng đặc biệt nhận biết aldehyde
-
Phản ứng tráng bạc (Tollens):
R–CHO+[Ag(NH3)2]+→R–COOH+Ag↓(gươngbạc)
-
Phản ứng Fehling (Cu²⁺ → Cu₂O đỏ gạch)
👉 Ketone không phản ứng được, dùng để phân biệt với aldehyde.
🔬 VI. Ứng dụng hợp chất carbonyl
| Nhóm chất | Ứng dụng chính |
|---|---|
| Aldehyde (formaldehyde) | Sát trùng, sản xuất nhựa |
| Ketone (acetone) | Dung môi, mỹ phẩm, tẩy sơn |
| Acid carboxylic | Dấm ăn (acetic), bảo quản thực phẩm |
| Este | Mùi hương, thực phẩm, dung môi |
| Amid | Tổng hợp dược phẩm, thuốc trừ sâu |
🧠 VII. Tóm tắt nhanh
| Nhóm carbonyl | Công thức | Đặc điểm nổi bật |
|---|---|---|
| Aldehyde | R–CHO | Dễ oxy hóa, phản ứng tráng bạc |
| Ketone | R–CO–R' | Ổn định hơn, không tráng bạc |
| Acid / Este / Amid... | R–CO–X | Phản ứng thế nhóm –OH |
