Tóm tắt lý thuyết về Hợp chất carbonyl

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

2. Phản ứng oxy hóa

Aldehyde dễ bị oxy hóa → acid:

3. Phản ứng khử

Cả aldehyde và ketone có thể bị khử thành ancol:

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):

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