Tetrabromoethanelà chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt, có mùi hăng tương tự như nước brom. Công thức hóa học của nó là C2H4Br4, CAS 79-27-6. Mật độ của nó là 2,27 gram trên mỗi cm khối, nhiệt độ sôi là 198,5 độ và điểm nóng chảy là 9,6 độ. Trong cấu trúc phân tử của tetrabromoethane, bốn nguyên tử brom được nối với các nguyên tử carbon, tạo thành bốn đơn vị bromomethyl. Cấu trúc này mang lại cho tetrabromoethane tính ổn định cao trong các phản ứng hóa học. Tetrabromoethane có chỉ số khúc xạ cao và có thể được sử dụng để chế tạo vật liệu quang học và dung môi. Nó có khả năng hòa tan tốt và có thể hòa tan các chất hữu cơ khác nhau nên được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, dược phẩm, v.v. Ngoài ra, tetrabromoethane còn có thể được sử dụng làm chất chữa cháy và chất chống cháy để ngăn chặn và ngăn cháy.
(Liên kết sản phẩm: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/1-1-2-2-tetrabromoethane-cas-79-27-6.html)
Tetrabromoethane là một hợp chất hữu cơ có tính chất hóa học tương đối ổn định, nhưng nó có thể trải qua một số phản ứng hóa học trong những điều kiện cụ thể.
1. Phản ứng thay thế
Phản ứng thế của tetrabromoethane đề cập đến phản ứng trong đó một hoặc nhiều nguyên tử brom trong phân tử tetrabromoethane được thay thế bằng các nhóm chức khác. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng thế của tetrabromoethane:
1.1 Phản ứng thay thế nucleophil
Phản ứng thay thế nucleophilic đề cập đến sự tấn công của haloalkan hoặc este bằng thuốc thử nucleophilic, dẫn đến sự thay thế một phần các nguyên tử halogen. Trong phản ứng thay thế nucleophilic của tetrabromoethane, thuốc thử nucleophilic (như rượu natri, amoniac, v.v.) tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane, khiến nguyên tử brom đó bị thay thế bằng thuốc thử nucleophilic.
Các bước phản ứng:
(1) Thuốc thử nucleophilic tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane để tạo thành hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian được thay thế bằng thuốc thử nucleophilic, tạo thành sản phẩm thay thế.
(3) Loại bỏ hydro halogenua hoặc các proton khác để tạo ra sản phẩm cuối cùng.
C2H4anh4 + RO-+ Anh- → C2H4anh3HOẶC + Br-
(trong đó RO-đại diện cho thuốc thử nucleophilic như rượu natri)
1.2 Phản ứng thế ái điện
Phản ứng thế ái điện là đề cập đến sự tấn công của haloalkan hoặc este bằng thuốc thử ái điện, dẫn đến sự thay thế một phần các nguyên tử halogen. Trong phản ứng thế ái điện của tetrabromoethane, thuốc thử ái điện tử (như clo, brom, v.v.) tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane, khiến nguyên tử brom đó bị thay thế bằng thuốc thử ái điện.
Các bước phản ứng:
(1) Thuốc thử ái điện tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane, tạo thành hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian được thay thế bằng thuốc thử ái điện, tạo thành sản phẩm thế.
(3) Loại bỏ hydro halogenua hoặc các proton khác để tạo ra sản phẩm cuối cùng.
C2H4anh4 + X2 → C2H4X2anh2 + 2HBr
(trong đó X đại diện cho thuốc thử có ái lực điện như clo và brom)
2. Phản ứng thủy phân
Phản ứng thủy phân tetrabromoethane đề cập đến quá trình tetrabromoethane phản ứng với hydroxit trong nước để loại bỏ hydro bromua và tạo ra ethylene glycol. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng thủy phân tetrabromoethane:
Các bước phản ứng:
(1) Tetrabromoethane tạo thành cặp axit-bazơ liên hợp với nước
(2) Các cặp axit-bazơ liên hợp tạo ra ion brom và ethylene glycol thông qua quá trình chuyển điện tử
(3) Ion brom kết hợp với ion hydroxit tạo thành hydro bromua, còn ethylene glycol thu được ion hydro từ nước để tạo ra ethylene glycol
C2H4anh4 + 2H2Ồ + 2Ôi- → C2H6O2 + 4Anh- + 2H2O
Cần lưu ý rằng phản ứng thủy phân tetrabromoethane đòi hỏi phải đun nóng và bổ sung kiềm để thúc đẩy phản ứng. Đồng thời, trong quá trình phản ứng sẽ sinh ra hydro bromua, cần tránh phản ứng với chất kiềm để tránh ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất sản phẩm.
3. Phản ứng oxy hóa
Tetrabromoethane có thể bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa, chẳng hạn như khi đun nóng với dung dịch nước bạc nitrat và dung dịch nước natri hydroxit, hydro bromua có thể được loại bỏ để tạo thành glyoxal. Phản ứng oxy hóa đề cập đến quá trình tetrabromoethane làm mất các nguyên tử brom dưới tác dụng của chất oxy hóa. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng oxy hóa tetrabromoethane:
(1) Tetrabromoethane phản ứng với các chất oxy hóa như bạc nitrat và hydro peroxide để tạo thành các hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa để tạo thành các hợp chất khác.
(3) Loại bỏ hydro bromua hoặc các sản phẩm khác để tạo ra sản phẩm oxy hóa cuối cùng.
C2H4anh4 + 2NaOH + HNO3 → C2H4O2 + 4NaBr + H2O
4. Phản ứng khử
Tetrabromoethane có thể được khử bằng các chất khử, chẳng hạn như khi phản ứng với natri kim loại trong amoniac lỏng, hydro bromua có thể được loại bỏ để tạo ra etan.
Phản ứng khử của tetrabromoethane đề cập đến quá trình khử tetrabromoethane thành ethane thông qua chất khử. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng khử tetrabromoethane:
(1) Tetrabromoethane phản ứng với các chất khử như hydro và natri để tạo thành các hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian bị khử bằng chất khử để tạo ra etan.
(3) Loại bỏ hydro bromua hoặc các sản phẩm khác để tạo ra sản phẩm khử cuối cùng.
C2H4anh4 + 4H2 → C2H6 + 4Anh-
(trong đó H2đại diện cho hydro)
5. Phản ứng hydro hóa
Phản ứng hydro hóa tetrabromoethane đề cập đến quá trình khử tetrabromoethane thành ethane thông qua chất khử hydro hóa. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng hydro hóa tetrabromoethane:
(1) Tetrabromoethane phản ứng với các chất khử hydro hóa (như hydro, formaldehyd, v.v.) để tạo thành các hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian bị khử bằng chất khử hydro hóa để tạo ra etan.
(3) Loại bỏ hydro bromua hoặc các sản phẩm khác để tạo ra sản phẩm khử cuối cùng.
C2H4anh4 + 4H2 → C2H6 + 4Anh-
(trong đó H2 đại diện cho hydro)
6. Phản ứng crackinh
Phản ứng nứt của tetrabromoethane thường được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ cao, có liên quan đến phản ứng nứt. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng nứt của tetrabromoethane:
(1) Tetrabromoethane trải qua phản ứng nhiệt phân trong điều kiện nhiệt độ cao, tạo ra ethylene và hydro bromide.
(2) Ethylene tiếp tục bị phân hủy ở nhiệt độ cao, tạo ra khí metan và hydro bromua.
(3) Mêtan và hydro bromua tiếp tục phản ứng tạo ra hydro và bromometan.
C2H4anh4 → C2H4 + 4Anh-(đây là phản ứng bước đầu tiên)
C2H4→ CH4 + Anh2(đây là phản ứng bước thứ hai và thứ ba)
7. Phản ứng với kim loại
Phản ứng giữa tetrabromoethane và kim loại thường liên quan đến phản ứng thay thế nucleophilic, trong đó kim loại đóng vai trò là thuốc thử nucleophilic để tấn công các nguyên tử brom của tetrabromoethane và dẫn đến phản ứng thay thế. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng của tetrabromoethane với kim loại:
(1) Kim loại đóng vai trò là chất phản ứng ái nhân để tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane, tạo thành hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian được thay thế bằng thuốc thử nucleophilic, tạo thành sản phẩm thay thế.
(3) Loại bỏ hydro bromua hoặc các sản phẩm khác để tạo ra sản phẩm thay thế cuối cùng.
C2H4anh4 + R-M → C2H4anh3-R + RM-Br
(trong đó R đại diện cho nhóm alkyl hoặc aryl và M đại diện cho kim loại)
8. Phản ứng với axit
Phản ứng giữa tetrabromoethane và axit thường liên quan đến phản ứng thay thế nucleophilic, trong đó axit đóng vai trò là thuốc thử nucleophilic để tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane và dẫn đến phản ứng thay thế. Sau đây là các bước chi tiết và phương trình hóa học cho phản ứng của tetrabromoethane với axit:
(1) Axit đóng vai trò là chất phản ứng ái nhân để tấn công nguyên tử brom của tetrabromoethane, tạo thành các hợp chất trung gian.
(2) Nguyên tử brom trong các hợp chất trung gian được thay thế bằng thuốc thử nucleophilic, tạo thành sản phẩm thay thế.
(3) Loại bỏ hydro bromua hoặc các sản phẩm khác để tạo ra sản phẩm thay thế cuối cùng.
C2H4anh4+ R-COOH → C2H4anh3-R + R-COOH-BR
(trong đó R đại diện cho alkyl hoặc aryl)