Bài giảng về khái niệm ANCOL phenol I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP 1 Định nghĩa Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl (–OH) liên kết trực tiếp với nguyê...................
Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển ANCOL I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP Định nghĩa * Ancol hợp chất hữu phân tử có nhóm hiđroxyl (–OH) liên kết trực tiếp với ngun tử cacbon no Ví dụ: CH3OH, C2H5OH… * Cơng thức tổng quát: Cn H n 22 k Ox R OH x ( với k số liên kết , x số nhóm –OH) *Ancol no, đơn chức mạch hở: Cn H n 1OH Cn H n 2O (n 1) Phân loại: Theo cấu tạo gốc hiđrocacbon: * Ancol no, đơn chức, mạch hở (CnH2n+1OH) Ví dụ : CH3OH *Ancol không no, đơn chức mạch hở Ví dụ: CH2=CH–CH2OH *Ancol thơm đơn chức Ví dụ: C6H5CH2OH OH *Ancol vịng no, đơn chức Ví dụ: (xiclohexanol) Theo số nhóm –OH: *Ancol đơn chức Ví dụ: CH3OH, C2H5OH… *Ancol đa chức Ví dụ: CH2OH–CH2OH; CH2OH–CHOH–CH2OH Theo bậc ancol: *Bậc ancol bậc nguyên tử C liên kết trực tiếp với nhóm –OH CH CH CH CH CH OH ancol bac I CH CH C H CH OH ancol bac II CH C CH OH ancol bac III Đồng phân * Ancol no có đồng phân cấu tạo : + Đồng phân mạch cacbon + Đồng phân vị trí nhóm –OH Ví dụ: Đồng phân ancol C4H10O CH3CH2CH2CH2OH: ancol butylic ; CH3CH2CH(OH)CH3: ancol sec–butylic (CH3)2CHCH2OH: ancol isobutylic ; (CH3)3COH: ancol tert–butylic Danh pháp Tên Thông thường: Tên ancol = Ancol + tên gốc ankyl + ic Ví dụ: CH3OH (CH3)2CHOH CH2 =CH–CH2OH C6H5CH2OH ancol metylic ancol isopropylic ancol anlylic ancol benzylic Tên thay thế: Tên mạch + số vị trí nhóm -OH + ol - Mạch mạch cacbon dài có chứa nhóm –OH - Số vị trí phía gần nhóm –OH Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển Công thức cấu tạo CH3CH2CH2CH2OH CH 3CH CHCH Tên thông thường Ancol butylic Ancol sec-butylic Tên thay butan–1–ol butan–2–ol Ancol isobutylic 2–metylpropan–1–ol Etilen glycol etan–1,2–điol glixergol propan–1,2,3–triol | OH CH 3CH CH 2OH | CH3 CH CH | | OH OH CH CH CH | | | OH OH OH - Ở điều kiên thường ancol từ C1 C12 chất lỏng, ancol C13 chất rắn - Các ancol C1 C3 tan vô hạn nước Khi số C độ tan H2O giảm - Ancol tan nhiều nƣớc Phân tử ancol tạo đƣợc liên kết hiđro với nƣớc III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Phản ứng H nhóm –OH ancol ● Phản ứng với kim loại kiềm Na, K 2R(OH ) x x Na 2R(ONa) x xH Ví dụ: 2C2H5OH + Na 2C2H5ONa + H2 nH Ta có: Đặt T , theo phản ứng (1) ta thấy : nR (OH )n + T = 0,5 ta suy ancol có chức –OH + T = ancol có hai chức –OH + T = 1,5 ancol có ba chức –OH nOH ( ancol ) 2nH2 Lưu ý: ta ln có nhóm OH tạo ½ khí H2 ● Phản ứng đặc trưng ancol đa chức: tác dụng với Cu(OH)2 2C3 H OH 3 Cu OH 2 C3 H OH 2 O Cu H 2O Điều kiện xảy phản ứng: Ancol chứa từ nhóm –OH trở lên có nhóm –OH liên tiếp (–OH gắn nguyên tử C cạnh nhau) * Hiện tượng: kết tủa Cu(OH)2 tan tạo thành dung dich màu xanh lam đặc trƣng Phản ứng dùng để nhận biết ancol có nhóm –OH liền kề ● Phản ứng với axit hữu cơ: (phản ứng este hóa) H ,t R CO OR ' H 2O R CO OH H OR ' o Ví dụ: CH C OH + C2H5 OH || O axit axetic etanol H ,t o CH C OC2 H + H2O || O etyl axetat Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển Phản ứng nhóm –OH ancol ● Phản ứng với ancol o H 2SO4 , 140 C R–O–R + H2O 2ROH o H 2SO4 , 140 C R–O–R’ + H2O ROH + R’OH H 2SO4 , 140 C H–OH + C2H5–O–C2H5 (đietyl ete) Ví dụ: C2H5OH + HO C2H5 Chú ý: Ngồi đồng phân ancol C4H10O cịn có đồng phân ete (R1–O–R2) Phản ứng tách nước: o o H 2SO4 , 170 C Cn H n H O Phƣơng trình: Cn H n 1OH o H SO4 d ,170 C C2 H H O Ví dụ: C2 H 5OH Quy tắc Zai-xép: Nhóm –OH ƣu tiên tách với H cacbon bậc cao bên cạnh để tạo thành liên kết đôi C = C mang nhiều nhóm ankyl I II H C CH C H CH | | | H OH H CH CH CH CH but en (san pham chính) o H SO4( d ) ,t H 2O CH CH CH CH but en ( san pham phu) Điều kiện xảy phản ứng: o Nhiệt độ 1700, xúc tác H2SO4 đặc o Ancol từ C ( CH3OH khơng có phản ứng này, CH3OH tạo ete ) o Nguyên tử cacbon bên cạnh cacbon mang nhóm –OH phải cịn ngun tử H Phản ứng oxi hóa ● Oxi hóa khơng hồn tồn + Ancol bậc bị oxi hóa CuO (to) cho sản phẩm anđehit t RCHO + Cu↓ + H2O R–CH2OH + CuO + Ancol bậc hai bị oxi hóa CuO (to) cho sản phẩm xeton o t R–COR’ + Cu↓ + H2O R–CH(OH)–R’ + CuO + Ancol bậc III khó bị oxi hóa ● Oxi hóa hồn tồn ( phản ứng cháy): tạo CO2 H2O o t nCO2 n 1 H 2O Đốt cháy ancol no: Cn H n 1OH O2 o IV ĐIỀU CHẾ Điều chế etanol công nghiệp H SO4 ,300 C CH 3CH 2OH ● Hiđrat hoá etilen xúc tác axit CH CH HOH o Enzim ● Lên men tinh bột (phương pháp lên men sinh hóa) (C6 H10O5 )n nH 2O nC6 H12O6 Enzim C6 H12O6 2C2 H5OH 2CO2 Điều chế metanol cơng nghiệp Cu 2CH3OH ● Oxi hố khơng hồn tồn metan 2CH O2 200o C ,100 atm ZnO , CrO3 ● Từ cacbon oxit khí hiđro CO H CH 3OH 400o C ,200 atm Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển PHENOL I ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, CẤU TẠO Định nghĩa * Phenol hợp chất hữu phân tử có nhóm –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử C vòng benzen Chú ý: Phân biệt phenol ancol thơm * Ancol thơm, hợp chất hữu có nhóm –OH liên kết với C mạch nhánh vòng benzen OH HO CH2 OH CH3 Ví dụ: Phenol 2-metylphenol (o–Crezol) ancol benzylic Phân loại * Phenol đơn chức: phân tử có nhóm –OH HO HO HO CH3 CH3 2–metylphenol (o–Crezol) 3–metylphenol (m–Crezol) * Phenol đa chức: phân tử co nhiều nhóm –OH CH3 4–metylphenol (p–Crezol) OH OH OH OH OH Catechol Cấu tạo phân tử phenol Rezoxinol OH Hidroquinon * Gốc –C6H5 hút e làm cho liên kết O–H phân tử phenol phân cực liên kết O–H ancol H –OH phenol linh động H –OH ancol biểu tính axit yếu (phenol có tên gọi khác axit phenic) * Do có hiệu ứng liên hợp nên cặp e chưa sử dụng nguyên tử O bị hút phía nhân benzen làm cho mật đọ e vòng benzen đặc biệt vị trí o, p tăng lên nên dễ phản ứng vào vòng benzen phenol ưu tiên vào vị trí o, p Vì nhóm –OH gốc phenyl –C6H5 phân tử phenol có ảnh hƣởng qua lại lẫn Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển II TÍNH CHẤT VẬT LÝ * Phenol C6H5OH chất rắn, khơng màu, tan nƣớc lạnh, tan nhiều nƣớc nóng ,tan vơ hạn 66oC, tan tốt etanol, ete axeton * Phenol độc, tiếp xúc với da gây bỏng, để lâu khơng khí bị chảy rữa thẫm màu hút ẩm va bị oxi hóa oxi khơng khí * Phenol có liên kết hiđrơ liên phân tử III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Tính chất axit: * Phản ứng với kim loại kiềm ( Na, K…) 2C6 H5OH 2Na 2C6 H5ONa H Natri phenolat Phản ứng dùng để phân biệt phenol anilin * Phản ứng với dung dịch bazơ: C6 H 5OH NaOH C6 H 5ONa H 2O Ancol khơng có phản ứng này, chứng tỏ nguyên tử H phenol linh động H ancol Chứng minh đƣợc ảnh hƣởng gốc phenyl –C6H5 đến nhóm –OH * Phenol bị CO2 đẩy khỏi muối: C6 H5ONa CO2 H 2O C6 H5OH NaHCO3 Phenol có tính axit yếu axit cacbonic Phenol khơng làm đổi màu quỳ tím Tính axit: ancol < phenol < H2CO3 Phản ứng vòng benzen a Phản ứng dung dịch Brom Hiện tượng: Phenol làm màu dung dịch nƣớc brom tạo kết tủa trắng Dùng dung dịch nƣớc Br2 dùng để nhận biết phenol Phản ứng chứng minh ảnh hƣởng –OH lên vòng benzen b Phản ứng nitro hóa OH OH HNO3 H2SO4 O2N NO2 H2O 2,4,6–trinitro phenol (axit picric) NO2 * Axit picric chất rắn màu vàng đƣợc dùng làm thuốc nổ IV ỨNG DỤNG * Sản xuất nhựa phenol fomanđehit dùng làm chất dẻo, chất kết dính * Sản xuất dƣợc phẩm, phẩm nhuộm, thuốc nổ, chất kích thích tăng trƣởng, chất diệt cỏ, diệt nấm mốc… * Điều chế phenol: Sgk Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển BÀI TẬP ANCOL DẠNG 1: PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI KIỀM Phƣơng trình phản ứng tổng quát : 2R(OH )n 2nNa 2R(ONa)n nH (1) Đặt T nH nR (OH )n n , theo phản ứng (1) ta thấy : + T=0,5 ta suy ancol có chức –OH + T=1, ancol có hai chức –OH + T=1,5, ancol có ba chức –OH nOH ( ancol ) 2nH2 Lưu ý: Ta ln có nhóm OH tạo ½ khí H2 Một số lƣu ý khác: mbinh tang mancol – mH2 Chú ý: Khi cho dung dịch ancol có DRo VR 100 a , Vdung dich Vancol VH2O Vdd Phản ứng với kim loại kiềm Na, K xảy hai phản ứng: H 2O Na NaOH H nHH22O nH2 nHancol 2 R(OH ) n 2nNa R(ONa) n nH Khi làm tập liên quan đến phản ứng ancol với Na, K nên ý đến việc sử dụng phƣơng pháp giải toán nhƣ : bảo toàn khối lƣợng, tăng giảm khối lƣợng, bảo toàn nguyên tố, phƣơng pháp trung bình, đƣờng chéo DẠNG 2: PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY: (ĐỐT CHÁY CƠ BẢN) Khi đốt cháy ancol no: Cn H n 2Ox 3n x t0 O2 n CO2 (n 1) H 2O (1) Ancol no, đơn chức mạch hở * x = 3n to Cn H n O O2 n CO2 (n 1) H 2O (2) Nhận xét : nH O nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, ta có: ( với ancol no) nancol nH 2O nCO2 n O 2 nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở: m mAncol mH O CO2 11 * Khi giải tập đốt cháy ancol hỗn hợp ancol ta sử dụng: bảo toàn khối lƣợng, bảo toàn ngun tố, phƣơng pháp trung bình…để tính tốn Ta có: Bảo toàn oxi: O : nOH 2nO 2nCO2 nH 2O ancol đơn O : nancol 2nO2 2nCO2 nH 2O Bảo toàn khối lƣợng: m : mX mO2 mCO2 mH 2O hay m : mX mC mH mO Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển DẠNG 3: PHẢN ỨNG TÁCH NƢỚC VÀ NHÓM OH Phản ứng tách H2O ancol tạo ete hidrocacbon ( anken ancol no, đơn chức, mạch hở) Tách H2O tạo anken ancol no đơn chức, mạch hở H SO4 ( d ) ,170 C * Phƣơng trình: Cn H 2n 1OH Cn H n H 2O (n 2) * Tỉ khối d M Anken tạo anken) (sản phẩm nhỏ ancol M Ancol nancol nanken nH 2O * mancol manken mH 2O Tách H2O tạo ete từ ancol đơn chức H SO4 * Phƣơng trình tổng quát: ROH R O R H 2O * Tỉ khối d M Ete tạo ete ) ( sản phẩm lớn ancol M Ancol nete nH O nancol 2.nH 2O 2.nete * mancol mete mH 2O * Luôn có ancol tạo 1ete 1H2O * Trong trƣờng hợp toán cho số mol ete nhau, điều đồng nghĩa với số mol ancol tham gia phản ứng tạo ete Trang Giáo Viên: Trần Vũ Thế Hiển CHUYÊN ĐỀ ĐỐT CHÁY MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN GHI NHỚ 2C H Đối với hợp chất có nhóm chức chứa oxi: k = số liên kết π + số vòng = * Tác dụng với Na/K: nhóm chức –OH (ancol phenol…) , –COOH Khối lƣợng bình tăng mhchc – mH2 Số mol : nNa nOH nCOOH 2nH2 * Tác dụng với NaHCO3 : nhóm chức –COOH nCOOH nNaHCO3 nCO2 * Tác dụng với NaOH : nhóm chức –OH phenol, –COOH (axit cacboxylic); –COO– (este) Số mol nhóm chức = số mol NaOH Đốt cháy chất hữu cơ: Cx H y Oz O2 CO2 H 2O H O y z x 4 Để giải toán ta sử dụng phƣơng pháp sau Ta có: O2 C * Quan hệ cháy: nCO2 nH2O (k 1)nhh nN2 nCO2 nH2O n nhh nN2 key : nCO nH 2O nC C nCOO nhh nN2 * Bảo toàn khối lƣợng: m : mX mO mCO2 mH 2O m : mX mC mH mO ( X ) * Bảo toàn Oxi: O : nO ( X ) 2nO 2nCO nH O Nếu dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4(đặc) thấy khối lƣợng bình tăng m1 gam, khí m1 mH 2O dẫn tiếp vào bình đựng dung dịch kiềm dƣ thấy khối lƣợng bình tăng m2 gam m2 mCO2 Nếu cho sản phẩm cháy qua dung dịch kiềm thì: 2 + Khối lƣợng bình tăng: mbinh tang (mCO2 mH2O )hap thu + Khối lƣợng dung dịch: mdd tang (mCO2 mH2O ) mket tua mddgiam mket tua (mCO2 mH2O ) Số C nCO2 nX Số H nH O nX Số O nO ( X ) nX Trang ... OH CH3 Ví dụ: Phenol 2-metylphenol (o–Crezol) ancol benzylic Phân loại * Phenol đơn chức: phân tử có nhóm –OH HO HO HO CH3 CH3 2–metylphenol (o–Crezol) 3–metylphenol (m–Crezol) * Phenol đa chức:... OH - Ở điều kiên thường ancol từ C1 C12 chất lỏng, ancol C13 chất rắn - Các ancol C1 C3 tan vô hạn nước Khi số C độ tan H2O giảm - Ancol tan nhiều nƣớc Phân tử ancol tạo đƣợc liên kết... đốt cháy ancol no, ta có: ( với ancol no) nancol nH 2O nCO2 n O 2 nCO2 * Khi đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở: m mAncol mH O CO2 11 * Khi giải tập đốt cháy ancol hỗn