CHƯƠNG I ESTE – LIPIT I. ESTE 1. Khái niệm về este: * Este là dẫn xuất của axit cacboxylic. Khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm OR thì được este (RCOOR ’ với R ’ ≠ H) * Cách viết công thức của một este bất kì : - Este do axit cacboxylic đơn chức no và rượu đơn chức no : C n H 2n+1 COOC m H 2m+1 hay C n H 2n O 2 - Este do axit cacboxylic đơn chức và rượu đơn chức : RCOOR’. - Este do axit cacboxylic đơn chức và rượu n chức : (RCOO) n R’. - Este do axit cacboxylic m chức và rượu đơn chức : R(COOR’) m . - Este do axit cacboxylic m chức và rượu n chức : R n (COO) m.n R’ m . * Tên este : gồm : Tên gốc R’ + tên anion gốc axit (đuôi at). Ví dụ : HCOOC 2 H 5 : etyl fomiat CH 3 COOCH=CH 2 : vinyl axetat C 6 H 5 COOCH 3 : metyl benzoat * Ngoài ra có một vài dẫn xuất khác của axit cacboxylic như anhidric axit (RCO) 2 O ; halogenua axit R-CO-X ; amit RCONR’ 2. Tính chất vật lí : Este không có liên kết hidro giữa các phân tử nên có nhiệt độ sôi thấp hơn so với axit và ancol có cùng số nguyên tử cacbon. Các este thường là chất lỏng, nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước, có khả năng hòa tan được nhiều chất hữ cơ. Một số este có mùi thơm như : - Isoamyl axetat : mùi chuối chín - Benzyl propionat : mùi hoa nhài - Etyl butyrat : mùi dứa - Etyl isovalerat : mùi táo 3. Tính chất hóa học : a/ Phản ứng ở nhóm chức : * Phản ứng thủy phân : - Phản ứng thủy phân trong môi trường axit (phản ứng nghịch của phản ứng este hóa) : Phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau (thuận nghịch) RCOOR’ + H 2 O 0 2 4 ,H SO t → ¬ RCOOH + R’OH - Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa) : Phản ứng một chiều RCOOR’ + NaOH → OHt 2 0 , RCOONa + R’OH Chú ý 1 : Tùy vào đặc điểm của este mà có thể có các trường hợp : Trường hợp 1 : Với este đơn chức Este + NaOH 0 t → Muối + Rượu Este + NaOH → 1 Muối + 1 Anđehit ⇒ este này khi phản ứng với dung dịch NaOH tạo ra muối có nhóm –OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 1, không bền, đồng phân hóa tạo ra andehit VD: RCOOCH=CH 2 + NaOH 0 t → RCOONa + CH 2 =CH-OH (CH 2 =CH-OH không bền chuyển thành CH 3 CHO) Este + NaOH → 1 Muối + 1 Xeton ⇒ este này khi phản ứng với dung dịch NaOH tạo ra muối có nhóm –OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 2, không bền, đồng phân hóa tạo ra xeton RCOOC=CH 2 CH 3 + NaOH t 0 VD: RCOONa + CH 2 =CHOH-CH 3 ( CH 2 =CHOH-CH 3 không bền chuyển thành CH 3 -CO-CH 3 ) Este + NaOH → 2 Muối + H 2 O ⇒ este này có gốc rượu là đồng đẳng của phenol hoặc phenol VD: RCOOC 6 H 5 + 2NaOH 0 t → RCOONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O (do phenol có tính axit nên phản ưng tiếp với NaOH tạo ra muối và nước) Este + NaOH → 1 sản phẩm duy nhất ⇒ este đơn chức 1 vòng C O R O + NaOH t 0 RCOONa OH VD: Trường hợp 2 : Với este đa chức : cách đặt công thức của este đa chức để viết phản ứng như sau : - Este do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’) x (đk : x ≥ 2) + Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : dùng công thức chung R(COO ' R ) x + Nếu este đa chức + NaOH → 1 muối + 2 rượu đơn chức ⇒ este này có tối thiểu 2 chức VD: R COOR COOR 1 2 ; R COOR 1 COOR 1 COOR 2 + Nếu este này có 5 nguyên tử oxi ⇒ este này tối đa 2 chức este (do 1 chức este có 2 nguyên tử oxi) - Este do axit đơn + rượu đa: (RCOO) y R’ (đk: y ≥ 2) - Este do axit đa + rượu đa : R y (COO) x.y R’ x (đk: y ≥ 2) ; nếu x = y ⇒ CT: R(COO) x R’ Chú ý 2: Xác định số nhóm chức este thông qua phản ứng xà phòng hóa: - NaOH este n a n = ⇒ a là số nhóm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng đẳng của nó) - n NaOH cần < 2n este (este phản ứng hết) ⇒ este này đơn chức và NaOH còn dư. - Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 1 muối và nhiều rượu đơn ⇒ hỗn hợp este này cùng gốc axit và do các rượu khác nhau tạo nên. Đặt CT hh este là ' RCOOR - Hỗn hợp este phản ứng với NaOH cho ra nhiều muối + 1 rượu ⇒ hh este này có cùng gốc rượu và do các axit khác nhau tạo nên. Đặt CT hh este là: 'RCOOR * Phản ứng khử: este bị khử bởi liti nhôm hidrua LiAlH 4 , khi đó R-CO- (gọi là nhóm axyl) trở thành ancol bậc I: RCOOR’ 4 LiAlH → R-CH 2 -OH + R’- OH b/ Phản ứng ở gốc hidrocacbon * Phản ứng cộng vào gốc không no : CH 2 =CH-COO-CH 3 + H 2 0 ,Ni t → CH 3 -CH 2 -COO-CH 3 * Phản ứng trùng hợp : nCH 2 =CH-C-OCH 3 O xt,t ,p 0 -CH 2 -CH- ( ) COOCH 3 n metyl acrylat poli metyl acrylat nCH 2 =C- COOCH 3 CH 3 xt,t ,p 0 - CH 2 - C - ( ) COOCH 3 n CH 3 metyl metacrylat poli metyl metacrylat Thủy tinh hữu cơ Nếu R là H thì este tham gia phản ứng tráng bạc 4/ Điều chế : a/ Este của ancol : Thực hiện phản ứng este hóa axit cacboxylic và ancol RCOOH + R’OH 0 2 4 ,H SO t → ¬ RCOOR’ + H2O CH 3 -COOH + C 2 H 5 OH 0 2 4 ,H SO t → ¬ CH 3 -COO-C 2 H 5 + H 2 O b/ Điều chế este của phenol : cho phenol tác dụng với anhdric axit hoặc clorua axit : C 6 H 5 OH + (CH 3 CO 2 )O → CH 3 COOC 6 H 5 + CH 3 COOH C 6 H 5 OH + CH 3 - C - Cl O CH 3 COOC 6 H 5 + HCl c/ Điều chế este không no: cho axit cacboxylic tác dụng với ankin: VD: CH 3 COOH + C 2 H 2 → CH 3 COOCH=CH 2 II/ LIPIT 1. Lipit : Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực. Lipit bao gồm chất béo, sáp, sterit, photpholipit, 2. Chất béo : Chất béo là trieste của glixerol với các axit béo đó là các axit monocacboxylic có mạch cacbon dài (thường từ 12Cđến 24C) không phân nhánh. Axit béo no thường gặp là C 15 H 35 COOH (axit panminitic) và C 17 H 35 COOH (axit steric) Axit béo không no thường gặp là C 17 H 31 COOH (axit oleic) Công thức chung của chất béo : R 1 COO-CH 2 R 2 COO-CH R 3 COOCH 2 hay CH 2 -O-CO-R 1 CH 2 -O-CO-R 3 CH-O-CO-R 2 Trong đó: R 1 , R 2 , R 3 là các gốc hidrocacbon no, không no, không phân nhánh, có thể giống nhau hoặc khác nhau 3. Tính chất vật lí: Ở nhiệt độ thường chất béo tạo bởi các axit béo no là những chất rắn (mỡ bò, mỡ cừu, ) chất béo tạo bởi các axit không no là những chất lỏng (dầu vừng, dầu lạc, ) 4. Tính chất hóa học của chất béo: a. Phản ứng thủy phân trong môi trường axit: CH 2 -O-CO-R 1 CH 2 -O-CO-R 3 CH-O-CO-R 2 + H 2 O 3 H + CH 2 -OH CH 2 -OH CH-OH + R 1 COOH R 2 COOH R 3 COOH Glixerol các axit béo b. Phản ứng xà phòng hóa: CH 2 -O-CO-R 1 CH 2 -O-CO-R 3 CH-O-CO-R 2 + NaOH 3 CH 2 -OH CH 2 -OH CH-OH + R 1 COONa R 2 COONa R 3 COONa t 0 Xà phòng c. Phản ứng hidro hóa: CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH-O-CO-C 17 H 33 + H2 3 t 0 CH 2 -O-CO-C 17 H 35 CH 2 -O-CO-C 17 H 35 CH-O-CO-C 17 H 35 Triolein (lỏng) tristearin (rắn) d. Phản ứng oxi hóa: Nối đôi C=C ở gốc axit không no của chất béo bị oxi hóa chậm bởi oxi không khí tạo thành peoxit, chất này bị phân hủy thành andehit có mùi khó chịu. Đó là nguyên nhân của hiện tượng dầu mỡ để lâu bị ôi thiu. III. CHẤT GIẶT RỬA 1. Chất giặt rửa:Là những chất khi dùng cùng với nước thì có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên các vật mà không gây phản ứng hóa học với các chất đó. 2. Xà phòng: Có thành phần chính là muối natri (hoặc kali) của axit béo, như: C 17 H 35 COONa, C 15 H 31 COONa, C 17 H 33 COONa,… 3. Chất giặt rửa tổng hợp: Có tính chất giặt rửa tương tự xà phòng VD: (CH3)-(CH2)10-CH2-OSO3Na : natri lauryl sunfat; (CH3)-(CH2)10-CH2-C6H4-SO3Na: natri dodebenzen sufonat được tổng hợp từ sản phẩm của dầu mỏ: parafin oxh → RCOOH 0 2 , ,H xt t → RCH 2 OH 2 4 H SO → RCH 2 OSO 3 H NaOH → R-CH 2 -OSO 3 - Na +