Ly thuyet dan xuat halogen-ancol-phenol

Cấu tạo, đồng phân, danh pháp *Cấu tạo -Định nghĩa: Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử hiđrocacbon bằng các nguyên tử halogen ta được dẫn xuất halogen của hiđroc

Trang 1

ĐT: 0986.939.308-099.369.3704 thuhang07012009@gmail.com Chuyên LTĐH và gia sư môn Hóa học

CHUYÊN ĐỀ V DẪN XUẤT HALOGEN-ANCOL-PHENOL

A LÍ THUYẾT

I DẪN XUẤT HALOGEN

1 Cấu tạo, đồng phân, danh pháp

*Cấu tạo

-Định nghĩa: Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử hiđrocacbon bằng các nguyên tử

halogen ta được dẫn xuất halogen của hiđrocacbon, thường gọi tắt là dẫn xuất halogen

Gốc hiđrocacbon Halogen ( có thể no, không no,

thơm)

( có thể là F, Cl, Br, I)

và đồng thời một vài halogen khác

-Tùy thuộc vào cấu trúc của hiđrocacbon mà ta có:

Dẫn xuất halogen no (VD: CH3-CH2-Cl)

Dẫn xuất halogen không no (VD: CH2=CH-Cl)

Dẫn xuất halogen thơm (VD: C6H5-Cl)

-Tùy thuộc vào bản chất của nguyên tố halogen mà ta có: Dẫn xuất clo, dẫn xuất brom, dẫn xuất iot

-Tùy thuộc vào số lượng nguyên tố halogen mà ta có: Dẫn xuất mono halogen, đihalogen, trihalogen

* Bậc halogen bằng bậc của cacbon liên kết với nguyên tử halogen

*Đồng phân

-Dẫn xuất halogen có đồng phân mạch cacbon

VD CH3-CH2-CH2-CH2Cl

CH3

CH3-CH-CH2-Cl

-Đồng phân vị trí nguyên tử halogen

VD CH3-CH2-CH2-CH2Cl

Cl

CH3-CH-CH2-CH3

-Đồng phân về vị trí liên kết đôi, đồng phân cis-trans (nếu gốc hiđrocacbon là gốc không no)

*Danh pháp

+Tên thông thường: Số ít dẫn xuất halogen được gọi theo tên thông thường

VD: CHCl3: clorofom

CHBr3: Brorofom

+ Tên gốc chức: Tên gốc hiđrocacbon + Tên halogenua

( Gốc + Chức)

VD: CH2Cl2: Metylen clorua

CH2=CHCl: Vinylclorua

Trang 2

+Tên thay thế: Tên thay thế tức là coi các nguyên tử halogen là những nhóm thế dính vào mạch chính

của hiđrocacbon

VD: Cl2CHCH3: 1,1-đicloetan

ClCH2CH2Cl: 1,2-đicloeta

2 Tính chất

*Tính chất vật lí

-Ở điều kiện thường các dẫn xuất của halogen có phân tử khối nhỏ như CH3Cl, CH3Br là những chất khí

Các dẫn xuất halogen có phân tử khối lớn hơn ở thể lỏng, nặng hơn nước VD: CHCl3, C6H5Br…Những

dẫn xuất polihalogen có phân tử khối lớn hơn nữa ở thể rắn VD: CHI3

-Nhiệt độ sôi cao hơn các akan tương ứng và tăng dần theo mạch C cũng như nguyên tử khối của

halogen

*Tính chất hóa học

C

1 Phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhóm –OH:

- Dẫn xuất ankylhalogenua:

CH3CH2CH2Cl + HOH t

0

Không xảy ra

CH3CH2CH2Cl + NaOH CH3CH2CH2OH + NaCl

- Dẫn xuất anlylhalogenua:

RCH =CHCH2X + HOH RCH =CHCH2OH + HX

RCH= CHCH2X + NaOH RCH = CHCH2OH + NaX

- Dẫn xuất phenylhalogenua:

C6H5Cl + 2NaOH t0 cao, p cao C6H5ONa + NaCl + H2O

2 Phản ứng tách hiđro halogenua: Tuân theo quy tắc tách Zaixep

C

Br

C

H2

t o , ancol

CH3-CH-CH2-CH3+

CH-CH2-CH3

CH-CH3

CH3-CH spp

spc

Quy tắc Zai-xep: Trong phản ứng tách HX, X ưu tiên tách ra cùng với nguyên tử H ở C bên cạnh có bậc

cao hơn là sản phẩm chính

Trang 3

3 Phản ứng với magiê:

RX + Mg RMgX

RMgX + H2O RH + 1

2MgX2 +

1

2Mg(OH)2

4 Phản ứng Wurt: dẫn xuất ankan halogenua + Na

2CH3-CH2-I +Na ete khan CH3-CH2-CH2-CH3 +2NaI

5 Phản ứng tách halogen từ dẫn xuất 1,2-đihalogen:

CH3-CHBr-CH2Br+Zn t

0

CH3-CH=CH2 +ZnBr2

3 Ứng dụng, điều chế

*Ứng dụng: SGK

*Điều chế

+Phản ứng thế và cộng halogen vào hiđrocacbon

+Phản ứng thế vào ancol

0

C2H5-Br + H2O

+Các dẫn xuất flo và iot không điều chế trực tiếp mà phải qua ngiều bước trung gian

II ANCOL

1 Cấu tạo, đồng phân, danh pháp

*Định nghĩa-Cấu tạo

+Định nghĩa: Ancol là những hợp chất hữu cơ, trong phân tử có nhóm hidroxyl (-OH) liên kết trực tiếp

với nguyên tử cacbon no (Nhóm -OH gọi là -OH ancol), Những hợp chất có nhóm hidroxyl (-OH) liên

kết trực tiếp với nguyên tử C=C và nhiều nhóm -OH liên kết với cùng một nguyên tử C đều không bền

+Cấu trúc: Do O có độ âm điện (3,5) lớn hơn C (2,5) và H (2,1) nên liên kết C-O và O-H đều phân cực

về phía O, trong đó liên kết O-H phân cực mạnh hơn

+Bậc của ancol: Là bậc của nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nhóm -OH

+Phân lọai: Một số ancol tiêu biểu:

a Ancol no, đơn chức, mạch hở:

Có 1 nhóm -OH liên kết với gốc ankyl : CnH2n + 1-OH hay C2H2n+2O (n≥1)

VD: CH3OH, C2H5OH,CH3CH2CH2OH

b Ancol không no, đơn chức, mạch hở:

Có 1 nhóm -OH liên kết với cacbon no của gốc hiđrocacbon không no

VD: CH2=CH-CH2-OH (ancol allylic)

c Ancol thơm, đơn chức:CnH2n -7OH

Có 1 nhóm -OH liên kết với cacbon no thuộc mạch nhánh của vòng benzen

Trang 4

VD: C6H5-CH2-OH (ancol benzylic)

d Ancol vòng no, đơn chức:CnH2n -1OH

Có 1 nhóm -OH liên kết với cacbon no thuộc gốc HC vòng no

e Ancol no đa chức:

OH

xiclohexanol VD:

Có 2 hay nhiều nhóm -OH : CnH2n + 2-x (OH)x hay C2H2n+2Ox (n≥2, x≥2, x≤n)

VD: C2H4(OH)2, C3H5(OH)3

*Đồng phân

-Đồng phân mạch cacbon:

CH3-CH-CH2-OH

CH3-CH2-CH2-CH2-OH và

V D :

-Đồng phân vị trí nhóm -OH

CH3-CH-CH2-CH3

V D :

Cách tính nhanh số đồng phân của ancol no, đơn chức, mạch hở:: CnH2n + 1-OH hay C2H2n+2O (n≥1)

Số đồng phân = 2n-2 với 1< n <6

VD: Số đồng phân của ancol có công thức phân tử là :

a C3H8O = 23-2 = 2

b C4H10O = 24-2 = 4

c C5H12O = 25-2 = 8

*Danh pháp

a Tên thông thường: Ancol +tên gốc ankyl+ ic

CH3OH Ancol metylic

CH3-CH2-CH2-CH2-OH Ancol butylic

CH3 - C - OH Ancol ter - butylic

CH3

CH3 – CH– CH2 – OH Ancol iso butylic

Trang 5

│

CH3

CH2 = CH–CH2OH Ancol alylic

HOCH2 – CH2 OH Etilen glicol …

CH2OH–CHOH–CH2OH glixerol

b Tên thay thế:

-Mạch chính là mạch C dài nhất có chứa nhiều nhóm -OH nhất

-Đánh số thứ tự ưu tiên từ phía có nhóm -OH gần nhất

-Trước hậu tố ol có thêm đi-, tri- để chỉ số lượng nhóm -OH

OH OH OH

CH2-CH-CH2

Butan-1-ol

1 2 3

CH3 - C - OH 2-metylpropan-2-ol

CH3

3

2 Tính chất vật lí

* Khái niệm về liên kết hiđro

- Liên kết giữa nguyên tử H mang một phần điện tích dương của nhóm –OH này khi ở gần nguyên tử O

mang một phần điện tích âm của nhóm –OH kia tạo thành một liên kết yếu gọi là liên kết hiđro:

Thí dụ:

- Liên kết hiđro giữa các phân tử ancol:

O - H

R

O - H

R

O - H R

- Giữa các phân tử ancol với nước

O - H

R

O - H

H

O - H R

O - H H

* Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến tính chất vật lí.( của ancol)

- Tan nhiều trong nước: do liên kết hiđro giữa phân tử ancol với nươc

- Có nhiệt độ sôi cao hơn các hiđrocacbon có cùng M với ancol, tồn tại ở thể lỏng hoặc rắn ở điều kiện

thường.: do liên kết hiđro giữa phân tử ancol với nhau

- Độ tan trong nước giảm khi phân tử khối tăng

Tên hiđrocacbon tương ứng với mạch chính +số chỉ vị trí nhóm -OH+ ol

Trang 6

ĐT: 0986.939.308-099.369.3704 thuhang07012009@gmail.com Chuyên LTĐH và gia sư mơn Hĩa học

3 Tính chất hĩa học

a Phản ứng thế H của nhĩm -OH

+Phản ứng chung của ancol

-Tác dụng với kim loại kiềm: Na, K

R(OH)x +xNa→R(ONa)x +

2

x

H2

+Phản ứng riêng của ancol đa chức

Dùng phản ứng này để phân biệt ancol đơn chức với ancol đa chức (cĩ 2 nhĩm OH ở 2C liền kề)

2C3H5 (OH)3 + Cu(OH)2 → [C3H5 (OH)2O]2Cu + 2H2O

Màu xanh Đồng (II) glixerat

Dung dịch màu xanhthẫm

CH2

CH

CH2

OH OH OH

Cu(OH)2

CH2

OH

O O

O H H O CHCH2

CH2

HO Cu

2 H2O

Hay

b Phản ứng cắt liên kết C-O

+Phản ứng với axit vơ cơ

TQ: R-OH + HA (đặc) R –A + H 2 O

CH3-C(CH3)2-OH + HCl CH3-C(CH3)2-Cl +H2O

VD:

Phản ứng này dùng để phân biệt các ancol cĩ bậc khác nhau bằng thuốc thử Lucas (chứa HCl đậm đặc

và ZnCl2 khan): ancol bậc I khơng phản ứng, ancol bậc II phản ứng chậm, ancol bậc III phản ứng nhanh

+Phản ứng với axit hữu cơ

+Phản ứng với ancol (tách nước tạo ete) hay ( tách nước ngoại phân tử)

TQ: R -OH + H -O-R’

0

H2SO4 đặc , 140 C

R – O – R’ + H2O VD: C2H5OH+ C2H5OH 2 4 ,140o

dac

C2H5OC2H5 + H2O

c Phản ứng tách nước tạo anken: Từ một phân tử rượu ( tách nước nội phân tử)

CH2 = CH2 + H2O ancol etylic etilen

CH2 - CH2

H OH

H 2 SO 4 đặc

170 0 C

Đối với các ancol no, đơn chức, mạch hở (đk tương tự): CnH2n +1OH

0 H2SO4 đặc , 170 C

CnH2n + H2O Khi tách nước của ancol bậc II và III thường cho hỗn hợp hai anken (khơng kể đồng phân hình học), sản

phẩm chính tuân theo quy tắc Zaixep Nhĩm OH tách ra cùng với nguyên tử H ở C bên cạnh cĩ bậc cao

hơn là sản phẩm chính

Trang 7

ĐT: 0986.939.308-099.369.3704 thuhang07012009@gmail.com Chuyên LTĐH và gia sư mơn Hĩa học

d Phản ứng oxi hĩa

+Phản ứng cháy: VD ancol no

CnH2n+2Ox +

2

1

O2 nCO2 + (n+1)H2O

H2O

n

CO2 n

> ancol no

CnH2n+2Ox

CO2

2 O -+Phản ứng oxi hĩa khơng hồn tồn

Oxi hoá không hoàn toàn Anđehit Ancol bậc I

VD:

CH3 - CH

O - H H

Cu O + t0 CH3 - C O

H

+ Cu + H2O anđehit axetic (CH3CHO)

Oxi hoá không hoàn toàn xeton Ancol bậc II

VD:

+ t0 CH3 - C- CH3

O OH

CH3 - CH - CH3 CuO + Cu + H2 O

axeton

4 Ứng dụng

- Làm nhiên liệu, nguyên liệu để sản xuất các hĩa chất quan trọng

- Sử dụng trong nghành cơng nghiệp thực phẩm, y tế

5 Điều chế

a Phương pháp tổng hợp

+ Anken hợp nước ( cĩ xt)

CnH2n + H2O

0

,

xt t

CnH2n+1 OH

VD: C2H4 + H2O

0

2 4

H SO , t

C2H5OH

+ Thuỷ phân dẫn xuất halogen

Trang 8

R-X + NaOH H O t2 ,o

ROH + NaX VD: CH3Cl + NaOH

0

t

CH3OH+ NaCl

b Phương pháp sinh hoá

Từ tinh bột : (C6H10O5)n + nH2O men nC6H12O6

Tinh bột Glucozơ

C6H12O6 ,32

o

2C2H5OH + 2CO2

c Điều chế metanol

-Tổng hợp từ CO và H2 nhờ xúc tác ZnO và Cr2O3

C O + H2

3 0 0 - 4 0 0 0 C

2 5 0 - 3 0 0 a t m

CH3OH

- Đun nóng hỗn hợp CH4 và O2 (tỉ lệ thể tích 9:1) trong ống đồng

2 C H4+O2 200

0 C,100atm

2 C H3OH

d Điều chế glixerol

-Thủy phân dầu, mỡ động vật

-Tổng hợp từ propen:

CH2=CH-CH3 +Cl2 CH2=CH-CH2Cl +HCl

CH2=CH-CH2Cl+Cl2 +H2O CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl

CH2Cl-CHOH-CH2Cl + NaOH CH2OH-CHOH-CH2OH +2NaCl

III PHENOL

1 Định nghĩa-Cấu tạo

Phenol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm -OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon

của vòng benzen

* -OH này gọi là -OH phenol

* Chất đơn giản nhất là C6H5-OH

* Gốc C6H5- : gốc phenyl

Phân loại: Phenol đơn chức

OH

CH3

OH

CH3

OH

CH3 m-crezol o-crezol p-crezol

Trang 9

Phenol đa chức

OH

OH OH

OH

OH OH O

H

Rezoxinol Catechol hidroquinol pirogalol

2 Danh pháp

+Tên thông thường:

+Tên thay thế: Tên hiđrocacbon thơm +ol

OH

Benzenol (Phenol)

OH

CH3 2-metylbenzenol (o-crezol)

3 Tính chất vật lí của phenol

Ở điều kiện thường phenol là chất rắn, không màu, t0nc → 430C Để lâu trong không khí bị oxi hóa và

hóa màu hồng

- Độc, gây bỏng da

- Ít tan trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng

4 Tính chất hóa học của phenol (C 6 H 5 OH)

a Thế nguyên tử H của -OH :

+ Với kim loại kiềm :

C6H5OHnc + Na → C6H5ONa + 1/2H2

+ Với dd kiềm :

C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

→> Phenol có tính axit yếu

- Nhận xét: Vòng benzen đã làm tăng khả năng phản ứng của H nhóm -OH trong phenol so với trong

ancol

b Thế nguyên tử H của vòng benzen:

Br

2,4,6-tribrom phenol

(trắng)

Trang 10

NO2

O2N

2 , 4 , 6 - t r i n i t r o p h e n o l ( v à n g )

3 H O - N O2

-Nếu cho dd HNO3 vào dd phenol thấy có kết tủa vàng của axit picric

- Nhận xét: Do ảnh hưởng của nhóm -OH mà nguyên tử H của vòng benzen trong phenol dễ bị thay thế

hơn trong các hidrocacbon thơn khác

5 Điều chế

+ Trong công nghiệp: oxi hóa cumen

C H

CH3 C

H3

OH

CH3-CH=CH2

H +

CH3-CO-CH3

O2

H2SO4

1.

2.

+

Hoặc điều chế theo sơ đồ :

C6H6 → C6H5Br → C6H5-ONa → C6H5-OH

* Thu được từ tách nhựa than đá

6 Ứng dụng

- Phần lớn phenol được dùng làm nguyên liệu tổng hợp nhựa phenolfomandehit dùng chế tạo đồ dân dụng,

tổng hợp nhựa urefomandehit dùng làm chất kết dính

- Phenol được dùng để điều chế thuốc nổ (axit picric), thuốc diệt cỏ 2,4D (2,4-diclophenolxiaxetic), chất

diệt nấm (nitrophenol)

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	307,56 KB