Lí thuyết ancol LÍ THUYẾT ANCOL I. Định nghĩa, phân loại 1. Định nghĩa - Ancol là hợp chất hữu cơ trong đó nhóm OH liên kết trực tiếp với nguyên tử C no - Công thức chung của ancol no đơn chức là C n H 2n+1 OH hay C n H 2n+2 O 2. Một số ancol không bền 1, Ancol có nhóm OH đính với nguyên tử C không no: chuyển thành andehit hoặc xeton CH 3 = CH – OH → CH 3 – CHO CH 2 = C(OH) – CH 3 → CH 3 – CO – CH 3 2, Ancol có 2 hay nhiều nhóm OH cùng đính vào 1 nguyên tử C CH 3 – CH(OH) 2 → CH 3 – CHO + H 2 O CH 3 – C(OH) 2 – CH 3 → CH 3 – CO – CH 3 + H 2 O CH 3 – CH 2 – C(OH) 3 → CH 3 – CH 2 – COOH + H 2 O 3. Phân loại Công thức chung của ancol là R-(OH) n - Dựa vào gốc R : ancol no, không no, thơm ( lấy VD) - Dựa vào số lượng nhóm OH: ancol đa chức và ancol đơn chức - Thông thường chỉ xét ancol no đơn chức và ancol no đa chức II. Danh pháp 1. Tên thông thường Tên thông thường = Ancol + tên gốc C x H y + ic 2. Tên thay thế Tên thay thế = Tên C x H y tương ứng với mạch chính + số chỉ vị trí + ol - Mạch chính là mạch dài nhất có chứa nhóm OH - Đánh số Cacbo trên mạch chính ưu tiên theo thứ tự: + Ưu tiên1: Vị trí nhóm OH nhỏ nhất. + Ưu tiên 2: Tổng vị trí nhánh nhỏ nhất. + Ưu tiên3: Nhánh đọc trước có vị trí nhỏ nhất. 3. Đồng phân - Ancol có 2 loại đồng phân là đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí nhóm chức - Khi viết đồng phân của dẫn xuất, trước tiên viết mạch cacbon trước, sau đó đặt nhóm OH vào cacbon có vị trí khác nhau - An col no đơn chức có công thức chung dạng C n H 2n+1 OH hay C n H 2n+2 O - Với công thức C n H 2n+2 O có 2 loại đồng phân là ancol no đơn chức và ete no đơn chức * Ete là hợp chất trong đó nguyên tử Oxi liên kết trực tiếp với 2 gốc hiđrocacbon - Công thức chung dạng R – O – R’ ( hay R’ – O – R ) 4. Bậc của ancol - Bậc của ancol là bậc cảu nguyên tử C đính với nhóm OH III. Tính chất vật lí và liên kết Hiđro 1. Tính chất vật lí - An col từ C 1 -C 12 là các chất lỏng, từ C 13 trở lên là các chất rắn - Ancol từ C 1 – C 3 tan vô hạn trong nước. Khi số nguyên tử C tăng thì độ tan giảm dần - Ancol no đơn chức là các chất không màu 2. Liên kết hiđro Lí thuyết ancol a. Khái niệm - Liên kết hiđro là lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H với các nguyên tử có độ âm điện lớn (thường là O, N, F). Liên kết hiđro là liên kết yếu. b. Các hợp chất tạo được liên kết hiđro - An col, phenol, amin, axit cacboxylic, aminoaxit tạo được liên kết Hiđro - Andehit, xeton, ete, dẫn xuất halogen, hiđrocacbon không tạo được liên kết hiđro c. Độ bền của liên kết hiđro NH 2 < OH < COOH d. Ảnh hưởng của liên kết hiđro tới tính chất vật lí * Ảnh hưởng tới độ tan: Độ tan của 1 chất phụ thuộc vào 2 yếu tố - Khối lượng phân tử: + M càng lớn thì độ tan càng giảm + M càng nhỏ thì độ tan càng lớn - Liên kết hiđro:+ Có liên kết hiđro thì độ tan lớn + Không có liên kết hiđro thì độ tan nhỏ hơn Nếu các chất có khối lượng phân tử tương đương nhau, chất nào có liên kết hđro thì độ tan lớn hơn Nếu các chất có liên kết hiđro như nhau, chất nào có M nhỏ hơn sẽ có độ tan lớn hơn * Ảnh hưởng tới o s t , o nc t : Nhiệt độ sôi, nóng chảy phụ thuộc 2 yếu tố - Khối lượng phân tử: + M càng lớn thì o s t , o nc t càng lớn + M càng nhỏ thì o s t , o nc t càng nhỏ - Liên kết hiđro:+ Có liên kết hiđro thì o s t , o nc t càng lớn + Không có liên kết hiđro thì o s t , o nc t càng nhỏ IV. T ính chất hoá học Cấu tạo của ancol: R O H - Khi R là gốc no thì R đẩy e làm liên kết R – O bị phân cực về phía O - Liên kết O – H bị phân cực về phía O do độ âm điện của O lớn hơn H - Khi liên kết bị phân cực tức là trong liên kết có sự bất bình đẳng giữa các nguyên tử tham gia liên kết. Khi độ phân cực càng lớn thì độ bất bình đẳng càng lớn và nguyên tử càng dễ tách ra khỏi lên kết. Do vậy trong phân tử ancol có 2 vị trí dễ bị phân cắt khi tham gia phản ứng là vị trí giữa R – OH và vị trí O – H. 1. Tác dụng với kim loại kiềm → muối + H 2 2ROH + 2Na → 2RONa + H 2 (muối ancolat) - Phản ứng được dùng để nhận biết ancol - Muối ancolat không bền, dễ bị thuỷ phân : RONa + H 2 O → ROH +NaOH Phản ứng chứng minh H trong H 2 O linh động hơn H trong ancol - Muối RONa sinh ra tan trong ancol dư, khi cô cạn dung dịch thì ở trạng thái rắn - Nếu bài toán cho ancol phản ứng hết thì chất rắn thu được có RONa và có thể có cả Na dư - Theo ĐLBTKL: m ancol + m Na (pư) → m muối + m H2 m ancol + m Na → m c.rắn + m H2 - Theo pp tăng giảm khối lượng : 1 mol ancol tạo 1 mol muối thì khối lượng tăng 22 gam Vậy: n ROH - 22 m m RONa ROH = - Độ rượu là % thể tích của rượu có trong 1 thể tích dung dịch rượu – nước Ví dụ: Cồn Etylic 90 0 có nghĩa là trong 100 ml dung dịch C 2 H 5 OH thì có 90 ml là C 2 H 5 OH, còn lại 10 ml là H 2 O. - Khi cho dung dịch rượư – nước tác dụng với Na thì Na phản ứng với nước trước, sau đó nếu còn dư mới phản ứng với ancol - Khi bài toán cho độ rượư thì phải dựa vào khối lượng riêng của rượu và nước để quy từ thể tích về số mol rồi mới tính toán Lí thuyết ancol 2. Tác dụng với axit a. Với axit vô cơ mạnh (đặc): HX ROH + HX → RX + H 2 O b. Với axit hữu cơ ( phản ứng este hoá) RCOOH + R’OH → o tSOH , 42 RCOOR’ + H 2 O - Phản ứng este hoá là phản ứng thuận nghịch, tốc độ xảy ra chậm - Phản ứng xảy ra cần có H 2 SO 4 đặc làm xúc tác, đun nóng, sản phẩm của phản ứng gọi là este - Một số axit hữu cơ thường gặp: HCOOH : Axit fomic CH 3 COOH : Axit axetic C 2 H 5 COOH : Axit propionic Chú ý: - Từ Este lại điều chế được ancol RCOOR’ + NaOH 0 t → RCOONa + R’OH 3. Phản ứng tách nước a. Một phân tử ancol tách 1 phân tử H 2 O → CSOH 0 42 170, Anken C n H 2n+1 OH → CSOH 0 42 170, C n H 2n + H 2 O - Chỉ có ancol no đơn chức mới có phản ứng tách nước tạo anken - Khi ancol tách H 2 O, OH ưu tiên tách ra cùng với H của C có bậc cao hơn để được spc + Nếu ancol bậc 1 hoặc ancol bậc 2, 3 mà phân tử có tính đối xứng khi tách H 2 O chỉ thu được 1 anken + Nếu ancol tách H 2 O mà thu được 3 anken thì có tính cả đồng phân hình học - Tách nước của ancol no, đơn chức A mà thu được chất hữu cơ B, M A > M B thì B là anken - Khi ancol tách H 2 O , chỉ có sự thay đổi về thành phần O, H còn Cacbon không thay đổi. Do đó đột ancol thu được bao nhiêu CO 2 thì tách nước rồi đốt anken cũng thu được bấy nhiêu CO 2 b. Hai phân tử ancol tách 1 phân tử nước ( phản ứng ete hoá) ROH + R’OH → CSOH 0 42 140, ROR’ + H 2 O - Gốc R và R’ có thể giống hoặc khác nhau. Sản phẩm của phản ứng gọi là ete - Tách nước của ancol no, đơn chức A mà thu được chất hữu cơ B, M A < M B thì B là ete - Khi đun 2 ancol thu được 3 ete, đun 3 ancol thu được 6 ete, đun n ancol thu .( 1) 2 n n+ ete - Nếu các ete thu được có số mol bằng nhau thì số mol các ancol tham gia phản ứng cũng bằng nhau - Số mol H 2 O = 1 2 mol ∑ ancol pư - Theo ĐLBTKL: m ancol = m ete + 2 H O m - Khi giải bài toán ete hóa ancol đơn chức thì gọi CT của ancol là ROH Chú ý: - Khi tách nước của ancol A thu được chất hữu cơ B mà: + M B > M A thì B là ete + M B < M A thì B là anken c. Ancol etylic còn có phản ứng tách nước và hiđro 2C 2 H 5 OH → COAl O 450, 32 C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2 4. Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn a. Ancol bậc 1 → o tCuO, Andehit R – CH 2 – OH + CuO → o t R – CH = O + Cu + H 2 O b. Ancol bậc 1 → + o tMn , 2 Axit cacboxylic R - CH 2 – OH + O 2 → + o tMn , 2 R – COOH + H 2 O c. Ancol bậc 2 → o tCuO, Xeton R – CH(OH) – R’ + CuO → o t R – CO – R’ + Cu + H 2 O Lí thuyết ancol d. Ancol bậc 3 : Không bị oxi hoá bới CuO R – CH 2 – OH hơi + CuO rắn 0 t → R – CHO hơi + Cu rắn + H 2 O hơi R – CH(OH) – R’ hơi + CuO rắn 0 t → R – CO – R’ hơi + Cu rắn + H 2 O hơi - Ancol bậc 1 oxi hóa tạo andehit, ancol bậc 2 tạo ra xeton - Theo ĐLBTNT: m crắn giảm = m O(CuO) . Từ khối lượng đó tìm được lượng CuO tham gia phản ứng - Theo pptăng giảm khối lượng: 1 mol an col tạo 1 mol andehit, xeton thì khối lượng giảm 2 gam - Có: n ancol pư = n andehit = 2 H O n 5. Phản ứng cháy - Khi ancol cháy tạo ra CO 2 và H 2 O C n H 2n+2 O + 3n 2 O 2 → o t nCO 2 + (n +1) H 2 O - Khi đốt ancol no, đơn chức, mạch hở thì: + 2 2 CO H O n < n và 2 2 ancol H O CO n = n - n - Nếu đốt ancol mà thu được 2 2 CO H O n < n thì ancol đem đốt là ancol no 6. Phản ứng của ancol no đa chức có nhóm OH kề nhau HO – CH 2 – CH 2 – OH + Cu(OH) 2 → (HO- C 2 H 4 O) 2 Cu + 2H 2 O (dung dịch màu xanh) C 3 H 5 (OH) 3 + Cu(OH) 2 → ((HO) 2 C 3 H 5 O) 2 Cu + 2H 2 O Phản ứng dùng để nhận biết ancol đa chức có nhóm OH kề nhau V. Điều chế ancol 1. Từ anken C n H 2n + H 2 O → + H C n H 2n+1 OH 2. Từ dẫn xuất halogen R – Cl + NaOH → o t R – OH + NaCl 3. Từ Andehit, xeton R – CHO + H 2 → Nit o , R – CH 2 – OH R – CO – R’ + H 2 → Nit o , R – CHOH – R’ 4. T ừ este: Thực hiện phản ứng xà phòng hoá RCOOR’ + NaOH → o t RCOONa + R’OH 5. Ancol etylic còn được điều chế từ tinh bột: (C 6 H 10 O 5 ) n → + menOH , 2 nC 6 H 12 O 6 → men C 2 H 5 OH 6. Ancol metylic được điều chế từ CH 4 theo 2 cách: CH 4 + O 2 o 600 C, NO → H – CHO + H 2 O H – CHO + H 2 o Ni, t → CH 3 OH b. 2CH 4 + Cl 2 → Cupt o ,, CH 3 Cl + HCl . chung của ancol là R-(OH) n - Dựa vào gốc R : ancol no, không no, thơm ( lấy VD) - Dựa vào số lượng nhóm OH: ancol đa chức và ancol đơn chức - Thông thường chỉ xét ancol no đơn chức và ancol. Lí thuyết ancol LÍ THUYẾT ANCOL I. Định nghĩa, phân loại 1. Định nghĩa - Ancol là hợp chất hữu cơ trong đó nhóm OH li n kết trực tiếp với nguyên tử C no - Công thức chung của ancol no đơn. điện lớn (thường là O, N, F). Li n kết hiđro là li n kết yếu. b. Các hợp chất tạo được li n kết hiđro - An col, phenol, amin, axit cacboxylic, aminoaxit tạo được li n kết Hiđro - Andehit, xeton,