CHƯƠNG 4: ACOL VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNG

chương này là nội dung về tính chất hóa học, đồng phân và danh pháp các phương pháp điều chế các loại rượu rất cụ thể và chi tiết. Ứng dụng đầy đủ về rượu etylic. nhiều phương pháp điều chế hay mà trung học phổ thông chưa biết.

Chương 4: Ancol- Phenol- Ete 4.1 Ancol 4.1.1 Dãy đồng đẳng, đồng phân, danh pháp rượu metylic( metanol) 4.1.2 Tính chất vật lý 4.1.3 Tính chất hóa học 4.1.3.1 Phản ứng kim loại Na 4.1.3.2 Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep) 4.1.3.3 Phản ứng este hóa ( HX RCOOH) 4.1.3.4 Phản ứng oxi hóa hồn tồn khơng hoan tồn 4.1.4 Cơ chế phản ứng ( tách E2, SN2, ) 4.1.5 Ứng dụng phương pháp điều chế 4.1.6 Một số rượu khác ( etylenglicol, glixerol) * ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI Cơ sở phân loại ancol - Định nghĩa: Cho số chất sau: CH3-CH2-OH OH (1) OH CH2=CH-CH2-OH (2) CH2- OH Bài 4.1 ANCOL CH2 CH CH2 OH OH OH (4) (3) Điểm giống cấu tạo phân tử chất trên? Bài 4.1 ANCOL - Phân loại Cấu tạo gốc hidrocacbon Ancol no Ancol không no Ancol thơm Ancol đơn chức Số lượng nhóm hidroxyl Ancol đa chức Ancol bậc I Bậc nguyên tử C no liên kết với nhóm - OH Ancol bậc II Ancol bậc III AI NHANH HƠN Trong chất đây, chất ancol? (1) CH3 - CH2 - OH (2) CH2 = CH - CH2 - OH (3) (4) (5) CH2 - CH2 OH OH (6) (7) HO - CH - CH OH (8) CH2 = CH - OH Bài 4.1 ANCOL 4.1.1 Dãy đồng đẳng, đồng phân, danh pháp rượu metylic( metanol) * Đồng Đẳng: Ví dụ : CH3OH C2H5OH C3H7OH C4H9OH…… CnH2n + 1OH (n ≥ 1) gọi dãy đồng đẳng rượu metylic Bài 4.1 ANCOL * Đồng Phân Các ancol no, mạch hở, đơn chức: - Đồng phân mạch cacbon - Đồng phân vị trí nhóm chức -OH Viết đồng phân ancol hợp chất có CTPT Nhóm 1: C4H9OH Nhóm 2: C3H7OH Bài 4.1 ANCOL * Danh Pháp Bài 4.1 ANCOL Công thứcthông cấu tạothường: Tên thông thường a Tên tên gốc ankyl + ic Tên ancol = CH3–OH CH2 - CH2 CH3–CH2–OH OH Tên thay OH Etylen glicol CH3–CH2–CH 2–OH CH2 CH CH2 OH OH OH glixerol b Tên thay = tên hiđrocacbon tương ứng mạch + số CHTên (OH)–CH 3–CH ancol vị trí nhóm OH + ol 4.1.2 Tính chất vật lý • Trạng thái:Từ C1-C10 chất lỏng, ancol cao chất rắn Bài 4.1 ANCOL • Tos tăng theo theo M phân tử, ancol mạch thẳng cao mạch nhánh, bậc cao bậc bậc • Nhiệt độ sôi ancol cao nhiều hợp chất khác có phân tử lượng có liên kết H liên phân tử • Khả hồ tan dung mơi Bài 4.1 4.1.3 Tính chất hóa học ANCOL 4.1.3.1 Phản ứng kim loại Na a) Phản ứng chung ancol Thực nghiệm: Cho Na tác dụng với etanol dư (bình A khơng cần đun nóng), phản ứng xảy êm dịu (khơng mãnh liệt với nước) Chưng cất đuổi hết etanol dư, bình lại chất rắn natri etylat     C2H5OH + Na→ ½ H2 ↑ + C2H5ONa               natrietylat                                                                                                      Cho nước vào bình A, chất rắn tan hết Dung dịch thu làm hồng phenolphtalein Chưng cất lại thu etanol (ở bình B) và NaOH(ở bình A): C2H5ONa + H2O → NaOH + C2H5OH   Bài 4.1 ANCOL 4.1.3.2 Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep) • Các phân tử ancol có mặt axit sunfuric nhiệt độ thấp tạo thành ete, đun nóng nhiệt độ cao tạo sản phẩm chủ yếu anken • Xúc tác H2SO4, H3PO4 muối ZnCl2, CuSO4 cho ancol qua ống thạch anh có chứa oxit nhơm nhiệt độ 300-5000C • Khả phản ứng ancol bậc > bậc > bậc 1400C CH3CH2OH H2SO4 1700C CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O CH2=CH2 + H2O 4.1.4 Cơ chế phản ứng ( tách E2, SN2, ) H 2SO �� �H    HSO  + CH3–CH2–OH + H → CH3CH  O H HSO4 H CH CH   H 2SO + H2C O2 H   CH2 + H 2O Bài 4.1 ANCOL Bài 4.1 ANCOL Có thể biểu diễn dạng lập thể HSO 4 HSO 4 H H C H H C  H H   O H2 H H C H C H  O H2 H 2SO   H H C C H H H 2O Xét phản ứng : CH3 � CH3  C H  CH3 �� � CH2  C H  CH3 � � OH CH3 + H2O Cơ chế: H 2SO �� � H   HSO 4   (CH )3 C  OH  H �� �(CH )3 C  O H Giai đoạn 1: xảy chậm CH3 CH3 H3C Giai đoạn 2: xảy nhanh   H3C OH2   C C + + H 2O CH3 CH3 CH3 H3C C+ CH3  H   H2C C CH3 CH3 + H + Bài 4.1 ANCOL Xét phản ứng: CH3–CH2–OH + HO–CH2–CH3 H SO4 , t  1400 C      C2H5–O–C2H5 + H2O Bài 4.1 ANCOL • Cơ chế: SN2 H3C H3C CH OH + H +      CH 3CH  O H CH O: CH H H3C     CH3CH2 OCH2CH3 + H 2O O2 H    H CH3CH2  O  CH2CH3 +H+ 4.1.5 Ứng dụng phương pháp điều chế * Điều chế Từ anken : +Cộng nước: Xúc tác axit: theo Marcopnhicop + Để thu ancol bậc thấp từ anken:Dùng phương pháp Hydrobooxi hoá 2.Thuỷ phân dẫn xuất halogen este Từ hợp chất magie( Grinard) Khử hợp chất andehyt, xeton este ( tác nhân H2/Ni LiAlH4, ,NaBH4) Điều chế metanol etanol R R C O R C Alken R O C R OH R Acid carboxylic C R' Ceton O R Ester C O OR' ROH Alcol R C H Aldehyd R X Halogenur alkyl R O R' Eter Từ anken a.Hydrat hóa anken: Phản ứng xảy có xúc tác axit ( thường dùng axit sunfuric xt), hướng phản ứng cộng tuân theo qui tắc Markovnikov CH3-CH=CH2 + H2O H2SO4 CH3-CH(OH)-CH3 b Hydrobo oxi hoá: Phản ứng hydrobo hố- ơxy hố anken cho sản phẩm hydrat hoá ngược qui tắc Markovnikov ( thường ancol bậc thấp) CH3-CH=CH2 1.B2H6 CH3-CH2CH2OH 2.H2O2, OH Thủy phân dẫn xuất halogen este • Cho dẫn xuất halogen,este tác dụng với kiềm R-X + NaOH → R -OH + NaX (X: Cl, Br, I) Về khả phản ứng R-I > R-Br > R-Cl Phản ứng xãy theo chế SN1 SN2 • Cho este tác dụng với kiềm R-COOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH Nếu thủy phân este có xúc tác axit phản ứng thuận nghịch, hiệu suất thấp Tác dụng với hợp chất Grinard (xem hợp chất Mg) + H/c Mg + andehit formic → ancol bậc thêm 1C + H/c Mg + andehit khác → ancol bậc + H/c Mg + etylenoxit → ancol bậc tăng 2C + H/c Mg + este → ancol bậc + H/c Mg + clorua axit → xeton → ancol bậc + H/c Mg + anhydrit axit → xeton → ancol bậc +H/c Mg + h/c nitrin → xeton → ancol bậc c2) Khử andehyd xeton Hầu hết phương pháp có giá trị để điều chế ancol khử hợp chất cacbonyl O H C HHợp chất cacbonyl OH C H H : Làtá c nhâ n khửtổ ng t Alcol Andehyd xeton dễ dàng khử cho ancol Andehyd cho ancol bậc 1, xeton cho ancol bậc Tác nhân khử thường dùng NaBH4, Ngồi dùng LiAlH4., H2 có xúc tác Ni,Pt O HO C H NaBH4, Etanol H3O HO m-Hydroxybenzaldehyd H C C H H H C LiAlH4, Eter H3O OH H H C OH C H 3-Phenylpropenal 3-Phenyl-2-propen-1-ol (87%) O C C m-Hydroxybenzyl alcol (93%) O C H H OH H NaBH4, EtOH C H3O Dicyclohexyl ceton Dicyclohexylmetanol (88%) Khử este axit cacboxylic • NaBH4 khử este chậm khơng khử axit • Este axit cacboxylic thường khử với tác chất LiAlH4 (lithium aluminium hydrua) • Tất nhóm chức, bao gồm: este, axit, xeton andehyd khử LiAlH4 cho sản phẩm ancol hiệu suất cao • Ngồi khử este H2 có xúc tác CuCrO4 Ví dụ Ví dụ O LiAlH4, Eter CH3CH2 CH CH C OCH3 H3O Metyl 2-pentenoat CH3CH2 CH CH CH2OH 2-Penten-1-ol (91%) Phương pháp điều chế metanol etanol a) metanol ZnO,Cr2O3 CO + H2 CH3-OH 220-300 C, 150-160 atm b) Etanol -Từ etylen → -Từ tinh bột xenlulo: thủy phân có xúc tác axit hay men tạo gluco,lên men rượu cho etanol * Ứng dụng