Lý thuyết tổng hợp về Este

Đây là các phần lý thuyết tổng hợp chọn lọc nhất của phần Este lớp 12. Ngoài ra còn có rất nhiều các tài liệu khác từ lớp 8 đến lớp 12 về môn Hoá và các dạng đề thi đại học, các đề thi Học sinh giỏi Hoá Quốc Gia và Quốc Tế. Mời các thầy cô và các bạn học sinh tham khảo

CHUN ĐỀ: ESTE -LIPID A.Este: Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Cấu tạo, Điều chế, Ứng dụng Cấu tạo Khi thay nhóm –OH nhóm cacboxyl axit cacboxylic nhóm –OR este Este đơn giản có cơng thức cấu tạo sau: với R, R’ gốc hiđrocacbon no, không no thơm (trừ trường hợp este axit fomic) Este dẫn xuất axit cacboxylic Một vài dẫn xuất khác axit cacboxylic có cơng thức cấu tạo sau : * Phân loại: a) Este đơn chức Tạo axit đơn chức RCOOH rượu đơn chức R’OH có dạng RCOOR’ Công thức phân tử este: CxHyOz(x ≥ 2) b) Este no, đơn chức: Công thức phân tử: CmH2mO2 hay CnH2n+1COOCn'H2n'+1 Với m ≥ 2; m = n + n’ +1; n ≥ 0’ n’ ≥ c) Este đa chức: + Tạo axit đơn chức rượu đa chức có dạng: (RCOO)mR’ (nếu gốc R’ gốc glixerol este có dạng lipit (RCOO)3C3H5 với R gốc axit béo) + Tạo axit đa chức rượu đơn chức có dạng: R(COOR’)n (n ≥ 2; R ≥ 0) +) Tạo axit đa chức R(COOH)n rượu đa chức R’(OH) có dạng Rm(COO)nmR’n Nếu m = n tạo este vòng có dạng R(COO)nR’ Danh pháp Tên este = Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên anion gốc axit (đi at) Tính chất vật lý - Hầu hết este đều có mùi trái cây: + Metyl fomiat: mùi thơm táo HCOOCH3 + i-amyl axetat: mùi thơm chuối CH3COO-CH2CH2CH(CH3)2 + Butyl butyrat: mùi thơm dứa CH3CH2CH2COO-C2H5 - Este có nhiệt độ sơi thấp axit tương ứng khơng tạo liên kết hiđro - Hầu hết este đều không tan nước, chỉ những este đơn giản tan nước Tính chất hóa học * Phản ứng nhóm chức a Phản ứng thủy phân Este bị thủy phân môi trường axit môi trường kiềm Thủy phân este môi trường axit phản ứng nghịch với phản ứng este hóa : Phản ứng thủy phân môi trường kiềm phản ứng chiều còn gọi phản ứng xà phòng hóa : Chú ý: Nếu este dạng lipit (chất béo) xà phòng hóa, ta thu glixerol C3H5(OH)3 xà phòng * Một số phản ứng thuỷ phân đặc biệt este Căn vào sản phẩm phản ứng thủy phân este ta suy đốn cấu tạo este ban đầu Chú ý này, số cấu tạo đặc biệt: Dưới số trường hợp thuỷ phân đặc biệt este (không chứa halogen) thường gặp toán định lượng : ⇒ X este phenol, có cơng thức C6H5OOC–R ⇒X este đơn chức, có cơng thức R–COO–CH=CH–R’ ⇒ X este đơn chức, có cơng thức R’–COO–C(R)=C(R”)R’’’ Ví dụ : CH3–COO–C(CH3)=CH2 tạo axeton thuỷ phân ⇒ X este - axit, có cơng thức HOOC–R–COOR’ ⇒ X hiđroxi - este, có cơng thức RCOOCH(OH)–R’ ⇒ X hiđroxi - este, có cơng thức RCOOC(R)(OH)–R’ “mchất rắn = meste + mNaOH ” “msản phẩm = meste + mNaOH ” ⇒ X este vòng (được tạo hiđroxi axit, ví dụ : b Phản ứng khử Este bị khử liti nhôm hiđrua (LiAlH 4), nhóm RCO– (gọi nhóm axyl) trở thành ancol bậc I : * Phản ứng gốc hiđrocacbon Este tham gia phản ứng thế, cộng, tách, trùng hợp, Sau chỉ xét phản ứng cộng phản ứng trùng hợp - Phản ứng cộng vào gốc khơng no: Gốc hiđrocacbon khơng no este có phản ứng cộng với H2, Br2, Cl2, giống hiđrocacbon khơng no Ví dụ : - Phản ứng trùng hợp : Một số este đơn giản có liên kết C = C tham gia phản ứng trùng hợp giống anken Điều chế - ứng dụng a Điều chế * Phản ứng giữa axit và rượu - Từ axit đơn chức rượu đơn chức: * Phản ứng giữa anhiđric axit và rượu * Phản ứng giữa axit và hiđrocacbon chưa no * Phản ứng giữa muối natri của axit và dẫn xuất halogen b Ứng dụng Este có khả hòa tan tốt chất hữu cơ, kể hợp chất cao phân tử, nên dùng làm dung mơi (ví dụ: butyl amyl axetat dùng để pha sơn tổng hợp) Poli (metyl acrylat) poli (metyl metacrylat) dùng làm thủy tinh hữu Poli (vinyl axetat) (PVA) dùng làm chất dẻo, thủy phân thành poli (vinyl ancol) dùng làm keo dán Một số este axit phtalic dùng làm chất hóa dẻo, làm dược phẩm Một số este có mùi thơm hoa dùng công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát) mĩ phẩm (xà phòng, nước hoa, ) B Lipit: Tính chất hóa học, Tính chất vật lí, Cấu tạo, Điều chế, Ứng dụng I Khái niệm, phân loại Khái niệm Lipit những hợp chất hữu có tế bào sống, khơng hòa tan nước tan dung môi hữu không phân cực như: ete, cloroform, xăng dầu Phân loại - Lipit bao gồm chất béo, sáp, steroit, photpholipit… hầu hết chúng đều este phức tạp + Chất béo: trieste glixerol với axit béo, axit monocacboxylic có số chẵn nguyên tử C (thường từ 12C đến 24C) không phân nhánh, gọi chung triglixerit + Sáp: este monoancol cao (≥ C16) với axit béo (≥ C16) + Steroit este monoancol mà gốc hidrocacbon gồm vòng có chung cạnh với axit béo + Photpholipit este glixerol chứa gốc axit béo gốc photphat hữu Cấu tạo - Lipit este glixerol với axit béo hay gọi glixerit Hoặc C3H5(OCOR)3 (khi R1 ≡ R2 ≡ R3) - Các axit béo thành phần chất béo, thường: +) Có mạch cacbon không nhánh +) Tổng số nguyên tử cacbon số chẵn (16,18, ) - Chất béo chứa gốc axit béo no (mỡ động vật) thường ở dạng rắn, còn chất béo chứa gốc axit không no (dầu thực vật) ở dạng lỏng - Chất béo không tan nước, nhẹ nước, tan dung môi hữu benzen, rượu, - Chất béo động vật: Glixerit axit no panmitic, stearic nên thể rắn - Chất béo thực vật: Glixerit axit chưa no oleic nên thể lỏng - Một số Axit béo thường gặp (thuộc nha): +) Axit panmitic: C15H31COOH +) Axit stearic: C17H35COOH +) Axit oleic: C17H33COOH (có nối đôi) +) Axit linoleic: C17H31COOH (2 nối đôi) +) Axit linolenoic: C17H29COOH (3 nối đơi) II Tính chất vật lý Trạng thái tự nhiên - Chất béo thành phần mỡ động vật dầu thực vật - Sáp điển hình sáp ong - Steroit photpholipit có thể sinh vật Tính chất vật lý - Các triglixerit chứa chủ yếu gốc axit béo no thường chất rắn nhiệt độ phòng, mỡ động vật - Các triglixerit chứa chủ yếu gốc axit béo không no thường chất lỏng nhiệt độ phòng gọi dầu, thường có nguồn gốc thực vật từ động vật máu lạnh dầu cá… - Chất béo nhẹ nước không tan nước, tan dung môi hữu không phân cực benzen, xăng, ete… III Tính chất hóa học Chất béo có đầy đủ tính chất este Phản ứng thủy phân mơi trường axit - Khi đun nóng với nước có xúc tác axit, chất béo bị thủy phân tạo glixerol axit béo: Trong công nghiệp, phản ứng tiến hành nồi hấp 220oC 25 atm Phản ứng xà phòng hóa Khi đun nóng với dung dịch kiềm (NaOH KOH) tạo glixerol hỗn hợp muối axit béo Muối natri kali axit béo xà phòng Phản ứng chất béo với dung dịch kiềm gọi phản ứng xà phòng hóa Phản ứng xà phòng hóa xảy nhanh phản ứng thủy phân môi trường axit khơng thuận nghịch - Chỉ số xà phòng hóa: số mg KOH dùng để xà phòng hóa hồn tồn gam lipit (tức để trung hòa axit sinh từ thủy phân gam lipit) - Chỉ số axit: số mg KOH dùng để trung hòa axit tự có mg lipit Phản ứng hiđro hóa - Lipit lỏng có gốc axit khơng no, để chuyển thành lipit rắn, ta cho tác dụng với H có niken làm xúc tác nồi hấp - Để đánh giá mức độ không no lipit, người ta dùng: Chỉ số iot: số gam iot cộng vào 100 gam lipit d Phản ứng oxi hóa Nối đơi C = C gốc axi khơng no chất béo bị oxi hóa chậm oxi khơng khí tạo thành peoxit, chất bị phân hủy thành sản phẩm có mùi khó chịu Đó nguyên nhân hiện tượng dầu mỡ để lâu bị IV Vai trò chất béo Vai trò chất béo thể - Chất béo thức ăn quan trọng người - Trong thể người, chất béo nguồn cung cấp dự trữ lượng - Chất béo còn nguyên liệu tổng hợp số chất cần thiết cho thể - Đảm bảo vận chuyển hấp thụ chất hòa tan chất béo Ứng dụng chất béo công nghiệp - Trong công nghiệp, lượng lớn chất béo dùng để điều chế xà phòng glixerol Một số loại dầu thực vật sử dụng làm nhiên liệu cho động diesel - Chất béo còn dùng sản xuất số thực phẩm khác mì sợi, đồ hộp… - Grixerol dùng sản xuất chất dẻo, mĩ phẩm, thuốc nổ… ... Dưới số trường hợp thuỷ phân đặc biệt este (không chứa halogen) thường gặp toán định lượng : ⇒ X este phenol, có cơng thức C6H5OOC–R ⇒X este đơn chức, có cơng thức R–COO–CH=CH–R’ ⇒ X este đơn chức,... ⇒ X este - axit, có cơng thức HOOC–R–COOR’ ⇒ X hiđroxi - este, có cơng thức RCOOCH(OH)–R’ ⇒ X hiđroxi - este, có cơng thức RCOOC(R)(OH)–R’ “mchất rắn = meste + mNaOH ” “msản phẩm = meste...Nếu m = n tạo este vòng có dạng R(COO)nR’ Danh pháp Tên este = Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên anion gốc axit (đi at) Tính chất vật lý - Hầu hết este đều có mùi trái cây: +