Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến tính chất vật lí Do có liên kết hiđro giữa các phân tử với nhau liên kết hiđro liên phân tử, các phân tử ancol hút nhau mạnh hơn so với những phân tử có [r]
(1)ANCOL - PHENOL I - ANCOL Công thức phân tử Đoạn phim Ancol là hợp chất hữu mà phân tử có nhóm hiđroxyl (OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no CnH2n+2O; ROH; R(OH)n Phân loại - Theo bậc : ancol bậc I, II và III - Theo số nhóm chức : đơn và đa - Theo gốc : no, không no, thơm Phân loại theo cấu tạo Ancol gốc hiđrocacbon (*) C2H5OH Phân loại theo theo số lượng nhóm hiđroxyl Ancol đơn chức (monoancol) Xiclo – C6H11OH (CH3)3COH HO-CH2CH2-OH Ancol no, bậc I Ancol no, bậc II Ancol no, bậc III Ancol no, bậc I HO-CH2CHOHCH2-OH Ancol no, bậc I, II Ancol đa chức (poliancol) CH2=CH-CH2-OH C6H5CH2OH Ancol không no, bậc I Ancol thơm bậc I Ancol đơn chức (monoancol) Ancol đơn chức (monoancol) Ancol đơn chức (monoancol) Ancol đơn chức (monoancol) Ancol đa chức (poliancol) Danh pháp Ngoài đồng phân nhóm chức (chẳng hạn CH3CH2OH và CH3OCH3), ancol có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí nhóm chức Thí dụ : CH3CH2CH2CH2OH ancol butylic CH3CH2CH(OH)CH3 ancol sec-butylic Tên thông thường (tên gốc - chức) : (CH3)2CHCH2OH (CH3)3COH ancol isobutylic ancol tert-butylic Ancol + tên gốc hiđrocacbon + ic Thí dụ : CH3OH ancol metylic * (CH3)2CHOH ancol isopropylic CH2 =CHCH2OH ancol anlylic C6H5CH2OH ancol benzylic (2) Tên thay : Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + số vị trí + ol Mạch chính quy định là mạch cacbon dài có chứa nhóm OH Số vị trí phía gần nhóm OH Thí dụ : OH butan-1-ol butan-2-ol CH2 CH CH CH CH OH OH OH OH | | OH etan-1,2-điol | | | propan-1,2,3-triol (etylen glicol) CH3 C CH3 | | | CH3 OH CH3CH2CH2CH2OH | CH3CH CH 2OH CH3CH2CHCH3 2-metylpropan-1-ol CH3 2-metylpropan-2-ol CH3 C CHCH2 CH CHCH 2CH 2OH | CH3 | CH3 3,7-đimetyloct-6-en-1-ol (glixerol) (xitronelol, tinh dầu sả) Tính chất vật lí Công thức CH3OH CH3CH2OH CH3CH2CH2OH CH3CH(OH)CH3 CH2=CHCH2OH CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH(OH)CH3 (CH3)2CHCH2OH (CH3)3COH (CH3)2CHCH2CH2OH HO CH2CH2OH HOCH2CHOHCH2OH tnc,0C -97,7 -114,5 -126,1 -89,0 -129,0 -89,5 -114,7 -108,0 -25,5 -117,2 -12,6 20,0 ts.0C 64,7 78,3 97,2 82,4 97,0 117,3 99,5 108,4 82,2 132,0 197,8 290,0 D, g/cm3 0,792 0,789 0,804 0,785 0,854 0,809 0,806 0,803 0,789 0,812 1,115 1,260 Độ tan, g/100g H2O C6H5CH2OH -15,3 205,3 1,045 4,0 (17oC) (15oC) 12,5 (25oC) 9,5 (18oC) 2,7 (22oC) Ở điều kiện thường, các ancol từ CH3OH đến khoảng C12H25OH là chất lỏng, từ khoảng C13H27OH trở lên là chất rắn Các ancol có từ đến nguyên tử C phân tử tan vô hạn nước Khi số nguyên tử C tăng lên thì độ tan giảm dần (3) Các poliol etylen glicol, glixerol thường sánh, nặng nước và có vị Các ancol dãy đồng đẳng ancol etylic là chất không màu Liên kết hiđro Khái niệm liên kết hiđro Người ta nhận thấy nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan nước ancol cao so với hiđrocacbon, dẫn xuất halogen ete có phân tử khối chênh lệch không nhiều CH3CH3 M, đvC CH3OH CH3F CH3OCH3 30 32 34 46 tnc, oC -172 -98 -142 -138 ts, oC -89 65 -78 -24 0,25 7,6 Độ tan, g/100gH2O 0,007 Nguyên tử H mang phần điện tích dương (+) nhóm –OH này gần nguyên tử O mang - phần điện tích âm ( ) nhóm –OH thì tạo thành liên kết yếu gọi là liên kết hiđro, biểu diễn dấu… hình 8.3 Trong nhiều trường hợp, nguyên tử H liên kết cộng hoá trị với nguyên tử F, O N thường tạo thêm liên kết hiđro với các nguyên tử F, O N khác Ảnh hưởng liên kết hiđro đến tính chất vật lí Do có liên kết hiđro các phân tử với (liên kết hiđro liên phân tử), các phân tử ancol hút mạnh so với phân tử có cùng phân tử khối không có liên kết hiđro (hiđrocacbon, dẫn xuất halogen, ete,…) Vì cần phải cung cấp nhiệt nhiều để chuyển ancol từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng (nóng chảy) từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí (sôi) Các phân tử ancol nhỏ, mặt có tương đồng với các phân tử nước, mặt khác lại có khả tạo liên kết hiđro với nước, nên có thể xen các phân tử nước, “gắn kết” với các phân tử nước Vì chúng hoà tan tốt nước Tính chất hóa học a) Phản ứng H nhóm OH ancol - Tác dụng với kim loại kiềm RO-H + Na H2 + RO-Na natri ancolat (4) - Phản ứng riêng glixerol Glixerol hoà tan Cu(OH)2 tạo thành phức chất tan, màu xanh da trời : Phản ứng này dùng để nhận biết glixerol và các poliancol mà các nhóm OH đính với nguyên tử C cạnh nhau, chẳng hạn etylenglicol b) Phản ứng nhóm OH ancol Ancol tác dụng với các axit mạnh axit sunfuric đậm đặc lạnh, axit nitric đậm đặc, axit halogenhiđric bốc khói Nhóm OH ancol bị gốc axit ROH + HA RA + H2O C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O Tốc độ phản ứng với HX : ancol bậc III > II > I CH OH | CH OH | CH OH + 3HNO glixerol CH ONO | CH ONO2 | CH ONO +3H2O "glixeryl trinitrat" c) Phản ứng tách nước Tách nước liên phân tử C2H5O-H H SO4 ® 2 o 140 C + HOC2H5 C2H5-O-C2H5 + HOH Tách nước nội phân tử CH CH H2SO4 ® | | H OH 170o C CH2=CH2 + H-OH Hướng phản ứng tách nước nội phân tử tuân theo quy tắc Zai-xép : Nhóm OH ưu tiên tách cùng với H cacbon bậc cao bên cạnh để tạo thành liên kết đôi C = C mang nhiều nhóm ankyl Thí dụ : I II H C CH CH CH3 | | | H OH H H2SO4 ®, t o H2 O but-2-en Phản ứng oxi hoá Ancol bậc I bị oxi hoá nhẹ thành anđehit Ancol bậc II bị oxi hoá nhẹ thành xeton (sản phẩm chính) but-1-en (sản 2phẩm CH3CH=CHCH CH3phụ) + CH 2=CHCH t o R-CH2-OH + CuO R-CH=O + Cu +H2O anđehit R CH R' | R C R' || (5) Điều chế Điều chế etanol công nghiệp CH2 = CH2 + HOH (C6H10O5)n + nH2O H PO ,300o C 3 CH3CH2OH Enzim tinh bột C6H12O6 nC6H12O6 glucozơ Enzim 2C2H5OH + 2CO2 Điều chế metanol công nghiệp Cu 2CH4 + O2 o 200 C,100atm 2CH3 OH ZnO, CrO CO + 2H2 o 3 400 C, 200atm CH3OH I - PHENOL Đoạn phim Định nghĩa Phenol là loại hợp chất mà phân tử có chứa nhóm hiđroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với vòng benzen Phenol là tên riêng hợp chất cấu tạo nhóm phenyl liên kết với nhóm hiđroxyl (C 6H5-OH), chất tiêu biểu cho các phenol Nếu nhóm OH đính vào mạch nhánh vòng thơm thì hợp chất đó không thuộc loại phenol mà thuộc loại ancol thơm Thí dụ : (6) Tính chất vật lí Phenol, C6H5OH, là chất rắn không màu, tan ít nước lạnh, tan vô hạn 66oC, tan tốt etanol, ete và axeton Trong quá trình bảo quản, phenol thường bị chảy rữa và thẫm màu dần hút ẩm và bị oxi hoá oxi không khí Phenol độc, tiếp xúc với da gây bỏng Các phenol thường là chất rắn, có nhiệt độ sôi cao Ở phenol có liên kết hiđro liên phân tử tương tự ancol Tính chất hóa học a) Tính axit C H5 OH NaOH C H5ONa H O C6H5 -ONa + CO2 + H2O C6H5OH + NaHCO3 Phenol là axit mạnh ancol yếu axit cacbonic Dung dịch phenol không làm đổi màu quỳ tím b) Phản ứng vòng thơm Nhỏ nước brom vào dung dịch phenol, màu nước brom bị và xuất kết tủa trắng Phản ứng này dùng để nhận biết phenol Phản ứng vào nhân thơm phenol dễ benzen (ở điều kiện êm dịu hơn, đồng thời nguyên tử H các vị trí ortho và para) Điều chế Phương pháp chủ yếu điều chế phenol công nghiệp là sản xuất đồng thời phenol và axeton theo sơ đồ phản ứng sau : CH CHCH 1)O (kk) ; 2) H 2SO C6H6 H C H5CH(CH )2 C H5OH CH3COCH Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn (7) Nguồn: Hocmai.vn (8)