PHENOL 1 Định nghĩa

1. Định nghĩa

Khi thay thế nguyên tử hydro trong vòng benzene của hydrocacbon thơm bằng nhóm hydroxyl(-OH) ta đựơc loại hợp chất gọi là phenol.

OH-Phenol OH CH3- P-Crezol

Nếu thay thế nguyên tử hydro ở mạch nhánh của hydrocacbon thơm bằng nhóm hydroxylta được rượu thơm.

Ví dụ: CH2-OH- Rượu benzylic

Vậy phenol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử của chúng có nhóm hydroxyl lien kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của vòng benzene.

Chất tiêu biểu và quan trọng nhất của các hợp chất phenol là C6H5-OH và ta thường gọi là phenol.

2. Tính chất vật lý

Phenol là chất rắn, tinh thể không màu, có mùi đặc trưng. Nó ít tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ.

3. Tính chất hoá học

3.1. Phản ứng đối với kim loại kiềm

Tương tự rượu, khi cho kim loại kiềm(K, Na....) tác dụng với phenol thì phản ứng xảy mãnh liệt và giải phóng khí H2:

C6H5-OH+NaC6H5-ONa 3.2. Phản ứng với bazơ

Khác với rượu, phenol phản ứng dễ dàng với dung dịch bazơ tạo thành dung dịch trong suốt:

C6H5-OH+NaOH  C6H5-ONa+H2O Nhận xét:

Phenol phản ứng được với cả kim loại kiềm và dung dịch bazơ, chứng tỏ phenol có tính axit. Phenol còn đựơc gọi là axit phenic.

Tuy vậy, tính axit của phenol rất yếu, yếu hơn cả cacbonnic, phenol không làm quỳ tím hoá đỏ.

Ví dụ:

C6H5-ONa+CO2+H2OC6H5-OH+NaHCO3

Tính axit của phenol mạnh hơn rượu(nó phản ứng được với dung dịch bazơ, trong khi rượu thì không phản ứng được). Đều này là do ảnh hưởng của gốc phenyl C6H5- hút điện tử, làm cho lien kết O-H bị phân cực mạnh về phía oxy làm cho nguyên tử H trở nên linh động hơn so với trong rượu:

C6H5 O-8 H+8

3. Phản ứng với dung dịch nước brom

Nhỏ nước brom vào dung dịch Phenol, kết tủa trắng xuất hiện tức thời:

OH + Br2 BrOHBrBr+ HBr

Kết tủa trắng Nhận xét:

Nguyên tử hydro trong gốc phenyl của phenol tham gia phản ứng thế dẫ dàng hơn các nguyên tử hydro trong benzene. Đó là do ảnh hưởng của nhóm-OH đến gốc phenyl.

ảnh hưởng của gốc phenyl đến nhóm hydroxyl và ảnh hưởng của nhóm hydroxyl đến gốc phenyl được gọi là ảnh hưởng qua lạigiữa các nguyên tử trong phân tử.

4. Điều chế Từ benzene: C6H6 + Cl2  ) (Fe to C6H5Cl C6H5Cl + NaOH  cao P cao to _ C6H5OH + NaCl VIII. ANDEHIT

Andehit là chất hữu cơ có chứa nhóm chức- CHO lien kết với gốc hidrocacbon hoặc H.

Công thức phân tử tổng quát của andehit no, đơn chức có dạng CnH2n+1 CHO

1. Danh pháp

- Danh pháp quốc tế : ankan+al

- Danh pháp thường: ankan+ tên axit tương ứng Ví dụ:

Công thức Tên gọi thường Quốc tế

HCHO Andehit fomic Metanal

CH3CHO Andehit axetic Etanal

C2H5CHO Andehit propionic

C3H7CHO Andrhit butyric Butanal C4H9CHO Andehit valeric Pentanal 2. Đồng phân

Ví dụ: Viết các đồng phân andehit có công thức phân tửC4H9CHO CH3-CH2-CH2-CHO (n-pentanal) CH3-CH(CH3)-CH2-CHO (3metyl butanal) CH3-CH2-CH(CH3)-CHO (2 metyl butanal) CH3-C(CH3)2-CHO (2, 2 di metyl propanal) 3. Tính chất hoá học 3.1. Phản ứng cộng với H2

Phản ứng có xúc tác Ni và được đun nóng tạo ra rượu bậc I R-CHO+H2  o t Ni R-CH2OH 3.2. Phản ứng oxi hoá- khử

Andehit có thể bị oxi hoá bởi các chất oxi hoá khác nhau. a. Phản ứng với oxi

Khi có xúc tác muối mangan Mn2+

, phản ứng tạo ra axit tương ứng, phản ứng này dung để điều chế axit tương ứng:

R-CHO + 2

2 1

O Mn(CO3COO)2

R-COOH b. Tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3

Khi đun nóng andehit với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư ta thu đựơc bạc kim loại, phản ứng này còn đựơc gọi là phản ứng tráng bạc hay tráng gương:

R-CHO+2[Ag(NH3)2 ]OH R-COONH4 + 2Ag+3NH3 + H2O Ví dụ:

CH3CHO+2[Ag(NH3)2 ]OH CH3-COONH4+2Ag+3NH3+H2O Đặc biệt đối với HCHO:

HCHO + 4[Ag(NH3)2 ]OH(NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + H2O c. Tác dụng với Cu(OH)2/NaOH

Phản ứng xảy ra khi đun nóng, tạo ra kết tủa Cu2O màu đỏ gạch:

R-CHO+2Cu(OH)2 + NaOH  R-COONa + Cu2O + 3H2O Ví dụ:

CH3-CHO + 2Cu(OH)2+ NaOH CH3-COONa+Cu2O + 3H2O Đặc biệt đối với HCHO:

H-CHO+4Cu(OH)2 + 2NaOH Na2CO3 + 2Cu2O + 6H2O 3.3. Phản ứng trùng ngưng với Phenol

Khi đun nóng hỗn hợp fomandehit và Phenol có mặt axit hoặc kiềm làm xúc tác, một hợp chất polymer gọi là dựa phenol fomandehit được tạo thành:

3.4. Phản ứng đốt cháy

Andehit đơn chức no cháy tạo ra khí CO2 và H2O với số mol bằng nhau. CnH2n+1 CHO+ 2 2 ) 2 3 ( O n (n+1)CO2+(n+1)H2O 4. Điều chế

Phương pháp chung để điều chế andehit là oxi hoá rượu bậc I bằng CuO, bằng oxi có bột Cu làm xúc tác hay bằng K2Cr2O7(hoặc CrO3) R-CH2OH+1/2O2  2 _ Cu bot R-CHO+H2O

Đặc biệt hai andehit fomic và andehit axetic còn có thể điều chế bằng các phản ứng sau đây: 4.1. Andehit fomic - Từ rượu metylic: CH3-OH+ 2 2 1 O H-CHO+H2O - Từ metan: CH4+O2  C NxOy o 800 H-CHO+H2O 4.2. Andehit axetic - Từ rượu etylic: CH3-CH2OH+1/2O2 o  t Cu bot _ CH3-CHO+H2O - Từ axetilen:

Khi cho axetilen tácdụng với H2O xúc tác HgSO4 hoặc tác dụng với dung dịch HgSO4 ta thu đựơc CH3CHO

CHCH+HOH  C HgSO o 80 4 CH3-CHO IX. AXIT CACBOXYLIC

Axit cacboxylic là loại hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức COOH lien kết với gốc hidrocacbon hoặc H.

Công thức phân tử tổng quát của axit no, đơn chức có dạng CnH2n+1 COOH.

1. Danh pháp

Danh pháp quốc tế: axit+ankan+oic Ví dụ:

Công thức Tên thường gọi Quốc tế

HCOOH Axit fomic Axit metanoic

CH3COOH Axit axetic Axit etanoic

C2H5COOH Axit propionic Axit propanoic C3H7COOH Axit butyric Axit butanoic C4H9COOH Axit valeric Axit pentanoic 2. Tính chất hoá học

2.1. Tính axit

Do sự phân cực mạnh có lien kết O-H nên axit cacboxylic phân ly trong nước theo cân bằng:

R-COOH+H2O

 

R-COO-

+ H3O+

Chính vì vậy dung dịch axit cacboxylic có đầy đủ các tính chất của một axit, như làm đổi màu quì tím thành đỏ và tham gia các phản ứng sau:

a. Tác dụng với dung dịch bazơ

R-COOH+NaOHR-COONa+H2O b. Tác dụng với kim loại hoạt động

R-COOH + Na R-COONa + 2

2 1

2CH3-COOH+Mg(CH3-COO)2Mg + H2 c. Tác dụng với muối ở axit yếu hơn

2CH3-COOH+Na2CO32CH3-COONa + CO2 + H2O 2.2. Phản ứng este hoáP:

Khi cho axit tác dụng với rượu có H2SO4 đậm đặc làm xúc tác ta được este. Ví dụ: CH3-COOH+C2H5OH   CH3COOC2H5+H2O 2.3. Phản ứng đặc biệt của axit fomic

Axit fomic có chứa nhóm-CHO nên nó có khả năng tham gia phản ứng với AgNO3/NH3 tạo ra bạc kim loại:

HCOOH + 2[Ag(NH3)2 ]OH 

33 3 NH AgNO (NH4)2CO3 + 2Ag + 3NH3 + H2O 2.3. Phản ứng đốt cháy

Axit đơn chức no mạch hở bị đốt cháy tạo ra H2O và CO2 với số mol bằng nhau: CnH2n+1COOH + 2 2 1 3 ( O n (n+1)CO2+(n+1)H2O 3. Điều chế

Phản ứng chung điều chế axit là phản ứng oxi hoá andehit bằng oxi có xúc tác muối Mn2+ . R-CHO + 2 2 1 O Mn(CH3COO)2 R-COOH Ví dụ:

CH3-CHO + 2

2 1

O Mn(CH3COO)2

CH3-COOH

Đặc biệt rượu etylic 10% bị oxi hoá bởi oxi không khí thành axit axetic, nhờ tác dụng của men giấm

CH3-CH2OH + O2 Men _giam CH3-COOH+H2O X. ESTE

Este là sản phẩm của phản ứng giữa rượu và axit. 1. Tính chất vật lý

Este của các axit đơn chức no thường là các chất lỏng có mùi thơm hoa quả dễ chịu.

Ví dụ: CH3-COOCH(CH3)-CH2-CH2CH3 có mùi chuối ( Izoamyl axetat)

CH3CH2CH2COOCH2CH2CH2CH3 có mùi dứa (Butyl butyrate)

Este có nhiệt độ sôi thấp, vì giữa các phân tử este không có lien kết hidro như trong rượu hoặc trong axit. Este thường không tan trong nước chỉ có các este đơn giản mới tan ít trong nước.

2. Tính chất hoá học 2.1. Phản ứng thuỷ phân

Khi đun nóng este với nước có mặt một ít axit vô cơ mạnh làm xúc tác sẽ tạo thành axit và rượu.

R-COO-R’+HOH   R-COOH+R’OH Ví dụ: CH3COOC2H5+HOH   CH3-COOH+C2H5OH

Đây là phản ứng thuận nghịch. 2.2. Tác dụng với kiềm

a. Este đơn chức

Este đơn chức tác dụng với kiềm tạo ra muối của axit đơn chức với rượu đơn chức:

RCOOR’+NaOH RCOONa + R’OH

CH3COOC2H5+HOH  CH3-COONa + C2H5OH b. Este đa chức

- Este tạo bởi axit đa chức và rượu đơn chức

Tác dụng với kiềm tạo ra muối của axit đa chức và rượu đơn chức: R(COỏ’)n+nNaR(COONa)n+nR’OH Ví dụ: COO-C2H5 COONa + 2NaOH  +CH3OH + C2H5OH COO-CH3 COONa

- Este tạo bởi axit đơn chức và rượu đa chức

Tác dụng với kiềm tạo ra muối của axit đơn chức và rượu đa chức:

R’(OOCR)n+nNaOHR’(OH)n+nRCOONa Ví dụ:

CH2-OOCC17H35 CH2-OH

CH-OOCC17H35 CH-OH c. Este có chứa gốc vinyl

Tác dụng với kiềm tạo muối và andehit axetic

CH3-COO-CH=CH2 + NaOH CH3-COONa + CH3-CHO d. Este có chứa gốc phenyl

Tác dụng với kiềm dư tạo ra hai muối và nước:

CH3-COO-C6H5+2NaOH C6H5ONa+CH3COONa+H2O 2.3.Phản ứng đặc biệt este có gốc axit fomic

Trong cấu tạo của este này có chứa nhóm-CHO, nên có khả năng tác dụng với AgNO3/NH3 tạo bạc kim loại:

H-COOR+2[Ag(NH3)2 ]OH AgNO3NH3

NH4O- COOR+2Ag+3NH3+H2O

2.4. Phản ứng của este chưa no

Este chưa no có khả năng tác dụng với H2, nước brôm, phản ứng trùng hợp. Ví dụ: CH3-COO-CH=CH2+H2CH3-COO-CH2-CH3 CH3-COO-CH=CH2+Br2 CH3-COO-CHBr-CH2Br COO-NH3 COO-CH3 nCH2=C)  (-CH2-C-)n CH3 CH3

2.5. Phản ứng đốt cháy

- Este đơn chức no có công thức phân tử CnH2nO2 giống với công thức phân tử của axit đơn chức no nên khi đốt cháy tạo ra CO2 và H2O có số mol bằng nhau CnH2nO2 + 2 2 ) 2 3 ( O n  nCO2+nH2O Ví dụ: CH3COOC2H5+5O2  4CO2+4H2O

- Các este còn lại đốt cháy đều tạo ra số mol CO2> số mol H2O. CH3-COO-CH=CH2 + 2 2 9 O 4CO2 + 3H2O C2H4(OOC-CH3)2+ 2 2 13 O 6CO2 + 5H2O. 3. Điều chế

Phương pháp chung để điều chế este là cho axit tác dụng với rượu có mặt xúc tác axit H2SO4. Đây là loại phản ứng thuận nghịch. Ví dụ: CH3-COOH+C2H5OH   CH3-COO-C2H5 + H2O