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

4.1.1 Dãy đồng đẳng, đồng phân, danh pháp của rượu metylic( metanol)

4.1.2 Tính chất vật lý

4.1.3 Tính chất hóa học

4.1.3.1 Phản ứng thế kim loại Na

4.1.3.2 Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep)

4.1.3.3 Phản ứng este hóa ( HX và RCOOH)

4.1.3.4 Phản ứng oxi hóa hoàn toàn và không hoan toàn

4.1.4 Cơ chế phản ứng ( tách E 2 , S N2 , )

4.1.5 Ứng dụng và phương pháp điều chế.

4.1.6 Một số rượu khác ( etylenglicol, glixerol)

4.1 Ancol

* ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI

- Phân loại

Cấu tạo gốc hidrocacbon

Ancol no Ancol không no Ancol thơm

Số lượng nhóm hidroxyl

Ancol đơn chức Ancol đa chức

Bậc của nguyên tử C no

liên kết với nhóm - OH

Ancol bậc I Ancol bậc II Ancol bậc III

Bài 4.1 ANCOL

HO - CH - CH

a Tên thông thường:

Công thức cấu tạo Tên thông thường Tên thay thế

4.1.3 Tính chất hóa học

4.1.3.1 Phản ứng thế kim loại Na

a) Phản ứng chung của ancol

Thực nghiệm: Cho Na tác dụng với etanol dư

(bình A không cần đun nóng), phản ứng xảy ra

êm dịu (không mãnh liệt như với nước).

Chưng cất đuổi hết etanol dư, trong bình còn lại

Cho nước vào bình A, chất rắn tan hết Dung dịch

thu được làm hồng phenolphtalein.

Chưng cất thì lại thu được etanol (ở bình B)

và NaOH(ở bình A):

C 2 H 5 ONa + H 2 O → NaOH + C 2 H 5 OH  

Bài 4.1 ANCOL

4.1.3.2 Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep)

• Các phân tử ancol khi có mặt của axit sunfuric ở nhiệt độ thấp tạo

thành ete, nhưng khi đun nóng ở nhiệt độ cao tạo sản phẩm chủ yếu là anken

• Xúc tác là H2SO4, H3PO4 và muối ZnCl2, CuSO4 hoặc cho hơi ancol đi qua ống thạch anh có chứa oxit nhôm ở nhiệt độ 300-5000C

• Khả năng phản ứng ancol bậc 3 > bậc 2 > bậc 1

Bài 4.1 ANCOL

Ancol bậc 3 thường tách nước trong điều kiện đun nóng có

mặt axit, ancol bậc 2 tách nước trong điều kiện H2SO4 75%,

100oC, ancol bậc 1 tách nước khó hơn ancol bậc 2 , phải dùng

H2SO4 95%, 100oC

Ví dụ:

Bài 4.1 ANCOL

4.1.3.3 Phản ứng este hóa ( HX và

RCOOH)

* Phản ứng với axit halogenhydric (HX).

+ Các ancol rất dễ tác dụng với axit mạnh HX, giai đoạn đầu

tiên tạo tiểu phân trung gian cation oxoni, sau đó tùy theo bậc của rượu

mà có thể thế theo cơ chế SN1 hoặc SN2 và cho sản phẩm cuối cùng

là dẫn xuất halogen Thông thường ancol bậc 2,3 theo cơ chế SN 1

+ Về khả năng phản ứng: bậc 1 > bậc 3 > bậc 3

+ Để phân biệt các ancol có bậc khác nhau có C≤ 6 người ta dùng thuốc

thuốc thử Lucas (HClđ + ZnCl2khan)

R-OH + HX → R-X + H2O

Bài 4.1 ANCOL

* Phản ứng với RCOOH

• Khi tác dụng với axit hữu cơ có xúc tác axit vô cơ tạo este hữu cơ, phản

ứng xảy ra thuận nghịch

R-OH + R’-COOH → R’-COO-R + H2O

Este hữu cơ

• Nhưng thuận lợi nhất là cho ancol tác dụng với clorua axit hoặc anhydrit axit tạo este dễ dàng

• Khi cho tác dụng với axit vô cơ tạo este vô cơ

R-OH + HO-NO2 R-O-NO2 + H2O

Este vô cơ

Bài 4.1 ANCOL

4.1.3.4 Phản ứng oxi hóa hoàn

toàn và không hòan toàn

*Phản ứng oxi hóa hoàn toàn

Ancol cháy tạo thành CO2, H2O và tỏa nhiệt

         CnH2n+1OH+ (3n/2) O2→nCO2+(n+1)H2O

*Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

Ancol bậc I bị oxihoa thành anđêhit

R-CH2-CH2OH + CuO > R-CH2-CH=O + Cu + H2O

Bài 4.1 ANCOL

Ancol bậc II bị oxihoa thành Xeton

Ancol bậc III khó bị oxihoa

Bài 4.1 ANCOL

Có thể biểu diễn dưới dạng lập thể ANCOLBài 4.1

C

H H

C

H

H H

Xét phản ứng :

Cơ chế:

Giai đoạn 1: xảy ra chậm

Giai đoạn 2: xảy ra nhanh

Bài 4.1 ANCOL 3

• Cơ chế: SN2

Xét phản ứng:

CH3–CH2–OH + HO–CH2–CH3 C2H5–O–C2H5 + H2O Bài 4.1

4.1.5 Ứng dụng và phương pháp điều

chế

* Điều chế

1 Từ anken :

+Cộng nước: Xúc tác axit: theo Marcopnhicop

+ Để thu ancol bậc thấp từ anken:Dùng phương pháp oxi hoá

Hydrobo-2.Thuỷ phân dẫn xuất halogen và este

3 Từ hợp chất cơ magie( Grinard)

4 Khử hợp chất andehyt, xeton và este

( tác nhân H2/Ni và LiAlH4, ,NaBH4)

5 Điều chế metanol và etanol

ROH Alcol

H

1 Từ anken

a.Hydrat hóa anken: Phản ứng xảy ra có xúc tác axit ( thường dùng axit sunfuric xt), hướng của phản ứng cộng tuân theo qui tắc Markovnikov

b Hydrobo oxi hoá: Phản ứng hydrobo hoá- ôxy hoá

anken cho sản phẩm hydrat hoá ngược qui tắc

Markovnikov ( thường được ancol bậc thấp)

CH3-CH=CH2 + H2O CHH2SO4 3-CH(OH)-CH3

CH3-CH=CH2 CH1.B2H6 3-CH2CH2OH

2.H2O2, OH

-2 Thủy phân dẫn xuất halogen hoặc este

• Cho dẫn xuất halogen,este tác dụng với kiềm

R-X + NaOH → R -OH + NaX

(X: Cl, Br, I)

Về khả năng phản ứng

R-I > R-Br > R-Cl

Phản ứng có thể xãy ra theo cơ chế SN1 hoặc SN2

• Cho este tác dụng với kiềm

R-COOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Nếu thủy phân este có xúc tác axit thì phản ứng thuận nghịch, hiệu suất thấp

3 Tác dụng với hợp chất Grinard

(xem hợp chất cơ Mg)

+ H/c cơ Mg + andehit formic → ancol bậc 1 thêm 1C + H/c cơ Mg + andehit khác → ancol bậc 2

+ H/c cơ Mg + etylenoxit → ancol bậc 1 tăng 2C

+ H/c cơ Mg + este → ancol bậc 3

+ H/c cơ Mg + clorua axit → xeton → ancol bậc 3

+ H/c cơ Mg + anhydrit axit → xeton → ancol bậc 3 +H/c cơ Mg + h/c nitrin → xeton → ancol bậc 3

Dicyclohexyl ceton Dicyclohexylmetanol (88%)

Khử este và axit cacboxylic.

• NaBH4 chỉ khử este chậm và không khử được axit

• Este và axit cacboxylic thường khử với tác chất LiAlH4 (lithium aluminium hydrua)

• Tất cả các nhóm chức, bao gồm: este, axit, xeton và andehyd khi khử bằng LiAlH4 cho sản phẩm ancol

hiệu suất cao

• Ngoài ra có thể khử este bằng H2 có xúc tác CuCrO4

Ví dụ

5 Phương pháp điều chế metanol và etanol

a) metanol

b) Etanol-Từ etylen →-Từ tinh bột và xenlulo: thủy phân có xúc tác axit hay men tạo gluco,lên men rượu cho etanol

CO + H2 CH3-OH

ZnO,Cr2O3220-3000C, 150-160 atm

* Ứng dụng