Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Ancol.

Trang 1

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

Chương 8: DẪN XUẤT HALOGEN - ANCOL- PHENOL

Bài 40: ANCOL

A:

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

I Khái niệm nhóm chức (Nhóm định chức):

Là nhóm nguyên tử gây ra phản ứng đặc trưng cho phân tử chất hữu cơ

VD: - Nhóm chức của ancol - OH (nhóm hiđroxyl)

II Phân loại:

1 Hợp chất đơn chức: Là hợp chất mà phân tử chỉ chứa 1 nhóm chức.

VD: CH3 - CH2 - OH (ancol etylic) CH3 - COOH (Axit axetic)

2 Hợp chất đa chức: Là hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm chức cùng loại.

VD: CH2 CH2

OH OH (Etylenglicol)

 

CH CH CH

OH OH OH (Glixerol )

3 Hợp chất tạp chức: Là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhiều nhóm chức khác loại:

VD: CH3 CH COOH

2

CH COOH

B : KHÁI QUÁT VỀ ANCOL

I Định nghĩa về ancol :

* ancol là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm -OH (hiđroxyl) liên kết với nguyên tử C no của gốc hiđrocacbon

Chú ý: Trong phân tử ancol mỗi nguyên tử C chỉ chứa tối đa 1 nhóm -OH.

* Công thức chung : Cn H2n+ 2- 2k - z(OH)z hay R(OH)x

đk : z n

II Phân loại: ( ancol được chia thành những loại nào?)

1 Tuỳ theo đặc điểm gốc hiđrocacbon: mà anccol được chia thành anccol no, anccol không no,

anccol thơm

VD1: anccol no CH3OH (ancol metylic)

VD2: anccol không no CH2 = CH - CH2 - OH (ancol anylic)

VD3: anccol thơm CH2 - OH

C6H5 - CH2 - OH (ancol benzylic)

2 Tuỳ theo số lượng nhóm chức -OH: mà có ancol được chia thành đơn chức hoặc đa chức (mo no

ancol và poli ancol )

Trang 2

VD1: ancol đơn chức C2H5OH (anccol etylic)



( etylenglicol)

3 Tuỳ theo vị trí liên kết của nhóm -OH với C có bậc khác nhau: mà ancol được chia thành các

bậc khác nhau

*Trong đó: Bậc C là số liên kết nguyên tử C đó với các nguyên tử C khác xung quanh nó Vì vậy:

- Nếu nhóm -OH liên kết với nguyên tử C bậc 1 có ancol bậc1

*Chú ý : Không có ancol bậc 4 vì C bậc 4 đã bão hoà về hoá trị

CH3 - C - OH (ancol bậc 3)

CH3

Do vậy người ta nói: Bậc của ancol là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm -OH

III Độ rượu( ancol): Là số ml anccol nguyên chất có trong 100ml dung dịch ancol

r ml

ml

V r îu nguyª n chÊt

V dd îu

VD: ancol etylic 420 có nghĩa là: trong 100 ml dung dịch ancol etylic có 42 ml rượu nguyên chất

- Phân biệt: ancol etylic 420 với ancol etylic 42% ?

nguyên chất, còn rượu etylic 420 đã giải thích ở trên

IV Một số ancol không bền cần nắm :

1) ancol có 2 nhóm - OH cùng liên kết với 1 nguyên tử C:

* Nếu liên kết với nguyên tử C đầu mạch thì tự loại H 2 O tạo thành andehit

VD: CH3 - CH - OH  CH3 - CH = O + H2O

OH (CH3 - CHO) anđehit axetic

TQ: R - CH - OH  R - CH = O + H2O

* Nếu liên kết với nguyên tử C trong mạch thì tự loại H 2 O tạo xeton:

VD: OH

CH3 - C - CH3  CH3 - C - CH3 + H2O

OH O (axeton)

TQ: OH

R - C - R'  R - C - R' + H2O (Với R và R' là các gốc hiđrocacbon)

Trang 3

2) ancol có 3 nhóm -OH cùng liên kết với 1 nguyên tử C thì tự loại nước tạo axit

cacboxylic (chứa nhóm chức - COOH ).

OH

CH3 - C - OH  CH3 - C - OH + H2O

OH O (CH3 - COOH)

3) ancol có nhóm - OH liên kết với nguyên tử C không no (chứa 1 liên kết trong phân tử):

* Nếu liên kết với C không no đầu mạch (chứa 1 liên kết ) thì tạo anđehit.

OH

(CH3 - CHO)

OH

* Nếu liên kết với C không no trong mạch (chứa 1 liên kết ) tạo xeton

(axeton)

C: DÃY ĐỒNG ĐẲNG CỦA ANCOL ETYLIC (C2H5OH)

( ancol no, đơn chức mạch hở )

I Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp :

1 Đồng đẳng của ancol etylic

* Khái niệm: Ancol no đơn chức (mạch hở) là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có 1 nhóm -OH liên

kết với gốc hiđrocacbon no

*Công thức : Cn H2n+1OH được biểu diễn dạng: R - OH

Có công thức phân tử là: CnH2n+2O (đ/k: n  1 nguyên dương)

2 Đồng phân: anccol no đơn chức mạch hở từ C3H7OH trở đi mới có đồng phân

* Từ C4H9OH trở đi có 2 loại đồng phân: vị trí nhóm -OH và mạch C

VD1: Viết công thức cấu tạo của rượu C4H9OH, gọi tên và xác định bậc mỗi rượu

1 CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - OH ancol butylic (hay butan – 1- ol) (ancol bậc 1)

2 CH3 CH CH| 2 CH3

OH

ancol sec-butylic ( hay butan – 2- ol ) (ancol bậc 2)

3

CH CH CH OH

CH

ancol iso-butylic (hay 2- metyl propan-1-ol)

(ancol bậc 1)

4

|

3

OH

CH C CH

CH

* ứng với công thức C n H 2n+2 O ngoài đồng phân ancol , còn có đồng phân ête no đơn chức

3 Danh pháp

Trang 4

a) Danh pháp thường : ancol + tên gốc hiđrocacbon tương ứng + đôi "ic".

b) Danh pháp quốc tế : tên ankan tương ứng + đuôi "ol"

*Quy tắc: Chọn mạch chính (mạch chứa liên kết với với nhóm -OH) và nhiều C nhất , nhiều nhánh

đươn giản

- Đánh số vị trí C trên mạch chính từ phía gần nhóm -OH nhất , tổng số chỉ vị trí nhánh nhỏ nhất

- Tên gọi = số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh (nếu có) + tên ankan ứng mạch chính

+ số chỉ vị trí nhóm -OH + "ol"

VD2: Viết các CTCT của ancol C5H11OH Gọi tên quốc tế và xác định bậc mỗi anccol

II Tính chất vật lý.

- Rượu từ C1 - C12 là chất lỏng, từ C13 trở đi là chất rắn

- Ba ancol đầu dãy đồng đẳng tan vô hạn trong nước Từ C4 trở đi độ tan giảm dần

- Nhiệt độ sôi của ancol tăng khi khối lượng mol tăng

chú ý : 1 Ba ancol đầu dãy đồng đẳng tan vô hạn trong nước vì chúng tạo được liện kết hiđro với

nước dễ dàng, bền Từ C4H9OH trở đi độ tan kém hơn do gốc hiđrocacbon lớn hơn làm cản trở sự tạo thành liên kết hiđro với nước

2 Nhiệt độ sôi của ancol cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ sôi của hiđrocacbon tương ứng (cùng số C) hay có khối lượng tương đương vì giữa các phân tử ancol tạo được liên kết hiđro giữa các phân tử và với H2O

Liên kết hiđro: Là liên kết sinh ra do lực hút tĩnh điện giữa phần mang điện dương là H và phần mang

điện âm là nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như: O, N, F…

VD1: Sơ đồ liên kết H giữa các ancol R - OH VD2: Giữa R - OH và H2O

III Tính chất hoá học Tính chất hoá học của ancol no đơn chức chủ yếu xảy ra ở nhóm -OH

1) Tác dụng với kim loại kiềm.

2 H2 

(Rượu etylic) (Natri etylat)

2 H2 .

CnH2n+1 OH + Na  CnH2n+1ONa + 1

2H2 .

(Natri ancolat)

Chú ý : +) ancol không tác dụng với dung dịch kiềm.

+) KLK + dung dịch ancol thì KLK pư với H2O trước ,sau đó nếu KLK còn dư tiếp tục td với ancol

2) Tác dụng với axit:

Trang 5

a Tác dụng với axit vô cơ (HX, HNO3, H2SO4)

   ® C2H5Br + H2O

TQ1: R - OH + HX (đ) H SO 2 4

   ® R -X + H2O ( Với X là: Cl, Br, I)

chú ý : Axit HBr được thay thế bằng hỗn hợp NaBr + H2SO4 theo phản ứng:

0

t

  C2H5Br + NaHSO4 + H2O

  C2H5ONO2 + H2O (Etyl nitrat hay nitro nitrat)

TQ2: R - OH + HONO2 (đ) t 0

  R - ONO2 + H2O

  C2H5OSO3H + H2O (Etyl hiđrosunfat)

b Tác dụng với axit hữu cơ (gọi là phản ứng este hoá).

0

xt H SO

t C

     CH3COOCH3 + H2O

0

xt H SO

t C

     CH3COOC2H5 + H2O

(Etyl axetat)

0

xt H SO

t C

     R'COOR + H2O

* Chú ý :

- Các phản ứng của ancol với axit hữu cơ gọi là phản ứng este hoá

- Đặc điểm phản ứng este hoá là phản ứng thuận nghịch

- Axit H2SO4 đặc vừa có vai trò làm xúc tác , vừa có vai trò hút nước sau phản ứng (để cân bằng phản ứng este hoá chuyển dịch theo chiều thuận)

- Nhiệt độ có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng

3 Phản ứng tách nước ( pư khử nước )

a Tách 1 phân tử nước từ 1 phân tử ancol tạo anken (olefin).

* Điều kiện: ancol no, đơn chức, mạch hở có từ 2 cacbon trở đi , có xt: H2SO4 đặc và t0  1700C

VD1:

xt H SO

OH



         

VD3:

3

CH CH CH CH

CH OH

3 Metyl bu tan ol 2

H SO

t 170 C 

®

3

CH C CH CH H O

CH (2 Metyl but 2 en)

CH CH CH CH H O

CH (3 Metyl but 1 en)

Trang 6

TQ: C nH2n+1OH 2 4

xt H SO

t 170 C 

     CnH2n + H2O

Chú ý : Với ancol bậc 2, bậc 3 từ C4H9OH trở đi khi tách nước tạo anken tuân theo quy tắc Zaixep "Nhóm -OH tách ra cùng nguyên tử H ở C bên cạnh bậc cao hơn (vị trí C có ít H nhất) là sản phẩm chính, còn lại là sản phẩm phụ

b Tách 1 phân tử nước từ hai phân tử ancol tạo ete (đk: xt H2SO4 đặc, t0  1400 C )

* Tách nước từ 2 ancol giống nhau tạo 1 ete

0

xt H SO

140 C

   ® R - O - R + H2O

* Tách nước từ 2 ancol khác nhau tạo 3 ete

TQ: 2R1 - OH 2 4

0

xt H SO t

   ® R1 - O - R1 + H2O

0

xt H SO t

   ® R2 - O - R2 + H2O

0

xt H SO

140 C

   ® R1 - O - R2 + H2O

Chú ý : 1 Riêng ancol CH3OH tách nước trong điều kiện nhiệt độ 1700C hay 1400C cũng chỉ tạo ete

2 Riêng ancol C2H5OH khi tách nướcvà H2 tạo buta - 1,3-.đien

0

MgO / ZnO (hay Al O , 500 C)

450 C

         CH2 = CH - CH = CH2 + 2H2O + H2

4 Phản ứng oxi

a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (phản ứng cháy

TQ: Cn H 2n+2 O + 3n

2 O 2

0

t

  nCO 2 + (n + 1)H 2 O

b Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn.( pư oxi hoá hữu hạn , pư oxi hoá nhẹ )

* Tác dụng với chất oxh CuO, hay O2 xúc tác Cu, t0

ancol bậc 1: (R - CH2 - OH) bị oxi hoá tạo anđehit (RCHO)

TQ: R - CH2 OH + CuO t 0

  R - CHO + H2O + Cu

R - CH2 OH + 1

2O2 0

xt Cu t

    R - CHO + H2O

(Bản chất: 2Cu + O2

0

t

  2CuO oxi hóa ancol theo phản ứng trên )

Trang 7

ancol bậc 2: R CH R '|

OH

 

OH

 

(Với gốc R, R' là gốc hiđocacbon)

TQ:

0

t

2

R CH R ' CuO R C R ' Cu H O

R CH R '|

OH

 

+ 1

2O2

0

t

2

||

R C R ' H O O

    

ancol bậc 3: không bị oxi hoá bởi tác nhân trên

* Phản ứng lên men

xt men

25 30 C 

     CH3COOH + H2O

TQ: R - CH2 - OH + O2

0

xt, t

    R - COOH + H2O

* Tác dụng với chất oxh Cl2 : nếu oxihóa ancol etylic với hal như clo thì ngoài quá trình oxihóa

còn xảy ra quá trình thế để tạo ra cloran( tricloetanal )

CH 3 CH 2 OH + 4Cl 2   CCl 3 CHO + 5HCl

* Tác dụng với chất oxh là KMnO4 / H 2 SO 4 hoặc K 2 Cr 2 O 7 / H 2 SO 4 : khi đó ancol bậc 1 chuyển

thành anđehit , rồi chuyển thành axit cacboxylic

VD1: 5R - CH 2 OH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4  5R – CHO + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O 5R – CHO + 2KMnO4 + 3H 2 SO 4  5R – COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O VD2: 3R - CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4  3R – CHO +Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O 3R - CHO + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4  3R – COOH + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O

IV Điều chế.

1 Phương pháp chung.

a Hiđrat hoá anken

TQ: CnH2n + H2O H SO , t 2 4 0

n 2n 1

C H OH

VD1: CH2 = CH2 + HOH dd H SO 2 4

    CH3 - CH2 - OH

CH CH CH

OH (propan 2 ol)

CH CH CH OH

(propan 1 ol)

 

b Thuỷ phân dẫn xuất halogen trong dung dịch kiềm

TQ: R - X + NaOH t 0

R - X + H2O OH , t  0

   R - OH + HX (Với X là dẫn xuất halogen)

Trang 8

*Chú ý : Nếu trong dẫn xuất có nhiều halogen thì sẽ có bấy nhiêu nhóm -OH tạo ra sau phản ứng

thuỷ phân Khi đó cần nắm chắc các ancol không bền để viết sản phẩm cho đúng

VD:

0

t

CH CH Cl 2NaOH CH CHO 2NaCl H O

Cl

2 Phương pháp sinh hoá : Sơ đồ:

(C6H10O5)n

0 2

0

nH O, xt men, t Hay xt H , t 



      nC6H12O6 men

  Lªn  2nC2H5OH + 2nCO2 (Tinh bột)

(C5H10O5)n 2 0

nH O

xt H ,t 



    (Xenlulozơ)

3 Phương pháp khác.

a Từ anđehhit, xeton

TQ1: R - CH=O + H2

0

Ni, t

    R - CH 2 - OH

TQ2:

0

Ni, t 2

R C R ' H R CH R '

        

(Với R và R| là các gốc hiđrocacbon)

b Từ este thuỷ phân trong môi trường kiềm

TQ: R - COO - R' + NaOH  R - COONa + R'OH

VD: CH3 - COO - C2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH

Chú ý : ancol metylic : CH 4 + O 2

0

Cu, 200 C,100atm

       2 CH 3 OH

CO + 2H 2

0

Zn, 400 C,200atm

       CH 3 OH

MỘT SỐ ANCOL KHÁC

A : ANCOL KHÔNG NO ĐƠN CHỨC

I Khái niệm và công thức.

1 Khái niệm: ancol không no đơn chức là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có 1 nhóm -OH liên

kêt với nguyên tử C no của gốc hiđrocacbon không no

2 Công thức chung: CnH2n+1-2kOH (đ/k: k  1, n  3)

* Nếu ancol không no có 1 liên kết  trong phân tử có CT : CnH2n-1OH (đ/k: n  3)

VD: ancol không no tiêu biểu: CH2 = CH - CH2 - OH (ancol anylic)

Trang 9

II Tính chất hoá học.

- Có đầy đủ tính chất hoá học của ancol đơn chức do nhóm chức - OH gây ra giống ancol no đơn chức đã học

- Ngoài ra còn có tính chất của gốc không no giống hiđrocacbon không no: phản ứng cộng, phản ứng ôxi hoá, trùng hợp

1 Phản ứng cộng vào gốc hiđrocacbon không no.

2,3 dibrom propan 1 ol

H P lµm mÊt mµu dung dÞch BrBrBr

VD2: CH2 = CH - CH2 - OH + H2

0

Ni, t

   CH3 - CH2 - CH2 - OH (propan -1-ol)

VD3:

|

CH CH CH OH

CH = CH - CH - OH + HBr Br 2 Brom propan 1 ol

CH CH CH OH Br

CH CH CH

CH = CH - CH - OH + H O OH OH propan 1,2 diol

CH CH CH propan 1,3 diol

 

2 Phản ứng trùng hợp

2

CH CH nCH = CH - CH - OH

CH OH

3 Phản ứng oxi hoá.

* Oxi hoá không hoàn toàn (mất màu dung dịch KMnO4)

0

xt, t ,p

3CH CH CH OH 2KMnO 4H O CH CH CH 2MnO 2KOH

OH OH OH

*Oxi hoá hoàn toàn (phản ứng cháy)

CnH2n-1OH + 3n 1

2



O2 t 0

  nCO2 + (n - 1) H2O + Luôn có số mol của CO2 > số mol của H2O nên có hệ quả:

Số mol của ancol = số mol CO2 - số mol H2O

III Điều chế ancol anylic: (CH 2 = CH - CH 2 - OH)

Từ propen (propilen) theo sơ đồ:

CH2 = CH - CH3   1

  CH2 = CH - CH2 - Cl   0

2 NaOH, t

     CH2 = CH - CH2 - OH

1 CH2 = CH - CH3 + Cl2 500 C 0

   CH2 = CH - CH2 - Cl + HCl

2 CH2 = CH - CH2 - Cl + NaOH t 0

  CH2 = CH - CH2OH + NaCl

Trang 10

B: ANCOL NO ĐA CHỨC( POLI ANCOL )

I Khái niệm và công thức

1 Khái niệm: ancol no đa chức là hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm chức -OH liên kết với các nguyên

tử C riêng rẽ của gốc hiđrocacbon no

2 Công thức chung:

CnH2n+2-x(OH)x có dạng phân tử CnH2n + 2Ox hay biểu diễn: R(OH)x (đ/k: 2  x  n)

VD1: CH| 2 CH| 2

OH OH



hay C2H4(OH)2 hay C2H6O2

Etylenglicol hay Etan -1,2- điol

VD2: Từ ancol C3H6 (OH)2 hay C3H8O2 có công thức cấu tạo của ancol

1 CH3 CH CH| | 2 propan 1,2 diol

OH OH

2 CH| 2 CH2 CH| 2 propan 1,3 diol

VD3: ancol C3H5(OH)3 hay C3H8O3 có công thức cấu tạo:

CH| 2 CH CH| | 2 propantriol

OH OH OH HayGlixerol

 

II Tính chất vật lý.

- Etilenglycol và glixerin đều là chất lỏng sánh không màu, tan trong nước, vị ngọt , độc

III Tính chất hoá học của ancol no đa chức.

1 Tác dụng với kim loại kiềm.

VD1: C 2 H 4 (OH) 2 + 2Na  C 2 H 4 (ONa) 2 + H 2 

Natri etilenglicolat VD2: C 3 H 5 (OH) 3 + 3Na  C 3 H 5 (ONa) 3 + 3

2H 2

Natri glixerat

2 H 2

R(OH) x + xNa  R(ONa) x + x

2 H 2

* Nhận xét: Số nhóm chức = H 2

R

2n

n .

2 Tác dụng với axit

a Với axit vô cơ

Trang 11

2

|

2

CH OH



+ 3HNO3 H SO 2 4

   ®

|

2

|

CH ONO



+ 3H2O

(Glixerol trinitrat hay thuốc nổ )

b Với axit hữu cơ R - COOH

3 CH3 - COOH +

2

|

| 2

CH OH



H SO

   ®

CH COO CH



+ 3H2O

triaxetin

* Với axit béo:

3C17 H35COOH +

2

|

| 2

CH OH



H SO

   ®

17 35 | 2

17 35 |

C H COO CH



+ 3H2O

3C 15 H 31 COOH + C 3 H 5 (OH) 3 H SO2 4

   ® (C 15 H 31 COO) 3 C 3 H 5 + 3H 2 O

- Axit Oleic: C 17 H 33 COOH có CTCT gọn là [CH 3 - (CH 2 ) 7 - CH = CH - (CH 2 ) 7 - COOH]

TQ: 3R - COOH + C3 H 5 (OH) 3 H SO2 4

   ® (RCOO) 3 C 3 H 5 + 3H 2 O

3 Tác dụng với Cu(OH) 2 (Đồng II hiđroxit).

VD1: | 2

2

CH OH



2

HO CH



2

CH O



2

O CH



H H Hay 2C2H4(OH)2 + Cu(OH)2  ( C2H5O2)2Cu + 2H2O

VD2: 2

2

|

2

CH OH



+ Cu(OH)2  (Tự viết)

VD3:

2

|

2

|

2

CH OH

CH

CH OH



+ Cu(OH)2  Không tác dụng

*Chú ý :

1 Phản ứng hoà tan Cu(OH)2 là phản ứng đặc trưng của ancol đa chức có nhiều nhóm -OH liền kề được dùng

để phân biệt với ancol đa chức có đặc điểm khác hoặc với ancol đơn chức khác

2 Chỉ có ancol đa chức có nhiều nhóm -OH liền kề mới có phản ứng trên do các nhóm -OH liền kề này ảnh hưởng trực tiếp với nhau làm H trong nhóm -OH linh động hơn

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	451 KB