Bài giảng Hóa học đại cương: Chương III - ThS. Nguyễn Vinh Lan

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

188
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa học đại cương: Chương III trình bày về tên gọi, tên quốc tế, tính chất vật lý, phản ứng hóa học, điều chế của Ancol và Phenol.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học đại cương: Chương III - ThS. Nguyễn Vinh Lan

CHƯƠNG III CHƯƠ ƯƠNG CH2 CH CH2 CH2 CH2 ANCOL V À PHENOL VÀ OH OH OH OH OH A- Ancol ( Rượu ) Người ta phân loại ancol làm 3 loại : Etan-1,2-diol Propan-1,2,3-triol, glyxerol R' etylenglycol R CH2 OH R CH R' R C R'' Ancol vòng : Xiclohexanol, xiclopentanol, … OH OH OH OH Ancol bậc 1 Ancol bậc 2 Ancol bậc 3 CH 3 OH Et OH Phenol 2-Metylxiclohexanol 2-Etylxiclohexandiol-1,4 I- TÊN GỌI: TÊ GỌ 1- Tên quốc tế: Tên hidrocarbon + đuôi OL quố Ancol chưa no: Đánh số sao cho carbon mang OH có số nhỏ OH 2- Tên thông thường: Ancol ( hoặc rượu ) + gốc hidrocarbon thô thư ng: CH2 CH CH2 OH CH2 CH CH CH3 + đuôi IC: OH CH3 3-Butenol-2 CH3 OH CH3 CH2 OH CH3 C OH 2-Propenol-1 2-Xiclohexenol (But-3-en-2-ol) CH3 (Prop-2-en-1-ol) Metanol, ancol metylic Etanol, ancol etylic 2-metylpropan-2-ol, ancol t-butylic CH3 CH CH2 CH2 OH CH2 OH CH3 3-metylbutan-1-ol, ancol isoamylic Phenyl metanol, ancol benzylic
4. Từ hợp chất cơ magie RMgX ( Hợp chất Grignard ) : II. Điều chế : � Victor Grignard ( Pháp, Nobel 1912 ) 1. Hidrat hóa anken R-X + Mg ete khan RMgX H2 SO4 to R – CH = CH2 + R – CHOH – CH3 C 2H5Cl + Mg ete khan C H MgCl 2 5 2. Thủy phân halogenua ankyl (môi trường kiềm) : C6H5Br + Mg ete khan C 6H5MgBr NaOH R-X + H2O R-OH + HX δ− δ+ δ+ δ− to � R MgX + R' R' CH (1) CH O R � Khả năng phản ứng : R-I > R-Br > R-Cl. OMgX ' H+ ' X � R CH R + H2O R CH R + Mg (2) OH OMgX OH Cộng ( 1 ) và ( 2 ) ta được: 3. Khử andehit, xeton : 1- R’CHO R CH R' RMgX Ancol bậc 2 2- H3 O+ OH R C H + H2 Ni R CH2 OH to Tương tự: O Ancol bậc I R' RMgX 1- R’COR’’ R C R' + H2 Ni R CH R' R C R'' Ancol bậc 3 2- H3 O+ to OH O OH Ancol bậc II 1- H2 C CH2 O RMgX R-CH2-CH2-OH Ancol bậc 1 (+2C) 2- H3 O+
� V í dụ: Chỉ phản ứng với kim loại kiềm mà không phản ứng 1- CH3CH=O CH3 (CH3)2-CHMgCl CH CH CH3 được với NaOH, KOH, … 2- H3 O+ CH3 OH ROH + Na RONa + 1/2H2 CH3 ancolat 1- CH3 -CO-CH3 CH3MgBr CH3 C CH3 Các ancolat kim loại kiềm bị thủy phân hoàn toàn tạo 2- H3O+ OH dung dịch có tính bazơ mạnh: H2C CH2 1- RONa + H 2O ROH + NaOH O C6H5CH2MgCl C6H5CH2CH2CH2OH 2- H3O+ (CH3)3COK + H 2O (CH 3)3COH + NaOH III. Tính chất hóa học : 2. Phản ứng ester hóa : Phả H O � Điều kiện : xúc tác axit có proton (H 2SO4), to H2 SO4đđ 1. Tính axit : R-OH + R ’COOH R’COOR + H 2O to - + ROH RO + H � Khả năng phản ứng : CH3OH > bậc 1 > bậc 2 > bậc 3 ancol bậc 1 > bậc 2 > bậc 3 CH 3OH C 2H5OH (CH 3)3COH CF 3CH2OH pka : 15,4 16 18,6 12,43
� Phenol không phản ứng este hóa với axit ở cùng điều kiện. � ZnCl2 pha trong dd HCl đđ được gọi là thuốc thử Lucas thuố thử Muốn thực hiện phản ứng este hóa phenol người ta phải ứng dụng để nhận biết bậc của ancol. dùng hợp chất có hoạt tính mạnh hơn : anhidric axit hoặc clorua axit. ZnCl2 R-OH + HCl RCl + H 2O OH H2SO4 không tan + CH 3 COOH trong nước to OCOCH3 � Phản ứng xảy ra cho hiện tượng : ban đầu hỗn hợp phản CH3 C O C CH3 ứng bị đục để yên một lúc sẽ từ từ tách làm hai lớp chất OH O O + CH 3COOH lỏng. piridin Bậc 3 : phản ứng nhanh OCOCH3 CH3 C Cl Bậc 2 : phản ứng chậm Ở nhiệt độ thường O + HCl Bậc 1 : không phản ứng piridin 4. Phản ứng halogen hóa với SOCl 2, PX 5, PX3 : Phả 3. Phản ứng với các HX ( HCl, HBr, HI ) : Phả HCl, HBr, R-OH + SOCl 2 R-Cl + SO 2 + HCl R-OH + HX RX + H 2O R-OH + PCl 5 R-Cl + POCl 3 + HCl � Tiến hành : sục khí HX vào ancol hoặc đun ancol với HX đđ. R-OH + PBr 3 R-Br + H 3PO3 Bậc 3 > 2 > 1 � Khả năng phản ứng : HI > HBr > HCl � HCl phản ứng rất yếu phải có thêm ZnCl2 làm xúc tác. Lưu ý là HCl không phản ứng với ancol bậc I khô phả I.
5. Phản ứng khử nước ( dehydrat hóa ) : Phả khử 6. Phản ứng oxi hóa hữu hạn : Phả - Điều kiện : H 2SO4 đđ (170oC) hoặc Al2O3 (400-800oC). a- Với chất oxi hóa yếu: chấ H2 SO4 đđ to R-CH2-CHOH-CH3 R-CH=CH-CH 3 + H2O R-CH2-OH + CuO R-CHO + Cu + H 2O 170oC - Khả năng phản ứng : ancol bậc 3 > bậc 2 > bậc 1 Ancol bậc 1 o R CH R' + CuO t R C R' + Cu + H2O - Định hướng phản ứng tuân theo quy tắc Zaixep. OH O - Tuy nhiên khi dùng dư ancol và thực hiện phản ứng ở Ancol bậc 2 nhiệt độ thấp thì 2 phân tử ancol có thể khử một phân tử nước cho ete. Trong điều kiện tương tự ancol bậc 3 không phản ứng H2 SO4 đđ 2CH3-CH2-OH CH3-CH2-O-CH2-CH3 + H 2O 140oC Dietylete � Ghi chú: Với các ancol không còn hidro ở Cα chú so với C b- với chất oxi hóa mạnh: chấ nh: mang nhóm OH, phản ứng loại nước đi kèm với sự chuyển vị: KMnO4 (loãng, lạnh, trung hòa), CrO3/ceton, H 2CrO4 , CH 3 CH3 CH3 K2Cr2O7, ... H2SO4 - H2 O CH3 C CH 2 OH CH3 C CH2OH2 CH3 C CH2 3RCH2OH + 2H 2CrO4 + 6H + to 3RCHO + 2Cr+3 + 8H 2O CH 3 CH3 CH3 Chuyển vị to 3RCH2OH + 4H 2CrO4 + 12H + 3RCOOH + 4Cr+3 + 13H 2O H2 SO4 + -H CH3 C CH CH 3 CH3 C CH2 CH3 -H2 O to CH3 CH3 3R CH R' + 2H2CrO4 + 6H+ 3R C R' + 2Cr+3 + 8H 2O OH O
7. Phản ứng haloform : Phả X2 /NaOH CH 3 CH R' CHX3 + RCOONa löôïng dö OH CHCl3 : Cloroform CHBr3 : Bromoform CHI3 : Iodoform CH3 CH R + I2 + 2NaOH CH3 C R + 2NaI + 2H2O OH O CH3 C R + 3I2 + 4NaOH RCOONa + CHI3 + 3NaI + 3H2O O � Do I2 tan rất kém trong nước nên thường phải thêm iodua (I-),ví dụ KI và được gọi là dd Iod/iodua � Các phản ứng haloform nhất là phản ứng idoform được dùng để nhận biết ancol bậc 2 có dạng : CH3 CH R vì iodoform là chất rắn có màu vàng sáng. OH CH3 CH CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3 OH OH Pentan-3-ol Propan-2-ol � Lưu ý : Khi R = H : CH3 CH H CH3 CH2 OH OH ancol bậc 1
II. Tính chất vật lý : chấ B - PHÊNOL PHÊ � Các phenol đều là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy Phênol là dẫn xuất hidroxi của hidrocarbon thơm có nhóm thấp (do có liên kết hidro liên phân tử). OH gắn trực tiếp vào vòng benzen. � Tan kém trong nước. I- Tên gọi: � Thường bị chảy nước, bị xỉn màu do bị oxi hóa trong OH OH không khí. OH OH CH3 CH3 � Gây bỏng lạnh. � Đồng phân para có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi CH3 cao hơn đồng phân orto, meta. phenol 2 - metylphenol 3 - metylphenol 4 - metylphenol ( o - crezol ) ( m - crezol ) ( p - crezol ) III. Điều chế : chế OH OH OH 1. Từ Clobenzen Clobenzen: OH OH Cl ONa OH Catechol Resorcinol OH Hidroquinon NaOH, 360 oC HCl p rất cao C6H5Cl + 2NaOH C6H5ONa + NaCl + H2O C6H5 ONa + HCl C6H5OH + NaCl
2. Phương pháp kiềm chảy: Phư phá kiề chả * Phản ứng của OH phenol : Phả C6H5SO3Na + 2NaOH C6 H5 ONa + Na2SO3 + H2O 1. Tính axit : C6H5ONa + HCl C6H5OH + NaCl O O H 3. Thủy phân muối diazoni : Thủ phâ muố diazoni: + HOH + H 3O + C6H5NH2 + 2HCl + NaNO2 C6 H5 N2Cl + NaCl + H2O bền nhờ hiệu ứng liên hợp C6H5N2Cl + H2 O C6 H5OH + N2 + HCl - Các phenol có Ka khoảng 1,3x10 -10 tức pKa ≈ 10 (mạnh hơn ancol nhưng yếu hơn axit carboxylic). IV. Tính chất hóa học : chấ - Những nhóm rút điện tử ở vị trí orto, para làm tăng tính axit, ngược lại những nhóm cho điện tử ở vị trí này làm giảm tính axit. OH Phản ứng của nhóm OH phenol (thể hiện tính axit) OH NO2 NO2 pKa = 0,6 Phản ứng của nhân thơm NO2 (phản ứng thế ái điện tử) - Khác với ancol, phenol phản ứng được với NaOH, OH OH OH OH OH KOH, … (dung dịch kiềm loãng) : C6H5OH + NaOH C6H5ONa + H2O
COOMe 2. Phản ứng tạo ete : OH CH3OH COOH + H2O to OH Metyl salicilat δ+ δ- COOH NaOH R X ArOH ArO ArOR + X O C CH 3 Axit salicilic Ac2O O to + AcOH OH O Na OCH3 Aspirin δ+ δ- NaOH CH3 I Ac2O Metoxibenzen (Anisol) to Morphin Heroin 3. Phản ứng este hóa : * Phản ứng của OH phenol : Phả - Phenol hầu như không phản ứng este hóa với axit - OH là nhóm tăng hoạt mạnh, định hướng orto, para. carboxylic xúc tác H2SO4đđ � phải dùng tác chất có hoạt tính mạnh hơn : clorua axit hoặc anhidric axit. R C Cl R C O C R OH OH O O O Br Br + Br2 Br (rất khó dừng ở đơn halogen hóa)