Table of ContentsAncol, còn được gọi là rượu, là một hợp chất hữu cơ chứa một hay nhiều nhóm hydroxyl (-OH) gắn vào nguyên tử cacbon của phân tử hidrocacbon. Công thức chung là R-OH Show
Trong đó: R là hidrocacbon: có thể no hay không no Ví dụ: CH3OH CH3-CH2-OH CH2=CH-CH2-OH R: là nhánh của aren (chứa C6H5-CH2-) C6H5-CH2-OH Danh phápTên thông thường (dùng cho ancol đơn giản)Gốc ankyl + ancol CH3-CH2 -OH etyl ancol (CH3)2CH-OH isopropyl ancol (CH3)2CH-CH2-OH isobutyl ancol (CH3)3C-OH tert-butyl ancol C6H5-CH2-OH benzyl ancol CH2=CH-CH2-OH anlyl ancol Có thể gọi metyl ancol CH3-OH là carbinol, các alcohol khác là dẫn xuất của carbinol, ví dụ: CH3-CH2 -OH metyl carbinol (etyl ancol) Tên IUPAC
Ví dụ: CH3-OH metanol CH3-CH2-OH etanol Tính chất vật lý của ancolR-OH tạo liên kết hidro nên dẫn đến nhiệt độ sôi của ancol cao hơn các dẫn xuất của hydrocarbon có khối lượng phân tử tương đương. Dưới đây là thứ tự nhiệt độ sôi giảm dần của một số nhóm hợp chất hữu cơ: R-COOH > R-OH > RNR’ > R-COO-R’ > R-CO-R’> R-CHO > RX > R-O-R’ > RH tương đương Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > hidrocacbon CxHy Giải thích: nhiệt độ sôi của một chất thường phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Độ tan của ancol tùy thuộc vào số nguyên tử C trong phân tử: C1-C3: tan tốt trong nước C4-C7: tan 1 phần trong nước C8 trở lên: không tan trong nước Từ C1 đến C12 ancol là chất lỏng, từ C13 trở lên ancol là chất rắn. Tính chất hóa học của ancol1. Phản ứng với kim loại kiềmAncol chỉ tác dụng với Na hay NaNH2 R-OH + Na R-ONa + H2 R-OH + NaNH2 R-ONa + NH3 2. Phản ứng với axit halogenCH3-CH2-OH+ HBrCH3-CH2 -Br+ H2O CH3-CH2-OH+ HClCH3-CH2 -Cl+ H2O Khả năng phản ứng: HI > HBr > HCl > HF Khả năng thay thế: Ancol bậc 3 > ancol bậc 2 > ancol bậc 1 3. Phản ứng tách nướcPhản ứng tách nước (đehiđrat hóa) của ancol no, đơn chức, mạch hở tạo anken CnH2n+1OH CnH2n + H2O Ví dụ: C2H5OHC2H4 + H2O Phản ứng tách nước tạo este 4. Phản ứng dehydro hóa (tách hidro) Phản ứng tách hidro chỉ xảy ra với ancol bậc 1 và bậc 2, với ancol bậc 3 sẽ tách luôn cả O tạo thành H2O. 5. Phản ứng oxi hóaOxi hóa hoàn toàn bằng oxi (phản ứng cháy) Oxi hóa không hoàn toàn bằng Ancol bậc 1 muối carboxylic R-CH2OH+ KMnO4 -> R-COOK + MnO2 + KOH Ancol bậc 2 xetone Ancol bậc 3 xeton +axit cacboxylic 6. Phản ứng ester hóaROH + R’COOH R’COOR + H2O Phản ứng được thực hiện trong môi trường axit và đun nóng. Phản ứng có tính thuận nghịch nên chú ý đến chuyển dịch cân bằng. Khả năng phản ứng: ancol bậc 1 > bậc 2 > bậc 3: HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH. 7. Phản ứng thế-OH bởi halogen trong photpho clorua PCl3, PCl5 và tionin clorua SOCl2 khi có pyridine C5H5N 8. Các phản ứng riêng của các ancol thường gặpPhản ứng của ancol etylic: C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (phản ứng từ rượu lên men tạo thành giấm) 2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 Phản ứng cộng hidro của ancol không no. CH2=CH-CH2OH + H2 CH3-CH2-CH2OH Phản ứng cộng brom của ancol không no. CH2=CH-CH2OH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2OH Phản ứng tạo glixerol bằng cách oxi hóa ancol anlylic 3CH2=CH-CH2OH + 2KMnO4 + 4H2O → 3C3H5(OH)3 + 2KOH + 2MnO2 Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề: tạo phức dung dịch màu xanh lam với Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường: Cu(OH)2+2C3H5(OH)3→2H2O+[C3H5(OH)2O]2Cu Các trường hợp ancol không bền: Ancol có nhóm OH liên kết với C nối đôi chuyển vị thành anđehit hoặc xeton: Ancol có 2 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo anđehit hoặc xeton: Ancol có 3 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C thì bị tách nước tạo thành axit: Các phương pháp điều chế ancolCộng hợp nước vào ankenTuân theo quy tắc Markonikov Phản ứng cần xúc tác axit: H2SO4, H3PO4 (không dùng axit halogen) Khử hóa gốc cacbonyl, andehit và dẫn xuấtKhử bằng H2 Andehit tạo thành ancolbậc 1. Xeton tạo thành ancol bậc 2. Khử bằng LiAlH4, NaBH4 R-CHO + LiAlH4 R-CH2-OH 12CH3CHO + 3LiAlH4 + 8H2O = 8CH3CH2CH2OH + 3LiOH + 3Al(OH)3 Hoặc dùng hợp chất cơ magiê R-MgBr Dẫn xuất của esterThủy phân dẫn xuất halogen của hidrocacbonVậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về ancol, các bạn hãy nhớ kĩ phần tính chất hóa học của ancol và điều chế ancol để làm tốt về bài tập chuỗi phản ứng phần này. Chi tiết Chuyên mục: Chuyên đề 13. Dẫn xuất halogen, ancol, phenol. Được viết ngày Thứ bảy, 24 Tháng 1 2015 09:14 Viết bởi Nguyễn Văn Đàm I. ĐỊNH NGHĨA - Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm -OH liên kết với nguyên tử C no (C sp3) của gốc hiđrocacbon. - Ancol là sản phẩm thu được khi thay thế nguyên tử H liên kết với C sp3 trong hiđrocacbon bằng nhóm -OH. - Công thức tổng quát của ancol: + CxHyOz (x, y, z thuộc N*; y chẵn; 4 ≤ y ≤ 2x + 2; z ≤ x): thường dùng khi viết phản ứng cháy. + CxHy(OH)z hay R(OH)z: thường dùng khi viết phản ứng xảy ra ở nhóm OH. + CnH2n+2-2k-z(OH)z (k = số liên kết p + số vòng; n, z là các số tự nhiên; z ≤ n): thường dùng khi viết phản ứng cộng H2, cộng Br2, khi biết rõ số chức, no hay không no… - Độ ancol là % thể tích của C2H5OH nguyên chất trong dung dịch C2H5OH - Lần ancol là số nhóm OH có trong phân tử ancol. - Bậc ancol là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm OH. II. DANH PHÁP 1. Tên thay thế Tên thay thế = Tên hiđrocacbon tương ứng + số chỉ vị trí nhóm OH + ol 2. Tên thường Tên thường = ancol (rượu) + Tên gốc hiđrocacbon + ic Chú ý: Một số ancol có tên riêng cần nhớ: CH2OH-CH2OH Etilenglicol CH2OH-CHOH-CH2OH Glixerin (Glixerol) CH3-CH(CH3)-CH2-CH2OH Ancol isoamylic III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Trạng thái Từ C1 đến C12 là chất lỏng, từ C13 trở lên là chất rắn. 2. Nhiệt độ sôi - So với các chất có M tương đương thì nhiệt độ sôi của: Muối > Axit > Ancol > Anđehit > Hiđrocacbon, ete và este... - Giải thích: nhiệt độ sôi của một chất thường phụ thuộc vào các yếu tố: + M: M càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. + Độ phân cực của liên kết: liên kết ion > liên kết cộng hóa trị có cực > liên kết cộng hóa trị không cực. + Số liên kết hiđro: càng nhiều liên kết H thì nhiệt độ sôi càng cao. + Độ bền của liên kết hiđro: liên kết H càng bền thì nhiệt độ sôi càng cao. 3. Độ tan - Ancol có 1, 2, 3 nguyên tử C trong phân tử tan vô hạn trong nước. - Ancol có càng nhiều C, độ tan trong nước càng giảm vì tính kị nước của gốc hiđrocacbon tăng. IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1. Phản ứng với kim loại kiềm R(OH)z + zNa → R(ONa)z + z/2H2 R(ONa)z: Natri ancolat rất dễ bị thủy phân trong nước: R(ONa)z + zH2O → R(OH)z + zNaOH Chú ý: - Trong phản ứng của ancol với Na: mbình Na tăng = mAncol - mH2 = nAncol.(MR + 16z). mbình Ancol tăng = mNa - mH2 = nAncol.22z. - Nếu cho dung dịch ancol phản ứng với Na thì ngoài phản ứng của ancol còn có phản ứng của H2O với Na. - Số nhóm chức Ancol = 2.nH2/ nAncol. 2. Phản ứng với axit a. Với axit vô cơ HX CnH2n+2-2k-z(OH)z + (z + k) HX → CnH2n + 2 - zXz + k → số nguyên tử X bằng tổng số nhóm OH và số liên kết pi.
b. Với axit hữu cơ (phản ứng este hóa) ROH + R’COOH ↔ R’COOR + H2O yR(OH)x + xR’(COOH)y ↔ R’x(COO)xyRy + xyH2O Chú ý: - Phản ứng được thực hiện trong môi trường axit và đun nóng. - Phản ứng có tính thuận nghịch nên chú ý đến chuyển dịch cân bằng. 3. Phản ứng tách nước (đề hiđrat hóa) a. Tách nước từ 1 phân tử ancol tạo anken của ancol no, đơn chức, mạch hở. CnH2n+1OH → CnH2n + H2O (H2SO4 đặc, >1700C) Điều kiện của ancol tham gia phản ứng: ancol có Hα. Chú ý: - Nếu ancol no, đơn chức mạch hở không tách nước tạo anken thì Ancol đó không có Hα (là CH3OH hoặc ancol mà nguyên tử C liên kết với OH chỉ liên kết với C bậc 3 khác). - Nếu một ancol tách nước tạo ra hỗn hợp nhiều anken thì đó là ancol bậc cao (bậc II, bậc III) và mạch C không đối xứng qua C liên kết với OH. - Nhiều ancol tách nước tạo ra một anken thì xảy ra các khả năng sau: + Có ancol không tách nước. + Các ancol là đồng phân của nhau. - Sản phẩm chính trong quá trình tách nước theo quy tắc Zaixep. - Khi giải bài tập có liên quan đến phản ứng tách nước cần nhớ: mAncol = manken + mH2O + mAncol dư nancol phản ứng = nanken = nnước - Các phản ứng tách nước đặc biệt: CH2OH-CH2OH → CH3CHO + H2O CH2OH-CHOH-CH2OH → CH2=CH-CHO + 2H2O b. Tách nước từ 2 phân tử ancol tạo ete ROH + ROH → ROR + H2O (H2SO4 đặc; 1400C) ROH + R’OH → ROR’ + H2O (H2SO4 đặc; 1400C) Chú ý: - Từ n ancol khác nhau khi tách nước ta thu được n.(n + 1)/2 ete trong đó có n ete đối xứng. - Nếu tách nước thu được các ete có số mol bằng nhau thì các ancol tham gia phản ứng cũng có số mol bằng nhau và nAncol = 2.nete = 2.nH2O và nAncol = mete + nH2O + mAncol dư. 4. Phản ứng oxi hóa a. Oxi hóa hoàn toàn CxHyOz + (x + y/4 - z/2)O2 → xCO2 + y/2H2O Chú ý: - Phản ứng đốt cháy của ancol có đặc điểm tương tự phản ứng đốt cháy hiđrocacbon tương ứng. + Nếu đốt cháy ancol cho nH2O > nCO2 → ancol đem đốt cháy là ancol no và nAncol = nH2O - nCO2. + Nếu đốt cháy ancol cho nH2O > 1,5.nCO2 → ancol là CH3OH. Chỉ có CH4 và CH3OH có tính chất này (không kể amin). - Khi đốt cháy 1 hợp chất hữu cơ X thấy nH2O > nCO2 → chất đó là ankan, ancol no mạch hở hoặc ete no mạch hở (cùng có công thức CnH2n+2Ox). b. Oxi hóa không hoàn toàn (phản ứng với CuO hoặc O2 có xúc tác là Cu) - Ancol bậc I + CuO tạo anđehit: RCH2OH + CuO → RCHO + Cu + H2O - Ancol bậc II + CuO tạo xeton: RCHOHR’ + CuO → RCOR’ + Cu + H2O - Ancol bậc III không bị oxi hóa bằng CuO. Chú ý: mchất rắn giảm = mCuO phản ứng - mCu tạo thành = 16.nAncol đơn chức. 5. Phản ứng riêng của một số loại ancol - Ancol etylic CH3CH2OH: C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O (men giấm) 2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 (Al2O3, ZnO, 4500C) - Ancol không no có phản ứng như hidrocacbon tương ứng ví dụ: alylic CH2 = CH - CH2OH CH2=CH-CH2OH + H2 → CH3-CH2-CH2OH (Ni, t0) CH2=CH-CH2OH + Br2 → CH2Br-CHBr-CH2OH 3CH2=CH-CH2OH + 2KMnO4 + 4H2O → 3C3H5(OH)3 + 2KOH + 2MnO2 - Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề: tạo dung dịch màu xanh lam với Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường: 2R(OH)2 + Cu(OH)2 → [R(OH)O]2Cu + 2H2O - Một số trường hợp ancol không bền: + Ancol có nhóm OH liên kết với C nối đôi chuyển vị thành anđehit hoặc xeton: CH2=CH-OH → CH3CHO CH2=COH-CH3 → CH3-CO-CH3 + Ancol có 2 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo anđehit hoặc xeton: RCH(OH)2 → RCHO + H2O HO-CO-OH → H2O + CO2 RC(OH)2R’ → RCOR’ + H2O + Ancol có 3 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo thành axit: RC(OH)3 → RCOOH + H2O V. ĐIỀU CHẾ 1. Thủy phân dẫn xuất halogen CnH2n+2-2k-xXx + xMOH → CnH2n+2-2k-x(OH)x + xMX 2. Cộng nước vào anken tạo ancol no, đơn chức, mạch hở CnH2n + H2O → CnH2n+1OH (H+) Phản ứng tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop nên nếu anken đối xứng thì phản ứng chỉ tạo thành 1 ancol. 3. Thủy phân este trong môi trường kiềm RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH 4. Cộng H2 vào anđehit hoặc xeton RCHO + H2 → RCH2OH (Ni, t0) RCOR’ + H2 → RCHOHR’ (Ni, t0) 5. Oxi hóa hợp chất có nối đôi bằng dung dịch KMnO4 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 6. Phương pháp riêng điều chế CH3OH CH4 + H2O → CO + 3H2 CO + 2H2 → CH3OH (ZnO, CrO3, 4000C, 200atm) 2CH4 + O2 → 2 CH3OH (Cu, 2000C, 100 atm) 7. Phương pháp điều chế C2H5OH - Lên men tinh bột: (C6H10O5)n → C6H12O6 → C2H5OH Các phản ứng cụ thể: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (men rượu) - Hidrat hóa etilen, xúc tác axit: C2H4 + H2O → C2H5OH Đây là các phương pháp điều chế ancol etylic trong công nghiệp. VI. NHẬN BIẾT - Tạo khí không màu với kim loại kiềm (chú ý mọi dung dịch đều có phản ứng này). - Làm CuO đun nóng từ màu đen chuyển thành Cu màu đỏ. - Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề hòa tan Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh. - Ancol không no có phản ứng làm mất màu dung dịch Brom. Hochoaonline.net mời các bạn cùng tham khảo các bài tập và câu hỏi sau: |
