Vấn đề 5 : Ancol
I. Định nghĩa:
1. Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử gồm 1 hay nhiều nhóm hiđroxyl (-OH) liên kết với ntử cacbon no.
CTTQ: CnH2n+2-2aOx hay CnH2n+2-2a-x(OH)x
2. Ancol no đơn chức là những hợp chất hữu cơ trong phân tử gồm 1 nhóm hyđroxyl (-OH) liên kết với nguyên tử cacbon của gốc RH no. CTTQ: CnH2n+2O (n ≥ 1) hay CnH2n+1OH (n ≥ 1)
+) Ancol no đơn chức:
CTPT CTCT Tên gọi
CH4O CH3OH Metanol - Ancol metylic
CnH2n+2O CnH2n+1OH Ankanol - Ancol ankylic
+) Ancol không no đơn chức: CnH2n+2-2aO (n <=3)
CH2=CH - CH2OH Propenol (Ancol anlylic)
+) Ancol no đa chức
CH2OH - CH2OH Etanđiol (Etilen glicol)
CH2OH - CHOH - CH2OH Propantriol (Glixerol)
+) Ancol thơm
C6H5CH2OH Ancol benzylic
II. Bậc của ancol: là bậc của nguyên tử cacbon đính với nhóm - OH.
III. Hai trường hợp ancol không bền
1. Ancol có -OH đính ở C nối đôi, chuyển vị thành anđehit hoặc xeton CH2=CH-OH → CH3-CHO
2. Ancol có nhiều nhóm OH đính cùng 1 cacbon => cứ 2 nhóm -OH sẽ tách 1 phân tử H2O
IV. Đồng phân - Danh pháp:
1. Đồng phân:
a. Ancol: hợp chất có nhóm -OH
- Vị trí nhóm - OH
- Mạch cacbon thẳng hoặc nhánh
- Vị trí liên kết kép
- Nếu có liên kết đôi có thể xét đồng phân hình học.
b. Ete : R- O-R’
2. Danh pháp:
a. Ancol: Theo IUPAC: gọi theo tên thay thế
+ Chọn mạch chính là mạch C dài nhất chứa nhóm chức -OH.
+ Đánh số C trên mạch chính để vị trí nhóm -OH nhỏ nhất.
+ Gọi tên: Vị trí nhánh - tên nhánh + tên mạch chính
Tên thường: Ancol + tên gốc RH + ic
b. Ete : Đọc tên gốc hiđrocacbon (theo thứu tự bảng chữ cái) + ete
VD: Viết các công thức cấu tạo và gọi tên các chất có CTPT là C4H10O
CH3CH2CH2CH2OH Butan- 1- ol / Ancol n-butylic
CH3CH2CH(OH)CH3 Butan- 2 - ol / Ancol sec-butylic
C(CH3)3-OH 3 - metylpropan -1- ol / Ancol tert-butylic
CH(CH3)2CH2OH 2-metylpropan2-ol/Ancol isobutylic
CH3CH2CH2 - O - CH3 metyl n - propyl ete
CH(CH3)2 - O - CH3 metyl isopropyl ete
C2H5 - O - C2H5 đietyl ete
V. Tính chất vật lý:
1. Trạng thái:
- Số nguyên tử cacbon từ 1 đến 12 là chất lỏng.
- Số nguyên tử cacbon lớn hơn 12 là chất rắn gọi là ancol rắn.
2. Tính tan:
- Nói chung dễ tan vào H2O do tạo liên kết H với nước.
- độ tan giảm khi số C tăng.
3. Nhiệt độ sôi:
- Cao, do có liên kết H liên phân tử - Số cacbon tăng thì nhiệt độ sôi tăng.
VI. Tính chất hoá học:
- Trong phân tử ancol có 2 liên kết: C - OH và O - H đều là các liên kết phân cực về O do độ âm điện của oxi lớn nên 2 liên kết đó dễ tham gia phản ứng. Đó là 2 trung tâm phản ứng của ancol.
- Ngoài ra còn một số phản ứng khác.
1. Phản ứng của liên kết O-H
a) Tác dụng kim loại kiềm (đây là phản ứng thể hiện tính linh động của H trong ancol)
2ROH + 2Na → 2R - ONa + H2
- Nếu số nguyên tử C tăng → độ linh động của H giảm
- So với nước mức độ liên kết của H trong ancol yếu hơn
→ có phản ứng : RONa + H2O → ROH + NaOH
b) Phản ứng este hoá : tác dụng với axit vô cơ có oxi, axit hữu cơ :
2. Phản ứng của liên kết C-OH
a. Phản ứng este với axit vô cơ không có oxi: - Tốc độ của phản ứng ancol bậc I < bậc II < bậc III. (được dùng để phân biệt bậc của ancol) - Khả năng phản ứng của HX tăng từ F đến I do tính axit tăng.
b. Phản ứng với PX3 hoặc SOCl2 (tionylclorua) c. Phản ứng tách nước:
+) tạo ete:
Khi tách nước từ hỗn hợp gồm a ancol thì số phân tử ete tạo thành là
Thường sử dụng định luật bảo toàn khối lượng m(ancol) = m(ete) + m(nước). Với số mol ancol = 2.số mol ette = 2số mol H2O
+) Tạo nối đôi. Với ancol no đơn chức khi tách nước tạo anken (xúc tác: H2SO4đ, 170oC - 180oC, Al2O3, ZnO). Phản ứng tuân theo quy tắc tách Zaixep
3. Phản ứng oxi hóa
- Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:
Chú ý: Xét mối quan hệ mol giữa CO2 và H2O
+ Nếu : ancol no (đơn chức hoặc đa chức).
+ Nếu : ancol không no một liên kết đôi (thường là đơn chức)
+ Nếu : các ancol không no, thơm.
- Oxi hoá không hoàn toàn : tác dụng O2; CuO/to; KMnO4
+ Nếu là ancol bậc 1:
@font-face { font-family: “.VnTime”; }p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal { margin: 0cm 0cm 0.0001pt; font-size: 14pt; font-family: “.VnTime”; }div.Section1 { page: Section1; }
( CuO đen => Cu đỏ : phản ứng nhận biết ancol bậc 1)
+ Nếu là ancol bậc 2 tạo xeton (ancol bậc 2 + O2 => không tạo axit.)
Lưu ý: Với các ancol đa chức
4. Riêng ancol không no có phản ứng cộng ở gốc không no
a) Cộng H2
b) Cộng HA
c) Cộng dung dịch Br2 : dùng để nhận biết.
d) Trùng hợp
e) Tác dụng với KMnO4/H2O tạo điol ở nối đôi tạo - C(OH) - C(OH) -
3CH2=CHCH2OH + 2KMnO4 + 4H2O → → 3CH2(OH)CH(OH)CH2OH +2MnO2 + 2KOH
Nếu tác dụng với KMnO4/H+ : sản phẩm khác.
5. Ancol đa chức có 2 nhóm - OH kề nhau thì 2 nhóm -OH có ảnh hưởng lẫn nhau làm cho một nguyên tử H trong 2 nhóm - OH linh động hẳn lên nên tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh da trời.
2C2H6O2 + Cu(OH)2 → (C2H5O2)2Cu + 2H2O
Etilenglicol xanh lam
Phản ứng trên:
+) chứng minh ntử H trong nhóm -OH của ancol đa chức có 2 nhóm - OH kề nhau linh động hơn ancol đơn chức.
+) Để nhận biết ancol đa chức có 2 nhóm - OH kề nhau
6. Phản ứng riêng:
2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2
VII. Điều chế:
1. Anken + H2O (môi trường H+)
Chú ý: Quy tắc cộng Maccôpnhicôp.
2. Anđêhit và Xêtôn +H2/Ni,to tạo ancol bậc 1 và bậc 2
3. Từ dẫn xuất halogen
RCl + NaOH → ROH + NaCl
4. Riêng:
a. C2H5OH
Lên mem rượu
b. CH3OH
CH4 +1/2 O2 → CH3OH
CH4 + O2 → CO + H2O CO + 2H2 → CH3OH
VIII. Phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm
1. Trong phản ứng với kim loại kiềm
- So sánh tỉ lệ mol ancol và H2 thoát ra để xác định số nhóm chức.
- Sử dụng phương pháp tăng - giảm khối lượng.
- Nếu sau phản ứng, Na dư thì khi cô cạn chất rắn thu được gồm RONa và Na dư.
2. Trong phản ứng đốt cháy
- So sánh số mol CO2 và H2O để xác định loại ancol (xem phần trên).
- Tính nhanh số mol ancol
- áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi : với ancol đơn chức
- áp dụng công thức tính nhanh số nguyên tử cacbon trong phân tử
Nếu đốt cháy hỗn hợp nhiều ancol thì:
3. Trong phản ứng tách nước
- Khi tách nước từ hỗn hợp các ancol có thể tạo thành các anken giống nhau.
- Các ancol bậc I hoặc ancol đối xứng khi tách nước chỉ cho 1 anken.
- Riêng CH3OH tách nước không bao giờ thu được anken mà chỉ thu được ete.
Nguồn Hoaphothong.com
Hoặc