Ancol - Phenol

Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài 9. Ancol-Phenol Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - BÀI 9. ANCOL-PHENOL TÀI LIỆU BÀI GIẢNG I - ANCOL 1. Công thức phân tử Đoạn phim 1 Ancol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm hiđroxyl (OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no. CnH2n+2O; ROH; R(OH)n Phân loại Theo bậc : ancol bậc I, II và III. Theo số nhóm chức : đơn và đa Theo gốc : no, không no, thơm Ancol Phân loại theo cấu tạo gốc hiđrocacbon Phân loại theo theo số lượng nhóm hiđroxyl C2H5OH Ancol no, bậc I (*) Ancol đơn chức (monoancol) Xiclo – C6H11OH Ancol no, bậc II Ancol đơn chức (monoancol) (CH3)3COH Ancol no, bậc III Ancol đơn chức (monoancol) HO-CH2CH2-OH Ancol no, bậc I Ancol đa chức (poliancol) HO-CH2CHOHCH2-OH Ancol no, bậc I, II Ancol đa chức (poliancol) CH2=CH-CH2-OH Ancol không no, bậc I Ancol đơn chức (monoancol) C6H5CH2OH Ancol thơm bậc I Ancol đơn chức (monoancol) 2. Danh pháp Ngoài đồng phân nhóm chức (chẳng hạn CH3CH2OH và CH3OCH3), ancol có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí nhóm chức. Thí dụ : CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH(OH)CH3 (CH3)2CHCH2OH (CH3)3COH ancol butylic ancol sec-butylic ancol isobutylic ancol tert-butylic  Tên thông thường (tên gốc - chức) : Thí dụ : CH3OH (CH3)2CHOH CH2 =CHCH2OH C6H5CH2OH ancol metylic ancol isopropylic ancol anlylic ancol benzylic  Tên thay thế : Mạch chính được quy định là mạch cacbon dài nhất có chứa nhóm OH. Số chỉ vị trí được bắt đầu từ phía gần nhóm OH hơn. Thí dụ : CH3CH2CH2CH2OH 3 2 3 | CH CH CHCH OH 3 2 | 3 CH CHCH OH CH | 3 3 | 3 OH CH C CH CH  butan-1-ol butan-2-ol 2-metylpropan-1-ol 2-metylpropan-2-ol 2 2 | | CH CH OH OH  2 2 | || CH CH CH OH OHOH   3 2 2 2 2 || 3 3 CH C CHCH CH CHCH CH OH CH CH  etan-1,2-điol propan-1,2,3-triol 3,7-đimetyloct-6-en-1-ol (etylen glicol) (glixerol) (xitronelol, trong tinh dầu sả) 3. Tính chất vật lí Ancol + tên gốc hiđrocacbon + ic Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + ol Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài 9. Ancol-Phenol Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Công thức tnc, 0 C ts. 0 C D, g/cm 3 Độ tan, g/100g H2O CH3OH -97,7 64,7 0,792  CH3CH2OH -114,5 78,3 0,789  CH3CH2CH2OH -126,1 97,2 0,804  CH3CH(OH)CH3 -89,0 82,4 0,785  CH2=CHCH2OH -129,0 97,0 0,854  CH3CH2CH2CH2OH -89,5 117,3 0,809 9 (15 o C) CH3CH2CH(OH)CH3 -114,7 99,5 0,806 12,5 (25 o C) (CH3)2CHCH2OH -108,0 108,4 0,803 9,5 (18 o C) (CH3)3COH -25,5 82,2 0,789  (CH3)2CHCH2CH2OH -117,2 132,0 0,812 2,7 (22 o C) HO CH2CH2OH -12,6 197,8 1,115  HOCH2CHOHCH2OH 20,0 290,0 1,260  C6H5CH2OH -15,3 205,3 1,045 4,0 (17 o C) Ở điều kiện thường, các ancol từ CH3OH đến khoảng C12H25OH là chất lỏng, từ khoảng C13H27OH trở lên là chất rắn. Các ancol có từ 1 đến 3 nguyên tử C trong phân tử tan vô hạn trong nước. Khi số nguyên tử C tăng lên thì độ tan giảm dần. Các poliol như etylen glicol, glixerol thường sánh, nặng hơn nước và có vị ngọt. Các ancol trong dãy đồng đẳng của ancol etylic đều là những chất không màu. Liên kết hiđro Khái niệm về liên kết hiđro Người ta nhận thấy rằng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan trong nước của ancol đều cao hơn so với hiđrocacbon, dẫn xuất halogen hoặc ete có phân tử khối chênh lệch nhau không nhiều. CH3CH3 CH3OH CH3F CH3OCH3 M, đvC 30 32 34 46 tnc, o C -172 -98 -142 -138 ts, o C -89 65 -78 -24 Độ tan, g/100gH2O 0,007  0,25 7,6 Nguyên tử H mang một phần điện tích dương (+) của nhóm –OH này khi ở gần nguyên tử O mang một phần điện tích âm (-) của nhóm –OH kia thì tạo thành một liên kết yếu gọi là liên kết hiđro, biểu diễn bằng dấu… như ở hình 8.3. Trong nhiều trường hợp, nguyên tử H liên kết cộng hoá trị với nguyên tử F, O hoặc N thường tạo thêm liên kết hiđro với các nguyên tử F, O hoặc N khác. Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến tính chất vật lí Do có liên kết hiđro giữa các phân tử với nhau (liên kết hiđro liên phân tử), các phân tử ancol hút nhau mạnh hơn so với những phân tử có cùng phân tử khối nhưng không có liên kết hiđro (hiđrocacbon, dẫn xuất halogen, ete,…). Vì thế cần phải cung cấp nhiệt nhiều hơn để chuyển ancol từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng (nóng chảy) cũng như từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí (sôi). Các phân tử ancol nhỏ, một mặt có sự tương đồng với các phân tử nước, mặt khác lại có khả năng tạo liên kết hiđro với nước, nên có thể xen giữa các phân tử nước, “gắn kết” với các phân tử nước. Vì thế chúng hoà tan tốt trong nước. 4. Tính chất hóa học a) Phản ứng thế H của nhóm OH ancol - Tác dụng với kim loại kiềm RO-H + Na  1 2 H2 + RO-Na natri ancolat - Phản ứng riêng của glixerol Glixerol hoà tan được Cu(OH)2 tạo thành phức chất tan, màu xanh da trời : Phản ứng này được dùng để nhận biết glixerol và các poliancol mà các nhóm OH đính với những nguyên tử C cạnh nhau, chẳng hạn như etylenglicol. b) Phản ứng thế nhóm OH ancol Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài 9. Ancol-Phenol Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Ancol tác dụng với các axit mạnh như axit sunfuric đậm đặc ở lạnh, axit nitric đậm đặc, axit halogenhiđric bốc khói. Nhóm OH ancol bị thế bởi gốc axit. ROH + HA  RA + H2O C2H5OH + HBr  C2H5Br + H2O Tốc độ phản ứng với HX : ancol bậc III > II > I 2 2 CH OH | CH OH | CH OH    + 3HNO3  2 2 2 2 2 CH ONO | CH ONO | CH ONO    +3H2O glixerol "glixeryl trinitrat" c) Phản ứng tách nước Tách nước liên phân tử C2H5O-H + HOC2H5 4 o ®2H SO 140 C  C2H5-O-C2H5 + HOH Tách nước nội phân tử 2 2CH CH | |  H OH 4 o ®2H SO 170 C  CH2=CH2 + H-OH Hướng của phản ứng tách nước nội phân tử tuân theo quy tắc Zai-xép : Nhóm OH ưu tiên tách ra cùng với H ở cacbon bậc cao hơn bên cạnh để tạo thành liên kết đôi C = C mang nhiều nhóm ankyl hơn. Thí dụ : 2 3 I II H C CH CH CH | | | H    OH H 2 4 o®, H O2 H SO t   CH3CH=CHCH3 + CH2=CHCH2CH3 4. Phản ứng oxi hoá Ancol bậc I bị oxi hoá nhẹ thành anđehit. R-CH2-OH + CuO ot R-CH=O + Cu +H2O anđehit Ancol bậc II bị oxi hoá nhẹ thành xeton. R CH R' | OH   + CuO ot R C R' || O   + Cu + H2O Xeton Ancol cháy tạo thành CO2, H2O và tỏa nhiệt CnH 2n+1OH + 3n 2 O2  n CO2 + (n+1) H2O Ancol bậc III bị oxi hoá mạnh thì gãy mạch cacbon. 5. Điều chế Điều chế etanol trong công nghiệp CH2 = CH2 + HOH o3 4H PO ,300 C CH3CH2OH (C6H10O5)n + nH2O Enzim nC6H12O6 tinh bột glucozơ C6H12O6 Enzim 2C2H5OH + 2CO2  Điều chế metanol trong công nghiệp 2CH4 + O2 o Cu 200 C,100atm  2CH3  OH CO + 2H2 3 o ZnO,CrO 400 C, 200atm  CH3OH but-2-en (sản phẩm chính) but-1-en (sản phẩm phụ) Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài 9. Ancol-Phenol Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - I - PHENOL Đoạn phim 2 1. Định nghĩa Phenol là loại hợp chất mà phân tử có chứa nhóm hiđroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với vòng benzen. Phenol cũng là tên riêng của hợp chất cấu tạo bởi nhóm phenyl liên kết với nhóm hiđroxyl (C6H5-OH), chất tiêu biểu cho các phenol. Nếu nhóm OH đính vào mạch nhánh của vòng thơm thì hợp chất đó không thuộc loại phenol mà thuộc loại ancol thơm. Thí dụ : 2. Tính chất vật lí Phenol, C6H5OH, là chất rắn không màu, tan ít trong nước lạnh, tan vô hạn ở 66 oC, tan tốt trong etanol, ete và axeton... Trong quá trình bảo quản, phenol thường bị chảy rữa và thẫm màu dần do hút ẩm và bị oxi hoá bởi oxi không khí. Phenol độc, khi tiếp xúc với da sẽ gây bỏng. Các phenol thường là chất rắn, có nhiệt độ sôi cao. Ở phenol cũng có liên kết hiđro liên phân tử tương tự như ở ancol. 3. Tính chất hóa học a) Tính axit 6 5 6 5 2C H OH NaOH C H ONa H O   C6H5 -ONa + CO2 + H2O  C6H5OH + NaHCO3 Phenol là axit mạnh hơn ancol nhưng yếu hơn axit cacbonic. Dung dịch phenol không làm đổi màu quỳ tím. b) Phản ứng thế ở vòng thơm Nhỏ nước brom vào dung dịch phenol, màu nước brom bị mất và xuất hiện ngay kết tủa trắng. Phản ứng này được dùng để nhận biết phenol. Phản ứng thế vào nhân thơm ở phenol dễ hơn ở benzen (ở điều kiện êm dịu hơn, thế được đồng thời cả 3 nguyên tử H ở các vị trí ortho và para). 4. Điều chế Phương pháp chủ yếu điều chế phenol trong công nghiệp hiện nay là sản xuất đồng thời phenol và axeton theo sơ đồ phản ứng sau : 6 6C H 2 3CH CHCH H   6 5 3 2 C H CH(CH ) 2 2 41)O (kk) ; 2) H SO 6 5 3 3C H OH CH COCH Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn