Ancol Flashcards
Định nghĩa ancol
Ancol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử C no
Phân loại ancol
Theo cấu tạo gốc hiđrocacbon: ancol no, ancol không no, ancol thơm (phân tử chứa vòng benzen).
- Theo số lượng nhóm OH: ancol đơn chức, ancol đa chức.
- Theo bậc ancol (bằng bậc của C mang nhóm –OH)
Công thức Ancol no, đơn chức, mạch hở
C(n)H(2n+1)OH
hoặc C(n)H(2n+2)O
Tính chất vật lý ancol
- ancol có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và độ tan trong nước so với hidrocacbon, dẫn xuất halogen, ete có khối lượng phân tử tương tự
- Nguyên nhân: ancol có liên kết -O-H phân cực nên hình thành đc liên kết hidro với nhau (làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi) và với nước (làm tăng độ tan trong nước)
bài toán: Cho Na phản ứng với dd rượu
Na phản ứng với nước trc
Tính chất hóa học ancol
- Cấu tạo phân tử C2H5-OH
Nx: Trong phân tử C2H5-OH có 1H liên kết với O hình thành nhóm chức hidroxyl (-OH) và hình thành tính chất hóa học đặc trưng của ancol:
- Phản ứng thế H của nhóm -OH
- Phản ứng thế nhóm -OH
- Phản ứng tách nhóm -OH (tách H2O)
- Phản ứng oxi hóa
- Phản ứng thế H của nhóm -OH
a. Phản ứng chung của các ancol: Phản ứng với Na
b. Phản ứng của ancol đa chức với Cu(OH)2
a. Phản ứng chung của các ancol: Phản ứng với Na
R(OH)z + zNa → R(ONa)z + z/2H2
- Lưu 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.
b. Phản ứng của ancol đa chức với Cu(OH)2
Tạo thành dung dịch màu xanh lam.
- Phương trình hóa học:2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O
đồng (II) glixerat
- Điều kiện phản ứng:
- Ancol đa chức có 2 nhóm -OH kế tiếp nhau.
- Phản ứng thế nhóm -OH
a. Phản ứng với axit vô cơ
b. Phản ứng với axit hữu cơ (phản ứng este hóa)
c. Phản ứng với ancol
a. Phản ứng với axit vô cơ
Ví dụ: C2H5-OH + H-Br → C2H5-Br + H2O
b. Phản ứng với axit hữu cơ (phản ứng este hóa)
Ví dụ: CH3COOH + C2H5-OH CH3COOC2H5 + H2O
- Phương trình tổng quát:
ROH + R’COOH R’COOR + H2O
yR(OH)x + xR’(COOH)y R’x(COO)xyRy + xyH2O
- Lưu 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.
c. Phản ứng với ancol
điều kiện phản ứng: H2SO4 đậm đặc, 1400C
Ví dụ: C2H5-OH + H-O-C2H5 → C2H5-O-C2H5 + H2O
- Phương trình tổng quát:R-OH + HO-R’ → R-O-R’ + H2O
- Lưu 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 + mH2O + mAncol dư.
- Phản ứng tách nhóm -OH (phản ứng tách H2O)
(điều kiện phản ứng H2SO4 đậm đặc, 1700C)
Ví dụ: CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O
CH3-CH2-CHOH-CH3 → H2O + CH3-CH=CH-CH3 (sản phẩm chính)
→ H2O + CH3-CH2-CH=CH2 (sản phẩm phụ)
- Quy tắc tách Zaixep: Đối với ancol bất đối xứng, khi tách H2O, nhóm -OH sẽ bị tách cùng với nguyên tử hydro tại nguyên tử cacbon ở kế bên cạnh có bậc cao hơn (có ít H hơn).
- Lưu ý:
- Nếu ancol bị tách nước tạo anken thì đó là ancol no, đơn chức.CnH2n+1OH → CnH2n + H2O
- 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 (số C ≥ 2).
+ Các ancol là đồng phân của nhau.
- Sản phẩm chính trong quá trình tách nước của ancol tuân theo quy tắc tách 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
Phản ứng tách nước (đề hiđrat hóa) của ancol
có 2 kiểu như sau:
- Tách nước từ 1 phân tử ancol tạo hiđrocacbon không no
- Tách nước từ 2 phân tử ancol tạo ete
Tách nước từ 1 phân tử ancol tạo hiđrocacbon không no
- Điều kiện: xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng (> 1700c).
- Cách thức phản ứng: Nhóm -OH của ancol tách ra cùng với nguyên tử H của C liền cạnh C mang nhóm OH tạo ra liên kết pi giữa 2 nguyên tử C đó.
- Hướng tạo sản phẩm chính: Nhóm -OH ưu tiên tách cùng nguyên tử H của C bậc cao hơn.
- Điều kiện của ancol tham gia phản ứng: Ancol có Hα (C liền cạnh C mang nhóm OH còn H)
Chú ý:
Với các phản ứng tách nước ancol tạo anken:
- Nếu ancol no, đơn chức, mạch hở tách nước thu được anken:
CnH2n+1OH → CnH2n + H2O
- 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.
- Khi giải bài tập có liên quan đến phản ứng tách nước của ankanol 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
Tách nước từ 2 phân tử ancol tạo ete
Phản ứng tách nước tạo ete của ancol thường chỉ áp dụng với ancol đơn chức. Phản ứng xảy ra khi đun nóng ancol hoặc hỗn hợp ancol với H2SO4 đặc, đun nóng đến 1400c.
ROH + ROH → ROR + H2O
ROH + R’OH → ROR’ + H2O
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.
- Có thể dựa vào tỉ khối của sản phẩm so với ancol (d) để xác định hướng tách nước của ancol:
+ Nếu d < 1 → ancol tách nước tạo Hidrocacbon.
+ Nếu d > 1 → ancol tách nước tạo ete.
- Phản ứng oxi hóa
a. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
b. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (oxi hóa hữu hạn)
a. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
- Đối với ancol no, đơn chức mạch hởCnH2n+2O + (3n/2)O2 → nCO2 + (n + 1)H2O
- Đối với ancol no, đa chức mạch hởCnH2n+2Ox + (3n+1-x)/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O
- Lưu ý:
- 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).
nAncol = nH2O - nCO2.
a. Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (oxi hóa hữu hạn)
- Thí nghiệm: Cho dây đồng đốt nóng vào ống nghiệm chứa ancol etylic
- Hiện tượng: Dây đồng màu đen chuyển thành màu đỏ
- Phương trình hóa học:C2H5OH + CuO → CH3-CHO + H2O + Cu
- Nhận xét:
- 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 rất khó bị oxi hóa bằng CuO (Nếu có xảy ra thì sẽ không theo quy luật nào)
- Lưu ý:
mchất rắn giảm = mCuO phản ứng - mCu tạo thành = 16.nAncol đơn chức.
- Phản ứng riêng của một số loại ancol
- Ancol etylic CH3CH2OH:
- Một số trường hợp ancol không bền
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: anlylic 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
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
ĐIỀU CHẾ
- Phương pháp tổng hợp
2. Phương pháp sinh hóa điều chế ancol etylic
- Phương pháp tổng hợp
a. Điều chế ancol từ dẫn xuất halogen
b. Điều chế ancol từ anken (điều kiện phản ứng H+)
c. Điều chế ancol từ andehit hoặc xeton (điều kiện phản ứng Ni, t0)
d. Điều chế ancol đa chức từ anken
e. Điều chế ancol metylic bằng phương pháp riêng
a. Điều chế ancol từ dẫn xuất halogen
Ví dụ: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl
Phương trình tổng quát:
CnH2n+2-2k-xXx + xMOH → CnH2n+2-2k-x(OH)x + xMX
b. Điều chế ancol từ anken (điều kiện phản ứng H+)
Ví dụ: CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH
Phương trình tổng quát:
CnH2n + H2O → CnH2n+1OH (H+)
Phản ứng tuân theo quy tắc cộng Maccopnhicop:
CH3-CH=CH2 + H2O → CH3-CH2-CH2-OH
Sản phẩm phụ
→ CH3-CHOH-CH3
Sản phẩm chính
c. Điều chế ancol từ andehit hoặc xeton (điều kiện phản ứng Ni, t0)
RCHO + H2 → RCH2OH
RCOR’ + H2 → RCHOHR’
d. Điều chế ancol đa chức từ anken
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2OH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2
e. Điều chế ancol metylic bằng phương pháp riêng
CH4 + H2O → CO + 3H2
CO + 2H2 → CH3OH (ZnO, CrO3, 4000C, 200atm)
2CH4 + O2 → 2 CH3OH (Cu, 2000C, 100 atm)
- Phương pháp sinh hóa điều chế ancol etylic
- Lên men tinh bột:
(C6H10O5)n → C6H12O6 → C2H5OH
Phương trình hóa học
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (men rượu)
