Giáo trình Hóa đại cương - Đào Hùng Cường (Phần 1)
Tóm tắt Giáo trình Hóa đại cương - Đào Hùng Cường (Phần 1): ...ân tử bị phân cực. CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH CH O Ta nói ở đây có hiệu ứng liên hợp và nhóm CHO gây hiệu ứng liên hợp (ký hiệu là C). Nhóm CHO làm chuyển dịch mật độ electron về phía nó nên có hiệu ứng liên hợp âm (-C). Ngược lại, nếu nguyên tử hay nhóm nguyên tử làm mật độ electron chuyển d...ên kết σ). C C H H H H H H H H C 1,34A C 0 1,09A0 117,50 1210 Hợp chất tiếp theo là prôpen C3H6 có cấu tạo là CH3-CH=CH2. Tiếp theo là butylen có một số cấu tạo: CH3CH2 CH CH2 CH3 CH CH CH3 CH3 C CH2 CH3 buten-1 buten-2 iz«buten Hợp chất buten-2 có thể viết dưới 2 dạng đồng ... căng Fitze (lực tác dụng tương hỗ giữa các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử kề nhau của vòng) và lực Van-đec-van của các nhóm không kề nhau. Các nguyên tử cacbon trong ankan có ocbitan lai tạo sp3 do đó để hình thành liên kết chúng hướng các ocbitan lai hoá này lại với nhau và để có được sự xen ...
Cl+ ClCH2CH2CH2CH2Cl 2Mg+ ClMg (CH2)4 MgCl Br C6H4 Br 2Mg+ BrMg C6H4 MgBr - Từ các hợp chất có hyđrô linh động HC CH RMgX HC CMgX RH+ + HC CH 2RMgX+ +XMg C C MgX 2RH d. Cấu tạo. Cho đến nay, một trong những hợp chất cơ nguyên tố quan trọng là hợp chất cơ magiê vẫn chưa được xác định một cách chi tiết nhưng người ta giả thiết rằng trong dung môi ête hợp chất Grinha tồn tại dưới dạng cân bằng như sau: R MgX2 R Mg X R XMg R2Mg MgX2+ Đào Hùng Cường 118 Thông thường người ta thường hay viết công thức cấu tạo của hợp chất Grinha dưới dạng: R Mg X δ- δ+ c. Các phản ứng quan trọng của hợp chất Grinha. 1- Phản ứng với các hợp chất có hyđrô linh động dạng H-A. R MgX H A H2O CH3OH RNH2 RSH RH A MgX HO MgX CH3O MgX RNH MgX RS MgX RH + + RH + RH + RH + Các phản ứng này thường được sử dụng để xác định độ linh động của hyđrô bằng cách so sánh lượng khí mêtan bay ra khi sử dụng hợp chất Grinha là CH3MgCl. 2- Các phản ứng với halogen, ôxy, lưu huỳnh: R MgX X2 R X MgX2+ + R MgX O2+ R OOMgX H2O R OH HO MgX+ R MgX + S RS MgX RSH HO MgX+H2O 3- Phản ứng với dẫn xuất halogen. R MgX R' X R R' MgX2+ + R MgX CdCl2 R2Cd MgX2 MgCl2+ ++2 4- Các phản ứng với hợp chất cacbônyl. R MgX HCHO R CH2OMgX R CH2OH HO MgX++ H2O ancol bËc I R CH R' OH HO MgX+R MgX R'CHO R CH R' OMgX+ H2O ancol bËc II R MgX R' C R'' O + R C R'' R' OMgX R C R'' R' OH HO MgXH2O + ancol bËc III R MgX R' COOR'' R C OR'' R' OMgX R C O R' R''O MgX+ + R C O R'R MgX + R C R' R OMgX R C R' R OH HO MgX+ Đào Hùng Cường 119 Cơ chế của phản ứng trên đây đến nay chưa được chứng minh thật chi tiết nhưng phản ứng xảy ra theo cơ chế vòng được nhiều người chấp nhận nhất. C O R R R' X Mg R' XMgC O R R C R R R' O MgX R' MgX C R R R' OH Mg OH X R' MgX 2+ + H2O + d. Một số phản ứng quan trọng khác của hợp chất Grinha. 1- Phản ứng với êtylenôxit R MgX H2C CH2 O R CH2 CH2 OMgX H2O R CH2 CH2 OH HO MgX+ + 2- Phản ứng với điôxitcacbon R MgX CO2 R COOMgX H2O R COOH HO MgX+ + 3- Phản ứng với hợp chất nitrin R MgX R' C N R C R' NMgX R C NH R' R C R' O NH3+ H2O +H2O 8.3. CÁC HỢP CHẤT CƠ PHI KIM. 8.3.1. Hợp chất cơ phốt pho. Hợp chất cơ phốt pho gồm có 2 loại: 1- Loại liên kết P-C trong đó nguyên tử phốt pho liên kết với nguyên tử cacbon. 2- Loại các sản phẩm của các axít vô cơ của phốt pho trong đó phốt pho không liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon mà qua một nguyên tố trung tâm như ôxy, lưu huỳnh, nitơ a- Các hợp chất cơ phốt pho loại 1. Tương tự như phân tử amôniăc NH3 hợp chất phốt phua hyđrô PH3 là hợp chất đầu của dãy hợp chất này. Tiếp theo tuỳ thuộc vào số lượng số nguyên tử hyđrô trong phân tử PH3 được thay thế mà ta có các hợp chất phốt phin bậc I, bậc II, bậc III khác nhau. Khác với các hợp chất amin, các hợp chất phốt phin dễ bị ôxy hoá tạo thành các ôxit RH2P=O, R2HP=O, R3P=O. Nếu ankyl hoá phốt phin thì sẽ thu được muối phốtphoni. R3P RX R4P+X-+ Một hợp chất khác khá quan trọng của loại hợp chất này là các axít hữu cơ phốt pho. Ví dụ: Đào Hùng Cường 120 R P O H OH R P O H R R P O OH OH R P O R OH Các hợp chất phốt pho loại 1 được điều chế bằng phương pháp sau: - Ankyl hoá các phốt phin kim loại. Ví dụ: PH2Na RI RPH2 NaI+ + RPHLi R'Br RR'PH LiBr+ + - Khử các dẫn xuất clophốtphin RPCl2 RPH2 - Cộng phốtphin vào anken C6H13CH CH2 PH3 C6H13 CH CH3 PH2 + - Tổng hợp bằng tác nhân Grinha. 3RMgX 3MgXClPCl3 R3P+ + Các hợp chất phốt phin có một số tính chất hoá học đặc trưng sau: - Dễ bị ôzôn hoá RPH2 RH2PO3 O R2PH R2HPO2 O R3P R3PO O - Ankyl hoá thành muối phốtphoni (CH3)3P CH3I (CH3)4P +I-+ Từ muối phốtphoni có thể điều chế phốtphinmêtylen được ứng dụng trong tổng hợp Vitich như sau: (C6H5)3P CHR2X C6H5Li+ CR2(C6H5)3P (C6H5)3P+ CR2 CR'2-O (C6H5)3P CR2 CR'2O (C6H5)3P CR2 O CR'2 δ- δ+ R2C CR'2 (C6H5)3P O+ b. Các hợp chất cơ phốt pho loại 2. Loại hợp chất này có thể được điều chế bằng một trong các phương pháp sau: RPCl2 R P(OC2H5)2+ +NaOC2H52 NaCl2 Este này dễ bị chuyển vị dưới tác dụng của R-X. Đào Hùng Cường 121 R P(OC2H5)2 R'I RR'P O OC2H5 C2H5I+ + R P(OC2H5)2 O R'I RR'P O OC2H5 C2H5I+ + Tương tự như vậy ta có: P(OC2H5)3 C2H5I C2H5 P(OC2H5)2 O Các este này khi bị thuỷ phân thì tạo thành các axit tương ứng: R P(OC2H5)2 O R P(OH)2 O HX2 C2H5X2+ + Đào Hùng Cường 122 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 8 8.1. Từ C2H5MgBr và những hoá chất cần thiết điều chế các hợp chất sau: CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OH CH3 CH2 C CH3 C3H7 OH CH3CH2 C OH CH3 C2H5 (C2H5)3COHa. b. c. e.d. 8.2. Hoàn thành các sơ đồ phản ứng sau: CH3MgCl C2H5OH+ CH3NH2C2H5MgBr + (CH3)2CHMgI 1. CO2 2. H3O+ C6H5MgBr 1. HCHO2. H3O+ C2H5MgBr 1. C6H5COCl 2. H3O+ a. b. c. d. e. 8.3. Điều chế các sản phẩm sau đây: a. xiclopentylcacbinol từ xiclopenten. b. pentanol-3 từ propanal. c. butanal từ propanol-1. 8.4. Hợp chất A (C5H12O2) có tính quang hoạt. Khi cho 0,52 gam A tác dụng với CH3MgBr, ta thu được 112 cm3 metan trong điều kiện tiêu chuẩn và hợp chất B. Khi cho B tác dụng với CH3I cho ra hợp chất C không có tính quang hoạt. Viết tất cả những công thức có thể có của A và B. 8.5. Viết phương trình phản ứng của C6H5MgBr với các chất sau: a. I2 b. AgBr c. CH2O d. CH3CHO e. CH3COCl f. CO2 TÀI LIỆU THAM KHẢO CỦA BÀI TẬP CHƯƠNG 8 [1]. Chu Phạm Ngọc Sơn, Nguyễn Hữu Tính, Nguyễn Huy Ngọc, Lê Khắc Tích, Bài tập hóa học hữu cơ. [2]. Ngô thị Thuận, Bài tập hóa học hữu cơ (2008), Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [3]. Thái Doãn Tĩnh, Bài tập cơ sở lí thuyết hóa hữu cơ (2005), Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [4]. Thái Doãn Tĩnh, Bài tập cơ sở hóa học hữu cơ (2005), Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [5]. Nguyễn thị Bích Tuyết (1995), Giáo trình hóa hữu cơ, Huế. Đào Hùng Cường 123 Chương 9 DẪN XUẤT HYĐRÔXI CỦA HYĐRÔCACBON (Ancol và Phênol) A. ANCOL. 9.1. CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GỌI TÊN. 9.1.1. Cấu tạo. Ancol là những hợp chất có công thức R-OH, trong đó R- là các nhóm ankyl, ankenyl, ankinyl, xyclôankyl Ví dụ: (CH3)3C OH H2C CH CH2OH Cl CH2 CH2 OH Ancol tec-butylic Ancol allylic Ancol cloªtylic CH2 CH CH2 OH OH OH OH CH2OH Glyxªrin Ancol xycl«hecxylic Ancol benzylic Tất cả các ancol đều có chứa nhóm –OH, là nhóm chức quyết định tính chất đặc trưng cho loại hợp chất này. 9.1.2. Phân loại. Người ta phân loại bằng nhiều cách khác nhau. Thông thường thì dựa vào số nhóm –OH có trong các phân tử ancol để phân thành ancol đơn chức hoặc đa chức. Cũng rất nhiều khi người ta dựa vào bậc liên kết của nguyên tử cacbon để phân loại ancol thành bậc I, bậc II, bậc III. Ví dụ: R CH R' OH R CH CH R' OH OH R CH CH CH R' OH OH OH Ancol ®¬n chøc Ancol ®a chøc R CH2 OH R2CH OH R3C OH Ancol 20 Ancol 30Ancol 10 9.1.3. Cách gọi tên. Để gọi các ancol người ta thường sử dụng các danh pháp sau: a. Danh pháp thông thường. Trong danh pháp này người ta gọi tên của nhóm chức ankyl, ankenyl, ankinyl cộng với đuôi –ic. Ví dụ: Đào Hùng Cường 124 CH3CH2OH CH3 CH CH3 OH CH3CH2 C CH3 CH3 OH Ancol ªtylic Ancol iz«pr«pylic Ancol tec-pentylic b. Tên gọi hợp lý (tên gọi cacbinol). Trong danh pháp này người ta xem các ancol như các dẫn xuất của cacbinol CH3OH. Ví dụ: (C6H5)3C OH (C2H5)3C OH Triphªnylcacbinol Triªtylcacbinol c. Danh pháp IUPAC. 1- Chọn mạch dài nhất có chứa nhóm –OH làm mạch chính và coi hợp chất phải gọi là dẫn xuất của mạch chính mà trong đó các nguyên tử hyđrô được thay thế bằng các nhóm thế. 2- Đánh số thứ tự mạch chính sao cho nhóm –OH có chỉ số là nhỏ nhất. 3- Gọi tên các hợp chất bằng cách để tên các nhóm thế cùng với các chỉ số của nó trước tên gọi của mạch chính (tên gọi của mạch chính được tạo thành bằng cách cộng thêm đuôi –ol vào tên gọi của các hợp chất hyđrôcacbon tương ứng). Ví dụ: CH3 OH CH3 CH2 CH CH2 OH CH3 CH3 CH OH CH CH3 CH3 Mªtanol 2-Mªtylbutanol-1 3-Mªtylbutanol-2 9.2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ. a. Sự có mặt của nhóm –OH trong phân tử ancol làm cho phân tử phân cực do đó dễ hoà tan trong nước. Nhưng khi gốc R- trong các phân tử tăng lên thì độ hoà tan của các ancol trong nước giảm dần. Trong thực tế chỉ có các ancol mạch thẳng co 4 đến 5 nguyên tử cacbon trở xuống là hoà tan tốt trong nước. b. Nhiệt độ sôi của ancol tăng khi phân tử lượng tăng lên. Mặt khác nhiệt độ sôi của ancol cũng cao hơn nhiều so với các hợp chất có cùng phân tử lượng với nó. Ví dụ: M μ t0sC CH3CH2CH2CH2CH3 72 0 36 CH3CH2OCH2CH3 74 1,18 35 CH3CH2CH2CH2OH 74 1,36 118 CH3CH2CH2Cl 79 2,10 47 Các kết quả thu nhận được trên đây có thể giải thích bằng 2 yếu tố: 1- Phân tử ancol phân cực mạnh – do có mômen phân cực lớn nên có nhiệt độ sôi cao. Đào Hùng Cường 125 2- Ancol có khả năng tạo liên kết hyđrô. R O . . . H . . .H O . . . H R O . . . H R O . . . H R O . . . H R O . . . R Liên kết hyđrô là liên kết mà trong đó nguyên tử hyđrô đóng vai trò làm cầu nối giữa 2 nguyên tử âm điện, mặt khác một trong hai nguyên tử âm điện phải có liên kết cộng hoá trị với hyđrô còn nguyên tử kia được liên kết bằng lực hút tĩnh điện. Để tạo liên kết hyđrô trong phân tử cần phải có mặt các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như: F, O, N. Trong phổ hồng ngoại: - nhóm OH riêng biệt có ν(OH) = 3620cm-1 - nhóm OH liên kết hyđrô có ν(OH) = 3350cm-1. 9.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ. 9.3.1. Phương pháp công nghiệp. Để thu nhận ancol trong công nghiệp có 2 phương pháp chính: hyđrat hoá các anken và lên men, thuỷ phân các hyđrat cacbon. a. Hyđrat hoá các anken. Từ phương pháp crăcking dầu mỏ, người ta thu nhận được các anken có 4 đến 5 nguyên tử cacbon, sau đó dễ dàng chuyển thành ancol bằng phản ứng hyđrat hoá. Ví dụ: H2C CH2 H2O/H2SO4 CH3CH2OH H2O/H2SO4CH3CH CH2 CH3CHOHCH3 b. Lên men và thuỷ phân các hyđrat cacbon. Thuỷ phân đường bằng men rượu qua 2 giai đoạn chính: thuỷ phân và chưng cất. Chất lượng rượu phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu; nếu từ đường sẽ thu được C2H5OH có chất lượng tốt, từ tinh bột các loại sẽ có các sản phẩm phụ. Trong chiến tranh thế giới thứ II, Beisman người Đức đã dùng men vi sinh Clostridum Acêtobutylicum (20%), axêton (30%). Axêton đã được sử dụng làm thuốc súng không khói. Phương pháp này về sau được sử dụng sản xuất n-butanol dùng cho công nghiệp ôtô. c. Phương pháp riêng dùng để sản xuất mêtanol. CO CH3OH+ H22 O2+CH42 CH3OH2 100at, 100 C 0 210at Cr2O3, ZnO, 300-400 C0 9.3.2. Phương pháp tổng hợp phòng thí nghiệm. Đào Hùng Cường 126 a. Hyđrô bo hoá. C C (BH3)2 C H C BH2 H2O2, HO- C C H OH B(OH)3+ + Ví dụ: H2O2, HO-(BH3)2(CH3)3C CH CH2 (CH3)3C CH2 CH2 OH b. Tổng hợp Grinha. Trong phòng thí nghiệm ancol được tổn hợp theo phản ứng Grinha như đã trình bày trong phần hợp chất cơ magiê. c. Thuỷ phân ankylhalogenua (xem phần dẫn xuất halogen) Trong các phản ứng đã nêu trên đây, tổng hợp Grinha là quan trọng nhất vì: các hợp chất đầu của phản ứng này là dẫn xuất halogen thường dễ tìm, phản ứng có hiệu suất cao, có thể tổng hợp các ancol đơn giản hoặc phức tạp khác nhau. Điểm hạn chế lớn nhất của phản ứng tổng hợp Grinha là ngoài nhóm thế trực tiếp tham gia phản ứng các hợp chất đầu không được chứa các nhóm có chứa hyđrô linh động như –COOH, -OH, -NH2, -SO3Hcũng như các nhóm cacbônyl không cần thiết khác. d. Phương pháp thiết lập một phản ứng Grinha Hầu hết các ancol đều có thể tổng hợp bằng phương pháp Grinha bằng những cách tổ hợp các tác nhân khác nhau. Vì vậy phải chọn con đường tổng hợp sao cho tối ưu nhất. Ví dụ: hợp chất 2-phênylhecxanol-2 có thể tổng hợp bằng 2 cách sau đây: CH3CH2CH2CH2 C CH3 O BrMg+ CH3CH2CH2CH2 C CH3 OH CH3CH2CH2CH2 C CH3 OH CH3CH2CH2CH2MgBr CCH3 O + (1) (2) Trong 2 cách trên đây thì nên chọn (2) vì hợp chất xêton dễ điều chế hơn nhiều so với (1). 9.4. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC. Tính chất hoá học của ancol được xác định bởi nhóm –OH có trong phân tử. Vì vậy khả năng có thể xảy ra các loại phản ứng sau đây: - Phản ứng làm phá vỡ liên kết C – OH với sự tách đi nhóm –OH. - Phản ứng làm phá vỡ liên kết O – H với sự tách đi hyđrô. Đào Hùng Cường 127 Nhóm R- nói chung chỉ có ý nghĩa làm ảnh hưởng đến tốc độ và hướng của phản ứng mà thôi. 9.4.1. Các phản ứng làm đứt liên kết C – OH. a. Phản ứng với hyđrôhalogenua. R OH HX R X H2O+ + Khả năng phản ứng của HX: HI > HBr > HCl Khả năng phản ứng của ROH: R3C-OH >R2CH-OH >RCH2-OH >CH3-OH. Ví dụ: CH3 CH CH3 OH HBr CH3 CH CH3 Br CH3CH2CH2CH2OH HCl CH3CH2CH2CH2Cl b. Phản ứng với trihalogenua phốt pho. R OH PX3 R X H3PO3 (PX3 = PBr3, PI3)+ + Ví dụ: CH3CH2CH2OH I2P + CH3CH2CH2I CH3CH2CH2CH2OH PBr3 CH3CH2CH2CH2Br C6H5CHCH3 OH C6H5CHCH3 Br PBr3 c. Phản ứng tách loại. C C H OH C C H2O H2SO4 + Ví dụ: OH Al2O3, 250 C 0 9.4.2. Phản ứng làm đứt lien kết O-H. a. Phản ứng của ancol giống như một axit với các kim loại hoạt động mạnh. RO H M RO-M+ H2+ + Khả năng phản ứng của RO-H: CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3C-OH Ví du: Đào Hùng Cường 128 (CH3)2CH OH Al (CH3)2CH O Al+3 3 - H2+ + CH3CH2OH Na CH3CH2O-Na+ H2+ + b. Phản ứng tạo thành este (phản ứng este hóa). CH3CH2OH CH3COOH CH3COOCH2CH3 H2O++ H+ CH3CH2OH H2SO4 CH3CH2OSO3H H2O+ + ªtylsunfat axit c. Phản ứng ôxy hóa. R2CH OH R2C O Ancol 20 KMnO4 R CH2 OH RCHO KMnO4 R COOH Ancol 1 0 Cu, 250 C0 KMnO4 R3C OH KMnO4 (trung tÝnh) Kh«ng ph¶n øng+ Ancol 30 Ví dụ: CH3CH2CH2OH CH3CH2CHO H2 Cu, 250 C0 + OH OK2Cr2O7 CH3CH2CH2CH2OH KMnO4 CH3CH2CH2COOH 9.4.3. Phản ứng với hyđrôhalogenua. Đây là phản ứng xảy ra khi cho khí hyđrôhalogenua đi qua ancol hoặc đun nóng ancol với axít HX đậm đặc. Ví dụ: (CH3)3C OH HCl ®.® (CH3)3C Cl CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2Cl HCl, ZnCl2, t C0 Các phản ứng của ancol với hyđrôhalogenua xảy ra theo cơ chế SN1 và SN2. Cơ chế SN1: ROH HX X-++ ROH2 + R+ H2OROH2 + + RXR+ X-+ Đào Hùng Cường 129 Phản ứng xảy ra theo cơ chế này với hầu hết các ancol trừ mêtanol và các ancol bậc I. Cơ chế SN2: ROH HX X-++ ROH2 + RXX- +ROH2 + + H2OX . . . R . . .O H2 δ- δ+ Phản ứng xảy ra theo cơ chế này với mêtanol và các ancol bậc I. 9.4.4. Phản ứng ôxy hoá ancol. a. Khái niệm ôxy hoá - khử trong hoá học hữu cơ. Theo quan niệm trước đây, ôxy hoá tức là đưa thêm nguyên tử ôxy vào phân tử, khử tức là bớt đi nguyên tử ôxy. Ví dụ: RCHO R COOHO R CONH2 LiAlH4 R CH2NH2 Trong hoá học vô cơ, sự ôxy hoá-khử gắn liền với sự nhận và cho điện tử, trái lại khái niệm này không phù hợp với hoá học hữu cơ vì ở đây cacbon luôn có hoá trị 4. Vì vậy trong hoá học hữu cơ, người ta dùng khái niệm số ôxy hoá (số phân cực)- tức là số điện tích quy ước của nguyên tử tính được khi giả thiết rằng phân tử gồm toàn những ion trái dấu (số ôxy hoá có ký hiệu là n). Trong khái niệm này số ôxy hoá có thể là âm, dương, bằng 0. Nguyên tử cacbon trong các hợp chất hữu cơ có số ôxy hoá từ -4 đến +4. Để xác định số ôxy hoá, người ta đưa ra một số quy ước sau đây: - Tổng đại số của tất cả các số ôxy hoá của phân tử bằng 0, của ion bằng điện tích ion. - Hai nguyên tử đồng nhất liên kết với nhau không làm xuất hiện số ôxy hoá. Số ôxy hoá của mọi nguyên tố trong đơn chất đều bằng 0. - Số ôxy hoá của hyđrô bằng +1 (trừ các hợp chất với kim loại), của ôxy bằng -2 (trừ các hợp chất peôxít), của các nguyên tố kim loại bằng hoá trị của nó. Như vậy từ khái niệm của số ôxy hoá trên đây ta có thể nhận thấy rằng: quá trình ôxy hoá là quá trình làm tăng số ôxy hoá ở chất phản ứng (cơ chất, chất nền) và làm giảm số ôxy hoá ở tác nhân phản ứng, còn quá trình khử là quá trình ngược lại. Đối với nguyên tử cacbon, sự khử và sự ôxy hoá bién đổi theo dãy sau: CH4 RCH3 CH3OH RCH2OH HCHO RCHO HCOOH RCOOH CO2 -4 +4Sù «xy hãa Sù khö Đào Hùng Cường 130 b. Phản ứng ôxy hoá các hợp chất ancol. Ancol 20 + Xªt«nKMnO4 ( CrO3, K2Cr2O7, Cu, 200-300 C)0 dung dÞch KMnO4 axit an®ªhyt +Ancol 10 Cu, 200-300 C0 Ancol 30: không bị ôxy hoá trong môi trường kiềm, trong môi trường axít, trước nó bị tách thành anken sau đó tuỳ theo điều kiện phản ứng có thể bị ôxy hoá thành xêton hoặc axít. 9.5. Giới thiệu một số ancol quan trọng. 9.5.1. Rượu êtylic. Rượu êtylic được điều chế bằng phương pháp lên men tinh bột, hyđrat hóa êtylenTrong đời sống và công nghiệp, nó được sử dụng làm dung môi, làm nguyên liệu chất ban đầu để tổng hợp, dùng cho công nghiệp thực phẩm, dùng trong y học Rượu êtylic 95% trong công nghiệp trong công nghiệp được thu nhận bằng phương pháp chưng cất phân đoạn. Rượu êtylic tuyệt đối 100% được thu nhận bằng cách chưng cất đẳng phí (hỗn hợp đẳng phí gồm 7,5% nước, 18,5% rượu, 74% benzen sôi ở nhiệt độ 64,90C). Nhiều khi người ta còn làm tuyệt đối rượu êtylic bằng cách đun rượu êtylic 95% với magiê sau đó đem chưng cất. 9.5.2. Êtylenglycol. a. Êtylenglycol được điều chế bằng các phương pháp điều chế ancol thông thường. Dưới đây là một số phương pháp quan trọng. 1- Thuỷ phân dẫn xuất halogen Cl CH2 CH2 Cl Na2CO3 HO CH2 CH2 OH+ H2O2 2- Thuỷ phân êtylenôxít. H2C CH2 O H2O H + HO CH2 CH2 OH+ 3- Hyđrôxyl hoá các anken bằng KMnO4 hoặc peaxít. CH2 CH2 KMnO4 RCOOOH H2C CH2 O H2O, H+ HO CH2 CH2 OH HO CH2 CH2 OH b. Tính chất. Êtylenglycol có các tính chất giống như ancol thông thường nhưng do ảnh hưởng của nhóm –OH thứ 2 nên có tính axít mạnh hơn. Vì vậy nó có khả năng phản ứng với hyđrôxit đồng. Đào Hùng Cường 131 CH2 OH CH2 OH Cu(OH)2 CH2 CH2 HO HO CH2 CH2 O O Cu O O H H CH2 CH2 ++ - Phản ứng ôxy hoá: CH2 CH2 OH OH CHO CH2OH COOH CH2OH COOH CHO COOH COOH O OO O O OHC CHO Gly«xal Axit «xalic - Phản ứng đêhyđrat hoá: HO CH2 CH2 OH H2SO4 CH3CHO Êtylenglycol được ứng dụng làm dung môi, làm tác nhân phản ứng, làm chất truyền nhiệt... 9.5.3. Glyxêrin. a. Glyxêrin trong công nghiệp chủ yếu điều chế bằng phản ứng thuỷ phân các chất béo trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá). Ngoài ra, người ta còn tổng hợp glyxêrin từ prôpylen: CH2 CH CH3 Cl2, 400 C 0 CH2 CH CH2 Cl CH2 CH CH2 ClClOH Cl2, H2O H2O CH2 CH CH2 OH OH OH b. Tính chất. Tương tự như êtylenglycol, glyxêrin tác dụng với hyđrôxit đồng tạo thành hợp chất glyxêrat đồng có màu xanh. CH2 CH CH2 O O OH Cu H O H CH2 CH CH2HO O Phản ứng tạo este glyxêrin trinitrat. CH2 CH CH2 OH OH OH CH2 ONO2 ONO2 CH ONO2 CH2HNO3/H2SO4 Glyxêrin có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như dùng làm chất truyền nhiệt, làm tác nhân phản ứng, làm mềm da, dùng để sản xuất thuốc nổ, dùng trong y học Đào Hùng Cường 132 9.6. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP DÙNG ĐỂ NHẬN BIẾT ANCOL Để nhận biết ancol có thể dùng phương pháp phổ hồng ngoại: - Nhóm –OH riêng biệt (không có liên kết hyđrô) có ν(OH) = 3620 đến 3640cm-1. - Nhóm –OH có liên kết hyđrô có ν(OH) = 3200-3350cm-1. Trong phương pháp hoá học, người ta dùng thuốc thử Luca. Đó là hỗn hợp axít HCl đậm đặc và ZnCl2. Phương pháp này có thể dùng để phân biệt các ancol bậc I, bậc II, bậc III có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 6. Phản ứng tạo thành ankylclorua không tan trong hỗn hợp tác nhân, làm đục dung dịch phản ứng. Ancol bậc III tác dụng ngay lập tức với hỗn hợp tác nhân, ancol bậc II sẽ thấy phản ứng xảy ra sau 5 phút còn ancol bậc I ở nhiệt độ phòng sẽ không phản ứng. B. PHÊNOL 9.7. CẤU TẠO VÀ CÁCH GỌI TÊN. 9.7.1. Cấu tạo. Phênol là những hợp chất có công thức phân tử Ar-OH trong đó Ar- là nhóm phênyl hoặc các dẫn xuất của phênyl. Khác với ancol, trong hợp chất phênol nhóm –OH liên kết trực tiếp với nhân thơm. 9.7.2. Cách gọi tên. Các hợp chất phênol được gọi tên như là dẫn xuất, đơn giản nhất của dãy này là phênol. OH OH Cl OH NO2 Phªnol m-Clophªnol o-Nitr«phªnol Một số hợp chất khác có tên gọi riêng như sau: OH CH3 OH OH OH OH OH OH OH (o, m), p-Crªzol Catechon Rªz«cxin Hy®r«quinon -Naphtolβ
File đính kèm:
- giao_trinh_hoa_dai_cuong_dao_hung_cuong_phan_1.pdf