Bài giảng Bài 51: Dẫn xuất halogen của hyđrocacbon

:
Bài 53 ANCOL
ffff&eeee
I - §Þnh nghÜa, Ph©n lo¹i, ®ång ph©n vµ danh ph¸p
1. §Þnh nghÜa
2. Ph©n lo¹i :
- Ancol ®­ỵc ph©n lo¹i theo cÊu t¹o gèc hi®rocacbon vµ theo sè l­ỵng nhãm hi®roxyl trong ph©n tư .
Ancol
Ph©n lo¹i theo cÊu t¹o
gèc hi®rocacbon
Ph©n lo¹i theo theo sè
l­ỵng nhãm hi®roxyl
C2H5OH
Ancol no, bËc I
Ancol ®¬n chøc (monoancol)
Ancol no, bËc II
Ancol ®¬n chøc (monoancol)
Ancol no, bËc III
Ancol ®¬n chøc (monoancol)
Ancol no, bËc I
Ancol ®a chøc (poliancol)
Ancol no, bËc I, II
Ancol ®a chøc (poliancol)
Ancol kh«ng no, bËc I
Ancol ®¬n chøc (monoancol)
Ancol th¬m bËc I
Ancol ®¬n chøc (monoancol)
3/ Bậc của ancol : 
3. Danh ph¸p
Tên gốc – chức (tên thông thường)
Tên thay thế (IUPAC)
 Ancol + tªn gèc hi®rocacbon + ic
Tªn hi®rocacbon m¹ch chÝnh + vÞ trÝ + ol
Nếu mạch cacbon có nhánh: 
- Chọn mạch cacbon có chứa nhóm , dài nhất.
- Đánh số ưu tiên cho nhóm là nhỏ nhất
GỌI TÊN CÁC CHẤT SAU.
Ctpt
Công thức
Tên gốc – chức
(tên thông thường)
Tên thay thế (IUPAC)
CH4O
CH3- OH
ancol metylic
C2H6O
CH3- CH2-OH
ancol etylic
C3H8O
CH3-CH2-CH2-OH
ancol propylic
C3H8O
ancol isopropylic
C4H10O
CH3-CH2-CH2-CH2-OH
ancol butylic
butan-1-ol
C4H10O
ancol isobutylic
2-metylpropan-1-ol
C5H12O
CH3 – [CH2]3 – CH2OH
Ancol pentylic
(ancol amylic)
C2H4(OH)2
Etylen glicol
C3H5(OH)3
glixerol
C3H6O
ancol anlylic
C7H8O
ancol benzylic
C6H110O
C4H10O
ancol tert-butylic
2-metylpropan-2-ol
ancol sec-butylic
3. §ång ph©n:
a) Về mạch cacbon: thẳng , phân nhánh; vòng.
b) Về vị trí: nhóm ; nhóm thế khác, 
c) Về nhóm chức: ancol ; ete.
Ctpt 
Mạch cacbon
và Vị trí
Nhóm chức
Số df
C2H6O
 ancol etylic
đimetyl ete
2
C3H8O
etyl metyl ete
3
C4H10O
7
Viết công thức cấu tạo các đồng phân cấu tạo ancol và ete của
C5H10O:
II - TÝnh chÊt vËt lÝ vµ liªn kÕt hi®ro cđa ancol
. TÝnh chÊt vËt lÝ
- H»ng sè vËt lÝ cđa mét sè ancol th­êng gỈp ®­ỵc ghi trong b¶ng 8.3. 
C«ng thøc
tnc,0C
ts.0C
D, g/cm3
§é 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 (15oC)
CH3CH2CH(OH)CH3
-114,7
99,5
0,806
12,5 (25oC)
(CH3)2CHCH2OH
-108,0
108,4
0,803
9,5 (18oC)
(CH3)3COH
-25,5
82,2
0,789
¥
(CH3)2CHCH2CH2OH
-117,2
132,0
0,812
2,7 (22oC)
HO CH2CH2OH
-12,6
197,8
1,115
¥
HOCH2CHOHCH2OH
20,0
290,0
1,260
¥
C6H5CH2OH
-15,3
205,3
1,045
4,0 (17oC)
2. Liªn kÕt hi®ro
1/ Định nghĩa: Lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H tích điện dương với nguyên tử X tích điện âm. X có thể là O; N; F, .
2/ Gi¶i thÝch : h·y so s¸nh sù ph©n cùc ë nhãm C-O-H ancol vµ ë ph©n tư n­íc (h×nh 8.2).
H×nh 8.2- Sù ph©n cùc ë nhãm C-O-H ancol vµ ë ph©n tư n­íc
- Nguyªn tư H mang mét phÇn ®iƯn tÝch d­¬ng (d+) cđa nhãm –OH nµy khi ë gÇn nguyªn tư O mang mét phÇn ®iƯn tÝch ©m (d-) cđa nhãm –OH kia th× t¹o thµnh mét liªn kÕt yÕu gäi lµ liªn kÕt hi®ro, biĨu diƠn b»ng dÊu  nh­ ë h×nh 8.3. Trong nhiỊu tr­êng hỵp, nguyªn tư H liªn kÕt céng ho¸ trÞ víi nguyªn tư F, O hoỈc N th­êng t¹o thªm liªn kÕt hi®ro víi c¸c nguyªn tư F, O hoỈc N kh¸c.
3/ Các kiểu liên kết hiđro:
- sự hình thành liên kết hidro giữa các phân tử nước. 
- giữa các phân tử rượu có khả năng hình thành liên kết hyđro. 
- giữa các phân tử rượu và nước có khả năng hình thành liên kết hyđro .
hay 
4/ Đặc điểm của liên kết hiđro :
- Là loại liên kết yếu - Biểu diễn bằng “...”
- Liên kết hiđro càng bền nếu nguyên tử H tích điện dương càng nhiều (khi H liên kết với nguyên tử rút electron) với nguyên tử X tích điện âm (khi X liên kết với nguyên tử đẩy electron) càng nhiều.
5) ¶nh h­ëng cđa liªn kÕt hi®ro ®Õn tÝnh chÊt vËt lÝ
- Liên kết hiđro sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi hay độ tan của chất.
- Một chất có khả năng hình thành liên kết hiđro liên phân tử sẽ làm nhiệt độ sôi của chất cao hơn.
Do cã liªn kÕt hi®ro gi÷a c¸c ph©n tư víi nhau (liªn kÕt hi®ro liªn ph©n tư), c¸c ph©n tư ancol hĩt nhau m¹nh h¬n so víi nh÷ng ph©n tư cã cïng ph©n tư khèi nh­ng kh«ng cã liªn kÕt hi®ro (hi®rocacbon, dÉn xuÊt halogen, ete,.). V× thÕ cÇn ph¶i cung cÊp nhiƯt nhiỊu h¬n ®Ĩ chuyĨn ancol tõ tr¹ng th¸i r¾n sang tr¹ng th¸i láng (nãng ch¶y) cịng nh­ tõ tr¹ng th¸i láng sang tr¹ng th¸i khÝ (s«i).
- Một chất có khả năng hình thành liên kết hiđro với nước sẽ làm tăng độ tan của chất trong dung môi nước.
C¸c ph©n tư ancol nhá, mét mỈt cã sù t­¬ng ®ång víi c¸c ph©n tư n­íc , mỈt kh¸c l¹i cã kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt hi®ro víi n­íc , nªn cã thĨ xen gi÷a c¸c ph©n tư n­íc, “g¾n kÕt” víi c¸c ph©n tư n­íc. V× thÕ chĩng hoµ tan tèt trong n­íc.
 Ng­êi ta nhËn thÊy r»ng nhiƯt ®é nãng ch¶y, nhiƯt ®é s«i, ®é tan trong n­íc cđa ancol ®Ịu cao h¬n so víi hi®rocacbon, dÉn xuÊt halogen hoỈc ete cã ph©n tư khèi chªnh lƯch nhau kh«ng nhiỊu (B¶ng 8.4).
CH3CH3
CH3OH
CH3F
CH3OCH3
M, ®vC
30
32
34
46
tnc, oC
-172
-98
-142
-138
ts, oC
-89
65
-78
-24
§é tan (g/100gH2O)
0,007
¥
0,25
7,6
III - TÝnh chÊt ho¸ häc
1/ Phản ứng thế H của nhóm –OH :
a) Phản ứng chung của ancol:
+ Thí nghiệm cho Na vào ancol etylic	
Tổng quát	
Lưu ý:
- Ancol tác dụng với dung dịch kiềm tạo ancolat. Dung dịch ancolat có tính bazo làm hồng phenolphtalein và làm xanh quỳ tím. Ancolat không phản ứng với dung dịch kiềm , nhưng bị thủy phân hoàn toàn. RONa + H2O ROH + NaOH 
phản ứng này dùng tái tạo rượu (bằng chưng cất) và chứng minh rượu hầu như không có tính axit (nên rượu không tác dụng với dung dịch bazo).
- Mức độ phản ứng của ancol với kim loại kiềm giảm dần: CH3OH > ancol bậc 1 > ancol bậc 2 > ancol bậc 3.
 b) Phản ứng riêng của ancol :
- Các poliancol có các nhóm hiđroxyl đính với các nguyên tử cacbon cạnh nhau thì có thể hoà tan được Cu(OH)2 (chất kết tủa màu xanh) thành dung dịch xanh da trời do tạo phức tan.
Ví dụ: glixerol hoà tan Cu(OH)2 thành dung dịch xanh da trời (hay xanh lam trong suốt) là phức đồng (II) glixerat.
- Có thể ghi sản phẩm theo công thức thu gọn là: [C3H5(OH)2O]2Cu. 
Nên có thể viết phản ứng : 2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O 
- Điều kiện phản ứng poliancol với Cu(OH)2 khi: trong phân tử ancol có ít nhất hai nhóm ở hai nguyên tử 
Ví dụ: cho etylen glicol + Cu(OH)2 thu được dung dịch xanh lam trong suốt:
2/ Phản ứng thế nhóm –OH ancol:
a) Phản ứng với axit:
Với các axit vô cơ mạnh như: H2SO4 đặc ,lạnh; HNO3 đặc; axit halogehiđric bốc khói (đặc).
 nhóm –OH được thay thế bằng gốc axit. (tạo este vô cơ)
 ROH + HA RA + H2O
- Điều kiện phản ứng : H2SO4 đặc, t0.
- Ancol không phản ứng với axit loãng, lạnh.
+Ancol etylic với axit HBr:
+Glixerol với HNO3 đặc / H2SO4 đặc:
Tổng quát: ROH + HX RX +H2O 
    CnH2n+1OH + HX CnH2n+1X +H2O
Với axit hữu cơ đơn như RCOOH tạo este hữu cơ :
- Điều kiện : xúc tác là H2SO4 đặc, t0. Phản ứng thuận nghịch.
 C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
 etylaxetat
 R’OH + RCOOH RCOOR’ + H2O
CnH2n+1OH + RCOOH RCOOCnH2n+1 + H2O
b) Phản ứng với ancol:
-Tách nước (phản ứng đehiđrat hóa) từ hai phân tử ancol thu được ete. 
- Thực chất của phản ứng là thay nhóm – OH bằng nhóm – OR 
- Điều kiện phản ứng : H2SO4 đặc; 1400C.
3/ Phản ứng tách nước (phản ứng đehiđrat hóa) :
- Tách từ một phân tử ancol thu anken.
- Điều kiện phản ứng : H2SO4 đặc; 1700C.
+ tách nước của ancol etylic	
- Để xác định sản phẩm chính hay phụ thì chú ý qui tắc Zaixep (qui tắc Zaitsev): “Nhóm – OH ưu tiên tách cùng với nguyên tử cacbon bậc cao hơn bên cạnh để tạo liên kết C = C”.
+ tách nước của ancol sec-butylic	
Tổng quát: 
4/ Phản ứng oxi hóa: 
a) Oxi hóa hữu hạn hay oxi hóa nhẹ:
- Các chất oxi hóa thường dùng là: CuO, t0; O2 (xúc tác Cu, hay Pt, Ag,  t0); dung dịch KMnO4, K2Cr2O7, .
+Ancol etylic với CuO nung nóng:
hay: RCH2OH + O2 RCHO + H2O
hoặc  CnH2n+1CH2OH + CuO CnH2n+1CHO + Cu + H2O
CnH2n+2O  + O2       CnH2nO  + H2O
+Ancol isopropylic với CuO nung nóng:
b) Phản ứng cháy trong khơng khí : (Oxi hoá hoàn toàn) 
- Sinh ra CO2, H2O và tỏa nhiệt :
 CnH2n+1OH + O2 n CO2 + (n + 1) H2O
 CnH2n+2O   + O2 n CO2 + (n + 1) H2O  
 a na (n+1)a
 Ancol no mạch hở (đơn chức hay đa chức) khi cháy luôn cho : > . 
Và số mol ancol = số mol H2O – số mol CO2 : = – = (n+1) a – na = a
Lưu ý: - Ancol không no hay vòng thì cháy cho .
F/ ĐIỀU CHẾ :
1/ Etanol trong công nghiệp:
- Từ etilen: 
- Từ sự lên men tinh bột: 
2/ Điều chế metanol trong công nghiệp: Từ metan.
3/ Tổng quát chung: 
a) Từ anken: 
 CnH2n + H2O CnH2n+1OH
(Quy tắc cộng Markownikoff: “Khi một anken không đối xứng cộng với HX một tác nhân không đối xứng thì H (phần tích điện dương) của tác nhân sẽ gắn vào nguyên tử cacbon mang nối đôi có nhiều nguyên tử hyđro hơn (cacbon bậc thấp hơn) , còn X phần tích điện âm) của tác nhân sẽ gắn vào nguyên tử cacbon mang nối đôi có ít nguyên tử hyđro hơn (cacbon bậc cao hơn) .”
b) Từ dẫn xuất halogen. 
 RX + ROH + .
4/ Điều chế glixerol: - Từ khí propilen:
CH2 = CH – CH3 + Cl2 CH2 = CH – CH2Cl + HCl
 anlyl clorua
CH2 = CH – CH2Cl + Cl2 + H2O + HCl
 1,3-điclopropan-2-ol
+ 2NaOH + 2NaCl
 glixerol
2. øng dơng
a) øng dơng cđa etanol : Etanol lµ ancol ®­ỵc sư dơng nhiỊu nhÊt. 
· Etanol ®­ỵc dïng lµm chÊt ®Çu ®Ĩ s¶n xuÊt c¸c hỵp chÊt kh¸c nh­ ®ietyl ete, axit axetic, etyl axetat,... 
· Mét phÇn lín etanol ®­ỵc dïng lµm dung m«i ®Ĩ pha chÕ vecni, d­ỵc phÈm, n­íc hoa,...
· Etanol cßn ®­ỵc dïng lµm nhiªn liƯu : dïng cho ®Ìn cån trong phß