Hóa Học Hữu Cơ - Chương 10 pptx

1
Hóa

HọcHữuCơ
TS Phan

Thanh

SơnNam
Bộ

môn

Kỹ

ThuậtHữuCơ
Khoa

Kỹ

ThuậtHóaHọc
Trường

ĐạiHọc

Bách

Khoa

TP. HCM
Điệnthoại: 8647256 ext. 5681

Email:
2
Chương

10:

ALCOHOL-PHENOL
Chương

10A:

Alcohol
R-OH trong

đó:
• R: no hay không

no
CH
3

-CH
2

-OH
CH
2

=CH-CH
2

-OH
• R: nhánh

của

arene
C
6

H
5

-CH
2

-OH
3
I.

Danh

pháp
I.1. Tên

thông

thường

(dùng

cho

alcohol đơngiản)
Gốc

alkyl + alcohol
CH
3

-CH

-OH

ethyl alcohol
(CH
3

)
2

CH-OH

isopropyl alcohol
(CH
3

)
2

CH-CH
2

-OH isobutyl alcohol
(CH
3

)
3

C-OH tert-butyl alcohol
C
6

H
5

-CH
2

-OH

benzyl alcohol
CH
2

=CH-CH
2

-OH

allyl

alcohol
Có

thể

gọiCH
3

-OH là

carbinol,

các

alcohol khác

là

dẫnxuấtcủa

carbinol,

ví

dụ: methyl carbinol

(ethyl alcohol)

4
I.2. Tên

IUPAC
• Chọnmạch

dài

nhấtcóchứa

nhóm

–OH làm

mạch

chính
• Lấy

tên

alkane, đổianeÆ anol
• Đánh

số

mạch

chính

từđầugần

nhóm

–OH nhất
• Khi

có

nhiều

nhóm

thế, sắpxếptheothứ

tự

alphabetical
CH
3

-OH

methanol
CH
3

-CH
2

-OH

ethanol
5
H
3
CCCH
2
-OH
CH
3
CH
3
2,2-dimethyl-1-propanol
CH
3
-CH-CH-CH
3
OH
CH
3
3-methyl-2-butanol
OH
C
6

H
5

-CH

2

-OH

phenylmethanol
7-ethyl-8,9-dimethyl-5-dodecanol
6
II. Các

phương

pháp

điềuchế
II.1. Cộng

hợpnước

vào

alkene
Phản

ứng

cần

xúc

tác

acid: H
2

SO
4

, H
3

PO
4

(không

dùng

HX)
CH
3
-CH=CH
2
H
2
SO
4
CH
3
-CH-CH
3

OH
+ H
2
O
Tuân

theo

quy

tắc

Markonikov
7
Phản

ứng

quan

trọng

điềuchế

alcohol bậc1 & 2 từ
alkene, ngượcvớisảnphẩm

Markonikov:
CH
3

-CH=CH
2
CH
3
-CH
2
-CH
2
-OH
1. B
2
H
6
2. H
2
O
2
/ NaOH
8
II.2. Khử

hóa

carbonyl, carboxylic acid và

dẫnxuất
• Khử

bằng

H
2
RCR'
O
+ H
2
Ni
R
H
C
R'
OH
aldehyde Æ alcohol bậc1
ketone Æ alcohol bậc2
9
• Khử

bằng

LiAlH
4

, NaBH
4
R-CHO + LiAlH
4
ÆR-CH
2
-OH
R-COOH + LiAlH

4

+ R-CH
2

-OH
• Khử

bằng

[(CH
3

)
2

CH-O]
3

Al trong

(CH
3

)
2

CH-OH
R-CHO + [(CH
3

)
2

CH-O]
3

Al/(CH
3

)
2

CH-OH Æ
R-CH
2

-OH + (CH
3

)
2

CO
10
II.3. Đitừ

hợpchất

Grignar

II.4. Thủy

phân

R-X, dẫnxuấtcủa

ester
R-X + OH
-
Æ R-OH + X
-
RC
O
OR'
OH
-
R-COO
-
+ H
2
O
+ R'-OH
CH
3
-CH
2
-MgBr
H
3
CC

O
H
H
3
CC
O-MgBr
C
2
H
5
H
H
2
O /H
+
H
3
CC
OH
C
2
H
5
H
+
δ
−
δ+
δ−
δ+

+ HO-MgBr
11
III. Tính

chấtvậtlý
• R-OH tạoliênkếtH Æ t
o
sôi cao hơn các dẫn
xuấtcủa hydrocarbon có khốilượng phân tử
tương đương
C1-C3: tan tốt

trong

nước
C4-C7: tan 1 phần

trong

nước
>C7: không

tan trong

nước
12
IV. Tính

chấthóahọc
IV.1. Giớithiệu

chung
a. Khả

năng

đứtliênkếtC-O
Chỉ

xảy

ra

trong

môi

trường

acid
ROH
+ H
+
RO
H
H
+
R
+
+ H

2
O
• Khả

năng

phản

ứng:

bậc1 < bậc2 < bậc3
• C-OH chứanhiều

nhóm

thế

đẩy

điệntử Æ thuậnlợi
13
b. Khả

năng

đứtliênkếtO-H
• Chỉ

xảy

ra

trong

môi

trường

base mạnh
ROH R-O
-
+ H
+
• Khả

năng

phản

ứng:

bậc

1> bậc2> bậc3
• R chứa

nhiều

nhóm

đẩy

điệntử Æ không thuậnlợi
14
IV.2. Tính

acid-base
• Tính

acid của

alcohol rấtyếu
•Tính

acid:

C
2

H
5

-OH (Ka 1.3x10
-18
) < H
2

O
(1.3x10
-14

) < C
6

H
5

-OH (1.3x10
-10
) < CH
3

COOH
(1.8x10
-5
)
• Alcohol hầunhư

không

phản

ứng

vớiNaOH
ROH
+ NaOH
R-ONa + H
2
O
15

• Alcohol chỉ

tác

dụng

với

Na hay NaNH
2
ROH
+ Na
R-ONa + H
2
ROH
+ NaNH
2
R-ONa + NH
3
• Muối

alkoxide

là

base rấtmạnh
Tính base:
(CH
3

)
3

C-O
-

> (CH
3

)
2

CH-O
-

>

CH
3

-CH
2

-O
-
> CH
3

-O
-

> OH
-
16
IV.3. Phản ứng tạo ether
CH
3
-CH
2
-OH
CH
3
-CH
2
-OH
Al
2
O
3
CH
3
-CH
2
-O-CH
2
-CH
3
CH
3
-CH

2
-O-CH
2
-CH
3
2+ H
2
O
2+ H
2
O
350-400
o
C
H
2
SO
4
***Danh

pháp

của

ether:
tên

gốc

alkyl + ether

C
2

H
5

-O-C
2

H
5

diethyl ether
CH
3

-O-C(CH
3

)
3

tert-butyl methyl ether
• Alcohol bậc1: S
N

2
• Alcohol bậc3: S
N

1
17
Nếugốc

alkyl phứctạp, có

thể

xem

là

nhóm

thế

alkoxy
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH-CH
2
-CH
3
OCH
3
3-methoxyhexane

CH
2
OC
2
H
5
CH
2
OH
2-ethoxyethanol
CH
3
-CH-CH
OC
2
H
5
CH
3
CH
3
H
3
C
2-ethoxy-2,3-dimethylbutane
18
IV.4. Phản

ứng

ester hóa
RCOH
O
H
2
SO
4
RCCl
O
R
RC
O
C
O
O
RCO-R'
O
RCO-R'
O
RCO-R'
O
+ R'-OH
+ H
2
O
+ R'-OH
+ HCl
+ R'-OH
+ RCOOH
Khả

năng

phản

ứng:

RCO-Cl

(không

cần

xúc

tác) >
(RCO)
2

O (không

cần

xúc

tác) > RCOOH
19
Cơ

chế

phản

ứng:
RCOH
OH
OHR'
RCOH
O
RCOH
OH
2
OR'
RCOH
OH
-H
2
O
RCOH
OR'
HSO
4
-
-H
+
RC
O
OR'
δ+
δ−

+ H
+
+
R'-OH
+
+
+
• Khả

năng

phản

ứng:

alcohol bậc

1> bậc2> bậc3
HCOOH > CH
3

COOH > RCH
2

COOH > R
2

CHCOOH >
R
3

CCOOH
20
IV.5. Phản

ứng

thế

-OH bởi

halogen
a.Tác

nhân

HX
CH
3
-CH
2
-OH
H
2
SO
4
CH
3
-CH
2

-OH
ZnCl
2
CH
3
-CH
2
-Cl
CH
3
-CH
2
-Br
+ HBr
+ H
2
O
+ HCl
+ H
2
O
• Khả

năng

phản

ứng:

HI > HBr

> HCl

> HF
• HCl

khó

phản

ứng,

cần

xúc

tác

ZnCl
2
Æ Lewis acid
tấn công vào O Æ liên kếtC-O dễ đứt
• Khả

năng

thay

thế:

bậc3 > bậc2 > bậc1
21
b. Tác

nhân

PX
3

, PX
5

, SOCl
2
R-OH + PCl
3
pyridine
R-Cl + H
3
PO
3
R-OH + PCl
5
pyridine
R-Cl + POCl
3
+ HCl
R-OH + SOCl
2
pyridine

R-Cl + SO
2
+ HCl
22
IV.6. Phản

ứng

dehydro

hóa

và

oxy hóa
a. Phản

ứng

dehydro

hóa
R-CH
2
OH
Cu
RCH
R
OH
Cu

CH
3
-C-CH
2
-CH
3
CH
3
OH
Cu
RCR
O
CH
3
-C=CH-CH
3
CH
3
200-300
o
C
R-CHO + H
2
200-300
o
C
+ H
2
200-300
o

C
+ H
2
O
23
b. Phản

ứng

oxy hóa
•Tác

nhân

oxy hóa: KMnO
4

, K
2

Cr
2

O
7

, CrO
3

…

• Alcohol bậc1 Æ aldehyde Æ carboxylic acid
•Rất

khó

dừng

lại

ở

giai

đoạnaldehyde Æ thường đi
thẳng đến RCOOH
R-CH
2
OH
RCOOH
R-COOK
H
+
+ KMnO
4
+ MnO
2
+ KOH
24
•

Muốndừng

lại

ở

giai

đoạn

aldehyde:

phải

dùng

pyridinium

chlorocromate

C
5

H
5

NH
+
CrO
3

Cl
-

(PCC):
R-CH
2
OH
C
5
H
5
NH
+
CrO
3
Cl
-
CH
2
Cl
2
RCHO + Cr
3+
• Alcohol bậc2 Æ ketone
(H
3
C)
3
COH

(H
3
C)
3
CO
CH
3
COOH, H
2
O
t
o
Na
2
Cr
2
O
7
• Alcohol bậc3 Æ chỉ bị oxy hóa trong acid (tách
nước thành alkene Æ oxy hóa cắtmạch alkene)
CH
3
-C-CH
2
-CH
3
CH
3
OH
KMnO

4
H
3
CCCH
3
O
H
2
SO
4
, t
o
+ CH
3
-COOH
25
Chương

10B:

Phenol
-OH liên

kếttrựctiếpvớinhânthơm
109
o
1,36 A
o