CHƯƠNG 4: ACOL VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNG

Chương 4: Ancol- Phenol- Ete
4.1. Ancol
4.1.1. Dãy đồng đẳng, đồng phân, danh pháp của rượu metylic( metanol)
4.1.2. Tính chất vật lý
4.1.3. Tính chất hóa học
4.1.3.1. Phản ứng thế kim loại Na
4.1.3.2. Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep)
4.1.3.3. Phản ứng este hóa ( HX và RCOOH)
4.1.3.4. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn và không hoan toàn
4.1.4. Cơ chế phản ứng ( tách E2, SN2, )
4.1.5. Ứng dụng và phương pháp điều chế.
4.1.6. Một số rượu khác ( etylenglicol, glixerol)


* ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI
Cơ sở phân loại
ancol

- Định nghĩa:

Cho một số chất sau:
CH3-CH2-OH
OH
(1)

OH
CH2=CH-CH2-OH
(2)

CH2- OH

Bài 4.1
ANCOL

CH2 CH CH2
OH OH OH
(4)

(3)
Điểm giống nhau về cấu tạo trong phân tử của các chất trên?


Bài 4.1
ANCOL

- Phân loại
Cấu tạo gốc hidrocacbon

Ancol no
Ancol không no
Ancol thơm
Ancol đơn chức

Số lượng nhóm hidroxyl

Ancol đa chức
Ancol bậc I

Bậc của nguyên tử C no
liên kết với nhóm - OH

Ancol bậc II
Ancol bậc III


AI NHANH HƠN
Trong các chất dưới đây, chất nào là ancol?

(1) CH3 - CH2 - OH (2) CH2 = CH - CH2 - OH
(3)
(4)
(5) CH2 - CH2
OH OH

(6)
(7) HO - CH - CH 3
OH
(8)

CH2 = CH - OH

Bài 4.1
ANCOL


4.1.1. Dãy đồng đẳng, đồng phân,
danh pháp của rượu metylic( metanol)
* Đồng Đẳng:
Ví dụ : CH3OH
C2H5OH
C3H7OH

C4H9OH……
CnH2n + 1OH (n ≥ 1) gọi là dãy đồng đẳng của rượu metylic

Bài 4.1
ANCOL


* Đồng Phân

Các ancol no, mạch hở, đơn chức:
- Đồng phân về mạch cacbon.
- Đồng phân về vị trí nhóm chức -OH.

Viết các đồng phân ancol của hợp chất có CTPT
Nhóm 1: C4H9OH
Nhóm 2: C3H7OH

Bài 4.1
ANCOL


* Danh Pháp

Bài 4.1
ANCOL

Công
thứcthông
cấu tạothường:
Tên thông thường

a. Tên

tên gốc ankyl + ic

Tên ancol =
CH3–OH

CH2 - CH2

CH3–CH2–OH

OH

Tên thay thế

OH

Etylen
glicol
CH3–CH2–CH
2–OH

CH2 CH CH2
OH OH OH
glixerol

b. Tên thay thế
= 3 tên hiđrocacbon tương ứng mạch chính + số
CHTên
(OH)–CH

3–CH ancol
chỉ vị trí nhóm OH + ol


4.1.2. Tính chất vật lý
• Trạng thái:Từ C1-C10 là chất lỏng, các ancol cao là chất rắn

Bài 4.1
ANCOL

• Tos tăng theo theo M phân tử, ancol mạch thẳng cao hơn mạch nhánh,
bậc 1 cao hơn bậc 2 và bậc 3
• Nhiệt độ sôi của ancol cao hơn nhiều hợp chất khác có cùng phân tử
lượng vì nó có liên kết H liên phân tử
• Khả năng hoà tan trong dung môi


Bài 4.1
4.1.3. Tính chất hóa học
ANCOL
4.1.3.1.
Phản
ứng
thế
kim
loại
Na
a) Phản ứng chung của ancol
Thực nghiệm: Cho Na tác dụng với etanol dư
(bình A không cần đun nóng), phản ứng xảy ra

êm dịu (không mãnh liệt như với nước).
Chưng cất đuổi hết etanol dư, trong bình còn lại
chất rắn là natri etylat
  
 C2H5OH + Na→ ½ H2 ↑ + C2H5ONa       
      
natrietylat                                                                                
                    

Cho nước vào bình A, chất rắn tan hết. Dung dịch
thu được làm hồng phenolphtalein.
Chưng cất thì lại thu được etanol (ở bình B)
và NaOH(ở bình A):
C2H5ONa + H2O → NaOH + C2H5OH  


Bài 4.1
ANCOL

4.1.3.2. Phản ứng tách nước ( quy tắc zaixep)
• Các phân tử ancol khi có mặt của axit sunfuric ở nhiệt độ thấp tạo
thành ete, nhưng khi đun nóng ở nhiệt độ cao tạo sản phẩm chủ yếu là
anken.
• Xúc tác là H2SO4, H3PO4 và muối ZnCl2, CuSO4 hoặc cho hơi ancol đi
qua ống thạch anh có chứa oxit nhôm ở nhiệt độ 300-5000C
• Khả năng phản ứng ancol bậc 3 > bậc 2 > bậc 1
1400C
CH3CH2OH

H2SO4

1700C

CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O
CH2=CH2 + H2O


Ancol bậc 3 thường tách nước trong điều kiện đun nóng có
mặt axit, ancol bậc 2 tách nước trong điều kiện H2SO4 75%,
100oC, ancol bậc 1 tách nước khó hơn ancol bậc 2 , phải dùng
H2SO4 95%, 100oC.
Ví dụ:
OH

H3C

C

CH2CH3

CH3
2-Metyl-2-butanol

OH

H3O, THF
25oC

H3C

C

Bài 4.1
ANCOL

CHCH3

H3C
2-Metyl-2-buten (saû
n phaå
m chính)

H2SO4 75% CH CH CHCH
3
3
CH3CH2 CH CH3
o
100 C
2-Butanol
2-Buten


4.1.3.3. Phản ứng este hóa ( HX và
RCOOH)

Bài 4.1
ANCOL

* Phản ứng với axit halogenhydric (HX).
+ Các ancol rất dễ tác dụng với axit mạnh HX, giai đoạn đầu
tiên tạo tiểu phân trung gian cation oxoni, sau đó tùy theo bậc của rượu

mà có thể thế theo cơ chế SN1 hoặc SN2 và cho sản phẩm cuối cùng
là dẫn xuất halogen. Thông thường ancol bậc 2,3 theo cơ chế SN 1
+ Về khả năng phản ứng: bậc 1 > bậc 3 > bậc 3
+ Để phân biệt các ancol có bậc khác nhau có C≤ 6 người ta dùng thuốc
thuốc thử Lucas (HClđ + ZnCl2khan)
R-OH + HX → R-X + H2O


* Phản ứng với RCOOH

Bài 4.1
ANCOL

• Khi tác dụng với axit hữu cơ có xúc tác axit vô cơ tạo este hữu cơ, phản
ứng xảy ra thuận nghịch
R-OH

+ R’-COOH → R’-COO-R + H2O

Este hữu cơ
• Nhưng thuận lợi nhất là cho ancol tác dụng với clorua axit hoặc anhydrit
axit tạo este dễ dàng
• Khi cho tác dụng với axit vô cơ tạo este vô cơ
R-OH

+ HO-NO2

R-O-NO2 + H2O
Este vô cơ

4.1.3.4. Phản ứng oxi hóa hoàn
toàn và không hòan toàn
*Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
Ancol cháy tạo thành CO2, H2O và tỏa nhiệt.
        

CnH2n+1OH+ (3n/2) O2→nCO2+(n+1)H2O

*Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
Ancol bậc I bị oxihoa thành anđêhit
R-CH2-CH2OH + CuO ----> R-CH2-CH=O + Cu + H2O

Bài 4.1
ANCOL


Ancol bậc II bị oxihoa thành Xeton
Ancol bậc III khó bị oxihoa

Bài 4.1
ANCOL


4.1.4. Cơ chế phản ứng ( tách E2,
SN2, )
H 2SO 4 ��
�H




 HSO 4


+

CH3–CH2–OH + H → CH3CH 2  O H 2
HSO4

H

CH 2 CH 2



 H 2SO 4 + H2C
O2 H  

CH2 + H 2O

Bài 4.1
ANCOL


Bài 4.1
ANCOL

Có thể biểu diễn dưới dạng lập thể

HSO 4

HSO 4
H

H

C
H

H

C


H

H




O H2

H

H

C

H

C

H



O H2
H 2SO 4




H
H

C

C

H
H

H 2O


Xét phản ứng :

CH3

�
CH3  C H  CH3 ��
� CH2  C H  CH3
�
�
OH
CH3

+ H2O

Cơ chế:
H 2SO 4 ��
� H   HSO 4




(CH 3 )3 C  OH  H ��
�(CH 3 )3 C  O H 2
Giai đoạn 1: xảy ra chậm

CH3

CH3
H3C

Giai đoạn 2: xảy ra nhanh



 H3C
OH2  

C

C + + H 2O
CH3

CH3

CH3
H3C

C+
CH3

 H


 H2C

C
CH3

CH3 +

H

+

Bài 4.1
ANCOL


Xét phản ứng:
CH3–CH2–OH + HO–CH2–CH3

H 2 SO4 , t 0  1400 C

    

C2H5–O–C2H5 + H2O

Bài 4.1
ANCOL

• Cơ chế: SN2
H3C

H3C

CH 2

OH +

H

+








CH 3CH 2  O 2 H

CH 2
O:
CH 2

H
H3C






 CH3CH2 OCH2CH3 + H 2O
O2 H 



H

CH3CH2  O  CH2CH3 +H+

4.1.5. Ứng dụng và phương pháp điều
chế
* Điều chế

1 .Từ anken :
+Cộng nước: Xúc tác axit: theo Marcopnhicop
+ Để thu ancol bậc thấp từ anken:Dùng phương pháp Hydrobooxi hoá
2.Thuỷ phân dẫn xuất halogen và este
3. Từ hợp chất cơ magie( Grinard)
4. Khử hợp chất andehyt, xeton và este
( tác nhân H2/Ni và LiAlH4, ,NaBH4)
5. Điều chế metanol và etanol


R

R
C

O

R

C

Alken

R

O

C

R

OH
R
Acid carboxylic

C

R'

Ceton

O
R
Ester

C

O
OR'

ROH
Alcol

R

C

H

Aldehyd

R X
Halogenur alkyl

R

O R'
Eter


1 .Từ anken
a.Hydrat hóa anken: Phản ứng xảy ra có xúc tác axit ( thường
dùng axit sunfuric xt), hướng của phản ứng cộng tuân theo qui
tắc Markovnikov

CH3-CH=CH2 + H2O

H2SO4

CH3-CH(OH)-CH3

b. Hydrobo oxi hoá: Phản ứng hydrobo hoá- ôxy hoá
anken cho sản phẩm hydrat hoá ngược qui tắc
Markovnikov ( thường được ancol bậc thấp).
CH3-CH=CH2

1.B2H6
CH3-CH2CH2OH
2.H2O2, OH


2. Thủy phân dẫn xuất halogen hoặc este

• Cho dẫn xuất halogen,este tác dụng với kiềm
R-X + NaOH

→ R -OH + NaX

(X: Cl, Br, I)
Về khả năng phản ứng
R-I > R-Br > R-Cl
Phản ứng có thể xãy ra theo cơ chế SN1 hoặc SN2
• Cho este tác dụng với kiềm
R-COOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
Nếu thủy phân este có xúc tác axit thì phản ứng thuận
nghịch, hiệu suất thấp


3. Tác dụng với hợp chất Grinard
(xem hợp chất cơ Mg)
+ H/c cơ Mg + andehit formic → ancol bậc 1 thêm 1C
+ H/c cơ Mg + andehit khác → ancol bậc 2
+ H/c cơ Mg + etylenoxit → ancol bậc 1 tăng 2C
+ H/c cơ Mg + este → ancol bậc 3
+ H/c cơ Mg + clorua axit → xeton → ancol bậc 3

+ H/c cơ Mg + anhydrit axit → xeton → ancol bậc 3
+H/c cơ Mg + h/c nitrin → xeton → ancol bậc 3


c2) Khử andehyd và xeton.

Hầu hết những phương pháp có giá trị để điều chế
ancol là sự khử của hợp chất cacbonyl.
O

H

C

HHợp chất cacbonyl

OH
C

H

H : Làtá
c nhâ
n khửtổ
ng quá
t

Alcol

Andehyd hoặc xeton dễ dàng khử cho ancol. Andehyd

cho ancol bậc 1, xeton cho ancol bậc 2. Tác nhân khử
thường dùng là NaBH4,. Ngồi ra có thể dùng LiAlH4., H2
có xúc tác Ni,Pt...