Ancol và tính chất hóa học của ancol

Giới thiệu chung về ancol

Ancol, còn được gọi là rượu, là một hợp chất hữu cơ chứa một hay nhiều nhóm hydroxyl (-OH) gắn vào nguyên tử cacbon của phân tử hidrocacbon. Công thức chung là R-OH

Trong đó:

R là hidrocacbon: có thể no hay không no 

Ví dụ:

CH₃OH

CH₃-CH₂-OH

CH₂=CH-CH₂-OH

R: là nhánh của aren (chứa C₆H₅-CH₂-)

C₆H₅-CH₂-OH

Danh pháp

Tên thông thường (dùng cho ancol đơn giản) 

Gốc ankyl + ancol

CH₃-CH₂ -OH etyl ancol

(CH₃)₂CH-OH isopropyl ancol

(CH₃)₂CH-CH₂-OH isobutyl ancol

(CH₃)₃C-OH tert-butyl ancol

C₆H₅-CH₂-OH benzyl ancol

CH₂=CH-CH₂-OH anlyl ancol

Có thể gọi metyl ancol CH₃-OH là carbinol, các alcohol khác là dẫn xuất của carbinol, ví dụ: CH₃-CH₂ -OH metyl carbinol (etyl ancol)

Tên IUPAC

1. Chọn mạch dài nhất có chứa nhóm –OH làm mạch chính 
2. Lấy tên ankan, đổi an thành  anol
3. Đánh số mạch chính từ đầu gần nhóm –OH nhất
4. Khi có nhiều nhóm thế, sắp xếp theo thứ tự alphabe

Ví dụ:

CH₃-OH metanol 

CH₃-CH₂-OH etanol

Tính chất vật lý của ancol

R-OH tạo liên kết hidro nên dẫn đến nhiệt độ sôi của ancol cao hơn các dẫn xuất của hydrocarbon có khối lượng phân tử tương đương. Dưới đây là thứ tự nhiệt độ sôi giảm dần của một số nhóm hợp chất hữu cơ:

R-COOH > R-OH > RNR’ > R-COO-R’ > R-CO-R’> R-CHO > RX > R-O-R’ > RH

tương đương

Axit >  ancol >  amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > hidrocacbon CxHy

Giải thích: nhiệt độ sôi của một chất thường phụ thuộc vào các yếu tố sau:

• Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
• Độ phân cực của liên kết: liên kết ion > liên kết cộng hóa trị có cực > liên kết cộng hóa trị không cực.
• Số liên kết hiđro: càng nhiều liên kết hidro thì nhiệt độ sôi càng cao.
• Độ bền của liên kết hiđro: liên kết H càng bền thì nhiệt độ sôi càng cao.

Độ tan của ancol tùy thuộc vào số nguyên tử C trong phân tử:

C1-C3: tan tốt trong nước 

C4-C7: tan 1 phần trong nước

C8 trở lên: không tan trong nước

Từ C1 đến C12 ancol là chất lỏng, từ C13 trở lên ancol là chất rắn.

Tính chất hóa học của ancol

Phản ứng với kim loại kiềm

Ancol chỉ tác dụng với Na hay NaNH₂

R-OH + Na R-ONa + H₂

R-OH + NaNH₂ R-ONa + NH₃

Phản ứng với axit halogen

CH₃-CH₂-OH+ HBrCH₃-CH₂ -Br+ H₂O

CH₃-CH₂-OH+ HClCH₃-CH₂ -Cl+ H₂O

Khả năng phản ứng: HI > HBr > HCl > HF

Khả năng thay thế: Ancol bậc 3 > ancol bậc 2 > ancol bậc 1

Phản ứng tách nước

Phản ứng tách nước (đehiđrat hóa) của ancol no, đơn chức, mạch hở tạo anken

C_nH_2n+1OH C_nH_2n + H₂O

Ví dụ:

C₂H₅OHC₂H₄ + H₂O

Phản ứng tách nước tạo este

Phản ứng dehydro hóa (tách hidro)

Phản ứng tách hidro chỉ xảy ra với ancol bậc 1 và bậc 2, với ancol bậc 3 sẽ tách luôn cả O tạo thành H₂O.

Phản ứng oxi hóa

Oxi hóa hoàn toàn bằng oxi (phản ứng cháy)

Oxi hóa không hoàn toàn bằng 

Ancol bậc 1  muối carboxylic 

R-CH₂OH+ KMnO₄ -> R-COOK + MnO₂ + KOH

Ancol bậc 2  xetone

Ancol bậc 3  xeton +axit cacboxylic

Phản ứng ester hóa

ROH + R’COOH  R’COOR + H₂O

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.

Khả năng phản ứng: ancol bậc 1 > bậc 2 > bậc 3:

HCOOH > CH₃COOH > RCH₂COOH > R₂CHCOOH > R₃CCOOH.

Phản ứng thế

-OH bởi halogen trong photpho clorua PCl₃, PCl₅ và tionin clorua SOCl₂ khi có pyridine C₅H₅N

Các phản ứng riêng của các ancol thường gặp

Phản ứng của ancol etylic:

C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O (phản ứng từ rượu lên men tạo thành giấm)

2C₂H₅OH  CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂ 

Phản ứng cộng hidro của ancol không no.

 CH₂=CH-CH₂OH + H₂  CH₃-CH₂-CH₂OH

Phản ứng cộng brom của ancol không no.

 CH₂=CH-CH₂OH + Br₂ → CH₂Br-CHBr-CH₂OH

Phản ứng tạo glixerol bằng cách oxi hóa ancol anlylic

 3CH₂=CH-CH₂OH + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₃H₅(OH)₃ + 2KOH + 2MnO₂

Ancol đa chức có các nhóm OH liền kề: tạo phức dung dịch màu xanh lam với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường:

Cu(OH)₂+2C₃H₅(OH)₃→2H₂O+[C₃H₅(OH)₂O]₂Cu

Các trường hợp ancol không bền:

 Ancol có nhóm OH liên kết với C nối đôi chuyển vị thành anđehit hoặc xeton:

Ancol có 2 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C bị tách nước tạo anđehit hoặc xeton:

Ancol có 3 nhóm OH cùng gắn vào 1 nguyên tử C thì bị tách nước tạo thành axit:

Các phương pháp điều chế ancol

Cộng hợp nước vào anken

Tuân theo quy tắc Markonikov

Phản ứng cần xúc tác axit: H₂SO₄, H₃PO₄ (không dùng axit halogen) 

Khử hóa gốc cacbonyl, andehit và dẫn xuất

Khử bằng H₂

Andehit  tạo thành ancolbậc 1.

Xeton tạo thành ancol bậc 2.

Khử bằng LiAlH4, NaBH4

R-CHO + LiAlH₄ R-CH₂-OH 

12CH₃CHO + 3LiAlH₄ + 8H₂O = 8CH₃CH₂CH₂OH + 3LiOH + 3Al(OH)₃

Hoặc dùng hợp chất cơ magiê R-MgBr

Dẫn xuất của ester

Thủy phân dẫn xuất halogen của hidrocacbon

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về ancol, các em học sinh hãy nhớ kĩ phần tính chất hóa học của ancol và điều chế ancol để làm tốt về bài tập chuỗi phản ứng phần này.