1,01^365 = 37,8 (Mỗi nỗ lực, dù là nhỏ nhất, đều có Ý nghĩa)

DẪN XUẤT HALOGEN

1. Khái niệm, đồng phân, danh pháp
2. Khái niệm

– Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử halogen ta thu được dẫn xuất halogen của hydrocarbon (gọi tắt là dẫn xuất halogen).

– Công thức tổng quát: RX_n (R: gốc hydrocarbon; X: F, Cl, Br, I; n: số nguyên tử halogen)

2. Đồng phân

– Đồng phân cấu tạo của dẫn xuất halogen gồm đồng phân mạch carbon, đồng phân vị trí liên kết bội, đồng phân vị trí nguyên tử halogen.

– Bậc của dẫn xuất halogen là bậc của nguyên tử carbon liên kết trực tiếp với nguyên tử halogen.

3. Danh pháp

(a) Tên thay thế = Vị trí halogen – tên halogeno + tên hydrocarbon mạch chính

– Đánh STT gần liên kết bội > gần nhóm thế sao cho tổng số chỉ vị trí nhánh nhỏ nhất.

– Halogeno: fluoro, chloro, bromo, iodo

(b) Tên gốc – chức = Tên gốc hydrocarbon + halide

CH₂=CH-: vinyl; CH₂=CH-CH₂-: allyl; C₆H₅-: phenyl; C₆H₅CH₂-: benzyl.

(c) Tên thông thường: chloroform (CHCl₃), bromoform (CHBr₃), iodoform (CHI₃), carbon tetrachloride (CCl₄).

1. Đặc điểm cấu tạo

– Dẫn xuất halogen chứa liên kết C – X phân cực về phía nguyên tử halogen ( )  liên kết C – X dễ bị phân cắt trong các phản ứng hóa học.

III. Tính chất vật lí

– Ở nhiệt độ thường, một số dẫn xuất halogen có phân tử khối nhỏ như CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, C₂H₅Cl, C₃H₇F ở trạng thái khí; các dẫn xuất lớn hơn ở trạng thái lỏng hoặc rắn.

– Các dẫn xuất halogen hầu như không tan trong nước, tan tốt trong các dung môi hữu cơ.

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn so với hydrocarbon có phân tử khối tương đương do dẫn xuất halogen phân cực.

– Với các dẫn xuất của các halogen khác nhau cùng số C thì nhiệt độ sôi tăng dần từ dẫn xuất của F → Cl → Br → I do phân tử khối tăng dần, tương tác van der walls tăng dần.

1. Tính chất hóa học
2. Phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhóm -OH (PƯ thủy phân dẫn xuất halogen)

– Các dẫn xuất halogen mà nguyên tử halogen gắn vào nguyên tử C no có phản ứng thế nhóm -OH trong dung dịch kiềm khi đun nóng tạo alcohol.

TQ: RX + NaOH  ROH + NaX (X: Cl, Br, I)

                                                                             alcohol

2. Phản ứng tách hydrogen halide (HX)

– Các dẫn xuất monohalogen của alkane bị tách HX khi đun nóng với KOH/C₂H₅OH tạo alkene.

TQ: C_nH_2n+1X  C_nH_2n + HX

– Qui tắc zaitsev (Zai – xép): Khi tách HX từ dẫn xuất halogen, X ưu tiên tách với H của C bên cạnh có bậc cao hơn.

Ứng dụng

ALCOHOL

1. Khái niệm, phân loại, danh pháp
2. Khái niệm

– Alcohol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chứa nhóm hydroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon no.

– Điều kiện tồn tại của alcohol: Nhóm -OH phải gắn vào nguyên tử C_no, mỗi C gắn tối đa 1 -OH.

– CT tổng quát: R(OH)_a hoặc C_nH_2n+2-2kO_a (a là số nhóm OH, n là số nguyên tử cacbon, n ≥ a ≥ 1)

2. Phân loại

(a) Alcohol no, đơn chức, mạch hở (k = 0, a = 1): C_nH_2n+1OH (n ≥ 1)

(b) Alcohol đa chức (polyalcohol): C₂H₄(OH)₂, C₃H₅(OH)₃, …

– Bậc alcohol là bậc của nguyên tử carbon liên kết với nhóm -OH.

3. Danh pháp

(a) Tên thay thế

♦ Tên alcohol đơn chức = Tên hydrocarbon (bỏ e ở cuối) + vị trí -OH + ol

♦ Tên alcohol đa chức = Tên hydrocarbon + vị trí -OH + từ chỉ số lượng-OH (di, tri, …) + ol

(b) Tên thông thường: Tên thông thường alcohol = tên gốc hydrocarbon + alcohol

MỘT SỐ ANCOL THƯỜNG GẶP

1. Đặc điểm cấu tạo

– Trong phân tử alcohol, liên kết O – H và C – O đều phân cực về phía O nên trong các phản ứng hóa học alcohol thường bị phân cắt ở liên kết O – H và C – O.

III. Tính chất vật lí

– Ở điều kiện thường, các alcohol no, đơn chức từ C₁ đến C₁₂ ở trạng thái lỏng, từ C₁₃ trở lên ở trạng thái rắn. Các polyalcohol như C₂H₄(OH)₂, C₃H₅(OH)₃ là chất lỏng sánh, nặng hơn nước và có vị ngọt.

– Giữa các alcohol có liên kết hydrogen liên phân tử làm tăng nhiệt độ sôi nên alcohol có nhiệt độ sôi cao hơn so với hydrocarbon, dẫn xuất halogen có phân tử khối tương đương.

– Các alcohol từ C₁ đến C₃ tan vô hạn trong nước do tạo liên kết hydrogen với nước, khi số C tăng thì độ tan giảm do phần gốc hydrocarbon là phần kị nước tăng.

– Độ cồn (độ alcohol) là số mL ethanol nguyên chất có trong 100 mL dung dịch ethanol và H₂O:

1. Tính chất hóa học
2. Phản ứng thế H của nhóm OH

– Alcohol có phản ứng với Na, K giải phóng khí H₂.

TQ: R(OH)_a+ aNa    → R(ONa)_a+  H₂↑

2. Phản ứng tạo ether

TQ: ROH + R’OH  R-O-R’ + H₂O

Chú ý: Cho n alcohol đơn chức tách nước sẽ tạo tối đa  ether.

3. Phản ứng tách nước tạo alkene

TQ: C_nH_2n+1OH C_nH_2n+ H₂O 

– Phản ứng tách nước của alcohol cũng tuân theo qui tắc tách Zaitsev: OH tách ưu tiên với H của C bên cạnh có bậc cao hơn.

4. Phản ứng oxi hóa

(a) Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

– Các alcohol bị oxi hóa không hoàn toàn bởi CuO khi đun nóng.

+ Alcohol bậc I bị oxi hóa thành aldehyde: R–CH₂OH +  CuO  R–CHO + Cu + H₂O

+ Alcohol bậc II bị oxi hóa thành ketone: R – CH(OH) – R’ + CuO  R– CO – R’ + Cu + H₂O

+ Alcohol bậc III không bị oxi hóa bởi CuO, t^o.

(b) Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (PƯ cháy)

– Đối với alcohol no, đơn chức, mạch hở: C_nH_2n+2O + O₂  nCO₂ + (n+1)H₂O

5. Phản ứng riêng của polyalcohol

– Các alcohol đa chức có ít nhất 2 nhóm OH cạnh nhau có khả năng hòa tan Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường tạo phức chất màu xanh lam thẫm.

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

glycerol        (kết tủa xanh lam)     (phức tan, xanh lam thẫm)

– Phản ứng này dùng để nhận biết alcohol đa chức có ít nhất 2OH cạnh nhau.

1. Ứng dụng và điều chế
2. Ứng dụng

– Ethanol được sử dụng làm dung môi, nhiên liệu (xăng E5), chất khử trùng, sản xuất đồ uống có cồn và làm nguyên liệu tổng hợp chất hữu cơ.

– Methanol được sử dụng làm dung môi, glycerol được sử dụng làm chất giữ ẩm, chống lão hóa.

– Làm dụng đồ uống có cồn sẽ gây hại cho sức khỏe, gây tai nạn khi tham gia giao thông, …

2. Điều chế

(a) Điều chế ethanol

♦ Hydrate hóa ethylene:  C₂H₄ + H₂O  C₂H₅OH

♦ Phương pháp sinh hóa:

                                           tinh bột                     glucose                    ethanol

(b) Điều chế glycerol

PHENOL

1. Khái niệm

– Phenol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm -OH liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon của vòng benzene.

– Hợp chất phenol đơn giản nhất có công thức C₆H₅OH cũng có tên gọi riêng là phenol.

– Nếu OH gắn vào mạch nhánh của vòng thơm thì hợp chất đó là alcohol thơm không phải phenol.

1. Đặc điểm cấu tạo

III. Tính chất vật lí

– Phenol là chất rắn, không màu, dễ chảy rữa, để lâu chuyển dần sang màu hồng do bị oxi hóa.

– Giữa các phân tử phenol có liên kết hydrogen nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn so với các hydrocarbon thơm có khối lượng phân tử tương đương.

– Phenol tan ít trong nước lạnh, tan vô hạn trong nước nóng (  66^oC), phenol độc và gây bỏng khi tiếp xúc với da.

1. Tính chất hóa học
2. Phản ứng thế nguyên tử H của nhóm -OH (tính acid)

– Do vòng benzene hút e làm tăng độ phân cực của O – H, trong nước phenol phân li ra H⁺:       

                          C₆H₅OH    C₆H₅O^–   +   H⁺

                                                 ion phenolate

 Phenol thể hiện tính acid yếu.

(a) Phenol không làm đổi màu quỳ tím.

(b) Phản ứng với Na: 2C₆H₅OH + 2Na → 2C₆H₅ONa + H₂↑

(c) Phản ứng với dung dịch NaOH: C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O

(d) Phản ứng với dung dịch Na₂CO₃: C₆H₅OH + Na₂CO₃  C₆H₅ONa + NaHCO₃

– Tính acid: H₂CO₃ > C₆H₅OH > HCO₃^–

2. Phản ứng thế ở vòng thơm

– Phenol có thể tham gia phản ứng thế H của vòng benzene. Do nhóm -OH đẩy e vào vòng benzene nên phản ứng xảy ra dễ hơn benzene và ưu tiên vào vị trí 2, 4, 6 (ortho và para).

(a) Phản ứng thế bromine (bromine hóa)

                                                                          (2, 4, 6 – tribromophenol)

– Phản ứng làm mất màu dung dịch bromine và xuất hiện kết tủa trắng  dùng để nhận biết phenol

(b) Phản ứng thế nitro (nitro hóa)

1. Ứng dụng và điều chế
2. Ứng dụng
3. Điều chế

– Trong công nghiệp, phenol được tách từ nhựa than đá hoặc tổng hợp từ cumene.

Dạng 1: Bài toán điều chế ethanol

Dạng 2: Bài toán điều chế phenol và dẫn xuất