Hoàn thành sơ đồ chuyển hoá (dẫn xuất halogen – ancol – phenol)

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Hoàn thành sơ đồ chuyển hoá (dẫn xuất halogen – ancol – phenol), nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Hoàn thành sơ đồ chuyển hoá (dẫn xuất halogen – ancol – phenol):
Phương pháp: Nắm vững tính chất và phương pháp điều chế dẫn xuất halogen, ancol và phenol 1. Ancol 1. Tính chất hoá học a) Phản ứng thế H của nhóm OH ancol. Phản ứng chung của ancol: Tác dụng với kim loại kiềm → ancolat + H2: R(OH)x + xNa → R(ONa)x + x/2H27. Ancolat là chất rắn bị thủy phân hoàn toàn: R(ONa)x + xH2O → R(OH)x + xNaOH. Phản ứng riêng của ancol đa chức: Ancol đa chức có 2 nhóm OH cạnh nhau trở lên có thể hoàn tan được Cu(OH)2 tạo thành phức chất tan, màu xanh lam.
Nhận xét: – Phản ứng này dùng để nhận biết glixerol và các poliancol khác có 2 nhóm OH đính với 2 nguyên tử cacbon cạnh nhau trở lên, chẳng hạn như etylenglicol. – Có thể xác định CTCT của ancol đa chức dựa vào phản ứng với Cu(OH)2: + Nếu có phản ứng với Cu(OH)2 → có 2 nhóm OH gắn với 2 nguyên tử C cạnh nhau. + Nếu không có phản ứng với Cu(OH)2 → có 2 nhóm OH gắn với 2 nguyên tử C cách xa nhau.
Ví dụ: Xác định CTCT đúng của ancol C3H6(OH)2. Biết rằng nó không có phản ứng với Cu(OH)2. Ứng với công thức C3H6(OH)2 có hai đồng phân ancol đa chức. Nhưng chỉ có (II) là không phản ứng với Cu(OH)2 nên (II) là công thức cấu đúng của ancol C3H6(OH)2.
b) Phản ứng este hóa với axit: Axit vô cơ (phản ứng thế nhóm OH): ROH + HA → RA + H2O; HA: HCl, HBr, HNO3 đậm đặc, H2SO4 đặc ở lạnh. Ví dụ: C2H5OH + HBr → C2H5–Br + H2O; (CH3)2CHCH2OH + H2SO4 → (CH3)2CHCH2OSO3H + H2O. Với axit hữu cơ. Khả năng phản ứng: Ancol bậc I > Ancol bậc II > Ancol bậc III. c) Phản ứng tách nước: Tách nước liên phân tử: 2ROH = ROR + H2O. Tách nước nội phân tử: CnH2n+1OH = CnH2n + H2O. Ví dụ: C2H5OH = C2H4 + H2O.
Chú ý: – Dưới tác dụng của chất hút nước mạnh như KHSO4, etilenglicol và glixerol bị mất nước tạo thành axetanđehit và propenal. Phản ứng đêhiđrat hoá và đêhiđro hoá. d) Phản ứng Oxi hóa: Oxi hóa không hoàn toàn. Chú ý: Để lâu ancol etylic trong không khí có vị chua là do phản ứng sinh ra axit axetic. Oxi hóa hoàn toàn.
2. Điều chế a) Phương pháp chung để điều chế các mono ancol: Hiđrat hóa anken (cộng H2O): CnH2n + H2O → CnH2n+1OH. Phản ứng này tuân theo quy tắc Mac – cop – nhi – cop cho sản phẩm chính là ancol bậc cao hơn. Thủy phân dẫn xuất halogen trong môi trường kiềm: RX + NaOH = ROH + Nax. Hiđro hóa anđehit hoặc xeton: RCHO + H2 = RCH2OH (ancol bậc I); RCOR’ + H2 = RCH(OH)R’ (ancol bậc II). Chú ý: Nguyên tắc để chuyển ancol bậc I II III: Đêhiđrat hóa ancol → anken (theo quy tắc Zaixep). Cộng nước vào anken ancol (theo quy tắc Mac-cop-nhi-cop). Cộng hợp chất cơ magiê vào nhóm cacbonyl – Anđehit fomic Ancol bậc I Đồng đẳng anđehit Ancol bậc II.
b) Phương pháp riêng: Điều chế ancol metylic – Oxi hóa không hoàn metan. – Từ cacbon oxit và khí hiđro. Điều chế ancol etylic – Lên men tinh bột. Thủy phân xenlulozơ. Điều chế etilenglicol. II. PHENOL: 1. Tính chất hóa học a) Phản ứng của nguyên tử H ở nhóm OH. Tác dụng với kim loại kiềm: C6H5OH + Na → C6H5ONa + 1/2H2 Natriphenolat. Tác dụng với dung dịch kiềm: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O. Phenol là axit mạnh hơn ancol (phản ứng được với NaOH), tuy nhiên nó vẫn chỉ là một axit yếu (Ka = 1,3.10^-10) nhỏ hơn K1 nhưng lớn hơn K2 của axit cacbonic (K1 = 4,5.10^-7, K2 = 4,7.10^-11) nên H2CO3 có thể đẩy phenol ra khỏi natriphenolat tạo muối NaHCO3 (không tạo muối Na2CO3): C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3 (vẩn đục). Dung dịch phenol không làm quỳ tím đổi màu.
b) Phản ứng của nhân benzen: Phenol tham gia phản ứng thế dễ hơn benzen và các hiđrocacbon thơm khác. Do mật độ electron trên nhân benzen của phenol tăng lên, đặc biệt tại các vị trí -o, -p nên các vị trí đó được định hướng cho sản phẩm thế chính. Tác dụng ngay với dung dịch Br2 ở nhiệt độ thường. Tác dụng với HNO3 đặc.
c) Ảnh hưởng qua lại giữa các nhóm nguyên tử trong phân tử phenol: Cặp electron chưa tham gia liên kết của nguyên tử oxi do ở cách các electron T của vòng benzen chỉ một liên kết ở nên tham gia liên hợp với các electron T của vòng benzen làm cho mật độ electron dịch chuyển vào vòng benzen (mũi tên cong ở hình bên). Điều đó dẫn tới hệ quả sau: Liên kết O-H trở nên phân cực hơn, làm cho nguyên tử H linh động hơn. Mật độ electron ở vòng benzen tăng lên, nhất là ở các vị trí orth và para, làm cho phản ứng thế dễ dàng hơn. Liên kết C – O trở nên bền vững hơn so với ở ancol, vì thế nhóm OH phenol không bị thể bởi gốc axit như nhóm OH của ancol.
2. Điều chế: Trước kia người ta sản xuất phenol từ clobenzen: C6H5Cl + 2NaOH (đặc) = C6H5ONa + NaCl + H2O; C6H5ONa + CO2 + H2O = C6H5OH + NaHCO3. Phương pháp chủ yếu để sản xuất phenol trong công nghiệp hiện nay là sản xuất đồng thời phenol và axeton theo sơ đồ phản ứng sau: Benzen Cumen = Phenol Axeton. Ngoài ra, phenol còn được tách ra từ nhựa than đá (sản phẩm phụ của quá trình luyện than cốc).