Trang 1
CHUYÊN ĐỀ 3: DẪN XUẤT HALOGEN - ANCOL – PHENOL
A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
DẪN XUẤT HALOGEN
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP
1. Khái niệm và phân loại
– Khi thay thế nguyên tử hidro của phân tử hidrocacbon bằng nguyên tử halogen ta được dẫn xuất
halogen
– Bậc của dẫn xuất halogen: chính là bậc của nguyên tử C liên kết trực tiếp với halogen X.
– Tùy thuộc vào gốc hidrocacbon mà người ta chia dẫn xuất halogen thành dẫn xuất no, không no và
thơm.
– Tùy thuộc vào khả năng tham gia phản ứng thế halogen (X) bằng nhóm – OH, người ta phân làm 3
loại chính:
•
Dẫn xuất ankyl halogen:
CH
3
Cl, C
2
H
5
Cl, CH
2
Cl
2
, ( Nhóm 1)
•
Dẫn xuất anlyl halogen, benzyl halogen:
2. Đồng phân
– Dẫn xuất halogen có đồng phân cấu tạo (đồng phân mạch C và đồng phân vị trí halogen) và có thể
có đồng phân hình học.
3. Danh pháp
– Tên thường:
CHCl
3
: Clorofom CHBr
3
: Bromofom CHI
3
: Iodofom
– Tên gốc + chức:
CH
2
= CH – Cl: Vinyl clorua CH
2
= CH – CH
2
-Cl: Anlyl clorua
C
6
H
5
– CH
2
– Cl: Benzyl clorua C
6
H
5
– Phản ứng với H
2
O nóng
•
Dẫn xuất nhóm 1 và 3 không phản ứng với H
2
O ở mọi nhiệt độ
•
Dẫn xuất nhóm 2 phản ứng với H
2
O khi đung nóng
CH
2
= CH – CH
2
– Cl + H
2
O
0
t
→
CH
2
= CH – CH
2
-OH + HCl
Anlyl Clorua
C
6
H
Br + NaOH
0
t
→
CH
3
CH
2
OH + NaBr
CH
2
= CH – CH
2
– Cl + NaOH
0
t
→
CH
2
= CH – CH
2
– OH + NaCl
•
Dẫn xuất nhóm 3 không phản ứng thế với dung dịch kiềm kể cả khi đun nóng
2. Phản ứng tách hiđrohalogenua
PTTQ: (đối với dẫn xuất halogen no, đơn chức, mạch hở)
C
n
H
2n+1
Chú ý:
– Quy tắc Zaixep: Khi tách HX của dẫn xuất halogen thì ưu tiên tách X với nguyên tử H ở C bên cạnh
bậc cao hơn làm sản phẩm chính
– Khi tách HX của dẫn xuất halogen thu được 1 anken duy nhất (không tính đồng phân hình học) thì dẫn
xuất halogen là no, bậc 1 hoặc đối xứng.
3. Phản ứng với kim loại Mg (môi trường ete khan)
RX + Mg
0
t
→
R – Mg – X Khả năng phản ứng: RI > RBr > RCl
Chú ý: R – Mg – X
→
+
2
CO
R – COO – Mg – X
→
HCl
R – COOH + MgXCl
ANCOL
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
1. Khái niệm
– Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm OH liên kết trực tiếp với nguyên tử C no.
– CT chung: C
n
H
2n + 2 - 2k - x
(OH)
•
Khi k = 0 và x = 1 ta có ancol no đơn chức: C
n
H
2n + 1
OH hay C
n
H
2n + 2
O hoặc ROH
– Bậc ancol là bậc của nguyên tử C liên kết trực tiếp với nhóm OH.
Thí dụ:
DEHOA.NET
Trang 3
CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH
2
OH: ancol bậc I
CH
3
– CH
2
– CH(CH
3
) – OH: ancol bậc II
2
OH-CH
2
OH (etilen glicol), CH
2
OH-CHOH-CH
2
OH (glixerol)
3. Một số trường hợp không bền của Ancol
– Ancol dạng: R – CH = CH – OH (ancol bậc 1 có OH liên kết với C không no)
R – CH = CH – OH → R – CH
2
CHO (anđehit)
– Ancol dạng: R – CH
2
– CH(OH)
2
(ancol có 2 nhóm OH liên kết với 1 C ở ngoài cùng)
R – CH
2
– CH(OH)
2
→ R – CH
2
– CHO (anđehit) + H
2
O
– Ancol dạng: R – CH = C(OH) – R’ (ancol bậc 2 có OH liên kết với C không no ở phía trong)
R – CH = C(OH) – R’ → R – CH
2
1. Đồng phân: Chỉ có đồng phân cấu tạo (gồm đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nhóm OH).
Thí dụ C
4
H
10
O có 4 đồng phân ancol
CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH
2
– OH; CH
3
– CH(CH
3
) – CH
2
– OH
CH
3
– CH
2
– CH(CH
3
) – OH; CH
3
– C(CH
→
2R(ONa)
x
+ xH
2
↑
–
OH
xiclohexan
DEHOA.NET
Trang 4
Muối R(ONa)
x
dễ phản ứng với H
2
O tái tạo lại ancol
R(ONa)
x
+ xH
2
O → R(OH)
x
+ xNaOH
b. Phản ứng với dung dịch axit ( phản ứng este hóa)
– Phản ứng với axit vô cơ
C
2
H
C
n
H
2n+1
OH
0
2 4
H SO , 170 C
→
C
n
H
2n
+ H
2
O
– Tách H
2
O của 2 phân tử rượu no đơn chức ở 140
0
C xúc tác H
2
SO
4 đặc nóng
tạo thành ete
2ROH
0
2 4
H SO , 140 C
→
O
d. Phản ứng oxi hóa
– Oxi hóa không hoàn toàn
•
Ancol bậc 1 khi bị oxi hóa bởi CuO/t
o
cho ra sản phẩm là andehit
R – CH
2
OH + CuO
0
t
→
RCHO + Cu↓ + H
2
O
•
Ancol bậc hai khi bị oxi hóa bởi CuO/t
o
cho ra sản phẩm là xeton.
R – CH(OH) – R’ + CuO
0
t
→
R – CO – R’ + Cu↓ + H
2
O
đ
i
ề
u ki
ệ
n th
ườ
ng t
ạ
o thành dung d
ị
ch màu xanh lam. Ph
ả
n
ứ
ng này dùng
để
nh
ậ
n bi
ế
t ancol
đ
a ch
ứ
c có t
ừ
hai nhóm OH tr
ợ
p C
4
H
6
ta
đượ
c caosubuna
– Lên men gi
ấ
m: C
2
H
5
OH + O
2
→
'gim
CH
3
COOH + H
2
O
2. Điều chế
–
Đ
i
ề
u ch
− − →
− −
2
CH OH HO CH
CH H + Cu(OH) + HO CH
CH OH HO CH
2 2
2
2 2
O
− −
− − − −
− −
CH OH HO CH
CH O CH + 2H O
CH OH HO CH
Cu
DEHOA.NET
Trang 5
– Th
ủ
y phân d
ẫ
n xu
ấ
t halogen c
ủ
a hydrocacbon no trong môi tr
Đ
i
ề
u ch
ế
C
2
H
5
OH t
ừ
tinh b
ộ
t, xenluloz
ơ
(C
6
H
10
O
5
)
n
2
0
+H O
t , xt
→
C
3C
2
H
4
+ 2 KMnO
4
+ 4H
2
O
→
3C
2
H
4
(OH)
2
+ 2MnO
2
↓
đen
+2KOH
–
Đ
i
ề
u ch
ế
glixerol
đ
i t
= CH – CH
2
Cl + Cl
2
+ H
2
O
→
CH
2
Cl – CH(OH) – CH
2
Cl + HCl
CH
2
Cl – CH(OH) – CH
2
Cl + 2NaOH
→
CH
2
(OH) – CH(OH) – CH
2
(OH) + 2NaCl
Glixerol
– T
ừ
CH
4
: 2CH
+ xH
2
↑
Mu
ố
i R(ONa)
x
d
ễ
ph
ả
n
ứ
ng v
ớ
i H
2
O tái t
ạ
o l
ạ
i ancol
R(ONa)
x
+ xH
2
O
→
R(OH)
x
ả
y ra ph
ả
n
ứ
ng gi
ữ
a ancol và kim lo
ạ
i nh
ư
ng khi nói dung d
ị
ch
ancol (có
độ
r
ượ
u) ph
ả
n
ứ
ng v
ớ
i kim lo
ạ
i ki
ề
m d
Ví dụ 1:
Cho 1 lít c
ồ
n 92
o
tác d
ụ
ng v
ớ
i Na d
ư
. Cho kh
ố
i l
ượ
ng riêng c
ủ
a r
ượ
u etylic nguyên ch
ấ
t là 0,8
g/ml. th
ể
tích khí H
2
đượ
c
ở
mol H
2
O là
80
18
= 4,444 mol
PTP
Ư
:
C
2
H
5
OH + Na
→
C
2
H
5
ONa +
1
2
H
2
16 mol 8 mol
H
2
O + Na
→
ứ
c, k
ế
ti
ế
p nhau trong dãy
đồ
ng
đẳ
ng tác d
ụ
ng
h
ế
t v
ớ
i 9,2 gam Na, thu
đượ
c 24,5 gam ch
ấ
t r
ắ
n. Hai ancol
đ
ó là
A. CH
3
OH và C
2
H
ứ
c phân t
ử
chung c
ủ
a 2 ancol là
R
OH
Ta có
R
OH + Na
→
R
ONa + 1/2 H
2
BTKL
→
m
Hiđro
= 24,5 – (15,6 + 9,2) = 0,3 gam
→
n
Hiđro
= 0,15 mol
3552
3,0
6,15
173,0 =→==+=→= RRMmoln
đơ
n ch
ứ
c có m
ộ
t liên
k
ế
t
đ
ôi trong phân t
ử
có s
ố
mol b
ằ
ng nhau tác d
ụ
ng h
ế
t v
ớ
i Na thu
đượ
c 4,48 lít H
2
ở
đ
= 2.
4, 48
22,4
= 0, 4 mol
M
=
18
0,4
= 45
→
có 1 ancol có phân t
ử
kh
ố
i nh
ỏ
h
ơ
n 45
→
Hai ancol
đ
ó là CH
3
OH: 0,02 mol
ROH: 0,02 mol
→
m
Ancol
= 32*0,02 + (R + 17)*0,02 = 18
2 4
H SO , 170 C
→
C
n
H
2n
+ H
2
O
•
Khi tách H
2
O c
ủ
a Ancol
ở
170
0
C xúc tác H
2
SO
4
thu
đượ
c An ken
→
Ancol no,
đơ
OHAnkenAncol
mmm
2
+
=
( B
ả
o toàn kh
ố
i l
ượ
ng)
•
OHAnkenupAncol
nnn
2
)'/(
=
=
( B
ả
o toàn nguyên t
ố
)
•
)'()'(
22
BtĐôCOAtĐôCO
ở
140
0
C xúc tác H
2
SO
4 đặc
s
ẽ
t
ạ
o ra
k(k + 1)
2
phân t
ử
ete, trong
đ
ó có k ete
đố
i x
ứ
ng.
DEHOA.NET
Trang 7
•
m
Ví dụ 1:
Khi th
ự
c hi
ệ
n ph
ả
n
ứ
ng tách n
ướ
c
đố
i v
ớ
i r
ượ
u (ancol) X, ch
ỉ
thu
đượ
c m
ộ
t anken duy nh
ấ
t.
Oxi hoá hoàn toàn m
ộ
t l
ượ
ứ
c: C
n
H
2n+2
O
Theo
đề
: S
ố
mol CO
2
là 5,6 : 22,4 = 0,25 mol
S
ố
mol H
2
O là 5,4 : 18 = 0,3 mol
→
S
ố
mol ancol = 0,05 mol
→
n = 5. V
ậ
y CTPT X là C
5
H
12
O
CH
3
– CH
2
– CH(CH
3
) – CH
2
OH
Ví dụ 2: Đ
un nóng 12,90 gam h
ỗ
n h
ợ
p X g
ồ
m 2 ancol no,
đơ
n ch
ứ
c, b
ậ
c 1, là
đồ
ng
đẳ
ng k
ế
ti
Lời giải:
Đặ
t CT c
ủ
a hai ancol là OHR
−
BTKL
→
m
nước
= m
ancol
- m
ete
= 12,9 - 10,65 = 2,25 (gam)
→
n
nước
= 0,125 mol
n
ancol
= 2n
nước
ti
ế
p nhau tác d
ụ
ng v
ớ
i n
ướ
c (có H
2
SO
4
làm xúc tác) thu
đượ
c h
ỗ
n h
ợ
p Z g
ồ
m hai r
ượ
u (ancol) X và Y.
Đố
t cháy hoàn toàn 1,06 gam h
ỗ
n h
ợ
p Z sau
đ
nh Công th
ứ
c c
ấ
u t
ạ
o thu g
ọ
n c
ủ
a X và Y
Lời giải:
Ta có:
n
NaOH ban đầu
= 0,2 mol;
n
NaOH dư
= 0,1 mol
→
n
NaOH p/ư
= 0,1 mol
CO
2
+ 2 NaOH
→
Na
2
CO
c,
đồ
ng
đẳ
ng k
ế
ti
ế
p:
2 2n n
C H O
+
:
2 2n n
C H O
+
+
3
2
n
O
2
→
n
CO
2
+ (
n
= 0,05
⇒
n
= 2,5
→
Công th
ứ
c c
ủ
a X, Y là C
2
H
5
OH và C
3
H
7
OH
3. Phản ứng oxi hóa
–
Oxi hóa không hoàn toàn:
C
n
H
2n + 1
OH + CuO
→
C
n
H
OH +
3n
2
O
2
0
t
→
nCO
2
+ (n+1)H
2
O
•
Khi
đố
t cháy ancol X n
ế
u thu
đượ
c
OHCO
nn
22
<→
2
và H
2
O. N
ế
u t
ỉ
l
ệ
→=
22
.5,1
COO
nn
CTPT X d
ạ
ng: C
n
H
2n + 2
O (ete ho
ặ
c ancol no,
đơ
n ch
ứ
c h
ở
n h
ợ
p h
ơ
i thu
đượ
c có t
ỉ
kh
ố
i
đố
i v
ớ
i
hi
đ
ro là 15,5. Giá tr
ị
c
ủ
a m là
A.
0,92 B. 0,46 C. 0,32 D. 0,64
Lời giải:
G
ọ
i CTPT c
ủ
a r
– m
Cu
= 16x = 0,32
→
x = 0,02 mol
H
ỗ
n h
ợ
p h
ơ
i:
OH
Y
2
có t
ỉ
kh
ố
i so v
ớ
i H
2
là 15,5 nên ta có: 442.5,15
1
1
1.181.
ươ
ng pháp lên men ng
ườ
i ta
đ
i
ề
u ch
ế
đượ
c 100 lít
r
ượ
u etylic tuy
ệ
t
đố
i có kh
ố
i l
ượ
ng riêng là 0,8 g/ml. Tính hi
ệ
u su
ấ
t c
ủ
a quá trình ph
ả
ố
i l
ượ
ng tinh b
ộ
t:
6
20
.10
100
= 2. 10
5
gam
→
kh
ố
i l
ượ
ng r
ượ
u etylic thu
đượ
c là:
5
2.10
. .2.46
162
n
n
= 113580. 24 g
ượ
ng CO
2
sinh ra
đượ
c h
ấ
p th
ụ
hoàn toàn vào dung d
ị
ch Ca(OH)
2
thu
đượ
c 550 gam k
ế
t t
ủ
a và dung d
ị
ch X.
Đ
un
k
ỹ
dung d
ị
ch X thu thêm
OHCOmolCaCOHCOCa
molCaCO
CO
nCOOHHnCOHnCOHCup
o
o
txt
OHCa
txt
OnH
n
223
,
23
3
)(
2
252
,
61265106
)1()(
5,5:
22)(:'/
2
2DEHOA.NET
Trang 9
Da
u c
ơ
trong phân t
ử
có nhóm OH liên k
ế
t tr
ự
c ti
ế
p v
ớ
i nguyên t
ử
C vòng
benzen. C
n
H
2n – 7
OH (
6
≥
n
). Thí d
ụ
: C
6
H
5
OH (phenol),
ợ
p ch
ấ
t không thu
ộ
c lo
ạ
i phenol mà là ancol
th
ơ
m.
Thí d
ụ
: C
7
H
8
O
4 - metyl phenol
P - metyl phenol
P – crezol
Ancol benzylic
– Khi nhóm OH liên k
ế
t v
ớ
i C
ở
n
ố
n, phenol th
ườ
ng b
ị
ch
ả
y r
ữ
a và th
ẫ
m màu d
ầ
n do hút
ẩ
m và b
ị
oxi hóa b
ở
i oxi
không khí.
– Phenol
độ
c, khi ti
ế
p xúc v
ớ
i da gây b
ỏ
ng. Các phenol là ch
ấ
o thành mu
ố
i phenolat
2C
6
H
5
OH + 2Na
→
2C
6
H
5
ONa + H
2
↑
Natri phenlot
– Tác d
ụ
ng v
ớ
i dung d
ị
ch baz
ơ
(do
ả
nh h
ưở
6
H
5
ONa + CO
2
+ H
2
O
→
C
6
H
5
OH + NaHCO
3
C
6
H
5
ONa + HCl
→
C
6
H
5
OH + NaCl
2. Phản ứng thế H của vòng benzen
– Tác d
ế
t phenol
C
6
H
5
OH + 3Br
2
→
C
6
H
2
Br
3
OH
↓
+ 3HBr
– Tác d
ụ
ng v
ớ
i dung d
ị
ch axit HO- NO
2
t
ạ
o dung dich axit picric ( 2,4,6 – trinitro phenol)
3
OH
Od
CH
3
DEHOA.NET
Trang 10
– Ứng dụng:
Ph
ầ
n l
ớ
n phenol
đượ
c dùng
để
s
ả
n xu
ấ
t poliphenolfoman
đ
ehit (PPF: dùng làm ch
ấ
t d
ấ
t kích
thích sinh tr
ưở
ng th
ự
c v
ậ
t, ch
ấ
t di
ệ
t c
ỏ
2,4 – D (axit 2,4 –
đ
iclophenoxiaxetic), ch
ấ
t di
ệ
t n
ắ
m m
ố
c
(nitrophenol), ch
ấ
t tr
ừ
sâu b
5
ONa
→
C
6
H
5
OH
Ho
ặ
c C
6
H
6
→
−=
32
CHCHCH
C
6
H
5
CH(CH
3
)
2
→
422