Đang tải... (xem toàn văn)
I. KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠI:1. Khái niệm: Khi thay nhóm OH (hidroxyl) trong nhóm COOH (cacboxyl) của axit cacboxylic bằng nhóm OR thì ta được este.Công thức cấu tạo tổng quát: RCOOR’ (RCOO là gốc axit, R’ là gốc ancol).Ví dụ: Công thức phân tử tổng quát: n là số cacbon trong phân tử este, a là tổng số liên kết π và số vòng trong phân tử, b là số nhóm chức este, 2. Phân loại:Theo công thức phân tử:Este no, đơn chức, mạch hở: Este không no, đơn chức, mạch hở, 1 liên kết π: Este no, 2 chức, mạch hở: Theo gốc R’:Este thường: Gốc R giống hoặc khác R’ (Nếu gốc R là H thì gốc R’ phải khác gốc R).Este andehit: Có liên kết π nằm sau gốc COO: Este xeton: Có liên kết π nằm sau gốc COO và có nhánh tại vị trí liên kết π: Este phenol: Sau gốc COO có vòng benzen: II. ĐỒNG PHÂN – DANH PHÁP:1. Đồng phân: Xét este no, đơn chức, mạch hở: Lưu ý, với C8H8O2 tạo 6 đồng phân este, trong đó:4 đồng phân este phenol 2 đồng phân este thường
CHƯƠNG 1: ESTE – LIPIT ⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕⁕ A ESTE I KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠI: Khái niệm: Khi thay nhóm OH (hidroxyl) nhóm COOH (cacboxyl) axit cacboxylic nhóm OR ta este Cơng thức cấu tạo tổng quát: RCOOR’ (RCOO gốc axit, R’ gốc ancol) Ví dụ: CH3COOC2 H5 , HCOO2 C2 H4 Công thức phân tử tổng quát: Cn H2n 22a 2b O2b n số cacbon phân tử este, n a tổng số liên kết π số vòng phân tử, a b số nhóm chức este, b Phân loại: Theo công thức phân tử: Este no, đơn chức, mạch hở: C n H 2n O n Este không no, đơn chức, mạch hở, liên kết π: C n H 2n O n 3 Este no, chức, mạch hở: C n H 2n O n Theo gốc R’: Este thường: Gốc R giống khác R’ (Nếu gốc R H gốc R’ phải khác gốc R) Este andehit: Có liên kết π nằm sau gốc COO: HCOOCH CH Este xeton: Có liên kết π nằm sau gốc COO có nhánh vị trí liên kết π: CH3COOC CH3 CH2 Este phenol: Sau gốc COO có vịng benzen: HCOOC6 H5 II ĐỒNG PHÂN – DANH PHÁP: Đồng phân: Xét este no, đơn chức, mạch hở: Cn H 2n O2 n Đồng phân este Tráng gương: HCOOCH C2 H 4O 1 §ång phân axit Đồng phân este Tráng gương: HCOOC2 H C3 H O Đồng phân axit Đồng phân este Tráng gương: HCOOC3H , HCOOCH(CH )CH C4 H8O Đồng phân axit Đồng phân este Tráng gương: HCOOC H9 C H9 có đồng phân C5 H10O2 Đồng phân axit Lu ý, vi C8H8O2 tạo đồng phân este, đó: ng phõn este phenol Tráng gương: HCOOC6 H4CH3 o, m, p đồng phân este thng Tráng gương: HCOOCH 2C6 H5 Ti liệu sưu tầm chỉnh sửa Danh pháp: Tên gốc axit gốc hidrocacbon: Tên gốc axit RCOO– Gốc Tên gọi Fomat HCOO Axetat CH3COO Propionat C2H5COO Benzoat C6H5COO Acrylat CH2=CHCOO Metacrylat CH2=C(CH3)COO Tên gốc hidrocacbon –R’ Gốc Tên gọi Metyl CH3 Etyl C2H5 Propyl CH2CH2CH3 Isopropyl CH(CH3)CH3 Phenyl C6H5 Benzyl CH2C6H5 Vinyl CH=CH2 Anlyl CH2CH=CH2 Tên este: VD: Tên este = Tên gốc ancol + Tên gốc axit, đuôi “at” CH3COOC2 H5 : Etyl axetat C6 H5COOCH3 : Metyl benzoat III TÍNH CHẤT VẬT LÝ: Este có nhiệt độ sơi độ tan nước thấp so với axit có khối lượng mol phân tử phân tử có số C (do phân tử este khơng có liên kết hiđro khả tạo liên kết hiđro phân tử este phân tử nước kém) Thường chất lỏng, nhẹ nước, dễ bay hơi, không tan nước (tách thành lớp) hịa tan nhiều chất hữu khác Các este có khối lượng phân tử lớn trạng thái rắn (mỡ động vật, sáp ong,…) Các este thường có mùi thơm đặc trưng: Mùi chuối chín: CH3COOCH2 CH2 CH CH3 CH3 (Isoamyl axetat) Mùi hoa nhài: CH3COOCH2 C6 H5 (Benzyl axetat) Mùi dứa chín: CH3 CH 2 COOC2 H5 (Etyl butirat) C2 H5COOC2 H5 (Etyl propionat) Mùi hoa hồng: CH3COOC10 H17 (Geranyl axetat) Mùi táo: CH3CH CH3 CH2COOC2 H5 (Etyl isovalerat) Mùi cam: CH3COOC8 H17 (Octyl axetat) Mùi đào: HCOOC2 H5 (Etyl fomat) IV TÍNH CHẤT HĨA HỌC: Phản ứng đặc trưng este phản ứng thủy phân: Phản ứng thủy phân môi trường axit (phản ứng thuận nghịch): Este thường: CH 3COOC H H 2O Este andehit: HCOOCH CH to H 2O Este xeton: CH3COOCH CH | CH3 CH 3COOH C H 5OH H 2SO H ,t HCOOH CH 3CHO H 2O o H ,t CH3COOH CH3 C CH3 || O o (Axeton – Nước rửa móng tay) Este phenol: CH3COOC6 H5 H ,t o H 2O CH3COOH C6 H 5OH Phản ứng thủy phân môi trường kềm (phản ứng xà phịng hóa): Este thường: HCOOCH3 NaOH t HCOONa o CH 3OH (Natri fomat) Este andehit: CH3COOCH CH CH3 Este xeton: HCOOC CH | CH3 Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa NaOH KOH t CH3COOK o CH3 CH CHO HCOONa CH3 C CH3 || O to t CH3COONa C6 H5OH CH COOC6 H5 NaOH Este phenol: C6 H5ONa H 2O C6 H5OH NaOH ⇒ Thủy phân este phenol môi trường kềm tạo muối: o CH3COOC6 H5 2NaOH t CH3COONa o C6 H5ONa H 2O (Natri axetat) (Natri phenolat) Phản ứng cháy: Xét este no, đơn chức, mạch hở: 3n to O nCO nH 2O ⇒ Nhận thấy: n CO2 n H 2O Một số phản ứng khác: Phản ứng khử: Este bị khử liti nhơm hiđrua LiAlH4, nhóm R – CO – (gọi nhóm axyl) trở thành ancol bậc I: LiAlH4 RCOOR RCH 2OH R OH Cn H 2n O Với este axit fomic HCOOR’ tham gia phản ứng giống với andehit: Phản ứng tráng gương (tạo 2Ag), phản ứng với dung dịch brom (làm màu dung dịch) phản ứng với Cu(OH)2 tạo kết tủa đỏ gạch: HCOOR 2AgNO3 2NH3 H2O HOCOOR 2Ag 2NH4 NO3 Với este không no, gốc hidrocacbon khơng no este tham gia phản ứng giống với hidrocacbon không no: Phản ứng cộng: CH C CH3 COOCH3 H2 CH CHCOOCH3 Br2 Ni,t CH3 CH CH3 COOCH3 o CH Br CHBrCOOCH3 Phản ứng trùng hợp: nCH3COOCH=CH (Vinyl axetat) nCH C COOCH | CH (Metyl metacrylat) C H CH | n OOCCH3 (PVA – Poli vinyl axetat ) COOCH | t o ,p,xt CH C | CH n Poli(metyl metacrylat) (PMM – Thủy tin hữu Plexiglas) xt,t o V ĐIỀU CHẾ: Phản ứng axit ancol tạo este thường có H2SO4 đặc làm xúc tác (phản ứng este hóa): RCOOH R OH d H 2SO4 Phản ứng anhiđric axit ancol: RCO R OH O RCO Phản ứng axit ankin tạo este anđehit: RCOOH CH CH RCOOR H 2O to RCOOR RCOOH t RCOOCH CH o Phản ứng phenol anhiđric axetic tạo este phenol: CH3CO C6 H5OH O CH3COOC6 H5 CH3CO VI ESTE ĐA CHỨC: Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa CH3COOH Từ axit đa chức ancol đơn chức: Tổng quát: R COOH n Ví dụ: R COOH COOH CH 2R OH COOCH COOC2 H to R COOR n to n R OH COOR 2H O COOR R 2NaOH n H 2O COONa t CH o COONa CH 3OH C2 H 5OH Từ axit đơn chức ancol đa chức: Tổng quát: n RCOOH R OH n RCOO n R CH 2OH Ví dụ: 2CH3COOH | CH 2OH Từ axit đa chức ancol đa chức: m R COOH n n H 2O CH3COOCH | CH3COOCH n R OH m 2H 2O R m COO mn R n mn H2O Este hỗn tạp: a Este chức: 2NaOH CH 3COOCH COOC H b Este tạp chức: Số oxi chẵn: COOH CH COOC2 H NaOH t CH 3COONa CH COONa C H 5OH | OH o COONa t CH o COONa C2 H 5OH H 2O Số oxi lẻ (điển hình nguyên tố oxi phân tử): CH COOCH COOC H | OH 2NaOH t CH COONa C H 5OH | OH o C6 H10O5 VII ỨNG DỤNG: Etyl axetat dùng làm dung môi tách, chiết chất hữu Butyl axetat dùng để pha sơn Poli (vinyl axetat), poli (metyl metacrylat),…được dùng làm chất dẻo Benzyl fomat dùng để tạo hương công nghiệp thực phẩm Linalyl axetat, geranyl axetat,…dùng làm mĩ phẩm Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa B LIPIT – CHẤT BÉO I KHÁI NIỆM: Lipit: Là hợp chất hữu có tế bào sống, khơng hịa tan nước tan dung môi hữu không phân cực ete, clorofrom, xăng dầu,… Lipit chia làm hai loại: Lipit đơn giản lipit phức tạp Lipit đơn giản: Sáp, triglixerit steroit Lipit phức tạp: Photpholipit Chất béo: Chất béo trieste glixerol axit béo, gọi chung triglixerit hay triaxylglicol Glixerol (glixerin, propantriol): C3H5 OH 3 (M = 92) Axit béo: Là axit cacboxylic đơn chức, mạch hở, không nhánh, tổng số C phải chẵn lớn 14 Ví dụ: HO CH C15 H 31COOCH | | C15 H 31COOH HO CH C15 H 31COOCH | | HO CH C15 H 31COOCH C15 H31COO 3 C3 H5 M 806 Tripanmitin Một số chất béo thường gặp: Tên chất béo CTPT Gốc axit Tripanmitin C15H31COO 3 C3H5 A Panmitic C15 H31COOH M = 256 A Stearic C17 H35COOH M = 284 A Oleic C17 H33COOH M = 282 (k = 2) A Linoleic C17 H31COOH M = 280 (k = 3) A Linolenic C17 H 29 COOH M = 278 (k = 4) Tristearin Triolein Trilinolein Trilinolenin M = 806 C17 H35COO 3 C3H5 M = 890 C17 H33COO 3 C3H5 M = 884 C17 H31COO 3 C3H5 M = 878 C17 H29COO3 C3H5 M = 872 Đặc điểm Chất rắn No (Không chứa liên kết π) 6π Chất lỏng Khơng no (Có chứa liên kết π) 9π 12 π II TÍNH CHẤT VẬT LÝ: Các chất béo không tan nước gốc hiđrocacbon lớn axit béo làm tăng tính kị nước phân tử chất béo Chất béo tồn trạng thái: Chất lỏng (trong phân tử có liên kết π): Dầu thực vật Chất rắn (trong phân tử khơng có liên kết π): Mỡ động vật → Chuyển hóa chất béo dạng lỏng thành dạng rắn: Cộng hidro (xúc tác Ni, to) Dầu thực vật thường có hàm lượng axit béo chưa no (đều dạng –cis) cao mỡ động vật làm cho nhiệt độ nóng chảy dầu thực vật thấp so với mỡ động vật Thực tế, mỡ động vật tồn trạng thái rắn dầu thực vật tồn trạng thái lỏng OXH Andehit (độc, hôi) Peoxit Hiện tượng “mỡ bị ơi”: Gốc axit béo có π III TÍNH CHẤT HÓA HỌC: Đặc trưng phản ứng thủy phân Thủy phân môi trường axit (H2SO4(đ), to): C17 H33COO 3 C3H5 (Triolein) Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa 3HOH H 2SO4 ,t o 3C17 H33COOH C3H5 OH 3 (Axit Oleic) Thủy phân mơi trường kềm – Phản ứng xà phịng hóa (to): C17 H35COO3 C3H5 t NaOH 3C17 H35COONa C3H5 OH 3 o (Tristearin) (Natri Stearat) Khi đun nóng chất béo với dung dịch kềm tạo glixerol hỗn hợp muối axit béo Muối natri kali axit béo xà phịng Gốc axit béo tác dụng với Mg OH 2 / Ca OH 2 / Ba OH 2 tạo kết tủa Các phản ứng khác: a Phản ứng cháy: Chất béo O2 t CO o H 2O n CB n CO2 n H2O 2k k: số liên kết π có khả tác dụng với H2 Br2 b Các phản ứng khác: Tác dụng với hidro: Chất béo (lỏng) C17 H31COO3 C3H5 Tác dụng với brom: Chất béo k Br2 C17 H31COO 3 C3H5 k H2 6H2 3Br2 Ni,t o Chất béo (rắn) Ni,t o C17 H35COO 3 C3H5 Muối Bromua C17 H33Br2COO 3 C3H5 IV ỨNG DỤNG: Vai trò chất béo thể: Chất béo thức ăn quan trọng người, cung cấp lượng nguồn dinh dưỡng cho người Nhờ phản ứng sinh hóa phức tạp, chất béo bị oxi hóa chậm thành CO2, H2O lượng Chất béo chưa sử dụng tích lũy mô mỡ Chất béo nguyên liệu để tổng hợp số chất cần thiết khác cho thể Ứng dụng công nghiệp: Phần lớn dùng để điều chế xà phòng glixerol Chất béo dùng để sản xuất số thực phẩm khác mì sợi, đồ hộp, Dầu mỡ sau rán dùng để tái chế thành nhiên liệu Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ESTE VÀ CHẤT BÉO I ESTE: Một số lưu ý: Este axit fomic HCOOR’ tham gia phản ứng tráng bạc có nhóm chức andehit Dạng tập xà phịng hóa: Nếu nNaOH = neste → Este đơn chức Nếu nNaOH = x.neste → Este có x nhóm chức Nếu este đơn chức có dạng RCOOC6H5 phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:2 tạo muối nước n ancol n este n Nếu xà phịng hóa este tạo muối nước với Muoi → CT este R COO 2 R n 2n este NaOH Nếu phản ứng xong, đem cạn thu chất rắn phải ý đến lượng NaOH cịn dư hay khơng Một số phản ứng cần ý: t RCOOCH2CH2Cl 2NaOH RCOONa NaCl C2 H4 OH 2 o Tìm CTPT este dựa vào phản ứng đốt cháy: Dấu hiệu: Tính n CO2 n H2O Đề cho este tạo axit no, đơn chức ancol no, đơn chức Đáp án cho este no, đơn chức Phương pháp giải: Đặt CTTQ este Cn H 2n O Dựa vào số mol CO2 H2O để suy số mol este theo phương trình: 3n to Cn H 2n O O nCO nH O Áp dụng công thức: M este meste 14n 32 → Tìm n → CTTQ cần tìm n este Lưu ý: Este no, đơn chức cháy cho n CO2 n H 2O , suy este đơn chức, không no, mạch hở, nối đôi (CTTQ Cn H 2n 2O2 ) cho n este n CO2 n H 2O Tìm CTPT este dựa vào phản ứng xà phịng hóa: Số chức este xác định bằng: t n OH n este Xà phòng hóa este có n OH : n este 1:1 → Este đơn chức Este thuộc loại khác thủy phân cho sản phẩm khác nhau: t Este thường + NaOH Muối + Ancol o t Muối + Andehit Este andehit + NaOH o t Muối + Xeton Este xeton + NaOH o t Muối1 + Muối2 + H2O Este phenol + 2NaOH o t sản phẩm Este đơn chức, mạch vòng + NaOH Xác định CTPT este hữu chức: Sản phẩm gồm ancol muối: o R1 C O R O C R || || O O Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa 2NaOH t R 1COONa o R 2COONa R OH 2 n OH 2n este n muoi n ancol n este Sản phẩm gồm ancol muối: R1 O C R C O R || || O O 2NaOH t R 1OH R 2OH R COONa 2 o n OH 2n este 2n muoi n OH 2 n ancol Tìm hiệu suất phản ứng este hóa: H 2SO4 RCOOR H 2O RCOOH R OH o t Số mol trước phản ứng: Số mol phản ứng: Số mol sau phản ứng: a x a–x b x b–x x x x Nếu a b → Hiệu suất tính theo ancol: H 100 b x Nếu a b → Hiệu suất tính theo axit: H 100 a Biện luận công thức cấu tạo biết công thức phân tử este: Các bước giải bản: Bước 1: Tìm số liên kết π phân tử: k Sè nguyªn tư C Sè nguyªn tư H 2 Bước 2: Tìm loại nhóm chức số nhóm chức dựa vào số nguyên tử oxi: Số nguyên tử oxi chẵn: Thường chứa chức este (–COO) axit (–COOH) este axit 2 → Có thể có 2π nhóm chức –COO 1π (este tạp chức): C6H8O4 có k nhóm chức C=C 10 → Có Số nguyên tử oxi lẻ: Thường chứa thêm nhóm –OH: C6H10O5 có k thể có 1π nhóm chức –COO nhóm –OH Bước 3: Dựa vào phản ứng đề cho để tìm gốc hiđrocacbon tương ứng Bước 4: Dựa vào chất kiện cho sẵn đề biện luận công thức chất ban đầu Lưu ý: Đề cho trước CTPT: Lấy tổng số C trừ số C –COO vài gốc hiđrocacbon tìm được, sau tư thêm để tìm gốc cịn lại Đề khơng cho trước CTPT: Dựa vào M chất ban đầu cách biện luận theo M số lượng nhóm COO Nếu este đa chức, cần lưu ý trường hợp xảy ra: Este tạo axit chức ancol đơn chức Este tạo axit đơn chức ancol đa chức Este nối: R1COOR COO COOR n Có thể có nhiều cơng thức cấu tạo thỏa mãn yêu cầu đề Một số kiến thức phản ứng cần lưu ý: CaO,t o RCOONa NaOH RH Na 2CO3 1:1 Phản ứng vôi xút: CaO,t o R COONa NaOH RH Na 2CO3 1:2 Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa Phản ứng muối este tác dụng với HCl/H2SO4: 1:1 RCOONa HCl RCOOH NaCl 1:2 R COONa 2 HCl R COOH 2 NaCl 2:1 2 RCOONa H 2SO RCOOH Na 2SO 1:1 R COONa 2 H 2SO R COOH 2 Na 2SO 170o C C H OH Cn H 2n H 2O n n 2n 1 Phản ứng tách nước ancol: 140o C 2 ROH R O R H 2O Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn ancol: RCH 2OH CuO o t RCHO H 2O Cu AgNO3 / NH3 RCHO RCOONH Ag NH NO3 AgNO3 / NH3 NH 2 CO3 Ag NH NO3 Phản ứng tráng bạc: HCHO AgNO3 / NH3 HCOONa NH 2 CO3 Ag Na 2CO3 Phản ứng anđehit tác dụng với dung dịch Brom: RCOOH HBr RCHO Br2 H 2O CO2 HBr HCHO Br2 H2O x R ONa x H2 R OH x x Na Phản ứng tác dụng natri: x R COOH x Na R COONa x H2 x Phản ứng lên men giấm: C2 H5OH O2 CH3COOH H2O Phương pháp điều chế axit axetic: CH 3OH CO o t ,xt CH 3COOH Ancol tác dụng với dung dịch Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam: Ancol có nhiều nhóm OH liền kề a c \ / Điều kiện để có đồng phân hình học C C : a b c d / \ b d Ankin có nối đầu mạch CH C R tác dụng với AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng nhạt So sánh nhiệt độ sôi: Hidrocacbon < Ete < Anđehit < Este < Ancol < Axit II CHẤT BÉO: Phương pháp (vận dụng kết hợp định luật bảo toàn): Khối lượng chất béo: mCB mC mH mO Phản ứng thủy phân: n NaOH 3n CB 3n Glixerol Phản ứng đốt cháy: 6n CB 2n O2 2n CO n H 2O Phản ứng cộng: n H2 n Br2 k 3 n CB Phương pháp đồng đẳng hóa: Thường áp dụng cho toán cho hỗn hợp chất béo: Cơ sở: CB no: C17 H35COO 3 C3H5 HCOO 3 C3H5 C17 H34 HCOO 3 C3H 51 CH CB kh«ng no: C17 H33COO 3 C3H5 HCOO 3 C3H C17 H 34 H HCOO 3 C3H 51 CH H C17 H35COO 3 C3H5 C17 H33COO 3 C3H5 H Chất béo no = Chất béo không no + H2 Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa HCOO 3 C 3H5 Nếu tốn cho hỗn hợp chất béo no khơng no, ta đồng đẳng hỗn hợp về: CH H Ví dụ, cho hỗn hợp chất béo no không no tác dụng với dung dịch NaOH (vừa đủ), O2 (to), H2 (hoặc Br2): HCOONa : 3x NaOH ( võa ®đ ) C3H5 OH 3 Muèi CH : y H : z 3x mol x mol HCOO 3 C 3H : x o t O CO H 2O CH : y H : z H / Br2( võa ®đ, tèi ®a ) ChÊt bÐo no z mol Phương pháp thủy phân hóa: Thường dùng cho tốn chứa chất béo axit béo: C17 H35COOH : x Xét hỗn hợp chất béo axit béo gồm: C17 H33COOH : y C H COO C H COO C H : z 17 33 2 17 35 Ta có: C17 H35COO C17 H33COO 2 C3H5 C17 H35COOH C17 H33COO C3 H z mol z mol 2z mol z mol C17 H35COOH : x z Vậy, hỗn hợp ban đầu thủy phân thành: C17 H33COOH : y 2z C H : z → Số mol chất béo = Số mol C3H2 Tài liệu sưu tầm chỉnh sửa 10