- mô tả phản ứng với acyl chlorides để tạo esters sử dụng ethyl ethanoate
Hợp chất chứa hydroxyl
Hóa học A-Level · Chủ đề 32
8:38
Hợp chất hydroxy (A2): phenol
Trong thập niên 1860, phẫu thuật thật đáng sợ. Việc cắt xẻo có thể sống sót; nhưng nhiễm trùng sau đó thường không thể. Sau một ca cắt cụt, gần một nửa…
Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp
32.1
Rượu với acyl chloride
Chương trình
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Ở mức A-Level bạn sẽ gặp thêm một phản ứng nữa của rượu: nó phản ứng với acyl chloride để tạo ra ester. Phản ứng này diễn ra nhanh hơn và hoàn toàn hơn so với việc sử dụng axit cacboxylic. Ví dụ, ethanol và ethanoyl chloride tạo ra etyl ethanoat, cùng với khói $\text{HCl}$.
Khám phá
Con đường acyl chloride với ancol
Theo dõi thế acyl nucleophile để tạo ester.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| alcohol/ˈælkəhɒl/ | ancol |
| acyl chloride/əˈkɪl ˈklɔːraɪd/ | acyl chloride |
| ester/ˈestə/ | ester |
32.2
Phenol
Chương trình
- nhớ lại các phản ứng (thuốc thử và điều kiện) mà qua đó phenol có thể được sản xuất: (a) phản ứng của phenylamine với $\text{HNO}_2$ hoặc $\text{NaNO}_2$ và axit loãng dưới $10\text{ }^\circ\text{C}$ để tạo muối diazonium; làm ấm thêm muối diazonium với $\text{H}_2\text{O}$ để thu được phenol
- nhớ lại hóa học của phenol, được minh họa bởi các phản ứng sau: (a) với base, ví dụ $\text{NaOH(aq)}$ để tạo sodium phenoxide (b) với $\text{Na(s)}$ để tạo sodium phenoxide và $\text{H}_2\text{(g)}$ (c) trong $\text{NaOH(aq)}$ với muối diazonium, để tạo hợp chất azo (d) nitrat hóa vòng thơm với $\text{HNO}_3\text{(aq)}$ loãng ở nhiệt độ phòng để tạo hỗn hợp 2-nitrophenol và 4-nitrophenol (e) brom hóa vòng thơm với $\text{Br}_2\text{(aq)}$ để tạo 2,4,6-tribromophenol
- giải thích tính axit của phenol
- mô tả và giải thích độ axit tương đối của nước, phenol và ethanol
- giải thích tại sao các tác nhân và điều kiện cho phản ứng nitrat hóa và brom hóa phenol khác với benzene
- ghi nhớ rằng nhóm hydroxyl của phenol định hướng vào vị trí 2-, 4- và 6-
- áp dụng kiến thức về phản ứng của phenol vào các hợp chất phenolic khác, ví dụ: naphthol
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Phenol có một nhóm $\text{–OH}$ gắn trực tiếp lên vòng benzene. Điều này thay đổi hóa học của cả nhóm $\text{–OH}$ và vòng.
*Phenol là chất rắn nóng chảy thấp; nó chậm chóng chuyển sang màu hồng khi bị oxy hóa trong không khí
Điều chế phenol
Làm lạnh phenylamine với $\text{NaNO}_2$ và axit loãng dưới $10\,°\text{C}$ để tạo ra muối diazonium. Đun nóng muối này với nước sau đó sẽ thu được phenol (và khí nitơ).
Phản ứng của phenol
- với bazơ như $\text{NaOH(aq)}$: phenol phản ứng tạo natri phenoxide và nước. (Rượu thông thường không phản ứng với $\text{NaOH}$ — điều này chứng minh phenol có tính axit cao hơn.)
- với kim loại natri: tạo natri phenoxide và hydro.
- với muối diazonium trong $\text{NaOH(aq)}$: tạo hợp chất azo có màu (dùng trong thuốc nhuộm).
- nitrat hóa bằng dung dịch loãng $\text{HNO}_3$ ở nhiệt độ phòng: tạo ra hỗn hợp 2-nitrophenol và 4-nitrophenol.
- brom hóa với nước brom ở nhiệt độ phòng (không cần xúc tác): tạo kết tủa trắng 2,4,6-tribromophenol.
Tính axit của phenol
Phenol mất đi $\text{H}^+$ để tạo ion phenoxide. Ion này được ổn định vì điện tích âm của nó lan tỏa (liên hợp) vào vòng. Vì vậy tính axit của phenol cao hơn của nước hoặc ethanol:
$$\text{ethanol} < \text{water} < \text{phenol}$$
(Phenol vẫn là axit yếu — yếu hơn axit cacboxylic.)
Tại sao điều kiện phản ứng nhẹ hơn so với benzene
Cặp electron tự do trên oxy phenol một phần liên hợp vào vòng. Điều này làm vòng giàu electron hơn, nên hút electrophile mạnh hơn. Do đó phenol phản ứng nhanh hơn và trong điều kiện nhẹ hơn nhiều so với benzene — không cần xúc tác, và các thuốc thử loãng hoạt động tốt ở nhiệt độ phòng.
Nhóm $\text{–OH}$ định hướng các nhóm thế mới vào các vị trí 2-, 4- và 6-. Những ý tưởng tương tự cũng áp dụng cho các hợp chất phenolic khác, chẳng hạn như naphthol.
*Xà phòng phenol chứa phenol, vốn là một trong những chất kháng khuẩn đầu tiên
Ví dụ giải. Phenol, ethanol và axit ethanoic lần lượt được lắc với dung dịch $\text{NaOH}$ và sau đó với dung dịch $\text{Na}_2\text{CO}_3$. Dự đoán hiện tượng xảy ra và sắp xếp ba chất theo thứ tự tăng dần tính axit. Tính axit phụ thuộc vào khả năng ổn định của anion còn lại. Ion ethoxide của ethanol giữ điện tích tập trung trên một nguyên tử oxy, nên ethanol có tính axit yếu nhất và không phản ứng với cả hai. Ion phenoxide của phenol lan tỏa điện tích vào vòng, khiến phenol đủ axit để phản ứng với bazơ mạnh $\text{NaOH}$ nhưng không với bazơ yếu hơn $\text{Na}_2\text{CO}_3$ - nên không sủi bọt. Ion ethanoate lan tỏa điện tích trên hai nguyên tử oxy, hiệu quả nhất trong ba trường hợp, nên axit ethanoic phản ứng với cả hai và sủi bọt với muối carbonat. Thứ tự: ethanol < phenol < axit ethanoic. Muối carbonat là phép phân biệt - chỉ có axit cacboxylic mới sủi bọt, đúng như cách bạn phân biệt phenol với axit.
Khám phá
Phòng thí nghiệm phản ứng phenol
Phân loại phản ứng phenol theo vai trò của nhóm OH thơm.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| phenol/ˈfenɒl/ | phenol |
| benzene/ˈbenziːn/ | benzene |
| phenylamine/ˌfiːˈnaɪləmiːn/ | phenylamine |
| diazonium salt/ˌdaɪəˈzəʊnɪəm sɒlt/ | muối diazonium |
| azo compound/ˈɑːzəʊ ˈkɒmpaʊnd/ | hợp chất azo |
| nitration/naɪˈtreɪʃn/ | nitrat hóa |
| bromination/ˌbrəʊmɪˈneɪʃn/ | brom hóa |
| acidity/æˈsɪdɪti/ | tính axit |
| delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/ | liên hợp |
32.2
Mẹo làm bài thi
- Phenol là axit mạnh hơn rượu (anion được ổn định bằng liên hợp) nhưng yếu hơn axit cacboxylic — nó không phản ứng với muối carbonat.
- Phenol làm mất màu nước brom và tạo kết tủa trắng không cần xúc tác (vòng được kích hoạt bởi oxy).
- Acyl chloride phản ứng với rượu/phenol dễ dàng tạo ester (tốt hơn con đường axit thuận nghịch); khói HCl mù là quan sát được.
Bài học tương tác về chủ đề này
Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.