Title 1. CHUYÊN ĐỀ ESTER.docx ✅

ESTER A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM 1. Khái niệm: Khi thay thế nhóm – OH ở nhóm carboxyl (COOH) của carboxylic acid bằng nhóm –OR’ thì được ester. (Hoặc coi ester là sản phẩm được tạo thành do acid tác dụng với alcohol) Ví dụ: CH 3 – CH 2 – COO – CH 3 ; CH 3 – COO – CH = CH 2 ; 2. Phân loại và công thức ester Loại Nguồn gốc Công thức Acid Alcohol Ester đơn chức, no, mạch hở Đơn, no hở C n H 2n +1 COOH Đơn, no hở C m H 2m + 1 OH C n H 2n + 1 COO – C m H 2m + 1 Hay C n H 2n O 2 (n  2) Ester đơn chức Đơn chức R – COOH Đơn chức R’ – OH R–COO– R’ Ester đa chức Đơn chức R – COOH Đa chức R’(OH) n (RCOO) n R’ Đa chức R (COOH) n Đơn chức R’OH R(COOR’) n 3. Độ bất bão hòa đối với công thức tương ứng của acid carboxylic, ester - Công thức phân tử tổng quát: C n H 2n+2-2k O x - Độ bất bão hòa (số liên kết ��): 2.x2y k 2   Tên dẫn xuất Độ bất bão hòa k Công thức phân tử tổng quát C n H 2n+2-2k O x Mối quan hệ giữa mol H 2 O, mol CO 2 và mol hợp chất hữu cơ trong phản ứng đốt cháy n2n22kx22CHOCOHO(k1)nnn   Acid no, đơn chức, mạch hở hoặc ester no, đơn chức, mạch hở k = 1, x = 2 C n H 2n O 2 22HOCOnn Acid không no, có 1 liên kết C=C, đơn chức, mạch hở hoặc ester không no, có 1 liên kết C=C, đơn chức, mạch hở k = 2, x = 2 C n H 2n-2 O 2 22 n2n2222 COHO CHOCOHO nn nnn       4. Tính chất hóa học a. Phản ứng thủy phân: * Trong môi trường acid: phản ứng thuận nghịch.
R – COO – R ’ + H 2 O o 24HSO,t   R – COOH + R’ – OH. * Trong môi trường base (phản ứng xà phòng hóa): phản ứng một chiều R – COO – R ’ + NaOH 0t  R – COONa + R’ – OH Chú ý: + R’ liên kết với O (trong – COO -) là gốc của alcohol + R liên kết với CO (trong – COO -) là gốc acid b. Phản ứng thủy phân ester đặc biệt - Thủy phân ester tạo ra aldehyde (chứa nhóm -CHO) + Ester có dạng: RCOOCH=CH−R’ hoặc RCOOCH=C(R’)−R’’ → Tổng quát: RCOOCH=CH−R’ + NaOH ot  RCOONa + R’– CH 2 – CHO + Ví dụ: CH 3 COOCH=CH–CH 3 + NaOH ot  CH 3 COONa + CH 3 CH 2 CHO - Thủy phân ester tạo ra ketone (chứa nhóm -CO-) + Ester có dạng: RCOOC(R’)= CH−R’’ hoặc RCOOCH=C(R’) = CH 2 → Tổng quát: RCOOC(R’)=CH−R’’ + NaOH ot  RCOONa + R’– CO – CH 2 – R’’ + Ví dụ: HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH ot  HCOONa + CH 3 COCH 3 c. Ester của fomic acid tham gia phản ứng tráng gương H–COO–R + 2AgNO 3 + 3NH 3 +H 2 ONH 4 OCOO–R + 2NH 4 NO 3 +2Ag B. PHÂN DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: BÀI TẬP THỦY PHÂN ESTER - Nội dung giới hạn đến phản ứng thủy phân tạo ra carboxylic acid và alcohol. - Các bài tập liên quan tới ester mạch hở no, không no, đơn chức. 1. Thuỷ phân một ester đơn chức a. Phương pháp giải - Trong môi trường acid: Phản ứng xảy ra thuận nghịch RCOOR’ + HOH H+, to RCOOH + R’OH - Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): Phản ứng một chiều, cần đun nóng RCOOR’ + NaOH 0t RCOOH + R’OH + Nếu n NaOH phản ứng = n Ester → Ester đơn chức. (kiến thức bổ sung) + Nếu RCOOR’ (ester đơn chức), trong đó R’ là C 6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế → n NaOH phản ứng = 2n ester và sản phẩm cho 2 muối, trong đó có phenolate: Ví dụ: RCOOC 6 H 5 + 2NaOH  RCOONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O + Nếu phản ứng thuỷ phân ester cho 1 (aldehyde – CHO) (hoặc ketone -CO-), ta coi như alcohol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết C=C vẫn tồn tại để giải và từ đó  CTCT của ester. 2. Thuỷ phân ester đa chức +Nếu n NaOH phản ứng = x.n ester (x > 1 và R’ không phải C 6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế) → Ester đa chức. R(COOR’) x + xNaOH R(COONa) x + xR’OH → n alcohol = x.n muối (RCOO) x R’ + xNaOH xRCOONa + R’(OH) x → n muối = x.n alcohol R(COO) x R’ + xNaOH R(COONa) x + R’(OH) x
→ n alcohol = n muối Sau đó giải tương tự bài toán thủy phân ester đơn chức. 3. Bài tập vận dụng Bài 1: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a) CH 3 COOCH(CH 3 )CH 2 CH 3 + H 2 O    0 H,t b) CH 3 OOCCH 2 CH(CH 3 ) 2 + H 2 O    0 H,t c) C 6 H 5 COOCH 3 + NaOHdư ot  d) CH 3 COOC 6 H 5 + NaOHdư ot  e) CH 2 =CHCOOC 2 H 5 + NaOH ot  f) CH 3 COOCH=CH–CH 3 + NaOH ot  g) HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH ot  Hướng dẫn a) CH 3 COOCH(CH 3 )CH 2 CH 3 + H 2 O    0 H,t CH 3 COOH + CH 3 CH 2 CH(OH)CH 3 b) CH 3 OOCCH 2 CH(CH 3 ) 2 + H 2 O    0 H,t (CH 3 ) 2 CHCH 2 COOH + CH 3 OH c) C 6 H 5 COOCH 3 + NaOHdư ot  C 6 H 5 COONa + CH 3 OH d) CH 3 COOC 6 H 5 + 2NaOH dư ot  CH 3 COONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O e) CH 2 =CHCOOC 2 H 5 + NaOH ot  CH 2 =CHCOONa + C 2 H 5 OH f) CH 3 COOCH=CH–CH 3 + NaOH ot  CH 3 COONa + CH 3 CH 2 CHO g) HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH ot  HCOONa + CH 3 COCH 3 Bài 2.Viết các phương trình phản ứng hoàn thành các phản ứng sau: 1. CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH 0tC 2. (CH 3 COO) 2 C 2 H 4 + NaOH 0tC 3. CH 3 OOC-COOCH 3 + NaOH 0tC 4. R(COO) m .nR’+ NaOH 0tC 5. CH 3 COOCH=CH-CH 3 + NaOH 0tC 6. HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH 0tC Hướng dẫn 1. CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH 0tC CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 2. (CH 3 COO) 2 C 2 H 4 + 2NaOH 0tC 2 CH 3 COONa + C 2 H 4 (OH) 2 3. CH 3 OOC-COOCH 3 + 2NaOH 0tC 2CH 3 OH + (COONa) 2 4. R(COO) m .nR’+ m.nNaOH 0tC mR(COONa) n + nR’(OH) m 5. CH 3 COOCH=CH-CH 3 + NaOH 0tC CH 3 COONa + CH 3 -CH 2 -CHO 6. HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH 0tC HCOONa + CH 3 CO-CH 3 Bài 3. Xà phòng hóa 8,8 gam ethyl acetate bằng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được m gam chất rắn khan. Tính m. Hướng dẫn 325NaOHCHCOOCH 8,8 n0,04(mol);n0,1(mol) 88
- Phương trình hóa học: 0 t 325325CHCOOCHNaOHCHCOONaCHOH - Theo phương trình hóa học: 325CHCOOCH NaOHnn 11 → NaOH hết. - Chất rắn khan sau phản ứng chỉ có muối. → 3CHCOONam0,04.823,28(gam) Bài 4. Cho 1 gam ester X có công thức HCOOCH 2 CH 3 tác dụng với nước (xúc tác acid). Sau một thời gian, trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 0,1M thấy cần đúng 45 ml. Xác định tỷ lệ % ester chưa bị thủy phân. Hướng dẫn XNaOH 1 n(mol);n0,045.0,10,0045(mol) 74 Phương trình hóa học: o 2 H,t 23232HCOOCHCHHCOOHCHCH HCOOHNaOHHCOONaHO(2) 0,0045 0,0045 (mol) HOOH(1)     23 23 (pö)HCOO H HCOOCHCH HC H (döC)OOCH nn0,0045(mol) 1 n0,0045 74   → Tỉ lệ % ester chưa bị thủy phân: 1 0,0045 74 100%66,7% 1 74   Bài 5. Cho 18,8 gam hỗn hợp gồm CH 3 COOC 2 H 5 và C 2 H 3 COOC 2 H 5 tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch chứa m gam muối. Tính m. Hướng dẫn NaOHn0,2(mol) Phương trình hóa học: o o 2 t 32535 2325232 t 5 NaOHOH NaOHOH CHCOOCHCHCOONaCH CHCOOCHCHCOONaCH     Theo phương trình hóa học: 2525CHOHNaOHCHOHnn0,2(mol)m0,2.469,2(gam) Bảo toàn khối lượng, ta có: m Muối = 18,8 + 0,2×40 – 9,2 = 17,6 gam Bài 6. Xà phòng hóa hoàn toàn 33,3 gam hỗn hợp hai ester HCOOC 2 H 5 và CH 3 COOCH 3 bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp X gồm hai alcohol. Đun nóng hỗn hợp X với H 2 SO 4 đặc ở 140°C, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam nước. Giá trị của m là Hướng dẫn Phương trình hóa học: o o t 25 t 25 3333) HCOOCHHCOONaCH CH NaOHO C H(1) NaOHOH(COOCHCH2COONaH       Đun X với H 2 SO 4 đặc ở nhiệt độ 140°C thu đươc ether.