Chương ESTE – LIPIT – XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP A ESTE Công thức chung - Công thức dùng đốt cháy: - Este no đơn chức mạch hở CnH2nO2 (n ≥ 2) - Este no hai chức mạch hở CnH2n - 2O4 (n ≥ 4) - Este không no đơn chức mạch hở CnH2n - 2O2 (n ≥ 4) - Este không no (1 nối đôi C=C) hai chức mạch hở CnH2n - 4O4 (n ≥ 5) - Công thức dùng tác dụng với NaOH, KOH: - RCOOR’(hoặc R’OOCR R’OCOR): este tạo axit đơn chức ancol đơn chức - (RCOO)x R’: este tạo axit đơn chức ancol đa chức - R(COOR’)x: este tạo axit đa chức ancol đơn chức (gốc đơn chức phải lấy x lần) Tên gọi: Tên este = tên gốc R’ + tên gốc RCOO Công Thức Gốc -R’ -CH3 -C2H5 -CH2CH2CH3 -CH(CH3)CH3 -CH=CH2 -CH=CH-CH3 C6H5C6H5CH2Gốc RCOOHCOOCH3COOCH3CH2COOCH3(CH2)2COOC6H5COOCH2=CHCOOCH2=C(CH3)COO-OOC-COO-OOC-CH2-COO-OOC(CH2)2COO-OOC(CH2)3COO-OOC(CH2)4COO-OOCC6H4COO- Tên Metyl Etyl Propyl Iso propyl Vinyl / Etenyl Alyl / Propenyl Phenyl Benzyl … Fomat / Metanoat Axetat / Etanoat Propinoat / Propanoat Butirat / Butanoat Benzoat Acrylat Metacrylat Oxalat / Etanđioat Malonat / Propanđioat Sucinat / Butanđioat Glutarat / Pentanđioat Ađipat / Hexanđioat Phtalat / 1,4-Bezođiat … Tính chất vật lí (sự ảnh hưởng lk Hidro đến độ sôi, độ tan) - Este nhẹ nước, không tan nước (do không tạo liên kết Hidro với nước), tan tốt dung môi hữu cơ, đa số dễ bay đun nóng (do không tạo liên kết Hidro liên phân tử với nhau) - Một số este có mùi đặc trưng dược dùng làm hương liệu chế biến thực phẩm: vani, mùi cam, dầu chuối, sản xuất mỹ phẩm, nước hoa: mùi táo, mùi hoa hồng, hoa ly, hoa nhài,… Tính chất hóa học (1) Phản ứng thủy phân môi trường axit (H2O/H+,to thuận nghịch) tạo axit ancol tương ứng H + ,t o RCOOR’ + H2O ←→ RCOOH + R’OH Trần Quốc Đoàn – Chương Este – Lipit – Xà phòng chất giặt rửa tổng hợp H + ,t o CH3COOC2H5 + H2O ←→ CH3COOH + C2H5OH H + ,t o (CH3COO)2C2H4 + 2H2O ←→ 2CH3COOH + C2H4(OH)2 (2) Phản ứng thủy phân môi trường kiềm (NaOH, KOH/tomột chiều, phản ứng xà phòng hóa) tạo muối ancol tương ứng to RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH o t CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH o t (CH3COO)2C2H4 + 2NaOH → 2CH3COONa + C2H4(OH)2 Chú ý: sau –COO có chứa CH=CH 2/CHCl-CH3/CHBr-CH3 sản phẩm thu andehit (không tạo ancol) C(CH3)=C/CCl2-CH3/CBr2-CH3 sản phẩm xeton (không tạo ancol) H + ,t o CH3COOCH=CH2 + H2O  → CH3COOH + CH3CHO (CH2=CHOH không bền) o t CH3COOCH=CH2 + NaOH → CH3COONa + CH3CHO + o H ,t CH3COOC(CH3)=CH2 + H2O  → CH3COOH + CH3COCH3 (CH2=C(CH3)OH không bền) o t CH3COOCH(Cl)CH3 + 2NaOH → CH3COONa + CH3CHO + H2O + NaCl (CH3CH(OH)2 phân hủy) Chú ý: sau –COO có chứa -C 6H5/-C6H4- sản phẩm thu gồm muối H 2O muối H2O (không tạo ancol) tỉ lệ phản ứng este đơn chức với NaOH/KOH : : to HCOOC6H4CH3 + 2NaOH → HCOONa + CH3C6H4ONa + H2O o t CH3COOC6H5 + 2NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O (C6H5OH tiếp tục t/d với NaOH) (3) Phản ứng cộng H2/Ni; dung dịch Br2/H2O KMnO4/to Ni,t o CH3COOCH=CH2 + H2  → CH3COOC2H5 o Ni,t CH2=C(CH3)COOCH3 + H2  → CH3-C(CH3)COOCH3 (4) Phản ứng tráng bạc với AgNO3/NH3,to; Cu(OH)2/OH- (có chứa gốc HCOO- -CHO) Ni,t o HCOOR’ + AgNO3 + NH3  → (NH4)2CO3 + 2Ag + NH3NO3 + R’OH (5) Phản ứng trùng hợp (có chứa lk =, ≡) o , xt , P CH3COOCH=CH2 t → [(CH3COO)CH-CH2]n Vinyl axetat PVA (poli vinyl axetat) o t , xt , P CH2=C(CH3)COOCH3 → [CH2-C(CH3)(COOCH3)]n Metyl metacrylat PMMA (poli metyl metacrylat) Có tên khác Plexiglass - thủy tinh hữu cơ, kính không vỡ (6) Phản ứng oxi hóa hoàn toàn, đốt cháy (este no đơn chức mạch hở tỉ lệ mol CO2 : H2O : 1) C n H n O2 + 3n − to O2 → nCO2 + nH O (este no đơn chức mạch hở) Điều chế (1) Este điều chế từ axit ancol tương ứng t o , H SO4 đăc CH3COOH + C2H5OH ←  → CH3COOC2H5 + H2O o t , H SO4 đăc CH3COOH + HOCH2CH=CH2 ←  → CH3COOCH2CH=CH2 + H2O o t , H SO4 đăc CH2=C(CH3)COOH + CH3OH ←  → CH2=C(CH3)COOCH3 + H2O (2) Este điều chế từ axit ankin o , xt , P CH≡CH + CH3COOH t → CH3COOCH=CH2 o , xt , P CH≡C-CH3 + CH3COOH t → CH2=C(CH3COO)CH3 (3) Este điều chế từ anhidrit axit (RCO)2O phenol o , xt , P (HCO)2O + C6H5OH t → HCOOC6H5 + HCOOH Anhidric fomic Trần Quốc Đoàn – Chương Este – Lipit – Xà phòng chất giặt rửa tổng hợp o , xt , P (CH3CO)2O + C6H5OH t → CH3COOC6H5 + CH3COOH Anhidric axetic Ứng dụng: sản xuất mỹ phẩm (nước hoa, xà phòng, bột giặt, ), thực phẩm (dầu, mỡ ăn), dược phẩm… B LIPIT Công thức chung định nghĩa - Lipit gồm: Chất béo, Steroit, PhotphoLipit,… - Chất béo trieste glixerol (glixerin) với axit béo - Axit béo axit đơn chức, có mạch cacbon chẳn, dài, không phân nhánh - Công thức chung: (RCOO)3C3H5 C3H5(OOCR)3 C3H5(OCOR)3 Tên gọi Axit béo C15H31COOH (axit no) No C17H35COOH (axit no) C17H33COOH (có lk π ) Khôn C17H31COOH (có lk π ) g no C17H29COOH (có lk π ) Chất béo (C15H31COO)3C3H5 Mỡ (C17H35COO)3C3H5 (C17H31COO)3C3H5 Dầu (C17H33COO)3C3H5 Axit Panmitic Axit Stearic Axit Oleic Axit linOleic Axit linOlenic Tri Panmitin / Glixeryl Tripnmitat Tri Stearin / Glixeryl TriStearat Tri linOlein / Glixeryl TriLinOleat Tri Olein / Glixeryl TriOleat Tính chất vật lí - Chất béo nhẹ nước, không tan nước - Chất béo chia làm loại: dầu (không no, thể lỏng) mỡ, bơ (no, thể rắn) - Thành phần cấu tạo tính chất dầu mỡ ăn (este gồm C, H, O) khác hoàn toàn với dầu mỡ bôi trơn động máy (hidrocacbon có C H) Tính chất hóa học (1) Thủy phân axit thu axit glixerol H + ,t o (RCOO)3C3H5 + 3H2O ←→ 3RCOOH + C3H5(OH)3 H + ,t o (C17H35COO)3C3H5 + 3H2O ←→ 3C17H35COOH + C3H5(OH)3 H + ,t o (C15H31COO)3C3H5 + 3H2O ←→ 3C15H31COOH + C3H5(OH)3 (2) Thủy phân kiềm (NaOH, KOH/tomột chiều, phản ứng xà phòng hóa) thu muối xà phòng glixerol to (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 to (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 o t (C15H31COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C15H31COONa + C3H5(OH)3 (3) Phản ứng cộng H2/Ni; Br2, I2…(các chất béo không no) o Ni,t → (C17H35COO)3C3H5 (C17H31COO)3C3H5 + 6H2  Dầu (không no) Mỡ, bơ (no) o Ni,t → (C17H33I2COO)3C3H5 (C17H33COO)3C3H5 + 3I2  (4) Phản ứng đốt cháy (tât hợp chất hữu cháy) o t (C17H31COO)3C3H5 + O2 → CO2 + H2O Công thức tính số lk π (pi) = Trần Quốc Đoàn – Chương Este – Lipit – Xà phòng chất giặt rửa tổng hợp molCO2 − molH O π −1 (trong co lk π –COO- không tham gia phản ứng cộng H2/Ni; Br2, I2…() Các số chất béo miligamKOH (tác dụng với axit RCOOH tự chất béo) gamchatbeo miligamKOH (2) Chỉ số este hóa = (tác dụng với (RCOO)3C3H5) gamchatbeo miligamKOH (3) Chỉ số xà phòng hóa = (tác dụng (RCOO)3C3H5 & axit tự RCOOH) gamchatbeo gamI x100 (tác dụng với lk =, ≡ (RCOO)3C3H5) (4) Chỉ số Iot = gamchatbeo (1) Chỉ số axit = C XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP - Xà phòng muối Na K axit béo (RCOONa/RCOOK), sản phẩm phản ứng xà phòng hóa - Xà phòng có khả làm bề mặt mà không làm thay đổi chất chất tẩy rửa - Cấu tạo phân tử xà phòng gồm đầu liên kết ion –COO -Na+ ưa nước đuôi kị nước, gốc hidrocacbon dài có 15 nguyên tử C trở lên Phân tử xà phòng C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-COO-Na+ Phân tử chất giặt rửa tổng hợp C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-CH2-O-SO3-Na+ - Ưu điểm xà phòng: không gây hại cho da môi trường dể phân hủy vi sinh vật Nhược điểm: xà phòng không dùng với nước cứng (nước có chứa nhiều ion Ca 2+, Mg2+) bị kết tủa - Chất giặt rửa tổng hợp có cấu tạo tính tẩy rửa bề mặt tương tự xà phòng Ưu điểm: dùng với nước cứng Tuy nhiên, chất giặt rửa tổng hợp có nhược điểm gây hại da môi trường (do có cấu trúc phân nhánh nên khó phân hủy) Trần Quốc Đoàn – Chương Este – Lipit – Xà phòng chất giặt rửa tổng hợp