Alcohol và phenol

Bài trước đã cho dẫn xuất halogen phản ứng thế với $NaOH$ trong nước tạo alcohol — đây chính là một trong hai con đường điều chế alcohol. Em cũng cần nhớ khái niệm liên kết hydrogen và bậc carbon (I, II, III theo số carbon lân cận) để hiểu tính chất vật lí và phân loại alcohol trong bài này.

**Alcohol** có nhóm $-OH$ gắn vào carbon no (không gắn trực tiếp vào vòng benzene — trường hợp đó là phenol, học ở phần sau). Phân loại theo số nhóm $-OH$: đơn chức (1 nhóm $-OH$) hoặc đa chức (nhiều nhóm $-OH$, ví dụ ethylene glycol $HOCH_2-CH_2OH$); phân loại theo bậc carbon mang $-OH$: bậc 1 (carbon mang $-OH$ chỉ gắn với 1 carbon khác), bậc 2 (gắn với 2 carbon khác), bậc 3 (gắn với 3 carbon khác). **Tính chất vật lí**: nhóm $-OH$ tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử alcohol với nhau, và với phân tử nước — đây là loại tương tác mạnh hơn hẳn lực van der Waals thông thường giữa các phân tử alkane. Vì vậy alcohol có nhiệt độ sôi cao hơn hẳn hydrocarbon có khối lượng mol tương đương, và các alcohol nhỏ (methanol, ethanol) tan vô hạn trong nước. **Tính chất hóa học**: (1) phản ứng với kim loại kiềm mạnh như $Na$, giải phóng khí $H_2$: $2CH_3CH_2OH + 2Na \to 2CH_3CH_2ONa + H_2\uparrow$; (2) phản ứng ester hóa với carboxylic acid, xúc tác $H_2SO_4$ đặc, đun nóng, là phản ứng THUẬN NGHỊCH (áp dụng lại Le Chatelier ở Chương 1 — dùng dư một tác chất hoặc tách nước liên tục sẽ đẩy hiệu suất ester cao hơn): $CH_3CH_2OH + CH_3COOH \rightleftharpoons_{H_2SO_4,\ t^\circ} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$; (3) phản ứng tách nước tạo alkene, xúc tác $H_2SO_4$ đặc ở $170\,°C$: $CH_3CH_2OH \xrightarrow[170°C]{H_2SO_4\ đặc} CH_2=CH_2 + H_2O$; (4) phản ứng oxi hóa PHỤ THUỘC BẬC của alcohol — alcohol bậc 1 bị oxi hóa (bởi $CuO$ hoặc tác nhân oxi hóa tương tự, đun nóng) thành aldehyde (và có thể tiếp tục thành carboxylic acid); alcohol bậc 2 bị oxi hóa thành ketone; alcohol bậc 3 hầu như KHÔNG bị oxi hóa trong điều kiện thông thường (không còn nguyên tử $H$ trên carbon mang $-OH$ để tách ra cùng quá trình oxi hóa). **Điều chế ethanol**: hai con đường chính — lên men glucose (sinh học, truyền thống): $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{men\ rượu} 2C_2H_5OH + 2CO_2$; và hydrat hóa ethylene (công nghiệp, xúc tác acid): $CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{xt,\ t^\circ,\ p} CH_3CH_2OH$. **Phenol** ($C_6H_5OH$) có nhóm $-OH$ gắn TRỰC TIẾP vào vòng benzene — khác hẳn alcohol dù cũng mang nhóm $-OH$. Sự tương tác giữa vòng thơm và nhóm $-OH$ làm phenol mang **tính acid yếu** (điều alcohol hoàn toàn không có): phenol phản ứng được với dung dịch $NaOH$: $C_6H_5OH + NaOH \to C_6H_5ONa + H_2O$. Đồng thời, nhóm $-OH$ hoạt hóa vòng benzene mạnh, khiến phenol phản ứng THẾ với nước bromine NGAY Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG, không cần xúc tác $Fe$ như benzene, tạo kết tủa trắng: $C_6H_5OH + 3Br_2(aq) \to C_6H_2Br_3OH\downarrow + 3HBr$. Hai phản ứng này (với $NaOH$ và với nước bromine không cần xúc tác) là hai phép thử đặc trưng phân biệt phenol với cả alcohol lẫn benzene.