Hợp chất hữu cơ X đơn chức chứa C, H, O. Cho một lượng chất X tác dụng hoàn toàn với 50 mL dung dịch KOH 0,3 M rồi cô cạn thu được 1,344 gam chất rắn khan Y và m gam Z.
– Phân tích thành phần nguyên tố trong Z có %C = 60%; %H = 13,33%, còn lại là oxygen. Cho phổ IR và MS của Z như sau:
– Oxygen hóa m gam Z bằng oxygen (có xúc tác) được hỗn hợp M. Chia M thành 3 phần bằng nhau:
+ Phần một tác dụng với AgNO3 dư trong dung dịch ammonia thu được 0,216 gam Ag.
+ Phần hai tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư thu được 24,79 mL khí (đkc).
+ Phần ba tác dụng với Na vừa đủ thu được 49,58 mL khí (đkc).
a) Xác định công thức cấu tạo và đọc tên Z.
b) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của X.
c) Từ Z và các hợp chất vô cơ, điều kiện đầy đủ. Viết phương trình hoá học điều chế X.
(a) Từ phổ MS —> MZ = 60
Số C = 60.60%/12 = 3
Số H = 60.13,33%/1 = 8
Số O = (60 – 12.3 – 1.8)/16 = 1
Z có tín hiệu của liên kết O-H alcohol. Z bị oxi hóa tạo sản phẩm có phản ứng tráng gương nên Z là alcohol bậc I.
Cấu tạo: CH3CH2CH2OH (propyl alcohol hoặc propan-1-ol)
(b) Phản ứng:
CH3CH2CH2OH + ½O2 —> CH3CH2CHO + H2O
CH3CH2CH2OH + O2 —> CH3CH2COOH + H2O
CH3CH2CHO + 2[Ag(NH3)2]OH —> CH3CH2COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
CH3CH2COOH + NaHCO3 —> CH3CH2COONa + CO2 + H2O
CH3CH2CH2OH + Na —> CH3CH2CH2ONa + ½H2
CH3CH2COOH + Na —> CH3CH2COONa + ½H2
H2O + Na —> NaOH + ½H2
Trong mỗi phần chứa:
nAg = 2 mmol —> nCH3CH2CHO = 1 mmol
nCO2 = 1 mmol —> nCH3CH2COOH = 1 mmol
—> nH2O = 2 mmol
nH2 = ½nCH3CH2CH2OH dư + ½nH2O = 2 mmol —> nnCH3CH2CH2OH dư = 2 mmol
nCH3CH2CH2OH ban đầu = 3(1 + 1 + 2) = 12 mmol = 0,012 mol
RCOOCH2CH2CH3 + KOH —> RCOOK + CH3CH2CH2OH
nKOH = 0,015 mol —> Y gồm RCOOK (0,012 mol) và KOH dư (0,003 mol)
mY = 0,012(R + 83) + 0,003.56 = 1,344 —> R = 15: -CH3
X là CH3COOCH2CH2CH3: propyl acetate
(c) Phản ứng:
CH3CH2CH2OH (H2SO4 đặc, t°) —> CH3CH=CH2 + H2O
CH3CH=CH2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 —> CH3COOH + CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 4H2O
CH3COOH + CH3CH2CH2OH (H2SO4 đặc, t°) ⇋ CH3COOCH2CH2CH3 + H2O