Ester: cấu tạo, danh pháp, đồng phân, tính chất vật lí, điều chế và bài tập có đáp án Hóa 12
Ester là dẫn xuất của carboxylic acid khi thay nhóm -OH bằng nhóm -OR', công thức RCOOR'. Bài viết nêu cách gọi tên ester, đồng phân của C4H8O2, tính chất vật lí, mùi thơm của các ester trong tự nhiên, điều chế bằng phản ứng ester hóa, ứng dụng và bài tập có đáp án Hóa 12.
Ester là gì?
Ester là dẫn xuất của carboxylic acid, được tạo ra khi thay nhóm $-\ce{OH}$ trong nhóm carboxyl bằng nhóm $-\ce{OR'}$. Công thức tổng quát của ester đơn chức là $\ce{RCOOR'}$, trong đó R, R' là gốc hydrocarbon (R có thể là H). Ester no, đơn chức, mạch hở có công thức chung $\text{C}_n\text{H}_{2n}\text{O}_2$ ($n \ge 2$).
Danh pháp và đồng phân
Tên ester = tên gốc hydrocarbon R' + tên anion gốc acid (đổi đuôi -ic thành -ate).
| Công thức | Tên gọi |
|---|---|
| $\ce{HCOOCH3}$ | Methyl formate |
| $\ce{CH3COOCH3}$ | Methyl acetate |
| $\ce{CH3COOC2H5}$ | Ethyl acetate |
| $\ce{C2H5COOCH3}$ | Methyl propanoate |
| $\ce{CH3COOCH=CH2}$ | Vinyl acetate |
| $\ce{CH3COOC6H5}$ | Phenyl acetate |
Ví dụ 1
Viết các đồng phân ester của $\ce{C4H8O2}$.
Có $4$ đồng phân: $\ce{HCOOCH2CH2CH3}$ (propyl formate), $\ce{HCOOCH(CH3)2}$ (isopropyl formate), $\ce{CH3COOC2H5}$ (ethyl acetate), $\ce{C2H5COOCH3}$ (methyl propanoate).
Ví dụ 2
$\ce{C3H6O2}$ có bao nhiêu đồng phân ester?
Có $2$: $\ce{HCOOC2H5}$ và $\ce{CH3COOCH3}$.
Tính chất vật lí, điều chế và ứng dụng
- Ester thường là chất lỏng, nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước; nhiệt độ sôi thấp hơn acid và alcohol cùng số carbon vì không tạo liên kết hydrogen giữa các phân tử ester.
- Nhiều ester có mùi thơm: isoamyl acetate (mùi chuối chín), ethyl butyrate (mùi dứa), benzyl acetate (mùi hoa nhài).
- Điều chế: phản ứng ester hóa giữa carboxylic acid và alcohol: $\ce{RCOOH + R'OH <=>[H2SO4 dac, t] RCOOR' + H2O}$.
- Ứng dụng: dung môi (ethyl acetate), hương liệu, mỹ phẩm, thực phẩm; vinyl acetate dùng sản xuất polymer.
Xem bài: Phản ứng thủy phân ester và xà phòng hóa
Nhận biết cấu tạo từ tên gọi
Tên gốc R' (viết trước) cho biết đầu alcohol, còn tên acid cho biết phần $\ce{RCOO-}$. Ví dụ methyl acetate được tạo từ methanol và acetic acid.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Gọi tên $\ce{CH3CH2COOC2H5}$ và $\ce{HCOOCH(CH3)2}$.
- Viết công thức của propyl acetate.
- $\ce{C4H8O2}$ có bao nhiêu đồng phân ester?
- Vì sao ester có nhiệt độ sôi thấp hơn acid tương ứng?
- Viết phương trình điều chế methyl acetate.
Đáp án
- Ethyl propanoate và isopropyl formate.
- $\ce{CH3COOCH2CH2CH3}$.
- $4$ đồng phân.
- Vì giữa các phân tử ester không tạo liên kết hydrogen, còn acid thì có.
- $\ce{CH3COOH + CH3OH <=>[H2SO4 dac, t] CH3COOCH3 + H2O}$.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài tiếp theo: Phản ứng thủy phân ester và xà phòng hóa
Xem tất cả bài học chủ điểm Ester và lipid
Câu hỏi thường gặp
Ester là gì?
Là dẫn xuất của carboxylic acid có công thức $\ce{RCOOR'}$.
Công thức chung của ester no, đơn chức?
$\text{C}_n\text{H}_{2n}\text{O}_2$ ($n \ge 2$).
Ester có mùi thơm không?
Nhiều ester có mùi thơm của hoa quả như chuối, dứa.
Ester điều chế bằng cách nào?
Phản ứng ester hóa giữa acid và alcohol.