Chào các em học sinh yêu quý của thầy! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một dạng bài tập rất quen thuộc trong chương trình Hóa học lớp 11, đó là tìm đồng phân và gọi tên ancol. Bài tập của chúng ta hôm nay là: Viết các đồng phân ancol có công thức phân tử C3H7OH và gọi tên chúng.

Các em nhớ nhé, để làm tốt dạng bài này, chúng ta cần nắm vững khái niệm đồng phân và quy tắc gọi tên ancol theo danh pháp IUPAC.

Đầu tiên, chúng ta cần xác định công thức phân tử đề bài cho là C3H7OH.

Bước 1: Xác định gốc hiđrocacbon no tương ứng

Công thức tổng quát của ancol no, đơn chức, mạch hở là CnH2n+1OH.
Với công thức phân tử C3H7OH, ta có:
n = 3
Thay vào công thức tổng quát: C3H2*3+1OH = C3H7OH.
Như vậy, công thức phân tử này phù hợp với ancol no, đơn chức, mạch hở. Gốc hiđrocacbon tương ứng sẽ là gốc anlyl C3H7.

Bước 2: Viết các đồng phân cấu tạo của gốc hiđrocacbon C3H7

Với 3 nguyên tử cacbon, chúng ta có hai cách sắp xếp mạch cacbon:
1. Mạch cacbon không phân nhánh: -CH2-CH2-CH3
2. Mạch cacbon phân nhánh: -CH(CH3)-CH3

Bước 3: Gắn nhóm -OH vào các vị trí khác nhau trên các mạch cacbon

Bây giờ, chúng ta sẽ gắn nhóm -OH vào các nguyên tử cacbon trên từng loại mạch cacbon đã viết ở Bước 2.

Đối với mạch cacbon không phân nhánh (-CH2-CH2-CH3):
* Gắn nhóm -OH vào nguyên tử cacbon thứ nhất (nguyên tử cacbon ở đầu mạch):
CH3-CH2-CH2-OH
Để gọi tên, chúng ta sẽ đánh số mạch cacbon chính sao cho vị trí nhóm -OH có số chỉ nhỏ nhất. Mạch chính có 3 nguyên tử cacbon là propan. Nhóm -OH gắn ở cacbon số 1.
Tên theo IUPAC: Propan-1-ol.

* Gắn nhóm -OH vào nguyên tử cacbon thứ hai (nguyên tử cacbon ở giữa mạch):
CH3-CH(OH)-CH3
Để gọi tên, chúng ta cũng đánh số mạch cacbon chính sao cho vị trí nhóm -OH có số chỉ nhỏ nhất. Mạch chính có 3 nguyên tử cacbon là propan. Nhóm -OH gắn ở cacbon số 2.
Tên theo IUPAC: Propan-2-ol.

Chúng ta không thể gắn nhóm -OH vào nguyên tử cacbon thứ ba vì sẽ trùng với trường hợp gắn vào nguyên tử cacbon thứ nhất (do tính đối xứng của mạch).

Đối với mạch cacbon phân nhánh (-CH(CH3)-CH3):
* Trong gốc -CH(CH3)-CH3, có hai loại nguyên tử cacbon:
+ Nguyên tử cacbon mang nhóm -CH3 (gắn vào nguyên tử cacbon trung tâm).
+ Nguyên tử cacbon ở nhóm -CH3.
+ Nguyên tử cacbon trung tâm.

Chúng ta sẽ xem xét vị trí gắn nhóm -OH vào các nguyên tử cacbon trong toàn bộ phân tử ancol.
Ta có mạch cacbon chính là mạch dài nhất chứa nhóm -OH.
Nếu gắn nhóm -OH vào nguyên tử cacbon trung tâm:
CH3-CH(OH)-CH3
Đây chính là trường hợp chúng ta đã tìm thấy ở mạch không phân nhánh, đó là Propan-2-ol.

Nếu gắn nhóm -OH vào nguyên tử cacbon ở nhóm -CH3:
CH3-CH(CH2OH)-CH3
Mạch cacbon chính bây giờ có 3 nguyên tử cacbon (mạch propan). Nhóm -OH gắn vào cacbon số 2 của mạch chính. Có một nhóm metyl (CH3) gắn vào cacbon số 2.
Tên theo IUPAC: 2-Metylpropan-2-ol. (Lưu ý: Nếu nhóm -OH gắn vào cacbon số 1 hoặc số 3 thì mạch chính sẽ là CH3-CH2-CH2OH, đã xét rồi).

Bước 4: Kiểm tra lại và kết luận

Chúng ta đã tìm được các đồng phân sau:
1. CH3-CH2-CH2-OH (Propan-1-ol)
2. CH3-CH(OH)-CH3 (Propan-2-ol)
3. CH3-CH(CH3)-CH2OH (2-Metylpropan-1-ol) – Xin lỗi các em, thầy đã nhầm lẫn trong Bước 3 ở trường hợp mạch phân nhánh. Chúng ta phải xác định mạch cacbon chính trước rồi mới gắn nhóm -OH.

Để làm lại Bước 3 một cách chính xác hơn:

Bước 3 (Sửa lại): Gắn nhóm -OH vào các vị trí khác nhau trên các mạch cacbon đã viết ở Bước 2 và gọi tên.

1. Mạch cacbon không phân nhánh: CH3-CH2-CH3
* Gắn -OH vào C số 1: CH3-CH2-CH2-OH. Mạch chính là 3C (Propan), -OH ở C số 1. Tên: Propan-1-ol.
* Gắn -OH vào C số 2: CH3-CH(OH)-CH3. Mạch chính là 3C (Propan), -OH ở C số 2. Tên: Propan-2-ol.

2. Mạch cacbon phân nhánh: C-C-C với 1 C ở nhánh.
Ta có cấu trúc cơ bản là một cacbon trung tâm liên kết với 3 nhóm còn lại.
CH3
|
CH – CH3

Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt thay thế một nguyên tử H trong các nhóm CH3 hoặc nguyên tử H trên nguyên tử C trung tâm bằng nhóm -OH.
* Thay 1 H ở nhóm CH3 bằng -OH:
CH3
|
CH – CH2OH
Để gọi tên, chúng ta tìm mạch cacbon dài nhất chứa nhóm -OH. Mạch này có 3 nguyên tử cacbon (mạch propan). Nhóm -OH gắn vào cacbon số 1. Có một nhóm metyl (CH3) gắn vào cacbon số 2.
Tên: 2-Metylpropan-1-ol.

* Thay nguyên tử H trên cacbon trung tâm bằng -OH:
CH3
|
C(OH) – CH3
|
CH3
Mạch cacbon chính là mạch 3 nguyên tử cacbon (mạch propan). Nhóm -OH gắn vào cacbon số 2. Có hai nhóm metyl gắn vào cacbon số 2. Tuy nhiên, theo quy tắc gọi tên, ta chỉ ghi số vị trí của nhóm thế.
Tên: 2-Metylpropan-2-ol.

Bước 4 (Kiểm tra lại và kết luận):

Chúng ta đã tìm được 3 đồng phân ancol của C3H7OH.
1. CH3-CH2-CH2-OH: Propan-1-ol (Ancol n-propylic)
2. CH3-CH(OH)-CH3: Propan-2-ol (Ancol isopropylíc)
3. CH3-CH(CH3)-CH2OH: 2-Metylpropan-1-ol

Vậy, công thức phân tử C3H7OH có 3 đồng phân ancol.

Các em hãy ghi nhớ các bước làm này nhé. Chúc các em học tốt!