Tùy vào bậc alcohol mà cơ chế phản ứng ester sẽ khác nhau ở giai đoạn tạo carbocation (giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng). Cho 2 quá trình hình thành carbocation trong phản ứng ester hóa như sau:
Khi phản ứng với alcohol bậc 1:
Khi phản ứng với alcohol bậc III:
Xét phản ứng ester hóa của acetic acid với butan-1-ol và 2-methylpropan-2-ol theo phương trình dưới đây:
CH3COOH + CH3CH2CH2CH2OH → CH3COOCH2CH2CH2CH3 + H2O (1)
CH3COOH + (CH3)3COH → CH3COOC(CH3)3 + H2O (2)
Các phản ứng thực hiện trong cùng điều kiện thí nghiệm. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Carbocation có bậc càng cao thì càng kém bền.
B. Phương trình (1) hình thành carbocation bậc III.
C. Phương trình (2) hình thành carbocation kém bền và có bậc thấp hơn phương trình (1).
D. Tốc độ phản ứng (2) nhanh hơn phản ứng (1) (xét trong cùng điều kiện thí nghiệm).
Câu trả lời tốt nhất
A. Sai, carbocation có bậc càng cao thì càng bền do điện tích dương được nhiều gốc giải tỏa bớt thì carbocation sẽ ổn định hơn.
B, C. Sai, (1) hình thành carbocation bậc I và (2) hình thành carbocation bậc III bền hơn carbocation bậc I.
D. Đúng, trong điều kiện như thí nghiệm (H2SO4 đặc, đun nóng) thì phản ứng (2) nhanh hơn phản ứng (1) do giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng của (2) nhanh hơn (tạo carbocation bậc III bền hơn). Tuy nhiên, ưu điểm cũng là nhược điểm, bởi carbocation bậc III bị cản trở không gian do có nhiều nhóm -CH3 bao quanh khiến acid khó tiếp cận.
