Vi du: phan tng clo héa metan - gd |: khơi mao Cl, omy, 2CI Phản ứng thường tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm khác nhau mono, đi, tri,..halogen và hỗn hợp các đồng phân khác nhau, Khả năn
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM T.P HỒ CHÍ MINH
Tp Hồ Chi ec 222: 05 năm 2006
L_ 1Ế,HÕ-CHIMuul CO :——l
Trang 2Lugn odin tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
% ciim on
guúi dé, động miên cia Quy (íẩy có nà các ban Tinh niên Khoa
Héa-ruing LH Sit gan TP Hé Chd Minh
Em xin chin thanh cám on Quy thdy cô Te Hia Hie Ce, dic biél em ain git lx cẩm om chan thanh nhdl din €é rin
Thi #ài— ve dé (ưẹc liép tuting din, chi bio dé ludn vain cia
em hoan lhinh lél hon.
Khoa Hoa, đặc bibl đà các ban Tinh tiên càng thod va dac biél
Mac da dé cố gitng rill nhiéu, song nói hitn lhiie nà hink
thdy có uà các ban dé (uậm vin của em dite hoan chinh hon.
Vinh tiên
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 1
Trang 3Lugn oan tốt aghi¢p GVHD: Cô Tran Thị Tửu
MỤC LỤC
Trang
LAI Caan đi: 2c 606kb áccseeobicdiosoasteCeGbAiee-aiaiai<ebe |
Phần I: Mở đầu
1L, Udder chan để VÌ ee cee
I Nhiệm vụ nghiên Ne pss acieiiieeooeadeeese 5
HI Phương pháp nghiên cứu 5-5: 25525 cm s0mnrmrrrrreece
Phần II: Lí thuyết tổng quan
Phẩn ng BaMien 1): ce ee ce eee ere 7
So - Raeeeeeeeeeeeeeeeeee=e=.s 7
II Mục đích của phản ứng halogen hóa 7
Ill Các phương pháp tổng hợp dẫn xuất halogen 7
ITLL Thế trực tiếp Hiđro bằng halogen 7
III.I.I Phản ứng thế gốc tự do Sạ -.s 7
HI.1.2 Phản ứng thé electrophin S; 8
III2 Cộng halogen hay Hiđrohalogenua vào liên kết bội 10
HI.2.1 Cộng hợp electrophin Az 10
22 Cima tep HÁN pact 0000iad2 HH HI.3 Thế nhóm hiđroxi bằng halogen 12
IHI.3.1 Phản ứng của ancol với hiđrohalogenua 12 III.3.2 Phan ứng của ancol với hợp chất chứa halogen của
photpho và lưu huỳnh l6
III.3.3 Phản ứng thế nhóm hidroxi của axit bằng halogen 17
III.4 Bằng một số phản ứng khác 18
I11.4.1 Điều chế dẫn xuất halogenua thông qua
phần ứng theb co 2242 cxcsccetaxe“-kee 18
H42 Phẩn NgH- NÀO sadeiboeieieadeeooeo 18
III.4.3 Đi từ muối điazoni thơm 19
EV: Sin: phẩm ply sinncnacncmesauinucunmanunmanes 20
V Tác nhân halogen hóa và phạm vi ứng dụng của nó 20
Y:1 €fcbalogen pHhữH HE c0 2460i022áAL Giác z20
V2 CáETRNHERDHIMWEIHR o2 ee====ee7-=-.ẽe.e.e.=e.e e.7V.3 Các hypohalogenơ axit và các me của — |
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 2
Trang 4Lugn oan tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Vidi Các clWus:aKtvÔbDỞ 44⁄2 (À6 2/0 ee?
V.5 Các tác nhân halogen hóa khác 22
a 22
VŨ Đung Gs] Spent eae rN SOND OO ARO cna See or eNO NTN TOT Vo! 23
VID) CACHE R RRO scsrasssconccnecnecinimmnicnemeimnndiiommaninns 23
Phần III: Thực nghiệm
1 Thí nghiệm điều chế Etyl iođua 5.22222224142127 2,11 c2 25
II Thí nghiệm điều chế Etyl bromua 05561002 29
Il Thí nghiệm điều chế N-Butyl bromua 555532 se 33
IV Thí nghiệm điều chế Bromobenzen - 0606 35
Phần IV: Một số câu hỏi kiểm tra dạng trắc nghiệm khách quan
I Sơ lược vé các thông số dùng để phân tích bài trắc nghiệm
CIN DẤU NGHỆ NG se nga neeeaeieieaneoeoeesseansoeoeee 42
[.1 Phân tích bài trắc nghiệm Ầ 42
II.2 Phân tích câu trắc nghiệm 43
II Nội dung một số câu hỏi trắc nghiệm 45
BD CDIEN: (220222/00G620)00200602G262100682620%623(004G4622))/2,%21046G20050 280 50
IV Kết quả, xử lý và phân tích kết quả .s 50
IV.1 Kết quả bài làm của sinh viên 50 IV.2 Phân tích bài trắc nghiệm -5 -ese-e-e-Ở Í IV.3 Phân tích cầu trấc nghiÊmẪm eee >— <ccĂẰŸĂỶÝẶÝ1Ằ=Ằ < 52Phần V: Kết luận 55
Phần VI: Tài liệu tham khảo 58
Phần VII: Phy lục 61
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 3
Trang 5“tuân oán tốt ngiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
PHẦN I
MỞ ĐẦU
SVTH: Đặng Thị Duyên _ Trang 4
Trang 6Lugn sản tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
I Lí do chọn dé tài:
Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm Vì thế, thực hành - thí
nghiệm là một môn học rất cần thiết, bổ ích cho học sinh - sinh viên học
hóa nói chung và sinh viên Khoa Hóa - Trường ĐH Sư Phạm TP Hồ Chí
Minh nói riêng Thực hành - thí nghiệm hóa học không chỉ giúp cho sinh
viên sư phạm hóa kiểm tra, minh họa, chứng minh kiến thức lý thuyết đã
học mà nó còn giúp sinh viên rèn luyện các thao tac thực hành - thí
nghiệm để bổ sung vào hành trang chuẩn bị cho nghề nghiệp sau này
Để thuận lợi hơn trong việc học môn thực hành hóa hữu cơ, sinh viên
cần có tài liệu tham khảo tốt Đây chính là lí do em chọn để tài “Tim hiểu
phản ứng halogen héa” với hy vọng góp một phần nhỏ bé giúp quý thầy
cô biên soạn tài liệu thực hành hóa hữu cơ để giúp việc học tập của các
sinh viên khóa sau được tốt hơn.
II Nhiệm vụ của dé tài;
- Tìm hiểu các phản ứng, phương pháp điều chế các dẫn xuất
halogen.
- Tìm điều kiện tối ưu để thực hiện phản ứng điều chế: Etyl iodua,
Etyl bromua, Bromobenzen đạt hiệu suất cao, phù hợp với điều
kiện phòng thí nghiệm.
- _ Xây dựng một số câu hỏi dang trắc nghiệm khách quan để củng
cố lý thuyết, kỹ năng thực hành cho sinh viên.
Ill, Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết.
- Tiến hành thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Từ đó, phân tích các
kết quả thu được từ thí nghiệm và rút ra kết luận.
- Điều tra bằng các bài trắc nghiệm Từ đó, tính toán độ khó, độ
phân cách của các câu trắc nghiệm; độ tin cậy của bài trắc
nghiệm và rút ra nhận xét, đánh giá.
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang §
Trang 7Luan oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thi Tửu
PHẦN II
LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 6
Trang 8Lugn oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thị Tửu
PHẢN ỨNG HALOGEN HÓA
1 Định nghĩa:
Phản ứng halogen hóa là quá trình gắn nguyên tố halogen vào các
phân tử hợp chất hữu cơ bằng phản ứng thế hay phản ứng cộng.
Tuy theo bản chất của nguyên tử halogen đưa vào phân tử là CI,Br,
I,F mà gọi là clo hóa, brom hóa, iod hóa hay flo hóa.
Đưa nhóm halogen vào phân tử hợp chất hữu cơ nhằm một trong hai
mục đích chính sau đây:
- Tạo ra hợp chất trung gian cho một quá trình chuyển hóa nào đó, vì
hợp chất chứa halogen thường tạo nên sự phân cực do việc chênh lệch
độ âm điện giữa liên kết C-X(halogen), chính vì thế, hợp chất có tính
hoạt hóa cao, dé tham gia vào phản ứng hóa học khác nhau để có thể
chuyển nhóm halogen thành những nhóm thế khác:
R-X > R-Z
Trongđó X=Cl1,Br, I,F
Z= CN, OH, OR’, NH;, NHR "NR, , NHAc
- Tao ra các hợp chất có tinh ứng dung cao hơn Ví dụ các hợp chất
halogen hữu cơ là những dung môi hữu cơ rất tốt ( clorofom, bromofom, tetracloruacacbon, diclorometan, ) Và nhiều hợp chất chứa halogen là những hợp chất làm thuốc (CHỊ; là thuốc sát trùng,CHBr; làm thuốc ho, DDT làm thuốc trừ sâu ).!'°!
Ill Các phương pháp tổng hợp dẫn xuất halogen:
Các dẫn xuất halogen thường được diéu chế ra bằng nhiều loại phản ứng khác nhau Sau đây là một số phản ứng:
LHI.I Thế t lếp Hidro logen
UL.1.1 Phản ứng thế gốc ty do(Sp):
Khi clo hóa để thay thế H ở các hợp chất ankan hoặc H nằm trên
mạch nhánh các hợp chất chứa nhân thơm ở nhiệt độ cao hoặc xúc tác ánh
sáng thì phản ứng xảy ra theo cơ chế thế gốc tự do (Sạ).
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 7
Trang 9.Cuận oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Phản ứng thế gốc tự do là phản ứng dây chuyển nghĩa là sản phẩm
của bước này lại là chất đầu cho một bước tiếp theo của chính phan ứng
đó khiến quá trình có thể lặp đi lặp lại nhiều lần
Vi du: phan tng clo héa metan
- gd |: khơi mao Cl, omy, 2CI
Phản ứng thường tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm khác nhau ( mono, đi, tri, halogen) và hỗn hợp các đồng phân khác nhau,
Khả năng phản ứng : F >> Cl > Br >> Ï Phản ứng halogen hóa theo cơ chế gốc chỉ thực hiện được với clo và
brom.
Riêng phản ứng flo hóa ít được thực hiện vì khả năng tham gia phản
ứng của nó quá lớn, rất mãnh liệt, dé gây nổ và gây ra nhiều quá trình phụ Vì vậy, muốn thực hiện phản ứng flo hóa phải dùng F; đã pha loãng
bỡi khí tro hoặc dùng tác nhân CoF; để flo hóa dịu dàng hơn.
lod không tham gia vào phản ứng kiểu này, vì năng lượng giải phóng ra khi tạo liên kết H-I nhỏ hơn năng lượng cần thiết làm đứt liên
kết C-H, nghĩa là phản ứng xảy ra theo chiểu ngược lại:
R-I + HI > RH +1,
IH.1.2 : in (Sz):
Các hiđrocacbon thơm và nhiều dẫn xuất của chúng có khả năng
tham gia vào phản ứng thế electrophin, mà halogen hoá là một trong các
phản ứng đó.
Xúc tác cho những phản ứng này thường là các axit Lewis
như: AICI, FeCl, BF), ZnCls, SnCI,, Vai trò của xúc tác là làm phân cực hóa phân tử halogen:
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 8
Trang 10Lugn oan tất nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Br: + AlBry > Br”' Brể AIBry > Br*(AlBr,)
+
-giai đoạn |: thường xảy ra chậm, tạo thành phức ø trung gian
-giai đoạn 2: phức ø loại nhanh | proton H”, tạo thành sản phẩm:
Oo nhanh Ô + H*
Trong phản ứngSg-Ar, giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng là
giai đoạn (1), tác nhân thiếu electron tấn công vào hệ thống vòng thơm
giàu electron Do đó khi vòng thơm có nhóm thé đẩy electron làm tăng
mật độ electron trong nhân thì độ phản ứng tăng và ngược lại nhóm rút electron sẽ làm độ phản ứng giảm.
Về độ phản ứng của X; : F; > Cl, > Br; > lạ
Vì phản ứng mãnh liệt nên không thể dùng F; để flo hóa trực tiếp
benzen mà phải diéu chế gián tiếp, ví dụ như qua muối diazoni
CQHNH, N@NOSHCL, CHUÑ,C[— HBP „cạp
Ngược lại với F;, 1, rất kém hoạt động nên phản ứng iod hóa nhân
thơm rất khó khăn, chủ yếu vì HI sinh ra lại khử dẫn xuất iod, tái tạo hợp
chất thơm ban đầu theo cân bằng:
CạH + lạ 4——>+ CạH¿ị + HI
Để chuyển dịch cân bằng sang phải, thường phải loại HI bằng phản
ứng trung hòa bởi chất oxy hoá như:HNO;, HIO,, hoặc tạo kết tủa bac
bởi AgCIO; hay Ag2SO,/ H;SO,
Cũng có thể điều chế dẫn xuất iod qua con đường muối diazoni
Thường chỉ halogen hóa trực tiếp nhân benzen bởi Br:.C];
Ý nghĩa thực tiễn của các phản ứng halogen hóa bị han chế ở chỗ
sản phẩm halogen hóa của đa số các hợp chất thơm là những hỗn hợp các
đồng phan vi trí khác nhau thường rất khó tách khỏi nhau.!"*
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 9
Trang 11Lugn oan tốt tgiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Thêm vào đó, khi halogen hóa các dẫn xuất ankyl của các hợp chất
thơm ta còn phải tính đến phản ứng cạnh tranh là phản ứng thế ở mạch
nhánh xảy ra theo cơ chế gốc.
LH,2 Cộng halogen hay hi lện kết bội.
el hin.
Phản ứng cộng halogen vào liên kết bội thường dùng trong phòng thi nghiệm là phản ứng Brom hoá anken và ankin dé định tính và định lượng
liên kết đôi và ba trong phân tích hữu cơ.
Lượng brom hay iod tính bằng số gam halogen cộng vào một 100 gam chất hữu cơ gọi là chỉ số brom ( chỉ số Iod)
Cộng hợp X; phân tử vào nối đôi (hoặc nối ba) của hidrocacbon
không no tạo thành dẫn xuất dihalogen (hoặc tetrahahogen)
Br
@ + Br, ———> CL
r
CH=CH + 2Br, > CHBr.-CHBr,
% Cơ chế cộng Ap: 2 giai đoạn, qua hợp chất trung gian là cation vòng,
thường có biệt tính lập thể cộng trans:
Cộng hợp hiđrohalogen vào anken (hoặc ankin) cũng diễn ra theo cơ
chế tương tự như vậy, nhưng dẫn tới sự hình thành dẫn xuất monohalogen
(hoặc đihalogen khi cộng hợp vào ankin).
Vidu: CH;=(CH; + HBr > CH;CH;Br
SVTH: Đặng Thị Duyên Trang 10
Trang 12.tuận oán tốt ngiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Sự cộng hợp một tác nhân không đối xứng( ICI, HCl, HI, ) vào phân
tử anken đối xứng chỉ có thể tạo ra một sản phẩm cộng.
Nhưng nếu anken có cấu trúc không đối xứng, ví dụ RCH=CH; thì
phản ứng cộng có thể chạy theo hai hướng khác nhau
R-CHX-CH;Y
R-CH=CH; + xv ˆ
R-CHY-CH;X
Phản ứng sẽ ưu tiên chạy theo hướng nào điều đó được quy định bỡi
quy tắc Maccopnhicop tổng quát: “phan ứng cộng elecưophin các tác nhân
không đối xứng vào nối đôi C=C xảy ra ưu tiên theo hướng hình thành
cacbocation trung gian bển vững nhất ”.
Peoxit khơi mào phản ứng gốc tự do và liên kết JI của anken bị đứt
do sự tấn công của gốc halogen.
Ví dụ: sự cộng hợp của HBr vào Propilen trong điều kiện của cơ chế
gốc diễn ra như sau:
-giai đoạn |: khơi mào
R:O-O-R > 2R-O' R-O-+ H-Br > ROH + Br:
-giai đoạn 2: phát triển mạch
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 11
Trang 13Lugn oan tốt tgiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Phản ứng trên có thể diễn ra theo hai hướng (1) và (2), nhưng thực
tế hướng (1) thường chiếm ưu thế hơn, bởi vì gốc !- bromoprop-2-yl (gốc bậc 2) được tạo ra có lợi hơn về mặt năng lượng, do đó bền vững hơn so với gốc 2-bromoprop-l-yl (gốc bậc 1) Gốc bậc 2 bén hơn gốc bậc | được
giải thích chủ yếu do hiệu ứng siêu liên hợp Vì vậy trong trường hợp này,
sản phẩm cuối cùng là 1-bromopropan Như vậy, phản cộng gốc tự do Ap
vào C=C ưu tiên theo hướng tạo thành hợp chất trung gian gốc tự do bển nhất.
LII.3 Thế nhóm hidroxi bằng halogen.
Để điều chế các dẫn xuất halogen cũng có thể thực hiện sự thếnhóm hiđroxi trong các ancol hay axit cacboxylic bằng tác dụng của
hiđrohalogen hay các hợp chất chứa halogen của photpho và lưu huỳnh
như photphopentacorua (PCl), photphotrihalogenua (PX;),
photphooxiclorua
(POCI,), thionyl clorua (SOCI;), sunfurylclorua (SO;C];).
Thực chất, các phan ứng này xdy ra theo cơ chế thế nucleophin (Sy)
II Y
Phản ứng được biểu diễn bằng phương trình chung sau đây:
ROH + HX 5RX + HO
Phản ứng này xảy ra theo cơ chế thế nucleophin Tùy theo phân tử
xố của phản ứng ta phân biệt được phản ứng thế nucleophin đơn phân tử
và phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử.
> Phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử Sy
Sơ đổ phản ứng: Y + R-X > Ÿ.R.X > YR + X
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 2 —
Trang 14Lugn oan tốt tgi¿ệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Đặc điểm của phản ứng Sy’; một giai đoạn, hình thành phức hoạt
động chứ không tạo ra sản phẩm trung gian Khi tác nhân nucleophin Yđến gần chất phan ứng, liên kết mới giữa C với nhóm Y' được hình thànhđồng thời với sự yếu đi và đứt ra của liên kết cũ giữa C với nhóm X Như
vậy, cả hai thành phần của hỗn hợp phản ứng đều tham gia vào giai đoạn
quyết định của phản ứng tức là giai đoạn tạo ra trạng thái chuyển tiếp.
Bâc động học của phản ứng là 2.
Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ cả chất phan ứng R-X và
tác nhân YF: v=k.{Y'].[R-X].
Xét hoá lập thể của phản ứng Sy’:
Trong phan ứng Sy’, ta thấy sự tiến công của tấc nhân Y' vào
nguyên tử C trong phân tử R.,R;R;C-X có thể xảy ra theo 2 khả năng, một
là Y' tấn công từ phía đối diện nhóm X, hai là Y' tiến công vào phía có nhóm X, theo sơ đồ sau
nhau được phân bố xa nhau và ở trên một đường thẳng xuyên qua nguyên
tỬ C trung tâm; trong khi đó, ở cấu tạo (II) X và Y được phân bố gần
nhau Do đó, cấu tạo trạng thái chuyển tiếp (1) nghèo năng lượng hay là
ổn định hơn cấu tạo trang thái chuyển tiếp (Il) và phan ứng xảy ra theo
hướng thứ nhất thuận tiện hơn hướng thứ hai, tức phản ứng thế Sy’ làm
quay cấu hình của phân tử
> Phản ứng thế nucleophin đơn phân tử Sy’
Khác với phản ứng Sy’, chỉ có một giai đoạn, phản ứng Sy' xảy ratheo hai giai đoạn, và sự phân cắt liên kết cũ C-X không đồng thời với sự
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 13
Trang 15Lugn oan tốt nghigp GVHD: Cô Trần Thi Tửu
hình thành liên kết mới C-Y Ở giai đoạn đầu, nhóm X bị tách ra dưới
dang anion X’, tạo thành cacbocation, cacbocation này được sonvat hoá ít
nhiều Thường thường cacbocation rất kém bền, nên nó phản ứng ngay với
bất kỳ tác nhân nucleophin nào xung quanh nó Như vậy giai đoạn chậm
quyết định tốc độ phản ứng là giai đoạn ion hóa:
R-Xx «châm, Rt + x
R’ + y _nhanh ,„ ry
Bậc động học của phản ứng bằng 1.
Tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng R-X, không phụ thuộc vào néng độ của tác nhân Y”: v=k.[R-X].
Ta có thể dự đoán rằng sự tấn công của tác nhân nucleophin vàocacbocation có thể xảy ra từ phía này hay phía kia của cacbocation với xác
xuất như nhau vì cacbocation sinh ra trong giai đoạn chậm của phan ứng
có cấu trúc phẳng Như vậy, sản phẩm của phản ứng là một hỗn hợp
raxemic :
Một hợp chất hữu cơ tham gia phản ứng thế nucleophin có thể theo
cơ chế S$,” hay Sy! hay cả hai với vận tốc nhất định Diéu đó phụ thuộc
trước hết vào gốc R trong RX, bản chất nhóm bị thay thế X, bản chất của
tác nhân Y” ảnh hưởng của dung môi, và nhiều yếu tố khác.
Cụ thể, đối với phản ứng thế nhóm -OH của R bằng X, tốc độ của
phản ứng phụ thuộc vào bản chất của HX và cấu tạo cũng như độ dài của
Trang 16Lugn oan tốt ngiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Trong phần lớn các trường hợp, axit iodhyđric và axit bromhyđric
phản ứng một cách dễ dàng, trong khi axit clohyđric có hoạt tính kém đến
nỗi chỉ có các ancol có hoạt tính tương đối cao ( ancol bậc ba, ancol
benzylic ) mới este hóa với axit clohyđric trong dung dịch nước mà không
khó khăn Trong những trường hợp khác ta phải đảm bảo cho nồng độ của
hyđroclorua được thật cao bằng cách bão hòa ancol với khí hyđroclorua,
và nếu cần, phải tiến hành trong ống phản ứng hàn kín ở nhiệt độ tương
đối cao Cho thêm kẽm clorua vừa nâng cao hoạt tính của ancol vừa nâng
cao hoạt tính của axit clohyđric.!'*
e Dung dịch ZnCl; trong axit HC! đặc ( thuốc thử Luca ) được dùng để
phân biệt bậc của các ancol thấp, vì ancol bậc ba phản ứng tất
nhanh, ancol bậc hai phản ứng chậm sau vài phút, còn ancol bậc một
chỉ tác dụng khi đun nóng Trên cơ sở so sánh khả năng phản ứng
như vậy, người ta cho rằng phản ứng giữa ancol và thuốc thử Lucaxảy ra theo cơ chế Sy', trong đó ZnCl giữ vai trò hoạt hóa nhóm -
OH
ko + ZnCl, —>R-Ô ZnCl;——>R' +f, R-CI
Đối với ancol, mạch hyđrocacbon của ancol càng dài bao
nhiêu, hoạt tính của chúng càng giảm đi bấy nhiêu Tốc độ este hóa
tăng từ ancol bậc một sang ancol bậc ba Bình thường ancol bậc một
phản ứng với các axit halogenhyđric theo cơ chế lưỡng phân tử
thành ankyl halogenua, trong khi ancol bậc ba chạy theo cơ chế đơn
phân tử và ancol bậc hai theo một cơ chế ranh giới.
Vì phản ứng este hóa các ancol với axit vô cơ là một phản ứng thuận
nghịch, xuất phát từ định luật tác dụng khối lượng, ta có những khả năng
sau để đạt hiệu suất tối ưu:
1) Bằng cách tăng nồng độ của một trong hai chất tham gia
Trang 17Lugn oan tốt tgiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Ta không nên dùng H;SO, đặc làm tác nhân hút nước khi dùng ancol bậc hai hoặc bậc ba vì dễ xảy ra phản ứng tách.
Cùng với sự thế nhóm hiđroxi bằng halogen, có thể xảy ra các quá
trình để hiđrat hóa ancol thành olephin ( phản ứng tách ) và tiếp theo là
cộng hợp của halogen vào olephin đó Kết quả có thể tạo ra hỗn hợp của
đồng phân dẫn xuất halogen
Ví dụ: Điều chế n-propyl bromua từ ancol n-propylic và KBr, H;SO,
CạH;OSO;OH + C;H;OH > C;H;OC;H; + H;$O,HI.3.2 Phản ứng của ancol với hợp chất chứa halogen của
-photpho và lưu huỳnh
Phản ứng thế nhóm hiđroxi trong ancol bằng halogen có thể đạt
được khi cho ancol tác dụng với các hợp chất chứa halogen của photpho và
lưu huỳnh.
> Với PX;:
Thường dùng là PCl;, PBr; va Pl; có thể dùng hợp chất có sẵn hoặcthông thường hơn là tạo ra chúng ngay trong phản ứng bằng cách đưa trực
tiếp photpho đỏ và halogen vào hỗn hợp phản ứng:
a
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 16
Trang 18Lugn oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thi Tửu
( hoặc (RO):PX hoặc (RO),P ).
x
R—-O-P + X > RX + 6-PX;
2
Photpho triclorua PC]; dùng rất giới hạn, thường dùng để halogen
hóa ancol bậc ba và phenol, còn ancol bậc một thì tạo ra este của axit
photphorơ, với ancol bậc hai cho anken:'"*!
2RCH;OH + PClI; > 3HCI + P(OCH;R);
3RCHOH-CH:R' + PCl; 3RCH=CHR' + 3HCI + H,PO,
> Với PX;
Tác dung của photpho pentahalogenua với ancol bậc một, hai,ba là phương pháp thường dùng nhất để điều chế dẫn xuất halogen, đặc trưng nhất là dẫn xuất clo.
ROH + PX; > RX + POX, + HCl
Thường dùng nhất là PCls, PBrs
> Với POX:;
Trong đó X là clo hoặc brom
3ROH + POX; > 3RX + H:PO,
Nhưng khả năng halogen hóa của photphooxihalogenua (POX;) kém
bén hơn nhiều so với photpho pentahalogenua (PX;) hay photpho
trihalogenua (PX;).
> Với SOCI, ( thionyl clorua ) và SO;Cl; ( sunfuryl clorua )!""
Phản ứng thường xảy ra trong môi trường piriđin RCH,OH + SOCI, > RCH,CI + SO, + HCl
RCH,OH + SO;C] > RCH;CI + HSO:CI
[11.3.3 Phản ứng thế nhóm hidroxyl của axit bằng hal
Phản ứng này dùng để diéu chế các halogenua axitCác tác nhân PX;, PX;, SOCI, cũng thường dùng để thế nhóm
hiđroxyÌ trong các axit cacboxylic bằng halogen.
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 17
Trang 19Lugn odn tốt ghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Thường dùng để điều chế clorua axit bằng cách cho axit tác dụng
với PXs, SOCI,:
RCOOH + PCl, > RCOCI + POCI + HCI
Trong đó SOC]; có ưu thế hơn vì sản phẩm phụ đều ở thể khí nên dé
tách ra, dễ tỉnh chế clorua hình thành:
RCOOH + SOCI; > RCOCI + SO; + HCI
PCI, dùng để điều chế clorua axit từ axit thấp, PCl‹ từ axit cao
Các bromua axit dé điều chế hơn các clorua axit Tác nhân brom
không no Thí dụ, từ dicloroetan ta được vinylclorua:
CI-CH;-CH;CI > CH;=CHCI + HCI
Phản ứng này cũng có thể thực hiện bằng cách cho hơi
1,2-đicloroetan đi qua BaCl; ở 250°C.
Tương tự, khi đun 1,2-dibromoetan với bazơ ta được vinylbromua; từ 1,2-dicloropropan tạo thành 2-cloropropen:
Br-CH;-CH;ạBr > CH;ạzCHBr + HBr
CH:-CHCI-CH;CI > CH,=CCI-CH, + HC!
IH.4.2 Dùng clo hay brom phân hủy muối của các axit cacboxylic
thành các ankyl halogenua ( phan ứng Hunzdicko )!"*
Trong phản ứng Hunzdicko người ta hay dùng muối bạc vì dùng
muối này thì được hiệu suất cao hơn cả Thí dụ:
~ Chuyển bạc propionat thành ety! bromua
CH¡-CH;COOAg - 5“: „ CH,CH,Br + CO; + AgBr|
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 18
Trang 20Lugn oan tốt nghi¢g GVHD: Cô Trần Thi Titu
Chuyển bac sebacat thành octametylen dibromua:
AgOOC-(CH:);-COOAg _2BH/CCÌ:, prCH,-(CH;);-CH;Br
+ 2CO; + AgBr|
# Cơ chế của phản ứng Hunzdicko: ''
Sản phẩm đầu tiên của phản ứng Hunzdicko là một axyl hipobromua,
nó bị để cacboxyl hóa theo cơ chế gốc tự do tạo thành dẫn xuất bromua:
Xử lý các hợp chất diazoni thơm bằng muối của axit halogenhiđric (
KI Cu;Cl;, Cu;Br; ) hay muối kali boflorua, nhóm diazoni sẽ được thế bằng halogen:
Trang 21Luan odn tốt tghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
IV Sa A
Do các dẫn xuất chứa halogen được điều chế ra bằng các phương
pháp khác nhau nên sản phẩm phụ của mỗi loại phản ứng cũng có khác
nhau Ta cẩn biết sản phẩm phụ trong các phản ứng tổng hợp để có phương pháp tinh chế thu sản phẩm chính cũng như sản phẩm phụ sao cho
Còn đối với các hợp chất parafin thì sản phẩn phụ của halogen hóa
lại vừa là déng phân vị trí lẫn dẫn xuất thế nhiều H bằng nguyên tử
halogen.
Ở các phản ứng cộng thì sản phẩm phụ lại là đồng phân vị trí trên cơ
sở qui tắc Maccôpnhicôp tổng quát.
LI
Các tác nhân halogen hóa và ứng dụng của chúng được phân thành
các nhóm cơ bản sau:
VỊ hân tử:
Trong phạm vi công nghiệp clo được sử dụng khá phổ biến để
halogen hóa các hợp chất hữu cơ, brom và iod thì ít được sử dụng, còn flo
thì hầu như không sử dụng được để flo hóa trực tiếp các hợp chất hữu cơ,
vì flo phản ứng quá mãnh liệt với hiđrocacbon dẫn đến phá hủy các hợp
chất này Chính vì vậy, các hợp chất flo phải điều chế bằng phương pháp
gián tiếp thông qua một nhóm thế nào đó ( ví dụ qua muối diazoni ):
Ar-N;BF, Nungnón are + N; + BF,
Thông thường clo phân tử được sử dụng để clo hóa các hợp chất
thơm, tuỳ thuộc điều kiện phản ứng và xúc tác mà cho các loại phản ứng
thế H ở nhân thơm hoặc thế H ở ngoài nhân Ví dụ, khi clo hóa toluen, nếuphản ứng tiến hành ở 30°C với xúc tác FeCl, thì sản phẩm là octo-, para-
clorotoluen và dẫn xuất điclo của toluen-các hợp chất thế H trong nhân
thơm ( thế ái điện tử S; ) nhưng nếu phan ứng giữa clo và toluen được tiến
SVTH: Đặng Thị Duyên Trang 20
Trang 22Luan oan tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
hành ở trên nhiệt độ sôi của toluen (110°C) bằng quang hóa thì sản phẩm
tạo thành lại là benzylclorua và benzylidin clorua ( sản phẩm thế gốc Sp ).
Clo phân tử cũng được dùng để clo hóa các hợp chất hyđrocacbon
no trên cơ sở thế gốc với xúc tác là ánh sáng và nhiệt 46 cao.
t cao
R-H + Cl “he + HCl
Clo hoặc brom phan tử còn dùng dé halogen hóa các hydrocacbon
không no cộng vào nối kép trên cơ sở cơ chế Ag.
R-CH=CH; + X; 2 R-CHX-CH;X
(X=CI.Br)
V.2 Các axit hyđro halogenua:
Trong đó bao gồm HC], HBr, HI, HF Thường các tác nhân này dùng
để cộng hợp vào các nối đôi, nối ba của các hyđrocacbon không no theo
cơ chế phản ứng cộng hợp ( Ag, Ag) hoặc để thay thế nhóm -OH của ancol
thành ankyl halogenua theo cơ chế ái nhân ( Sy).
R-CH=CH; + HX > R-CHX-CH; (X=CI,Br) R-OH + HX > RX + HO
Trong những trường hợp nhất định để điều chế các dẫn xuất chứa flo
người ta cho flo thế clo trong các hợp chất tương ứng của nó ( ví dụ diéu
chế Freon-12 sử dụng trong kỹ nghệ làm lạnh ).
CCl, + 2HE -S2Ck, CCI,F; + 2HCI
V.3 Các h it và của c
Các hợp chất này là HOCI, NaOCl, HOBr
Trong môi trường axit, các axit hypohalogenơ là nguồn cung cấp các
cation halogen ( là tác nhân trong các phản ứng halogen hóa nhân thơm ).
Axit hypohalogenơ được hình thành từ phản ứng giữa halogen và
Trang 23Lugn oan tốt ngiiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
ch~}-sor Ê + HC] + HạO > CH;~(C)-SO;-NH: +
V.4 Các clorua axit vô cơ:
Trong nhóm này có SOC|;, SO;Cl, COCh, PCl,, POC, PCh.
Các chất này là những tác nhân tốt để chuyển OH của axit
cacboxylic (-COOH) thành các clorua axit (-COCI):
R-COOH —SOCk „ R.COCI
Hoặc chuyển OH phenol thành dẫn xuất clorua:
Với SbF; người ta có thể diéu chế được các dẫn xuất flo từ các dẫn
xuất clo tương ứng của nó:
VI, Xúc tác
Như trong phần cơ chế phản ứng và các tác nhân halogen hóa đã
nêu, mỗi loại hợp chất thế cần một loại tác nhân khác nhau và đi kèm một
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 22
Trang 24Lugn odin tốt nghigp GVHD: Cô Trần Thi Tửu
loại xúc tác khác nhau để phản ứng xảy ra theo mỗi cơ chế cũng khác
nhau nhưng chung quy lại có các loại xúc tác sau:
® Các axit Lewis ( FeCl;, AICl;, ZnCl, ) làm tăng khả năng phản ứng
halogen hóa thay H trong nhân thơm ( theo cơ chế thế S¡ ) của các
hợp chất thơm.
* Ánh sáng và nhiệt độ cao làm tăng khả năng halogen hóa thay H
trên mạch nhánh ở vị trí œ của các hợp chất thơm và các
hydrocacbon no ( theo cơ chế gốc tự do Sx).
“Các peoxit xúc tác cho quá trình cộng hợp của brom hoặc HBr vào
các hợp chất chứa đây nối kép ( theo cơ chế cộng gốc Ax )
VIL Dung môi '°'
Dung môi chủ yếu trong các phản ứng halogen hóa thường hay sử
dụng ngay bản thân chất đem halogen hóa hoặc bản thân một trong các
chất trung gian hoặc sản phẩm do kết quả halogen hóa thu được, vì đa sốcác dẫn xuất halogen đều là những dung môi tốt, hòa tan được nhiều hợp
chất khác nhau Ngoài ra còn có thể dùng các dung môi là những chất
lỏng có khả năng hòa tan chất đem thế mà lại tro với quá trình halogen
hóa đó.
VIII, Cách tiến hành '”
Thường các hợp chất đem halogen hóa ở thể lỏng nên tự bản thân
nó có thể là dung môi hoặc được hòa tan trong dung môi thích hợp nào đó.Cho vào dung dịch này lượng xúc tác thích hợp, sau đó cho dần tác nhânhalogen hóa vào với vận tốc sao cho có thể khống chế nhiệt độ của phản
ứng theo yêu cầu ( vi halogen hóa là phan ứng tod nhiệt nên phải có bộ phận làm lạnh và làm nóng ) Sau khi kết thúc phản ứng ( theo đõi bằng
việc đo tỷ trọng hoặc sự tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp phản ứng — tuỳtheo từng trường hợp ), rửa hỗn hợp với nước và trung hòa để loại axit, sau
đó cất loại dung môi Cặn còn lại có thể cất phân đoạn ( vì đa số sản
phẩm đều là chất lỏng ) hoặc có thể kết tỉnh chọn lọc nếu là chất rắn )
SVTH: Đăng Thi Duyên Trang 23
Trang 25Luin oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thi Tửu
PHAN II
THỰC NGHIỆM
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 24
Trang 26Lugn ăn tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
I Thí nghiệm 1: Điều chế Etyl lodua
I.1 Công thức phân tử: C;H‹I
1.2 Công thức cấu tạo: CH;-CHr|
1.3 Tên khác: Hydriodic ether; Monoiodoethane; lodocthanc;
lodoetano ( Spanish ); lodoéthane ( French )
1.4 Phương trình phản ứng:
Phản ứng chính:
2P + 3lạ > 2Ph (1) 3C,H;OH + PI; 3 3C2:H;sl + H;PO; (2)
Dụng cụ: Binh cẩu đáy tròn dung tích 100ml, sinh hàn thẳng,
phéu chiết, phéu, bình tam giác 50ml, ống đong, cốc, bộ cất chất
Trang 27Lugn van tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thi Tửu
Cho vào bình cầu đáy tròn dung tích 100ml 1,5g photpho đỏ và 15ml ancol etylic tuyệt đối Đặt bình phản ứng vào chậu nước lạnh, vừa lắc đều
và cho từ từ ( khoảng 10 phút ) 1,5g iod tán nhỏ vào bình phản ứng Lắp
sinh hàn thẳng đun hồi lưu trong 2 giờ (Hình 1)
Hình 1
- Bước 2: Chưng cất lấy sản phẩm
Để nguội đến nhiệt độ phòng Sau đó lấp ống sinh hàn xuôi để cất
sản phẩm ra khỏi hỗn hợp phan ứng ( có thể cất cách thủy hay cất trực tiếp
trên bếp điện ) (Hình 2)
- Bước 3: Tinh chế sản phẩm
Phần sản phẩm thu được có màu nâu sim vì lẫn iod Rửa vài lần bằng
nước có pha thêm dung dịch natri bisunfit ( tiến hành trong phéu chiết ) để loại iod Sau đó, rửa bằng dung dịch kiểm loãng ( để trung hòa dấu vết HI
) Chiết lấy etyl iodua ở lớp dưới cho vào bình tam giác, làm khô bằng
CaCl, Cat lấy etyl iodua lần thứ nhất ở phân đoạn 70-73°C, cất lại sảnphẩm ở phân đoạn 72-73°C
Thu được 8 ml etyl iodua ( 14,5g) Hiệu suất 82%
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 26
Trang 28,Đuậm căn tốt nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Etyl iodua là chất lỏng nặng, không mau, khúc xạ mạnh ánh sáng Độ
hòa tan trong nước là 0,4g ( 20°C ) Trộn lẫn với ancol etyic và nhiều
dung môi hữu cơ Tạo hỗn hợp đẳng phí với ancol etylic ( 13% ancol ) có
4% Các điều kiện thí nghiệm để thu được hiệu suất cao:
Như đã trình bày ở phần lý thuyết tổng quan, trong thí nghiệm này
để tăng hiệu suất phản ứng ta sử dụng phương án tăng nồng độ một tronghai chất tham gia phản ứng:
- Dé chuyển toàn bộ I, thành PI, ta dùng lượng P dư so với ti lệ
phản ứng (1) Theo phản ứng (1) số mol P đỏ cẩn dùng là 0,04
mol, ở đây ta dùng 0,048 mol.
- Tương tự, ta dùng lượng ancol etylic gấp đôi lượng ancol theo
tỉ lệ phản ứng (2) để tăng hiệu suất tạo sản phẩm etyl iodua
* Để thực hiện thí nghiệm này trong phạm vi thời gian một buổi thực
hành, ta cần tìm thời gian thí nghiệm hợp lý
Theo tài liệu “Thực hành hóa học hữu cơ - tập | - NXBGD” thì để
hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ thường | giờ, sau đó dun cách thủy 2 giờ.
Nhưng ta có thể thực hiện thí nghiệm này bằng cách đun trực tiếp hỗn hợp
phản ứng trực tiếp từ 1,5 đến 2 giờ, bai thực nghiệm cho thấy:
Để hỗn hợp phản ứng ở
nhiệt độ thường !h + đun
cách thủy 2h
SVTH: Đặng Thị Duyên Trang 37
Trang 29Dun trực tiếp 2h 82%
Dun trực tiếp 2,5h 82%
$ Dưới tác động của ánh sáng, không khí và nhiệt độ ety! iodua bị
vàng màu va sim dan do bị phân hủy để iod thoát ra Vì vậy ta cần
bảo quan ety! iodua thu được trong lọ có màu, ở nơi thoáng mát.
màu xanh đặc trưng của
muối đồng (I) halogenua.
(Hình 3)
L1 Ứng dụng: {16],(19}
Etyl iodua có rất nhiều ứng dụng ví dụ như làm dung môi, các chất
trung gian, thuốc nhuộm, dược phẩm, chất tiệt trùng, sát trùng, chất hun
khói ( là hợp chất hóa học tác dụng ở trạng thái khí để tiêu diệt sâu bọ ) Ngoài ra, ety] iodua còn đùng để tách khoáng vật dựa vào khối lượng riêng; để xác định chiết suất các khoáng vật; để tổng hợp các chất hữu cơ.
SVTH: Đặng Thị Duyên Trang 28
Trang 30-tuậm căn tất nghiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Il Thí nghiệm 2: Điều chế Etyl Bromua
IIL.1 Công thức phân tử: C;H;Br
11.2 Công thức cấu tạo: CH;-CH)-Br
11.3 Tên khác; hydrobromic, Bromoethane, Monobromocthane;
Etylu bromek ( Polish )
C;H;OSO;OH + C,H;OH 5 C;H;OC;H: + H2SO,
II.5 Cơ chế phản ứng: Sy?
KBr + H2SO; > HBr + KHSO,
#8 3 ¢
Br + C,H;,OH > é- Ác > C;H;Br + OH
Hóa chất: Ancol etylic 96% 16 mÌ
Kali bromua iSg
Axit sunfuric đặc ( d=1,84 ) 16 ml
Dụng cụ: Bình cầu đáy tròn dung tích 200ml, ống nối, sinh
hàn thẳng, sừng bò, nhiệt kế, phéu nhỏ giọt, phễu chiết, bình nón,
bộ cất chất lỏng, nổi cách cát, nổi cách thủy
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 29
Trang 31Lugn căn tốt nghigp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
nghiền mịn Nối bình với
ống sinh hàn thẳng xuôi qua
ống nối Lap sừng bò va
bình hứng Bình hứng được
đặt trong chậu nước đá Cho vào bình hứng một ít nước đá và để đầu cuối
của sừng bò chạm vào mặt nước của bình hứng.(Hình 4)
Bun cách cát hỗn hợp phản ứng ( yêu cẩu: hỗn hợp phản ứng sôiđều, nếu hỗn hợp trong bình sủi bọt mạnh thì phải đun nhẹ bớt hoặc nếucần có thể ngừng đun một lúc ) và thu etyl bromua cho đến khi nào không
còn giọt dầu rơi xuống bình hứng nữa Lưu ý, nếu khi cất, nước trong bình
hứng dâng lên sừng bò thì phải hạ bình hứng xuống sao cho đầu cuối của
sừng bò chỉ vừa chạm vào mặt nước.
- Bước 2: Tinh chế sản phẩm
Sau khi phản ứng kết thúc, đổ chất lỏng trong bình hứng vào phễu chiết, chiết lấy lớp ety! bromua ở lớp dưới vào bình cẩu hay bình hình nón
(đặt trong chậu nước đá).
Sau đó qua phéu nhỏ giọt, cho từng giọt axit sunfuric đặc vào chất
lỏng đó, đồng thời lắc nhẹ cho tới khi chất long phân chia ra làm hai lớp.
Chuyển hỗn hợp trên vào phéu chiết, loại bỏ lớp axit ở dưới ( sánh.
màu nâu ), lấy etyl bromua ở lớp trên rồi chưng cất phân đoạn trên bếp
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 30 ”
Trang 32Lugn oan tốt nghi¢p GVHD: Cô Trần Thị Tửu
cách thủy thu lấy etyl bromua lần một ở phân đoạn 35-40°C, lần hai ở
phân đoạn 37-39°C ( chú ý phải làm lạnh bên ngoài bình hứng bằng nước
đá ).
11.8 Kết qua:
Thu được 6,6 ml ( 9,7g ) etyl bromua Hiệu suất 70%
Etyl bromua là chất lỏng không màu, khúc xạ mạnh ánh sáng, có mùi
ete Độ hoà tan trong 100 g nước là 1,06g (0°C) và 0,9g (30°C) Tron lẫn
với ancol etylic và ete Tạo hỗn hợp đẳng phí với ancol etylic ( 3% ancol)
sôi ở 37,6°C.!!9
Tikhdi dP 1452 1,455 ~ 1,475
| Nhiệt độ nóng chảy — — —— |-1II&C
II.9 Thảo luận:
% Điều kiện thí nghiệm để tăng hiệu suất phan ứng:
Đây là phản ứng este ancol bằng axit vô cơ Phản ứng này là phảnứng thuận nghịch, tuy nhiên phan ứng điều chế etyl bromua sẽ xảy ra tới
cùng vì sản phẩm được tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng
Thời gian từ lúc phan ứng xảy ra đến lúc kết thúc phụ thuộc vào
lượng chất đem phản ứng ít hay nhiều Với lượng chất như trên thì thời
gian để cất hết sản phẩm khoảng từ Ih> lh10' Với thời gian này thì cóthể thực hiện thí nghiệm này trong phạm ví một buổi thực hành
Vì Etyl bromua là chất rat dé bay hơi ( tƒ= 38°C ) nên để thu được
hiệu suất cao cần chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm đầy đủ, hợp lý:
- Hệ thống thí nghiệm phải kín để hơi ety] bromua không bị thoát ra
SVTH: Đăng Thị Duyên Trang 31
Trang 33Lugn căn tất sgkiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
- Cần phải tạo sinh hàn nước đá bằng bơm hồ cá để hơi etyl bromua
dễ ngưng tụ thành chất lỏng rơi xuống bình hứng Nếu sử dụng sinh
hàn nước thường chỉ thu được hiệu suất 45% ).
- Luôn đặt bình hứng trong chậu nước đá, cho nước đá vào trong
bình hứng sao cho đầu cuối của sừng bò phải chạm vào mặt nước trong
bình hứng.
- Trong quá trình tỉnh chế, khi cho axit sunfuric đặc vào chất lỏng
thu được cũng phải đặt bình chứa chất lỏng (bình hình nón có nút
nhám) vào chậu nước đá và phải thao tác cẩn thận vì hơi etyl bromua, sản phẩm phụ ( SO», ete, ) tạo ấp suất mạnh dễ đẩy bật nút đậy bình,
đẩy hỗn hợp ra ngoài.
Dưới tác dụng của ánh sáng, ety] bromua bị vàng do etyl bromua bj
phân hủy tạo ra brom Vì thế cân bảo quản etyl bromua trong bình thủy
tinh mau nâu, thành day hoặc trong ampun han kín.
Etyl bromua có tác dụng gây mê Đặc biệt khi nổng độ cao sẽ gây
hậu quả xấu Vì vậy, khi thực hiện thí nghiệm này cẩn đeo khẩu trang và
thao tác cẩn thận tránh hít nhiều hơi cetyl bromua
Trang 34.Đuậm odn tất nghiện GVHD: Cô Tran Thị Tửu
11.11 Ứng dụng: ''°!”Ẻ
Etyl bromua được sử dụng làm dung môi, đặc biệt là dung môi dễ bay hơi; thuốc gây mê trong y khoa (loại etyl bromua dùng trong y học
thường có 25% ancol etylic để ổn định ); chất làm lạnh; chất hun khói Nó
cũng được sử dụng để làm tác nhân etyl hóa trong tổng hợp hữu cơ, haydùng để tổng hợp chất hữu cơ khác Nó còn dùng trong nhiên liệu cho
động cơ.
© Cũng bằng phương pháp điếu chế ctyl bromua, có thể điều chế
n-propyl bromua, n-butyl bromua Tuy nhiên, như đã trình bày ở phần
lý thuyết tổng quan đối với các dẫn xuất bromua khó bay hơi hơn ta cin
thay đổi cách tiến hành thí nghiệm sao cho phù hợp hơn, ví dụ:
II Thí nghiệm 3: Điều chế n-Butyl bromua
IH.1 Công thức phân tử: C,H;Br HI.2 Công thức cấu tạo: CH:-CH;- CH; CHz-B
CsHoOH + H;SO, > CsHoOSO,0H + HO
CsHoeOSO-OH + C4H,OH > CyHoOC4Hy + H,SO,
Tương tự như phần cơ chế phản ứng ở thí nghiệm diéu chế C;H;Br
II.S Hóa chất và dung cụ:
Hóa chất: Ancol n-butylic 28ml
SVTH: Dang Thị Duyên Trang 33
Trang 35Lugn oan tốt sgitiệp GVHD: Cô Trần Thị Tửu
Kali bromua 30g
Axit sunfuric đặc (d=1,84) 23 ml
Dung địch NaHCO, 10%, dung dịch NaHSO,
Dụng cụ: Bình cầu đáy tròn dung tích 200ml, cột cất Vigrơ, sinh hàn thẳng, sừng bò, nhiệt kế, phễu nhỏ giọt, phéu chiết, bình nón, bộ cất
chất lỏng.
111.6 Cách tiến hành:!''!
Cho vào bình cầu đáy tròn dung tích 200ml 30 ml nước, 28 ml ancoln-butylic, 30g KBr Lam lạnh bình cầu và cho từ từ 23ml H;SO¿4¿ vào bình
phản ứng Dun hồi lưu hỗn hợp phản ứng từ 2 - 3 giờ Sau khi phản ứng
kết thúc, lắp cột chưng cất Virgơ ( nếu không có thì dung cột cất thường )
và chưng cất lấy sản phẩm thô gồm n-butyl bromua, butyl ete, buty] ancol
Cho sản phẩm thô vào phéu chiết, rửa với 20 ml nước có pha một ít
dung dịch NaHSO; để loại brom, rửa với H;SO, đặc lạnh để loại buty] ete.
Tach lấy n-nutyl bromua và rửa với dung dich NaHCO, 10%, làm khô
bằng CaCl, khan Cho sản phẩm vào bình chưng cất và chưng cất thu lấy
n-butyl bromua ở phân đoạn có nhiệt độ 99 - 103°C.
H8 Kết quả:
Thu được 18,5 ml n-butyl bromua Hiệu suất đạt 70%
| Tínhchất | Thựcnghệm | Tai ligu ({11,17.20
Chất lỏng không màu | Chất lỏng không màu
Nhiệt độ sôi tƒ 100,5°C ( chưng cất) | 101-102°C
101°C ( pp Sivolobov
Tikhéi d? 1,278 1,28 - 1,2829
Chỉ số khúcxan 2 [1436 |1,4398
Nhiệt độ nóng chảy ?|_——_ |-I12C
III.8 Kiểm tra sản phẩm:
IIIL8.I Phổ hồn i
vc„„(-CH,-,-CH,): 2875.7; 2935.5; 2962.5
Bett no (-CH;-,-CH;): 1465.8; 1438.8 ỗcụ› : 1380.9
Ve c: 1261.4; 1217.0
SVTH: Dang Thi Duyén Trang 34