phương pháp điều chế axit, các dẫn xuất của axit và aminoaxit
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA MÔN TIỂU LUẬN: HÓA HỮU CƠ Đề Tài: Phương pháp điều chế axit, các dẫn xuất của axit và aminoaxit Giáo viên giảng day: Ts. Nguyễn Văn Bời Sinh viên thực hiện: Phan Văn Vĩnh Nhóm: 18 Mssv: 10046061 Lớp HP: 2104050 Tp. Hồ Chí Minh, 24/10/2012 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 Lời mở đầu 4 Nội dung 5 I. Phương pháp tổng hợp aminoaxxit[1] 5 1.Amin hóa các halogen axit 5 2. Phương pháp este phtalimidolaonic 6 3. Phương pháp xianhidrin 8 4. Phương pháp Micellaneus 9 5. Khử các hợp chất nitro, oxim hay hiddrazon của α-andehitaxit hay α- xetoaxit 9 6. Tác dụng este axetoaxetic thế với muối phenyldeazoni 10 7. Cộng ammoniac vào axit chưa no 10 8. Sự phân giải các hợp chất aminoaxit quang hoạt 10 II.Phương pháp điều chế axit cacboxylic[1] 11 1.Phương pháp oxi hóa 12 2. Phương pháp thuỷ phân 13 3. Phương pháp cacbonyl hóa 14 4. Tổng hợp este axetoaxetic và xyanaxetat 15 5. Tổng hợp từ este molonat 15 6. Tổng hợp từ điazometan 16 7. Phản ứng chuyển vị mạch cacbon 16 III. Phương pháp tổng hợp dẫn xuất của axit[1] 16 1. Este 16 2. Halogen axit 18 3. Anhđrit axit 19 4. Amit 19 IV. tham khảo[3] 21 1. Lên men kỵ khí 21 2. Carconyl hóa metanol 22 3. Lên men ôxy hóa 23 4. Ứng dụng 24 V. Lời kết 28 VI. Tài liệu tham khảo 29 LỜI MỞ ĐẦU Có lẽ rất nhiều người không biết đến axit hữu cơ (axit cacboxylic) hay amino axit là gì nhưng thực ra họ có thể đã từng gặp và sử dụng như giấm là axit axetic, axit fomic trong kiến vàng hay bột ngọt là axit glutamic. Nói theo cách khoa học thì Axit cacboxylic là các hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm cacboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với gốc hydrocacbon. Hay nói cách khác axit cacboxylic là dẫn xuất của hidrocacbon khi thay thế 1 hoặc một vài nguyên tử H bằng nhóm cacboxyl; còn Amino axit là hợp chất tạp chức chứa hai nhóm chức là amino và axit trong phân tử hidro cacbon mạch hở, mạch vòng hay thơm loại benzoit hay thơm dị vòng[1]. Không chỉ là sử dụng làm bột ngọt hay giấm mà hai axit trên còn nhiều hữu ích khác trong cuộc sống cũng như nghiên cứu khoa hoc. Chẳng hạn về axit cacboxylic: Axit axetic cũng được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm khác nhau chất liệu, nước hoa và rayon, chất làm đông tụ trong sản xuất cao su; Axit hữu cơ được sử dụng cho việc chuẩn bị của nhiều loại thuốc như aspirin, phenacetin; Axit hữu cơ được sử dụng trong thực phẩm, đồ uống lạnh; Axit béo cao hơn được sử dụng trong sản xuất xà phòng. Về amino axit: Axit amin là cực kỳ quan trọng cho sự tồn tại của sự sống và chúng có một vai trò quan trọng trong trao đổi chất của một sinh vật, thiếu amino-axit tim bị tấn công, đột quỵ và cao huyết áp, axit amin có trong thịt lợn, sữa, pho mát, nho, dưa hấu, súp lơ, khoai lang, cần tây và gạo. Axit cacboxylic và amino axit có sẵn trong các loại thực phẩm, đồ dùng hay đồ uống nhưng để có được các chất đó thì phải dùng các phương pháp tổng hợp từ các chất khác nhau ở phòng thí nghiệm hay trong công nghiệp. Chính vì các axit được ứng dụng nhiều trong cuộc sống mà hôm nay tôi đề cập đến các phương pháp điều chế axit, aminoaxit và dẫn xuất của nó do các nhà khoa học nghiên cứu để tổng hợp nên các chất phục vụ đời sống con người và mục đích nghiên cứu khoa học. 4 NỘI DUNG I. Phương pháp tổng hợp aminoaxxit[1] Aminoaxxit là hợp chất tạo chức chứa hai nhóm chức amin và axit trong phân tử hiddrocacbon mạch hở, mạch vòng hay thơm loại benzoit hay thơm dị vòng. Song aminoaxxit phổ biến nhất trong tự nhiên là aminoaxit mạch hở: 1.Amin hóa các halogen axit Một phương pháp chung thường dùng để tổng hợp aminoaxxit là tác dụng dẫn xuất halogen với ammoniac lấy dư: 70% Thường dùng NH 4 OH dư: Phản ứng trên dùng để tổng hợp các aminoaxit như β, α, γ,…từ dãn xuất halogen tương ứng: Song dùng để tổng hợp các α-aminoaxxit thuận lợi hơn vì tính bazơ của amino axxit hình thành nhỏ hơn tính bazo của tác nhân ban đầu nhiều. 5 Các halogen axit thường điều chế bằng halogen hóa axit khi có P hoặc bằng phương pháp tổng hợp este malonic: 2. Phương pháp este phtalimidolaonic Phương pháp tốt hơn là dùng phản ứng ankyl hóa: Phương pháp tốt hơn là dùng phản ứng ankyl hóa este N-thế của amonimalonic để điều chế từ brom hóa đietylmalonat theo S N 2: Este này dễ anky hóa trong kiềm RX hay hợp chất cacbonyl β, α-chưa no. Thủy phân cả hai nhóm este và phtalimit trong axit mạnh rồi đecacboxyl hóa. Sản phẩm thu được là α-aminoaxit raxemic hóa: 6 Chẳng hạn: Hiệu quả phản ứng tốt hơn nếu dùng dẫn xuất N-axetamit thay cho phtalimit. Ở đây sản phẩm N-axetamit được điều ches bằng nitrozo hóa axit malonic, chuyển vị oxim và khử: Este axetamidomalonic c8ungx dễ ankyl hóa và sản phẩm ankyl hóa cũng được thủy phân và đecacboxyl hóa như trên: 7 3. Phương pháp xianhidrin α -aminoaxxit thu được khi tác dụng α- hyddroxynitrin và ammoniac để tạo thành aminonitrin rồi thủy phân cho α- amoniaxxit. Phản ứng có thể tiến hành trong hỗn hợp anđehit, ammoniac và HCNtheo phản ứng Stricher qua giai đoạn hình thành α-amonitrin: Phản ứng đi qua sản phẩm imin cộng hợp với HCN: Chẳng hạn phản ứng stricker tổng hợp phenylalanin: 8 4. Phương pháp Micellaneus Phương pháp cũng đi từ este-N-phtalimit phản ứng với đihalogenchủ yếu dùng đẻ tổng howpjaminoaxxit vòng. Chẳng hạn tổng hợp aminoaxxit dị vòng sau: 5. Khử các hợp chất nitro, oxim hay hiddrazon của α-andehitaxit hay α- xetoaxit Α-aminoaxit cũng có thể thu được bằng cách khử xúc tác axit xetocacboxylic bằng H 2 khi có NH 3 : Nếu dùng các hợp chất nitro hay oxim cũng như hiddrazoncuar các anđehit hay xetoaxit ở vị trí xa hơn cũng thu được các α,β…tương ứng. 9 6. Tác dụng este axetoaxetic thế với muối phenyldeazoni Chẳng hạn, phản ứng tạo thành α-aminoaxit: Khử phenylhidrazon của xetoaxitbằng Zn+HCl sẽ tạo thành α-aminoaxit: 7. Cộng ammoniac vào axit chưa no Phản ứng tạo thành β-aminoaxitkhi tác dụngmNH 3 với axit α, β không no hoặc este tương ứng trong dung dịch rựu sẽ có nhóm amin cộng vào vị trí β: 8. Sự phân giải các hợp chất aminoaxit quang hoạt Trong quá trình tổng hợp các hợp chất quang hoạt, người ta thu được hỗn hợp các hợp chất raxemic D và L. Quá trình tách biệt các hợp chất này thành các hợp chất tinh khiết dạng D hay L là một quá trình hết sức khó khan, thường gặp trong quá trình tổng howpjcacs hyddroxyaxit và aminoaxit. Một trong các phương pháp tách hay phân giải aminoaxit là sự hình thành muối đồng phân đia. Nhóm amino chuyển thành nhóm amit không có tính chất lưỡng tính, thường dùng clorua benzoyl: 10 [...]... tổng hợp các axit ankylhay điankylaxxetic và các axit chưa no phụ thuộc vào gốc R của dẫn xuất halogen 6 Tổng hợp từ điazometan Phản ứng dùng điều axit cao từ axit thấp 7 Phản ứng chuyển vị mạch cacbon Tác dụng xeton với S và NH3 rồi thủy phân sẽ cho axit Phản ứng chuyển xeton thành axit Hoặc bằng chuyể vị α halogenxeton thành axit khi tác dụng với kiềm: III Phương pháp tổng hợp dẫn xuất của axit[ 1]... sản xuất axit axetic giấm lớn nhất là Celanese và Công ty hóa BP Các nhà sản xuất lớn khác như Millennium Chemicals, Sterling hemicals, Samsung, Eastman, và Svensk Etanolkemi Và hiện nay phương pháp phổ biến điều chế axit trong phòng thí nghiệm là oxi hóa ancol bậc nhất và anđehit, đi từ dẫn xuất halogen.Trong công nghiệp được điều chế từ metanol được cho là phương pháp hiện đại nhất Tổng hợp dẫn xuất. .. yếu để điều chế este của phenol: c d e f Ancol phân nitrin 17 g Tác dụng với axit điazometan h Tác dụng ancol với xeton phản ứng nhanh, không có sản phẩm phụ, chỉ gồm một phản ứng cộng 2 Halogen axit a Tác dụng axit hay anhiddrit axit với SOCl2: b Tác dụng axit với PX5 và PX3: c Tác dụng axit với oxalylclorua: 18 Trong các dẫn xuất halogen axit, thường tổng hợp dẫn xuất clorua hay bromua, còn dẫn xuất. .. florua và iodua được tổng hợp qua dẫn xuất bromua với HF hay HI 3 Anhđrit axit a Nung nóng axit Phương pháp dùng để tổng hợp anhiđrit đối xứng b Phương pháp dùng để tổng hợp không đối xứng Có thể dùng trực tiếp axit: c Tổng hợp từ xeten Phản ứng dùng trong kỹ nghệ tổng hợp anhđrit axetic 4 Amit a Từ axit, xẫn xuất của axit vớiNH3 hay RNH2 19 b Thủy phân nitrin c Cộng nitrin vào anken 20 IV THAM KHẢO[3] Axit. .. halogen: 13 b Thủy phân este, dẫn xuất axit, glyxerit 3 Phương pháp cacbonyl hóa Dẫn xuất halogen chuyển thành axit qua hợp chất cơ kim tác dụng với đioxxit cacbon Oxit cacbon phản ứng với hợp chất cơ Mg tạo thành muối Muối này phân hủy trong môi trường axit sẽ giải phóng axit: Phương pháp Grignard này dung thích hợp cho dẫn xuất halogen không có khả năng phản ứng theo SN2 Dẫn xuất halogen bậc nhất hay... Bằng cách theo thế các điều kiện phản ứng, anhydrit axetic cũng có thể được tạo ra trong từ các vật liệu này Bởi vì cả metanol và cacbon monoxit đều là các hàng hóa nguyên liệu, cacbonyl hóa metanol trong một thời gian dài là phương pháp sản xuất axit axetic được ưa chuộng Henry Drefyus ở British Celanese đã xây dựng một nhà máy sản xuất theo phương pháp này vào năm 1925 Tuy nhiên do 22 thiếu các vật... metanol được cho là phương pháp hiện đại nhất Tổng hợp dẫn xuất của axit người ta đi từ este và aminoaxit đi từ amin hóa các halogen axit Người ta dựa vào phương pháp có tính hiện đại áp dụng cho sản xuất công nghiệp, ít tốn kém để tổng hợp axit đó là đi từ methanol 28 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Thái Doãn Tĩnh, nhà xuất bả khoa học và kỹ thuật [2] Phan Thanh Sơn Nam, Trần Thị Việt Hoa, NXB Đại... axetic được sản xuất theo cả hai phương pháp sinh học và tổng hợp Ngày nay, lượng axit sản xuất theo phương pháp sinh học chỉ chiếm khoảng 10% sản lượng thế giới, nhưng nó vẫn là một phương pháp quan trọng dùng để sản xuất giấm, theo các luật về độ tinh khiết thực phẩm ở một số quốc gia quy định rằng giấm sử dụng trong thực phẩm phải có nguồn gốc từ sinh học Khoảng 75% axit axetic được sản xuất công nghiệp... vài tuần Ngày nay, hầu hết giấm được sản xuất trong các thùng để ngầm được Otto Hromatka và Heinrich Ebner sử dụng đầu tiên năm 1949 Trong phương pháp này, rượu được lên men thành giấm trong bồn được đảo liên tục, và ôxy được cung cấp bằng cách thổi bọt khí qua dung dịch Sử dụng các ứng dụng hiện đại của phương pháp này, giấm chứa 15% axit axetic có thể được đều chết trong vòng 24 giờ, thậm chí đạt được... cách sử dụng cacbon mang palladi 26 Axit axetic băng được sử dụng trong hóa phân tích để ước tính các chất có tính kiềm yếu như các amit hữu cơ Axit axetic băng có tính bazơ yếu hơn nước, vì vậy amit ứng xử như một bazơ mạnh trong dung dịch axit trung bình này Sau đó nó có thể được chuẩn độ bằng cách sử dụng một dung dịch axit axetic băng của một axit rất mạnh như axit percloric Các ứng dụng khác Các . TP.HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA MÔN TIỂU LUẬN: HÓA HỮU CƠ Đề Tài: Phương pháp điều chế axit, các dẫn xuất của axit và aminoaxit Giáo viên giảng day: Ts. Nguyễn Văn Bời Sinh viên thực. hôm nay tôi đề cập đến các phương pháp điều chế axit, aminoaxit và dẫn xuất của nó do các nhà khoa học nghiên cứu để tổng hợp nên các chất phục vụ đời sống con người và mục đích nghiên cứu. với PX 5 và PX 3: c. Tác dụng axit với oxalylclorua: 18 Trong các dẫn xuất halogen axit, thường tổng hợp dẫn xuất clorua hay bromua, còn dẫn xuất florua và iodua được tổng hợp qua dẫn xuất bromua