Ứng dụng của các hợp chất hữu cơ

Ứng dụng của các hợp chất hữu cơ

Khoa công nghệ hóa học Môn: Hóa hữu cơ - -

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ

GVHD : Phạm Văn Tất

Mã lớp HP: 2104044 SVTT: Hoàng Thị Thu Thảo MSSV: 12031041

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN………1

LỜI MỞ ĐẦU……….2

HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.Hóa học hữu cơ………3

2.Hợp chất hữu cơ……… 3

3.Phân loại các hợp chất hữu cơ………3

PHẦN 1: HIDROCACBON 1.HIDROCACBON NO………4

1.1 Ankan……….4

1.2 Ứng dụng của ankan……….4

2.HIDROCACBON KHÔNG NO………7

2.1 Anken……….7

a.khái niệm……… 7

b.Ứng dụng……… 7

2.2 Ankin……….9

a.khái niệm……….9

b.Ứng dụng………9

3.HIDROCACBON THƠM………11

a.khái niệm………11

b.Ứng dụng……….11

PHẦN 2: DẪN XUẤT HIDROCACBON 1.Dẫn xuất halogen………13

1.1 Khái niệm………13

1.2 ứng dụng………13

2 Hợp chất hidroxy………15

2.1 Ancol………15

2.2 Phenol………16

3 Hợp chất cacbonyl………17

3.1 Andehit……….17

3.2 Xeton……….17

4.Axitcacbonxylic……… 18

4.1 khái niệm……… 18

4.2 Ứng dụng……… 18

5.Amin………19

5.1 khái niệm……… 19

5.2 Ứng dụng……… 19

6.Amino axit……… 19

6.1 khái niệm………19

6.2 Ứng dụng………19

7.Glucozo……….20

7.1 khái niệm………20

7.2 Ứng dụng……….20

8.Saccorozo………21

8.1 Ứng dụng……… 21

8.2 Sản xuất ……… 22

9 Este………22

9.1 khái niệm……….22

9.2 Ứng dụng………22

10.Lipit………23

10.1 khái niệm………23

10.2 Vai trò chất béo……… 24

10.3 Ứng dụng………24

11.Polime………24

11.1 khái niệm………24

11.2 Ứng dụng………25

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 32

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….………

Lời mở đầu

Hóa học hữu cơ là một ngành khoa học nghiên cứu về những cấu trúc, tính chất, thành phần, cách thức phản ứng và cách tổng hợp của những hợp chất hữu cơ và vật liệu hữu cơ…Cũng như nhiều vật chất khác nhau chứa nguyên tố cacbon.hợp chất hữu cơ là những vật chất cơ bản hình thành nên mọi sự sống trên trái đất chúng có có cấu trúc vô cùng đa dạng và vai trò hết sức to lớn quá trình nghiên cứu cấu trúc hóa học của một hợpchất hữu cơ có thể ứng dụng nhiều thành tựu trong lĩnh vực đời sống làm thành phần, nguyên liệu,nhiên liệu ,cho các ngành công nghiệp, ví dụ như là thành phần quan trongj của nhiều sản phẩm thường thấy như nhựa plastic, thuốc, công nghiệp hóa dầu, thực phẩm, các dang vật liệu nổ và công nghiệp sơn…Vì vậy để để biết được cụ thể hơn vai trò của tưng hợp chất hữu cơ trong đời sống em xin trình bày ứng dụng của một số hợp chất hữu cơ

HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ HỢP CHẤT HỮU

CƠ

1.Hóa học hữu cơ:

Hóa học hữu cơ là ngành Hóa học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ

2.Hợp chất hữu cơ: là hợp chất của cacbon ((trừ CO,CO2, muối cacbonat, xianua, cacbua, )

với hidro và nhưng hợp chất khác

PHẦN 1: HIDROCACBON

Hidrocacbon là hợp chất hữu cơ mà phân tử chỉ gồm cacbon và hidro.

Chúng được chia thành: hydrocacbon no, hydrocacbonkhông no, xycloparafin và

hydrocacbon thơm

trong phân tử của nó liên kết với nhau bằng liên kết đơn.còn những hóa trị còn lại được bão hòa bớ các nguyên tử hidro Công thức chung của hidrocacbon no là CnH2n+2

Hidrocacbon no còn được gọi là ankan hoặc prafin

1.1 ANKAN: là tên gọi theo danh pháp quốc tế của các hợp chất hữu cơ

Prafin là tên gọi xuất phát từ tiếng lating

Các đồng đẵng của metan có công thức tổng quát CH4(CH2)n Ví dụ: C2H6 (etan), C3H8

(propan)

1.2Ứng dụng

Làm nhiên liệu, vật liệu ← ANKAN → Làm nguyên liệu

Hình 2

-Sử dụng chủ yếu của một ankan nào đó có thể xác định hoàn toàn phù hợp với số nguyên tử cacbon trong nó, mặc dù sự phân chia ranh giới dưới đây là đã lý tưởng hóa vàchưa thực sự hoàn hảo Bốn ankan đầu tiên được sử dụng chủ yếu để cung cấp nhiệt cho các mục đích sưởi ấm và nấu ăn, và trong một số quốc gia còn để chạy máy phát điện Metan và etan là các thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên; chúng thông thường được lưu trữ như là khí nén Tuy nhiên, rất dễ dàng chuyển chúng sang dạng lỏng: điều này đòihỏi đồng thời việc nén và làm lạnh khí.

-Propan và butan có thể hóa lỏng ở áp suất tương đối thấp, và chúng được biết dưới tên gọi khí hóa lỏng (viết tắt trong tiếng anh là LPG) Ví dụ, propan được sử dụng trong các lò nung khí propan còn butan thì trong các bật lửa sử dụng một lần (ở đây áp suất chỉ khoảng 2 bazo) Cả hai ankan này được sử dụng làm tác nhân đẩy trong các bình xịt

-Từ pentan tới octan thì ankan là các chất lỏng dễ bay hơi Chúng được sử dụng làm nhiên liệu trong các động cơ đốt trong, do chúng dễ hóa hơi khi đi vào trong khoang đốt mà không tạo ra các giọt nhỏ có thể làm hư hại tính đồng nhất của sự cháy Các ankan mạch nhánh được ưa chuộng hơn, do chúng có sự bắt cháy muộn hơn so với các ankan mạch thẳng tương ứng (sự bắt cháy sớm là nguyên nhân sinh ra các tiếng nổ lọc xọc trong động cơ và dễ làm hư hại động cơ) Xu hướng bắt cháy sớm được đo bằng chỉ

số octan của nhiên liệu, trong đó 2,2,4- trimetylpentan (isooctan) có giá trị quy định ngẫu hứng là 100 còn heptan có giá trị bằng 0 Bên cạnh việc sử dụng như là nguồn nhiên liệu thì các ankan này còn là dung môi tốt cho các chất không phân cực

-Các ankan từ nonan tới ví dụ là hexadecan (ankan với mạch chứa 16 nguyên tử cacbon) là các chất lỏng có độ nhớt cao, ít phù hợp cho mục đích sử dụng như là xăng Ngược lại, chúng tạo ra thành phần chủ yếu của dầu disel (điêzen) và nhiên liệu hàng không Các nhiên liệu điêzen được đánh giá theo chỉ số cetan (cetan là tên gọi cũ của hexađecan) Tuy nhiên, điểm nóng chảy cao của các ankan này có thể sinh ra các vấn đề

ở nhiệt độ thấp và tại các vùng gần cực Trái Đất, khi đó nhiên liệu trở nên đặc quánh hơn

và sự truyền dẫn của chúng không được đảm bảo chuẩn xác

-Các ankan từ hexađecan trở lên tạo ra thành phần quan trọng nhất của các loại chất đốt trong các lò đốt và dầu bôi trơn Ở chức năng sau thì chúng làm việc như là các chất chống gỉ do bản chất không ưa nước của chúng làm cho nước không thể tiếp xúc với

bề mặt kim loạii Nhiều ankan rắn được sử dụng như l sáp paraffin, ví dụ trong các loại nến Không nên nhầm lẫn sáp parafin với sáp thực sự (ví dụ sáp ong) chủ yếu là hỗn hợp của các este

-Các ankan với độ dài mạch cacbon khoảng từ 35 trở lên được tìm thấy trong bitum được sử dụng chủ yếu trong nhựa nhựa đường để rải đường Tuy nhiên, các ankan

có mạch cacbon lớn có ít giá trị thương mại và thông thường hay được tách ra thành các ankan mạch ngắn hơn thông qua phương pháp cracking

2.HIDROCACBON KHÔNG NO:

Hidrocacbon không no là các hidrocacbon có liên kết bội ( liên kết đôi hoặc liên kết ba) giữa các nguyên tử cacbon Tùy thuộc vào loại liên kết bội mà các hidrocacbon được chiathành các loại sau:

Hình 4

Trong các hoá chất hữu cơ do con người sản xuất ra thì etilen đứng hàng đầu vềsản lượng Sở dĩ như vậy vì etilen cũng như các anken thấp khác là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp tổng hợp polime và

các hoá chất hữu cơ khác

•Trong đời sống

-Cà rốt là một pigment anken có nàu vàng cam, rất giàu vitamin (β-caroten) Nó là nguồn thức ăn giàu vitamin A, rất tốt cho người ăn kiêng Β-Caroten được chuyển hóa thành vitamin A dưới tác dngj của enzim, vitamin A được oxi hóa thành aldehy(trans-retinal)

và đồng phân hóa( thay đổi cấu trúc nối đôi (C11-C12) thành 11-cí-retinal Chất màu này rất nhạy ánh sáng trên hệ thống trực quan

-Etilen kích thích sinh trưởng của các tế

bào thực vật do đó có tác dụng làm tăng

trưởng về kích thước cây trồng, kích

thích sự ra hoa ở các loại cây ăn quả

Một đặc tính quan trọng của khí etilen là

tác dụng kích thích quá trình chín của

các loại quả có hô hấp đột biến

(climacteric) hay còn gọi là các loại quả

có quá trình chín sau thu hoạch, nghĩa là

kể cả khi quả đã được thu hoạch thì quá

trình chín của chúng vẫn được duy trì

như chuối, xoài, đu đủ, hồng, cà chua

(A acetylene; cg etin), HC ≡ CH Chất đầu dãy đồng đẳng của hiđrocacbon axetilenic;

là một hiđrocacbon có nối ba đơn giản nhất Khí không màu; khối lượng riêng 1,171 kg/m3; ts = –83,6 oC Tạo với không khí thành hỗn hợp nổ trong một khoảng rất rộng (từ2,3% đến 80,7% A theo thể tích) Nhiệt độ cực đại của ngọn lửa oxi - axetilen là

nước; tan trong etanol, clorofom, axeton (lợi dụng tính chất này, người ta hoà tan A trongaxeton và vận chuyển trong bình nén) Điều chế bằng cách cho canxi cacbua tác dụng vớinước bằng phương pháp ướt, khô, hoặc bằng cách nhiệt phân các hiđrocacbon như metan,etan, propan (khí thiên nhiên) Trong công nghiệp hoá chất, A là nguyên liệu để sản xuất vinyl clorua, vinyl axetat hoặc các monome khác, rồi từ đó trùng hợp thành các polime, sợi tổng hợp, cao su tổng hợp, chế tạo muội than.

Axetilen cháy trong oxi tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ khoảng 30000C nên được dùng trong

đèn xì axetilen - oxi để hàn và cắt kim loại:

Không khi nào mà cuộc song con người lại không có sự xuất hiện của benzene, những chất như long não, thuốc paracetanol, thuốc trừ sâu 666 (đã bị cấm), lkháng sinh picác loại, thuốc trừ cỏ DDT, thuốc cảm acpirin… sử dụnh chế tạo tơ nhân tạo, nilon Thủytinh tổng hợp , đồ chống cháy… có nhiều vai trò trong cuộc sống.

Hình 5:thuốc acpirin Hình 6: Long não

Thuốc trừ sâu

PHẦN 2:

DẪN XUẤT HIDROCACBON

1.DẪN XUẤT HALOGEN

1.1 Khái niệm

-Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử hiđrocacbon bằng một hay nhiều nguyên tử halogen ta được dẫn xuất halogen của hiđrocacbon, thường gọi tắt làdẫn xuất

-Dựa theo cấu tạo của gốc hiđrocacbon, người ta phân thành các loại sau:

+Dẫn xuất halogen no: CH2FCl; CH2Cl−CH2Cl; CH3−CHBr−CH3; (CH3)3C−I

+Dẫn xuất halogen không no: CF2=CF2; CH2=CH−Cl; CH2=CHCH2−Br

+Dẫn xuất halogen thơm: C6H5F; C6H5CH2−Cl; p−CH3C6H4Br; C6H5I

1.2 Ứng dụng

a.Làm dung môi

Metylen clorua, clorofom, cacbon tetraclorua, 1,2- đicloetan là những chất lỏng hòa tan được nhiều chất hữu cơ đồng thời chúng còn dễ bay hơi, dễ giải phóng khỏi hỗn hợp, vì thế được dùng làm dung môi để hòa tan hoặc để tinh chế các chất trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp

b Làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ

Hình 7: nhựa pvc

Các dẫn xuất halogen của etilen, của butađien được dùng làm monome để tổng

hợp các polime quan trọng Thí dụ CH2=CHCl tổng hợp ra PVC dùng chế tạo một số loại

ống dẫn, vải giả da, , CF2=CF2 tổng hợp ra teflon, một polime siêu bền dùng làm

những vật liệu chịu kiềm, chịu axit, chịu mài mòn,

Teflon bền với nhiệt tới trên 3000C nên được dùng làm lớp che phủ chống bám dính cho

xoong, chảo, thùng chứa

Các dẫn xuất halogen của etilen, của butađien được dùng làm monome để tổng hợp các

polime quan trọng Thí dụ CH2=CHCl tổng hợp ra PVC dùng chế tạo một số loại ống dẫn, vải giả da, , CF2=CF2 tổng hợp ra teflon, một polime siêu bền dùng làm những vật

liệu chịu kiềm, chịu axit, chịu mài mòn,

Teflon bền với nhiệt tới trên 3000C nên được dùng làm lớp che phủ chống bám dính cho

xoong, chảo, thùng chứa

c Các ứng dụng khác

-Dẫn xuất halogen thường là những hợp chất có hoạt tính sinh học rất đa dạng Thí

-dụ CHCl3,ClBrCH−CF3 được dùng làm chất gây mê trong phẫu thuật.

Nhiều dẫn xuất polihalogen có tác dụng diệt sâu bọ trước đây được dùng

nhiều trong công nghiệp, như C6H6Cl6, nhưng chúng cũng gây tác hại lâu dài đối

với môi trường nên ngày nay đã không được sử dụng nữa

Rất nhiều chất phòng trừ dịch hại, diệt cỏ, kích thích sinh trưởng thực vật có chứa

halogen (thường là clo) hiện nay vẫn đang sử dụng và mang những lợi ích trong sản xuất nông nghiệp

CFCl3 và CF2Cl2. trước đây được dùng phổ biến trong các máy lạnh, hộp xịt ngày nay đang bị cấm sử dụng, do chúng gây tác hại cho tần ozon

2.HỢP CHẤT HIDROXY

2.1.ANCOL

2.1.1 Khái niệm

-Ancol là những hợp chất có nhóm hidroxy lien kết với nguyên tử cacbon no-Phân loại ancol:

+Theo cấu trúc

Có các loại ancol mạch thẳng và ancol mạch nhánh, vòng

+Theo liên kết cácbon

•Có các loại ancol no và ancol không no

Ví dụ: CH3-CH2-OH là ancol no và CH2=CH-CH2-OH là ancol không no

Theo chức ancol

•Có ancol đơn chức và ancol đa chức

Ví dụ: CH3-CH2-OH (êtanol) là ancol một lần ancol còn OH-CH2-CH2-OH (êtilen glycol) là ancol hai lần ancol

2.2.2 Ứng dụng

a) Ứng dụng của etanol

Etanol là ancol được sử dụng nhiều nhất

* Etanol được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các hợp chất khác như đietyl ete, axit axetic, etyl axetat,

* Một phần lớn etanol được dùng làm dung môi đẻ pha chế vecni, dược phẩm, nước hoa,

* Etanol còn được dùng làm nhiên liệu: dùng cho đèn cồn trong phòng thí nghiệm, dùng thay xăng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong

* Điều chế các loại rượu uống nói riêng hoặc các đồ uống có etanol nói chung, người ta chỉ dùng sản phẩm của quá trình lên men rượu các sản phẩm nông nghiệp như: gạo, ngô,

độc hại đối với cơ thể.Uống nhiều rượu rất có hại cho sức khỏe.

b) Ứng dụng của metanol

* Ứng dụng chính của metanol là để sản xuất anđehit fomic (bằng cách oxi hóa nhẹ) và

axit axetic (bằng phản ứng với CO) Ngoài ra còn được dùng để tổng hợp các hóa chất

khác như metylamin, metyl clorua,

* Metanol là chất rất độc, chỉ cần một lượng nhỏ vào cơ thể cũng có thể gây mù lòa, lượng lớn hơn có thể gây tử vong

-Phenol được dùng để điều chế dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc nổ (2,4,6 -

trinitrophenol), chất kích thích sinh trưởng thực vật, chất diệt cỏ 2,4−D (axit

2,4-điclophenoxiaxetic), chất diệt nấm mốc (nitrophenol), chất trừ sâu bọ,

Ứng dụng của một số dẫn xuất chúa clo của phenol: pentaclổphenol,sử dụng rộng rãi nhưchất bro quản gỗ, được điều chế từ phản ứng của phenol với lượng dư thừa Cl2,

hẽaclổphen là tác nhân khử trùng trong bệnh viện được điều chế từ 2,4,5-tri- clorophenol

3.HỢP CHẤT CACBONNYL

3.1 ANDEHIT

3.1.1 Khái niệm

Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm CH=O liên kết trực tiếp với

nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro

Nhóm −CH=O là nhóm chức của anđehit, nó đựoc gọi là nhóm cacbanđehit.

Thí dụ: HCH=O (fomanđehit), CH3CH=O (axetanđehit),…

3.1.2 Ứng dụng

a) Fomanđehit

Fomanđehit được dùng chủ yếu để sản xuất poliphenolfomanđehit (làm chất dẻo) và còn được dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm

Dung dịch 37−40% fomanđehit trong nước gọi là fomalin (còn gọi là fomon) được dùng

để ngâm xác động vật, thuộc da, tẩy uế, diệt trùng,

Axeton còn dùng làm chất dầu để tổng hợp ra nhiều chất hữu cơ quan trọng khác như clorofom, iodofom, bisphenol - A,

4.AXIT CACBONXYLIC

4.1 Khái niệm

Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl

(−COOH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro).

Nhóm được gọi là nhóm cacboxyl, viết gọn là −COOH.

4.2 Ứng dụng

a) Axit axetic

Axit axetic được dùng để điều chế những chất có ứng dụng quan trọng như: axit cloaxetic

(dùng tổng hợp chất diệt cỏ 2,4−D; 2,4,5−T ), muối axetat của nhôm, crom, sắt (dùng

làm chất cầm màu khi nhuộm vải, sợi), một số este (làm dược liệu, hương liệu, dung môi, ), xenlulozơ axetat (chế tơ axetat)

b) Các axit khác

Các axit béo như axit panmitic (C15H31COOH), axit stearic (C17H35COOH), được

dùng để chế xà phòng Axit benzoic được dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm, nông

dược, Axit salixylic dùng để chế thuốc cảm, thuốc xoa bóp, giảm đau,

Các axit đicacboxylic (như axit ađipic, axit phtalic, ) được dùng trong sản xuất poliamit,polieste để chế tơ sợi tổng hợp

5.AMIN

5.1 Khái niệm

Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử NH3 bằng một hay nhiều gốc

hiđrocacbon ta được amin

Thí dụ:

CH3−NH2; CH3−NH−CH3; CH3−NCH3|; CH2=CH−CH2−CH2NH2; C6H5NH2