ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ THƯỜNG GẶP

Đặng Thị Linh Chi ĐIỀU CHẾ VÔ CƠ HALOGEN VÀ ĐỒNG BỌN I.Clo 1.Trạng thái tự nhiên: Có khoáng vật cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O) xinvinit (NaCl.KCl) 2.Điều chế: Nguyên tắc : oxi hóa Cl(-) thành Cl2 a.Trong phòng thí nghiệm Dùng HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh (MnO2,KMnO4,KClO3,K2Cr2O7, ) MnO2+4HCl -> MnCl2+Cl2+H2O (đun nóng) 2KMnO4+16HCl ->2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (nhiệt độ thường) KClO3+6HCl ->KCl+3Cl2+3H2O (nhiệt độ thường) K2Cr2O7+14HCl ->2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O b.Trong công nghiệp:(sản phẩm phụ công nghiệp sản xuất xút (NaOH)) Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn 2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH II.Khí HCl 1.Trong phòng thí nghiệm: Dùng NaCl rắn (tinh thể) tác dụng H2SO4 đặc (phương pháp dùng để điều chế HNO3 HF) NaCl+H2SO4 ->NaHSO4+HCl (nhiệt độ không 250 độ C nhiệt độ thường) 2NaCl+H2SO4 ->Na2SO4+2HCl (nhiệt độ > 400 độ C) 2.Trong công nghiệp a.Phương pháp sunfat : tương tự điều chế phòng thí nghiệm b.Phương pháp tổng hợp H2+Cl2 ->2HCl (H2 Cl2 thu từ điện phân dd NaCl có màng ngăn) c.Thu HCl tinh khiết từ “clo hóa chất hữu cơ” III.Các hợp chất khác Clo 1.Nước Gia-ven: Dùng NaOH loãng nguội tác dụng với Clo 2NaOH+Cl2 ->NaCl+NaClO+H2O (Hoặc điện phân dd NaCl không màng ngăn) 2.Clorua vôi: Dùng Clo tác dụng với vôi hoăc sữa vôi Ca(OH)2+Cl2 ->CaOCl2+H2O (30 độ C) 3.Muối Clorat (quan trọng KClO3) Dùng Clo tác dụng với dd kiềm nóng 3Cl2+6KOH ->5KCl+KClO3+3H2O Điện phân dd KCl 25% 3H2O+KCl ->KClO3+3H2 (70-75 độ C) IV.Flo 1.Trạng thái tự nhiên: Có khoáng vật florit (CaF2) criolit (Na3AlF6 hay AlF3.3NaF) 2.Điều chế Đặng Thị Linh Chi a.Trong công nghiệp Do F2 chất oxi hóa mạnh nên chất khử đủ mạnh để tách Flo khỏi hỗn hợp Vì phương pháp tối ưu điện phân hỗn hợp KF+2HF (nhiệt độ nóng chảy 70 độ C)(dùng hỗn hợp giúp giảm nhiệt độ nóng chảy) (Cực dương làm than chì cực âm làm thép đặc biệt Cu) V.Khí HF Do F2 tác dụng mãnh liệt với nước nên phương pháp để điều chế HF dùng CaF2 tác dụng với H2SO4 đặc: CaF2+H2SO4 ->CaSO4+2HF (250 độ C) VI.Brom Iốt Sau lấy muối ăn khỏi nước biển, phần lại chứa nhiều muối NaBr KBr.Ta sục khí Cl2 vào dd Bromua: 2NaBr+Cl2 ->2NaCl+Br2 (điều chế Iôt tương tự) VII.Khí HBr Thủy phân PBr3 PBr3+3H2O ->H3PO3+3HBr Thực tế, cho Br2 tác dụng trực tiếp với P H2O (PT trên) VIII.Một số chất khác 1.OF2(oxi florua): Cho F2 qua dd NAOH loãng (khoảng 2%) lạnh 2F2+2NaOH ->2NaF+H2O+OF2 OXI VÀ ĐỒNG BỌN I.Oxi 1.Trong phòng thí nghiệm Phân hủy hợp chất chứa oxi bền nhiệt (thường chất có tính oxi hóa mạnh) (KMnO4,KClO3,H2O2, ) 2KMnO4 ->K2MnO4+MnO2+O2 (đun nóng) 2KClO3 ->2KCl+3O2 (xúc tác MnO2 đun nóng >500 độ C) 2H2O2 ->2H2O+O2 (xúc tác MnO2) ( Nhiệt phân muối nitrat kim loại kiềm(hoặc kiềm thổ) tạo O2 tính nguy hiểm phản ứng nên không dùng để điều chế O2 phòng thí nghiệm 2RNO3 ->2RNO2+O2 ) 2.Trong công nghiệp a.Từ không khí Không khí hóa lỏng áp suất cao, nhiệt độ thấp sau chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu O2 -183 độ C, Ar -186 độ C, N2 -196 độ C b.Điện phân H2O (có hòa tan chất điện li H2SO4, NaOH, để tăng tính dẫn điện) Đặng Thị Linh Chi 2H2O ->2H2+O2 II.Lưu huỳnh 1.Khai thác lưu huỳnh tự lòng đất Sử dụng hệ thống thiết bị nén H2O siêu nóng (170 độ C) vào mỏ S đẩy S nóng chảy lên (phương pháp Frasch) 2.Sản xuất từ hợp chất a.Đốt H2S điều kiện thiếu không khí H2S+O2 ->2S+2H2O b.Dùng H2S khử SO2 2H2S+SO2 ->3S+2H2O (Thu hồi >90% lượng S khí độc SO2 H2S) III.H2S Trong công nghiệp, không sản xuất H2S (do khí độc ứng dụng thực tiễn) Trong phòng thí nghiệm, FeS+HCl(dd) ->H2S+FeCl2 IV.SO2 1.Trong phòng thí nghiệm Na2SO3+H2SO4(dd) ->Na2SO4+H2O+SO2 (đun nóng) 2.Trong công nghiệp -Đốt cháy S S+O2 ->SO2 -Đốt quặng sunfua kim loại FeS2,Cu2S, 4FeS2+11O2 ->2Fe2O3+8SO2 V.SO3 2SO2+O2< ->2SO3 (xúc tác V2O5 450-500 độ C) VI.H2SO4 (3 công đoạn) 1.Sản xuất SO2 2.Sản xuất SO3 3.Sản xuất H2SO4 H2SO4 98% hấp thụ SO3 thu Oleum H2SO4.nSO3 H2SO4+nSO3 ->H2SO4.nSO3 Dùng nước thích hợp pha loãng Oleum H2SO4.nSO3+H2O ->(n+1)H2SO4 NITƠ VÀ ĐỒNG BỌN I.N2 1.Trạng thái tự nhiên: Có khoáng vật “diêm tiêu natri”(NaNO3) 2.Điều chế a.Trong phòng thí nghiệm NH4NO2 ->N2+H2O (đun nóng nhẹ) Hoặc đun nóng nhẹ hỗn hợp bão hòa NH4Cl NaNO2 NH4Cl+NaNO2 ->N2+NaCl+2H2O (đun nóng nhẹ) Đặng Thị Linh Chi Hoặc 2NH4Cl+4CuO ->N2+H2+CuCl2+3Cu (nhiệt độ) b.Trong công nghiệp Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu N2 -196 độ C (xem điều chế O2) II.NH3 1.Trong phòng thí nghiệm -Muối amoni tác dụng chất kiềm đun nóng nhẹ 2NH4Cl+Ca(OH)2 ->2NH3+CaCl2+2H2O (Làm khô NH3: cho qua bình đựng CaO) -Điều chế nhanh lượng nhỏ NH3: đun nóng dd NH3 đậm đặc (làm khô trên) 2.Trong công nghiệp N2+3H2 ->2NH3 (450-500 độ C, 200-300 atm, xúc tác Al2O3,K2O, ) III.Một số chất khác (trong phòng thí nghiệm) 1.N2O: NH4NO3 ->N2O+2H2O (đun nóng nhẹ) 2.NO: 3Cu+8HNO3(loãng) ->2NO+4H2O+3Cu(NO3)2 3.NO2: Cu+4HNO3(đặc) ->2NO2+2H2O+Cu(NO3)2 4.N2O5: 2HNO3 (P2O5) >N2O5+H2O 5.N2H4(hidrazin-nhiên liệu tên lửa) công nghiệp 2NH3 < -> N2H4+H2 (tia cực tím) IV.HNO3 1.Trong phòng thí nghiệm NaNO3 (hoặc KNO3) rắn tác dụng với H2SO4 đặc nóng NaNO3+H2SO4 ->HNO3+NaHSO4 (phương pháp điều chế lượng nhỏ HNO3 bốc khói) 2.Trong công nghiệp: Phương pháp oxi hóa(3 giai đoạn) a.Oxi hóa NH3 oxi không khí 4NH3+5O2 ->4NO+6H2O (800-900 độ C, xúc tác Pt) phản ứng tỏa 907KJ b.Oxi hóa NO thành NO2 (làm nguội NO hóa hợp với O2) 2NO+O2 ->NO2 c.Chuyển hóa NO2 thành HNO3 4NO2+2H2O+O2 ->4HNO3 Phương pháp hồ quang N2 ->NO ->NO2 ->HNO3 V.Phốt 1.Trạng thái tự nhiên Có khoáng vật apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2), phốtphorit (Ca3(PO4)2) 2.Điều chế công nghiệp Nung hỗn hợp quặng phốtphorit, cát, than cốc 1200 độ C lò điện Ca3(PO4)2+3SiO2+5C ->3CaSiO3+2P+5CO (Hơi P thoát ngưng tụ làm lạnh, thu P trắng dạng rắn) VI.H3PO4 1.Trong phòng thí nghiệm P+5HNO3(đặc) ->H3PO4+5NO2+H2O PCl5+4H2O ->H3PO4+5HCl Đặng Thị Linh Chi 2.Trong công nghiệp a.Phương pháp trích li: H2SO4 đặc + quặng phốtphorit (hoặc apatit) Ca3(PO4)2+3H2SO4 ->3CaSO4+2H3PO4 (nhiệt độ) (Tách muối CaSO4 kết tinh cô đặc dd, làm lạnh để axit kết tinh.Axit H3PO4 điều chế không tinh khiết, chất lượng thấp=>chủ yếu để sản xuất phân bón) b.Phương pháp nhiệt: Điều chế H3PO4 tinh khiết nồng độ cao 4P+5O2 ->2P2O5 (nhiệt độ) P2O5+3H2O ->3H3PO4 CACBON VÀ ĐỒNG BỌN I.Cacbon 1.Trạng thái tự nhiên: Có khoáng vật canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3) 2.Điều chế a.Kim cương nhân tạo: Nung than chì 2000 độ C, áp suất 50-100 nghìn atm, xúc tác Fe,Cr hay Ni b.Than chì nhân tạo: Nung than cốc 2500-3000 độ C lò điện (không có không khí) c.Than cốc: Nung than mỡ khoảng 1000 độ C lò cốc (không có không khí) d.Than gỗ: Tạo nên đốt cháy gỗ điều kiện thiếu không khí e.Than muội: Nhiệt phân CH4 có xúc tác CH4 >C+H2 f.Than mỏ: Khai thác trực tiếp từ vỉa than lòng đất II.CO 1.Trong phòng thí nghiệm Cho H2SO4 đặc axit HCOOH, đun nóng HCOOH >CO+H2O (nhiệt độ H2SO4 đặc) 2.Trong công nghiệp -Cho nước qua than nung đỏ C+H2O ->CO+H2 (Hỗn hợp khí tạo thành gọi khí than ướt, chứa trung bình khoảng 44% CO, lại CO2,N2,H2, ) -Sản xuất lò gas: thổi không khí qua than nung đỏ CO2 bị khử thành CO CO2+C ->2CO (Hỗn họp khí thu gọi khí lò gas hay khí than khô, chứa trung bình khoảng 25% CO, N2,CO2 lượng nhỏ khí khác) III.CO2 1.Trong phòng thí nghiệm Cho dd HCl tác dụng với đá vôi bình kíp Đặng Thị Linh Chi CaCO3+2HCl ->CaCl2+CO2+H2O 2.Trong công nghiệp Được tạo trình đốt than để thu lượng trình chuyển hóa khí thiên nhiên, sản phẩm dầu mỏ, nung vôi, lên men rượu từ glucozo, IV.Si 1.Trạng thái tự nhiên Có khoáng vật cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O), xecpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), fenspat (Na2O.Al2O3.6SiO2) 2.Điều chế a.Trong phòng thí nhiệm Đốt cháy hỗn hợp bột Mg với cát nghiền mịn SiO2+2Mg ->Si+MgO (đốt cháy) b.Trong công nghiệp Dùng than cốc khử SiO2 lò điện nhiệt độ cao SiO2+2C ->Si+2CO (nhiệt độ) KIM LOẠI I.Phương pháp chung điều chế kim loại (trong công nghiệp) 1.Phương pháp thủy luyện (điều chế kim loại có tính khử yếu Cu,Hg,Ag,Au, ) Cơ sở phương pháp dùng dung dịch thích hợp dd H2SO4, NaOH, NaCN, để hòa tan KL tách khỏi phần không tan có quặng Sau đó, ion KL dd khử KL có tính khử mạnh Fe,Zn, VD: Ag2S+4KCN ->2K(Ag(CN)2)+K2S 2K(Ag(CN)2)+Zn ->K2(Zn(CN)4)+2Ag 2.Phương pháp nhiệt luyện (điều chế KL có tính khử trung bình yếu Zn,Fe,Sn,Pb,Cu, ) Cơ sở phương pháp khử ion LK hợp chất nhiệt độ cao chất khử mạnh C,CO,H2 hoạc kim loại Al, kim loại kiềm kiềm thổ -Trường hợp quặng sunfua KL Cu2S,ZnS,FeS2, phải chuyển sunfua KL thành oxit KL sau khử oxit KL chất khử thích hợp VD: 2ZnS+3O2 ->2ZnO+2SO2 (nung) ZnO+C ->CO+Zn (nhiệt độ cao) -Đối với KL khó nóng chảy Cr,Fe dùng Al làm chất khử (phương pháp nhiệt nhôm) VD: Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3 -Với KL hoạt động Hg,Ag cần đốt cháy quặng thu KL mà không cần phải khử tác nhân khác 3.Phương pháp điện phân (điều chế hầu hết KL) Cơ sở phương pháp dùng dòng điện chiều để khử ion KL -Điều chế KL có tính khử mạnh Li,Na,Al,K, cách điện phân hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy chúng VD: 2KCl ->2K+Cl2 -Điều chế KL có tính khử trung bình KL có tính khử yếu Zn,Cu, cách điện Đặng Thị Linh Chi phân dung dịch muối chúng VD: 2ZnSO4+2H2O ->2Zn+2H2SO4+H2 II.Kim loại kiềm kiềm thổ: Do chất khử ion KL kiềm nên phương pháp thường dùng điện phân nóng chảy muối halogenua chúng thu KL Catot VD: Điều chế Na: điện phân hỗn hợp 2NaCl+CaCl2 (để hạ nhiệt độ nóng chảy xuống khoảng 600 độ C) 2NaCl ->2Na+Cl2 *Điều chế NaOH:Điện phân dd có màng ngăn 2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH (dd NaOH lẫn nhiều NaCl Người ta cô đặc dd NaCl tan so với NaOH nên kết tinh trước.Tách NaCl lại NaOH) III.Al: Điện phân nóng chảy Al2O3 Na3AlF6 (nhiệt độ nóng chảy 900 độ C) (Tác dụng: tiết kiệm lượng,tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt Al2O3,hỗn hợp có khối lượng riêng < Al lên Al, ngăn cản Al tiếp xúc với không khí) 2Al2O3 ->4Al+3O2 IV.Cr 1.Trạng thái tự nhiên: Có quặng cromit (FeO.Cr2O3) 2.Điều chế: Tách Cr2O3 từ quặng cromit, điều chế Cr phương pháp nhiệt nhôm Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3 (nhiệt độ) (Độ tinh khiết Cr 97-99%, tạp chất Al,Fe,Si) V.Fe đồng bọn 1.Trạng thái tự nhiên: Có quặng hematit đỏ (Fe2O3), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4)-quặng giàu Fe nhất, xiderit (FeCO3), pirit sắt (FeS2) 2.Điều chế a.Fe 3Fe2O3+CO ->2Fe3O4+CO2 (400 độ C) Fe3O4+CO ->3FeO+CO2 (500-600 độ C) FeO+CO ->Fe+CO2 (700-800 độ C) b.FeO (phòng thí nghiệm): phân hủy Fe(OH)2 nhiệt độ cao (không có không khí): Fe(OH)2 ->FeO+H2O (nhiệt độ) c.Fe(OH)2 (phòng thí nghiệm): Phản ứng trao đổi ion dd muối Fe(II) + dd bazo (không có không khí) FeCl2+2NaOH ->Fe(OH)2+ 2NaCl hay Fe(2+)+2OH(-) ->Fe(OH)2 d.Muối Fe(II) (phòng thí nghiệm) -Fe hợp chất Fe(II) FeO, Fe(OH)2 tác dụng với dd HCl H2SO4 (không có không khí) -Từ muối Fe(III): 2FeCl3+Fe ->3FeCl2 e.Fe2O3: Phân hủy Fe(OH)3 nhiệt độ cao: 2Fe(OH)3 ->Fe2O3+3H2O f.Fe(OH)3: Phản ứng trao đổi ion dd muối Fe(III) phản ứng oxi hóa Fe(OH)2 FeCl3+3NaOH ->2NaCl+Fe(OH)3 hay Fe(3+)+3OH(-) ->Fe(OH)3 g.Muối Fe(III): Điều chế trực tiếp từ phản ứng Fe tác dụng với chất oxi hóa mạnh Cl2,HNO3,H2SO4(đặc, nóng), phản ứng hợp chất Fe(III) với axit Đặng Thị Linh Chi 2Fe(OH)3+3H2SO4 ->Fe2(SO4)3+6H2O Fe2O3+6HCl ->2FeCl3+3H2O HỮU CƠ HIĐROCACBON I.Phương pháp chung điều chế hiđrocacbon (đi từ dầu mỏ) 1.Hai phương pháp chế biến dầu mỏ a.Rifominh (Là trình sử dụng xúc tác nhiệt độ biến đổi cấu trúc H-C từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.) Điều kiện: 500 độ C, 20-40 atm, xúc tác Pt,Pd,Ni, chất mang Al2O3 nhôm silicat -Chuyển ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh xicloankan VD: CH3(CH2)5CH3 ->(CH3)2CHCH2CH(CH3)2 C6H11CH3 (mạch vòng)+H2 -Tách hiđro chuyển xicloankan thành aren VD: C6H12(mạch vòng) >C6H6+3H2 Tách hiđro chuyển ankan thành aren VD: CH3(CH2)5CH3 ->C6H6CH3+4H2 b.Crăckinh (là trình bẻ gãy phân tử H-C mạch dài thành phân tử H-C mạch ngắn nhờ tác dụng nhiệt xúc tác nhiệt) -Crăckinh nhiệt (700-800 độ C) (tạo eten,propen,buten,penten, ) -Crăckinh xúc tác (400-450 độ C, Alumino silicat (75-90% SiO2, 10-35% Al2O3)+HF ) (chuyển H-C mạch dài (C21-C35) thành mạch ngắn) 2.Một số phương pháp khác a.Nung RCOONa rắn với vôi xút (CaO có vai trò làm giảm nhiệt lượng=>an toàn hơn) RCOONa+NaOH ->RH+Na2CO3 (nung, xúc tác CaO) (RH ankan,anken, ) b.Phương pháp Wuyêc-fictic RX+R’X+2Na ->R-R’+2NaX Hoặc RX+R'X+Zn ->R-R'+ZnX2 (axeton) (X halogen (Cl,Br,I)) (R R’ ankan,anken,aren, ) c.Cộng H-C VD C6H6+C3H6 ->C6H5CH(CH3)2(Cumen) (nhiệt độ, H+) C6H6+C2H4 ->C6H6C2H5 (nhiệt độ, H+) d.Phản ứng điện phân (phương pháp Konbơ) RCOONa+2H2O ->R-R+2CO2+2NaOH+H2 Đặng Thị Linh Chi II.Ankan 1.Trong phòng thí nghiệm Nung CH3COONa rắn với vôi xút CH3COONa+NaOH ->Na2CO3+CH4 (nung) Thủy phân Al4C3 Al4C3+12H2O ->3CH4+4Al(OH)3 III Xicloankan CH3(CH2)4CH3 ->C6H12+H2 (nhiệt độ, xt) IV.Anken 1.Trong phòng thí nghiệm Đun ancol với axit sufuric đặc VD:CH3CH2OH ->CH2=CH2+H2O (170 độ C,H2SO4 đặc) 2.Trong công nghiệp -Tách hiđro từ ankan crăckinh VD:C2H6 ->C2H4+H2 (400-600 độ C, xt Cr2O3) 3.Khác a.Tách H2O khỏi nước R-CH(OH)-CH2-R’ ->R-CH=CH-R’+H2O (170 độ C,H+) b.Tách HX khỏi dẫn xuất halogen R-CHX-CH2-R’+NaOH ->R-CH=CH-R’+NaX+H2O (đun nóng, xt ancol) V.Ankađien CH3CH2CH2CH3 ->CH2=CH=CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ) CH3CH2(CH3)CH2CH3 ->CH2=C(CH3)CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ) VI.Ankin Điều chế C2H2 -Phương pháp điều chế công nghiệp nay: nhiệt phân metan 1500 độ C, làm lạnh nhanh 2CH4 ->C2H2+3H2 (1500 độ C) Phương pháp cũ CaO ->CaC2 ->C2H2 CaO+3C ->CO+CaC2(đất đèn) CaC2+2H2O ->Ca(OH)2+C2H2 VII.Benzen ankin benzen CH3(CH2)4CH3 ->C6H6+4H2 (xt, nhiệt độ) CH3(CH2)5CH3 ->C6H5CH3+4H2 (xt, nhiệt độ) C6H6+C2H4 ->C6H5C2H5 (nhiệt độ,H+) VIII.Điều chế số hợp chất quan trọng từ khí thiên nhiên (CH4) 1.Butađien (C4H6) CH4(1500 độ C) ->C2H2 (+H2O)(80 độ C, xt H2SO4,HgSO4) ->CH3CHO(+H2)(Ni, nhiệt độ) ->C2H5OH(400-500 độ C, xt Al2O3) ->C4H6 CH4 ->C2H2(CuCl,NH4Cl CuCl2) ->C4H4(vinyl axetilen)(Pd/PbCO3) ->C4H6 Phương pháp cũ mùn cưa ->glucozo ->C2H5OH ->C4H6 Đặng Thị Linh Chi 2.Stiren CH4 ->C2H2(than hoạt tính, 600 độ C) ->C6H6(+C2H4)(H+) >C6H5C2H5(ZnO,nhiệt độ) ->C6H5C2H3 DẪN XUẤT HALOGEN-ANCOL-PHENOL I.Dẫn xuất halogen Hiđrocabon không no tác dụng với HCl, HBr, Cl2, … (phản ứng cộng) Hiđrocacbon no tác dụng với Cl2, Br2, … (phản ứng thế) (Ngoài ra, hiđrocacbon không no halogen 450-500 độ C) VD:C2H4 ->CH2Cl-CH2Cl ->CH2=CH-Cl C2H4+Cl2 ->CH2Cl-CH2Cl (etanol,NaOH) CH2Cl-CH2Cl ->CH2=CH-Cl+HCl (500 độ C) C2H2+HCl ->CH2=CHCl (150-200 độ C, HgCl2) (xem điều chế glixerol) Từ ancol ROH+HX ->RX+H2O (nhiệt độ, ZnCl2) R-OH+PCl5 ->RCl+POCl3+HCl 3ROH+PI3 ->3RI+H3PO3 II.Ancol 1.Phương pháp chung -Hidrat hóa anken môi trường axit (H2SO4,HCl,H3PO4,HBr,HClO4, ) -Thủy phân dẫn xuất halogen dd kiềm nóng R-Cl+HOH ->R-OH+H-Cl -Khử anđêhit xeton H sinh (H(+)+Fe) tác dụng với H2 xúc tác Ni,Pt, R-CHO+2H ->R-CH2-OH (Ni, nhiệt độ) R-CO-R’+2H ->R-CH(OH)-R’ (Ni, nhiệt độ) -Từ este (Cách thuộc phần nâng cao) RCOOR' ->RCH2OH+R'OH (nhiệt độ, xúc tác LiAlH4- chất khử mạnh) -Ngoài tạo ancol từ amin bậc R-NH2+HNO2 ->R-OH+N2+H2O 2.Etanol (C2H5OH) công nghiệp -Hidrat hóa etilen xúc tác axit CH2=CH2+HOH ->CH3-CH2-OH (H2SO4, 300 độ C) -Lên men tinh bột (C6H10O5)n+nH2O ->nC6H12O6 (enzim) C6H12O6 ->2C2H5OH+2CO2 (enzim- men zima) 3.Metanol (CH3OH) Cách 2CH4+O2 ->2CH3OH (200 độ C, 100 atm, xúc tác Cu) Cách Đặng Thị Linh Chi CH4+H2O ->CO+3H2 (xúc tác, nhiệt độ) CO+3H2 ->CH3OH (400 độ C, 200 atm, xúc tác ZnO,CrO3) 4.Một số ancol quan trọng khác a.Etylen glicol (CH2OH-CH2OH) 3CH2=CH2+2KMnO4+4H2O ->3HOCH2-CH2OH+2MnO2+2KOH (nhiệt độ thường) Trong công nghiệp CH2=CH2(+Cl2) ->CH2Cl-CH2Cl(+H2O)(xúc tác Na2CO3) ->CH2OH-CH2OH b.Glixerol hay glixerin (CH2OH-CHOH-CH2OH) CH2=CH-CH3(+Cl2)(450 độC) ->CH2=CH-CH2Cl(+Cl2+H2O) ->CH2Cl-CHOHCH2Cl(+NaOH) ->Glixerol -Xà phòng hóa chất béo -Lên men glucozo có mặt NaHSO3 C6H12O6 ->CH2OH-CHOH-CH2OH+CH3CHO+CO2 (NaHSO3) III.Phenol 1.Phương pháp cũ C6H6+Cl2 ->C6H5Cl+HCl (Fe) C6H5Cl+2NaOH ->C6H5ONa+NaCl+H2O (300 độ C, 200 atm) C6H5ONa+H(+) ->C6H5OH+Na(+) 2.Phương pháp chủ yếu sản xuất đồng thời phenol axeton C6H6(+CH2=CH-CH3)(H+) ->C6H5CH(CH3)2 1)O2(kk);2)H2SO4->C6H5OH+CH3-CO-CH3 ANĐEHIT-XETON-AXIT CACBONXYLIC I.Anđehit-Xeton 1.Từ ancol -Phương pháp chung để điều chế anđehit xeton oxi hóa nhẹ ancol bậc I bậc II tương ứng CuO -Fomanđehit điều chế công nghiệp cách oxi hóa nhẹ metanol nhờ oxi kk 600-700 độ C, xúc tác Cu Ag 2CH3OH+O2 ->2HCHO+2H2O (600 độ C, Ag) 2.Từ hiđrocacbon -Các anđehit xeton thông dụng thường sản xuất từ hiđrocacbon +Oxi hóa không hoàn toàn metan phương pháp sản xuất HCHO CH4+O2 ->HCHO+H2O (xúc tác, nhiệt độ) +Oxi hóa etilen phương pháp đại sản xuất CH3CHO 2CH2=CH2+O2 ->2CH3CHO (PdCl2,CuCl2, nhiệt độ) +Oxi hóa Cumen chế hóa với axit H2SO4 thu axeton phenol (xem phần điều chế phenol) -Ngoài C2H2+H2O ->CH3CHO (HgSO4, H2SO4, 80 độ C) -Thủy phân dẫn xuất halogen R-CHCl2 ->RCH(OH)2 (không bền) ->RCHO+H2O Đặng Thị Linh Chi RCHCl2+2NaOH ->RCHO+H2O+2NaCl II.Axit cacbonxylic 1.Trong phòng thí nghiệm -Oxi hóa hiđrocacbon, ancol, C6H5CH3(+KMnO4+H2O)(80-100 độ C) ->C6H5COOK(H3O+) ->C6H5COOH -Từ dẫn xuất halogen RX (+KCN) ->RCN(H3O+, nhiệt độ) ->RCOOH RX3+3NaOH ->RCOOH+3NaX+H2O C2H5Br(+Mg)(ete khan) ->C2H5MgBr(+CO2) ->BrMg-OOC-C2H5(H+) >C2H5COOH (và MgOHBr-magie hiđroxit bromua) -Từ anđehit CH3CHO(+HCN) ->CH3CH(OH)-CN(H+) ->CH3COOH -Ngoài ra, thủy phân este (xúc tá H2SO4 đặc) 2.Trong công nghiệp -Lên men giấm phương pháp cổ nhất, ngày dùng để sản xuất giấm ăn CH3CH2OH+O2 ->CH3COOH+H2O (men giấm, 25-30 độ C) -Oxi hóa anđehit axetic trước phương pháp chủ yếu sản xuất CH3COOH CH3CHO+1/2O2 ->CH3COOH (Mn2+, nhiệt độ) -Đi từ metanol CO nhờ xúc tác thích hợp phương pháp đại sản xuất CH3COOH CH3OH+CO ->CH3COOH (xúc tác, nhiệt độ) (phương pháp cho axit axetic với giá hạ nhất) 3.Phương pháp khác công nghiệp -Từ hiđrocacbon (năm dễ thi đến nó) 2R-CH2-CH2-R’+5O2 ->2R-COOH+2R’-COOH+2H2O (nhiệt độ, xúc tác) 2CH3CH2CH2CH3+5O2 ->4CH3COOH+2H2O (xúc tác, 180 độ C, 500 atm) R-CH=CH-R’+[O](KMnO4) ->RCOOH+R’COOH -Chưng gỗ: nước chưng gỗ có 10% CH3COOH, trung hòa nước vôi thành Ca(CH3COO)2 Tách riêng muối chế hóa H2SO4 đun nóng, axit axetic bay ngưng tụ lại 4.Một số axit cacbonxylic quan trọng khác a.Axit oxalic (HCOO-COOH) 2HCOONa ->NaOOC-COONa+H2 (400 độ C) NaOOC-COONa+2H+ ->HOOC-COOH+2Na+ b.Axit phtalic (C6H4(COOH)2 vị trí o) C10H8(naphtalen)(+O2(kk)) ->C6H4(C=O)2O (V2O5, 350-450 độ C)(anhiđrit phtalic) (+H2O) ->C6H4(COOH)2 Ngoài oxi hóa o-xilen O2(kk) tạo anhiđrit phtalic ESTE-AMIN I.Este 1.Từ ancol axit cacbonxylic RCOOH+R’OH< ->RCOOR’+H2O (H2SO4 đặc, nhiệt độ) Đặng Thị Linh Chi 2.Từ phenol anhiđrit axit clorua axit C6H5OH+(CH3CO)2O ->CH3COOC6H5+CH3COOH C6H5OH+CH3COOCl ->CH3COOC6H5+HCl 3.Từ hiđrocacbon axit cacbonxylic CH3COOH+C2H2 ->CH3COOC2H3 II.Amin 1.Thay nguyên tử H phân tử amoniac NH3(+CH3I) ->CH3NH2(+CH3I) ->(CH3)2NH(+CH3I) ->(CH3)3N 2.Khử hợp chất nitro Anilin amin thơm điều chế cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng) H sinh (Fe,Zn+HCl) C6H5NO2+6H ->C6H5NH2+2H2O (Fe+HCl)