tong hop huu co hoa dau

Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga BÀI TỔNG HỢP TREFOL ( ISO AMYL SALIXYLAT) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phản ứng tổng hợp Isoamyl salixylat phản ứng ester hóa axit Salixylic C 7H6O3 rượu isoamylic C5H11OH Lý thuyết phản ứng ester : Phản ứng ester hóa thực chất axyl hóa nhóm hidroxi, hay nói cách khác H nhóm hidroxi nhóm axyl Tác nhân axyl hóa trường hợp thân axit cacboxylic (R-COOH), anhidrit axit ( (R-CO)2O) hay halogenua axit ( RCOX) Phản ứng ancol axit cacboxylic để tạo ester xảy sau: Ở nhiệt độ thường phản ứng ester hóa hóa xảy chậm Vì vậy, để tăng nhanh tốc độ phản ứng, ta phải đun hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ thích hợp Đặc biệt, ta dùng chất xúc tác thúc đẩy phản ứng ester hóa như: axit H2SO4 hay khí HCl khô, nhựa trao đổi ion, muối oxit kim loại Cơ chế phản ứng ester hóa với xúc tác axit sau: Từ chế trên, ta có nhận xét sau: • Các axit vô axit H2SO4 có tác dụng xúc tác phản ứng ester hóa, nồng độ cao lại làm giảm khả phản ứng, xảy trình tạo ion oxoni ancol, mà ion oxoni khả kết hợp với nguyên tử C nhóm cacboxyl: • Nếu độ phân cực nhóm cacboxyl tác nhân axyl lớn phản ứng ester cao Vì vậy, phản ứng ester hóa tác nhân anhđrit axit clorua axit xảy dễ dàng nhiều so với thân axit cacboxylic: Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga • Yếu tố không gian ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng ester hóa Khả phản ứng ancol xếp theo trật tự sau: Ancol bậc > ancol bậc > ancol bậc II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG Cho 7g axit salixylic dạng tinh thể rắn, hình kim vào bình cầu (bình tráng cồn) Cá từ cho vào, khuấy nhẹ để tập trung nhiệt sôi đều, lắp vào hệ thống Cho tiếp 2,5ml axit sunfuric đặc, axit sunfuric có tác dụng xúc tác phản ứng este hóa, nồng độ cao lại làm giảm khả phản ứng, xảy trình tạo ionoxoni ancol, mà ion oxoni khả kết hợp với nguyên tử C nhóm carboxyl R R OH OH2 Sau 54ml ancol isoamylic vào bình từ ống sinh hàn tránh múi trực tiếp ancol có mùi hôi xốc Đun nhẹ hỗn hợp phản ứng khoảng 1,5 Ta dung dịch màu vàng nâu Để nguội hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng Rót hỗn hợp vào phễu chiết có sẵn 10ml nước cất, ta thấy phân lớp phễu chiết Phần bên este màu vàng nâu phần nước suốt Chiết bỏ phần nước, tiếp tục rửa dung dịch Na2CO3 (mỗi lần khoảng 10ml) có phản ứng kiềm giấy pH, cuối rửa lại nước cất Trước chiết phải lắc dung dịch, chiết phải mở nắp bình lót lớp giấy mỏng.Ta thu este có màu vàng nâu OH C COOCH2CH2CHCH3 O H3C OH H C CH3 H2 C H2 C OH H CH3 OH Chiết phần dầu vào erlen có sẵn 5g MgSO4 khan tạo cách sấy khô MgSO4.7H2O, MgSO4 hút nước có este Nếu thấy tinh thể MgSO4 di chuyển dễ dàng tức MgSO4 khan Nếu tạo thành lớp đáy bình tức MgSO4 ngậm nước Lắc nhẹ, gạn sản phẩm vào bình cầu, bình cầu phải tuyệt đối không nước Lắp sinh hàn H 2O Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga hồi lưu không khí (không cho nước vào, dùng ống sinh hàn thẳng đứng), đun sôi nhẹ bếp có lưới amiang khoảng 30 phút (có vài viên đá bọt) Để nguội, đưa sản phẩm vào bình chưng cất Claisen, cho đá bọt, lắp sinh hàn không khí, chưng cất bếp điện có lưới amiang thu lấy phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 270 – 2800C Sản phẩm thu este không màu Đong sản phẩm thu được, bảo quản lọ kín tối màu Lấy giọt sản phẩm cho vào dung dịch Fe3+ loãng để thử vết axit salixylic lẫn sản phẩm cho kết tủa màu nâu Vậy dung dịch phần axit sunfanilic Phản ứng đòi hỏi môi trường phải thật trung tính Nếu axit quá, màu kết tủa khó xuất Nếu kiềm luôn có kết tủa sắt (III) hidroxit màu nâu làm khó nhận màu Lấy 0,5ml sản phẩm cho vào 10ml cồn 960, mùi este mạnh khả phân tán, tan cồn nồng độ cao Kết thu 1g isoamyl salixylat III HIỆU SUẤT Từ phản ứng xảy trình điều chế, ta nhận thấy rằng: 1mol axit salixylic phản ứng thu 1mol ancol isoamylic ⇒ khối lượng axitsalixylic phản ứng: msalixylic = Hiệu suất phản ứng: H% = IV 1.138 ≈ 0, 67 208 m salixylic pu msalixylic ( g) 100% = 0, 67 100% ≈ 13, 4% NHẬN XÉT Phản ứng este hóa phản ứng thuận nghịch Vì bình thường đạt trạng thái cân hiệu suất este thấp Tuy nhiên người ta chuyển dịch cân theo chiều thuận cách : • Dùng dư chất tham gia phản ứng, có nghĩa tăng nồng độ chất phản ứng Thông thường dung dư ancol • Giảm nồng độ chất tạo thành phản ứng cách cất loại nước este khỏi hỗn hợp • Đặc biệt người ta dung xúc tác để thúc đẩy phản ứng axit sunfuric, nhựa trao đổi ion, muối axit kim loại, … Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Nếu độ phân cực nhóm cacbonyl tác nhân axyl hóa lớn phản ứng este hóa xảy dễ dàng Do phản ứng este hóa anhidrit axit đặc biệt cloanhidrit axit xảy dễ nhiều so với thân axit cacboxylic X R O C HO R R' R' HX C O O O R C O O R'' C HO R' R R' R'' C COOH O O Sản phẩm thu chất lỏng không màu có mùi thơm Không tan nước, tan tốt ete, cồn… Sản phẩm có mùi ổn định, bền hóa học, dung phổ biến để phối hương cho dầu gội, xà phòng tắm, chất tẩy rửa dạng lỏng… Nhiệt độ sôi 276 – 277 0C 760mmHg Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga BÀI TỔNG HỢP HƯƠNG HOA THƯỜNG XUÂN ĐẮNG (METYL SALIXYLAT) I Cơ sở lý thuyết Phản ứng tổng hợp Isoamyl axetat phản ứng ester hóa axit axetit CH3COOH rượu isoamylic C5H11OH Lý thuyết phản ứng ester hóa: tương tự II Tiến hành thí nghiệm giải thích tượng  Sơ đồ thí nghiệm Hệ thống sinh hàn hồi lưu Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Hệ thống chưng cất  Hiện tượng giải thích Cho 7g axit salixylic dạng tinh thể rắn, hình kim vào bình cầu (bình tráng cồn) Cá từ cho vào, khuấy nhẹ để tập trung nhiệt sôi đều, lắp vào hệ thống Cho tiếp 2,5ml axit sunfuric đặc, axit sunfuric có tác dụng xúc tác phản ứng este hóa, nồng độ cao lại làm giảm khả phản ứng, xảy trình tạo ionoxoni ancol, mà ion oxoni khả kết hợp với nguyên tử C nhóm carboxyl R R OH OH2 Sau 20ml ancol metylic vào bình từ ống sinh hàn tránh múi trực tiếp ancol có mùi hôi xốc Đun nhẹ hỗn hợp phản ứng khoảng 1h30’ Ta dung dịch suốt Để nguội hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng Rót hỗn hợp vào phễu chiết có sẵn 10ml nước cất, ta thấy phân lớp phễu chiết Phần bên este màu trắng đục phần nước suốt Chiết bỏ phần nước, tiếp tục rửa dung dịch Na2CO3 (mỗi lần khoảng 10ml) có phản ứng kiềm giấy pH, cuối rửa lại nước cất Trước chiết phải lắc dung dịch, chiết phải mở nắp bình lót lớp giấy mỏng.Ta thu este có màu trắng đục COOH COOCH3 CH3OH OH H H2O OH Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Chiết phần dầu vào erlen có sẵn 5g MgSO4 khan tạo cách sấy khô MgSO4.7H2O, MgSO4 hút nước có este Nếu thấy tinh thể MgSO4 di chuyển dễ dàng tức MgSO4 khan Nếu tạo thành lớp đáy bình tức MgSO4 ngậm nước Lắc nhẹ, gạn sản phẩm vào bình cầu, bình cầu phải tuyệt đối không nước Lắp sinh hàn hồi lưu không khí (không cho nước vào, dùng ống sinh hàn thẳng đứng), đun sôi nhẹ bếp có lưới amiang khoảng 30 phút (có vài viên đá bọt) Để nguội, đưa sản phẩm vào bình chưng cất Claisen, cho đá bọt, lắp sinh hàn không khí, chưng cất bếp điện có lưới amiang thu lấy phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 220 – 2260C Sản phẩm thu este không màu Đựng sản phẩm thu được, bảo quản lọ kín tối màu Lấy giọt sản phẩm cho vào dung dịch Fe3+ loãng để thử vết axit salixylic lẫn sản phẩm cho kết tủa màu nâu Vậy dung dịch phần axit sunfanilic Phản ứng đòi hỏi môi trường phải thật trung tính Nếu axit quá, màu kết tủa khó xuất Nếu kiềm luôn có kết tủa sắt (III) hidroxit màu nâu làm khó nhận màu Lấy 0,5ml sản phẩm cho vào 10ml cồn 960, mùi este mạnh khả phân tán, tan cồn nồng độ cao Kết thu 2,7g metyl salixylat III Hiệu suất Từ phản ứng xảy trình điều chế, ta nhận thấy rằng:1mol axit salixylic phản ứng thu 1mol ancol metylic ⇒ khối lượng axitsalixylic phản ứng: msalixylic = 2, 7.138 ≈ 2, 45 152 ( g) Hiệu suất phản ứng: H% = IV m salixylic pu msalixylic 100% = 2, 45 100% ≈ 35% NHẬN XÉT Phản ứng este hóa phản ứng thuận nghịch Vì bình thường đạt trạng thái cân hiệu suất este thấp Tuy nhiên người ta chuyển dịch cân theo chiều thuận cách : Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga • Dùng dư chất tham gia phản ứng, có nghĩa tăng nồng độ chất phản ứng Thông thường dung dư ancol • Giảm nồng độ chất tạo thành phản ứng cách cất loại nước este khỏi hỗn hợp • Đặc biệt người ta dung xúc tác để thúc đẩy phản ứng axit sunfuric, nhựa trao đổi ion, muối axit kim loại, … Nếu độ phân cực nhóm cacbonyl tác nhân axyl hóa lớn phản ứng este hóa xảy dễ dàng Do phản ứng este hóa anhidrit axit đặc biệt cloanhidrit axit xảy dễ nhiều so với thân axit cacboxylic X R O C HO R R' R' HX C O O O R C O O R'' C HO R' R R' R'' C COOH O O Cũng cần nói thêm yếu tố không gian ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng este hóa Sản phẩm chất lỏng không màu có mùi thơm hoa thường xuân đắng…, không tan nước, tan tốt ete, cồn,… Sản phẩm có mùi ổn định, bền hóa học, có mùi bốc cao dùng phổ biến để phối hương cho nam giới, hương lài có tính chất làm giãn mạch máu, dung xoa bóp thể… Nhiệt độ sôi 220 – 2260C 760mmHg Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Bài TỔNG HỢP ISOAMYL AXETAT I Cơ sở lý thuyết Phản ứng tổng hợp Isoamyl axetat phản ứng ester hóa axit axetit CH3COOH rượu isoamylic C5H11OH Lý thuyết phản ứng ester hóa Phản ứng ester hóa thực chất axyl hóa nhóm hidroxi, hay nói cách khác H nhóm hidroxi nhóm axyl Tác nhân axyl hóa trường hợp thân axit cacboxylic (R-COOH), anhidrit axit ( (R-CO)2O) hay halogenua axit ( R-COX) Phản ứng ancol axit cacboxylic để tạo ester xảy sau: Phản ứng ester hóa phản ứng thuận nghịch Vì bình thường đạt tới trạng thái cân bằng, hiệu suất ester không vượt 66.7% Để tăng hiệu suất, ta chuyển dịch cân theo chiều thuận, cách sau: • Dùng dư chất tham gia phản ứng Thông thường, ta dùng dư ancol • Giảm nồng độ chất tạo thành phản ứng: ester tạo có nhiệt độ sôi thấp, ta cất lấy ester trình phản ứng Còn ester có nhiệt độ sôi cao, ta loại nước khỏi môi trường phản ứng Ở nhiệt độ thường phản ứng ester hóa hóa xảy chậm Vì vậy, để tăng nhanh tốc độ phản ứng, ta phải đun hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ thích hợp Đặc biệt, ta dùng chất xúc tác thúc đẩy phản ứng ester hóa như: axit H2SO4 hay khí HCl khô, nhựa trao đổi ion, muối oxit kim loại Cơ chế phản ứng ester hóa với xúc tác axit sau: Từ chế trên, ta có nhận xét sau: Các axit vô axit H2SO4 có tác dụng xúc tác phản ứng ester hóa, nồng độ cao lại làm giảm khả phản ứng, xảy trình tạo ion oxoni ancol, mà ion oxoni khả kết hợp với nguyên tử C nhóm cacboxyl: Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Nếu độ phân cực nhóm cacboxyl tác nhân axyl lớn phản ứng ester cao Vì vậy, phản ứng ester hóa tác nhân anhđrit axit clorua axit xảy dễ dàng nhiều so với thân axit cacboxylic: Yếu tố không gian ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng ester hóa Khả phản ứng ancol xếp theo trật tự sau: Ancol bậc > ancol bậc > ancol bậc Phản ứng tạo ester axit axetic ancol isoamylic tạo ester isoamylaxetat xảy theo phương trình sau: Sản phẩm chất lỏng không màu có mùi hương chuối, lê, tan nước, tan axeton, chloroform, tan vô hạn ete, etanol, etylaxetat Sản phẩm có mùi ổn định, bền hóa học, thường dùng thực phẩm dược phẩm Ester tạo có nhiệt độ sôi 142,5oC 760mmHg, tỉ trọng d=0,87615 II Tiến hành thí nghiệm giải thích  Qui trình thí nghiệm Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Tinh thể axit sufanilic màu trắng, cho vào dung dịch NaOH 2N tinh thể tan phản ứng: (1) Ở cốc thứ hai, ta hòa tan tinh thể NaNO2 nước cất Khi cho dung dịch cốc vào cốc làm lạnh 0-5oC, chưa có tượng xảy Khi cho từ từ 15ml HCl 2N vào hỗn hợp dung dịch khuấy dung dịch chuyển màu vàng đậm, có phản ứng tạo muối điazoni sau: (2) Trang 22 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Muối điazoni tạo làm cho dung dịch có màu vàng đậm Lúc ta giữ nhiệt độ 0-5oC để làm bền muối điazoni tạo (như giải thích 4) Trong dung dịch thứ 3, chứa hỗn hợp đimetylanilin axit axetic Ở đây, ta sử dụng axit axetic làm dung môi để hòa tan đimetylanilin, mặc đimetylanilin tan nước độ tan nước thấp đimetylanilin lại có khả bay theo nước nên nguy hiểm (vì đimetylanilin độc), axit vừa có khả hòa tan tốt đimetylanilin, đồng thời ta lại tạo môi trường đệm axit ổn định cho dung dịch (CH3COOH + CH3COONa) Khi cho dung dịch vào dung dịch chứa muối điazoni, lúc xảy phản ứng tạo heliantin, môi trường lúc axit nên heliatin tồn dạng axit, làm cho dung dịch lúc có màu đỏ nâu Khi cho thêm NaOH để trung hòa axit tạo môi trường kiềm lúc heliantin thực tạo thành, làm cho dung dịch chuyển từ từ sang màu cam (3) Sở dĩ có chuyển màu từ đỏ nâu sang màu cam dung dịch thay đổi pH dung dịch, môi trường pH ảnh hưởng tới cấu trúc heliantin Trong môi trường axit, heliantin có màu đỏ tạo hợp chất muối có cấu tạo quinoit; kiềm hóa dung dịch đỏ lại chuyển màu vàng heliantin: Sau lọc thu lấy kết tủa tạo ra, ta tiến hành hòa tan tinh thể heliantin để tinh chế, heliantin tạo tan nước lạnh nên ta phải tiến hành đun nhẹ dung dịch để trình hòa tan xảy tốt Sau hòa tan, ta thêm NaCl vào tiến hành làm lạnh để kết tinh lại Quá trình ta cho thêm NaCl vào nhằm mục đích giúp trình kết tinh xảy nhanh hơn, theo nguyên lý cân Lơ-va-đi-e, hàm lượng Na+ dung dịch tăng lên, công vào gốc SO3- heliantin để làm giảm nồng độ Na+ xuống NaCl có nhiệt độ kết tinh thấp heliantin nên heliantin kết tinh trước kết tinh xảy hoàn toàn nhanh Sau thu tinh thể heliantin, ta tiến hành kết tinh lại để tinh chế sản phẩm tinh khiết Quá trình ta tiến hành tạo dung dịch hệ đồng thể heliantin tiến hành lọc nóng để loại bỏ tạp chất không tan Trang 23 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Tinh thể heliantin thu sau lần lọc cuối, ta tiến hành rửa tinh thể cồn Đietylete heliantin có phân tử lớn nên tan dung môi ta loại bỏ tạp chất không tan nước sót lại tinh thể Khối lượng sản phẩm thu được: 5.05g III HIỆU SUẤT CỦA QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ Số mol tác chất tham gia phản ứng: nA.sunfanilic = ≈ 0, 03(mol ) 173 nNaOH = 0, 03(mol ) = 0, 03(mol ) 69 V d 3,5.0,956 nDimetylanilin = = = 0, 028(mol ) M 121 nNaNO2 = Từ phản ứng (1), (2) (3), ta nhận thấy rằng: nHeliantin = nDimetylanilin = 0, 028(mol ) Khối lượng metyl da cam tạo thành theo lý thuyết : mLT = 0,028 327 = 9,156(g) Khối lượng sản phẩm metyl da cam thu : mTT = 5,05 (g) ⇒ Hiệu suất phản ứng : H = IV 5, 05 100 = 55, 2% 9,156 BIỆN LUẬN KẾT QUẢ: Hiệu suất trình điều chế thấp vậy, nguyên nhân sau: • Lượng axit HCl thêm vào không đủ lớn để tạo dư axit HNO cho phản ứng tạo muối điazoni, nên lượng muối điazoni tạo thấp • Việc trì nhiệt độ không nằm khoảng – oC nên muối điazoni tạo bị phân hủy • Thất thoát trình lọc, kết tinh lại tinh chế nhiều lần lớn sản phẩm bám dính vào phễu giấy lọc • Các dung dịch hóa chất không đạt đủ nồng độ độ tinh khiết yêu cầu Trang 24 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Bài TỔNG HỢP NITROBENZEN I – Chuẩn bị lý thuyết: Hợp chất nitro đóng vai tò quan trọng kỹ nghệ nhuộm, thuốc nổ, chất dẻo, y học Nó sản phẩm trung gian quan trọng nhiều qua trình tổng hợp hữu Sự đưa nhóm nitro (-NO2) vào phân tử hợp chất hữu để tạo thành hợp chất có liên kết C – N gọi phản ứng nitro hóa Tác nhân nitro thường dùng axit nitric, hỗn hợp axit nitric axit sunfuric, nitrat kim loại kiềm với có mặt axit sunfuric anhydric axetic, nitrat hữu cơ, oxit nitơ … Để nitro hóa ankan pha lỏng, người ta dùng axitnitric loãng nhiệt độ cao áp suất không lớn lắm, thu sản phẩm nguyên tử H nhóm nitro, nguyên tử H cacbon bậc cao dễ  Trong công nghiệp người ta nitro hóa ankan thấp pha nhietj độ khoảng 4500C với HNO3 nitrow oxit Phương pháp không thích hợp với ankan có số nguyên tử cacbon cao phân tử ankan dễ bị craking mức độ lớn Trong phòng thí nghiệm điều chế hợp chất nitro ankan từ dẫn xuất halogen với muối bạc nitrit  Nitro hóa hidrocacbon thơm: Phản ứng xảy theo chế electrophin S E với tác nhân NO2+ Phản ứng xảy bất thuận nghịch Benzen nitro hóa trực tiếp HNO hỗn hợp HNO3 + H2SO4 Cơ chế phản ứng nitro hóa vào nhân thơm sau: Trang 25 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Muốn đưa nhóm nitro thứ hai vào nhân benzene phải dùng axit đặc nâng nhiệt độ lên cao (75 – 800C), nhóm thứ ba vào nhân 110 0C phải dung hỗn hợp HNO3 bốc khói (94%) với oleum  Đối vói phenol cần axit nitric loãng phản ứng nitro hóa xảy tạo nitrophenol II – Tiến hành thí nghiệm giải thích:  Sơ đồ thí nghiệm Trang 26 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Hệ thống chưng cất  Giải thích trình Trang 27 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Cho hỗn hợp 20ml HNO3 25ml H2SO4 vào bình cầu cổ, lắp hệ thống sinh hàn hồi lưu Khi thêm axit H2SO4 đậm đặc vào axit HNO ta phải hạ nhiệt độ xuống 30 oC để tránh phản ứng phân hủy HNO3 Sau cho khoảng 16ml benzene vào bình phản ứng, lắc đun cách thủy 60 0C Thấy có khí màu vàng bình cầu hỗn hợp phản ứng chuyển sang màu vàng Do xảy trình sau: • Phản ứng nitro hóa vào vòng benzen phản ứng electrophin Đây phản ứng không thuận nghịch Tác nhân điện tử ion +NO2 tạo theo phản ứng: Thực chất HNO3 bị proton hóa thành H2NO3+, sau nước cho ion nitroni Trong trình điều chế này, axit H2SO4 vừa đóng vai trò chất xúc tác tạo ion nitroni cho phản ứng, vừa đóng vai trò chất hút nước dung môi tốt cho hợp chất hữu • Khi thêm benzen vào hỗn hợp axit nhiệt độ dung dịch tăng nhanh xảy phản ứng nitro hóa vào vòng benzen sau: Cơ chế phản ứng sau: Để nguội tách bỏ phần axit dư, rửa pha nitrobenzene nước Na 2CO3 10% để loại bỏ axit muối tan Na + hỗn hợp Dung dịch sủi bọt khí CO xảy phản ứng: 2H+ + CO32- = H2O + CO2 Trang 28 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Làm khan nitronbezen CaCl2 cất loại benzene chưa phản ứng, sau cất lấy nitrobenzen 205 – 2100C Kết thu được: 2,5g nitrobenzen Nitrobenzen tinh khiết màu vàng nhạt, sôi 210,9oC, d=1,203, n= 1,553 III – Hiệu suất Từ phản ứng xảy trình điều chế, ta nhận thấy rằng: 1mol benzen phản ứng thu 1mol nitrobenzen ⇒ khối lượng nitrobenzen tạo thành theo lý thuyết: mlt = 15, 123 ≈ 24, 78 Hiệu suất phản ứng: H% = ( g) m tt 2,5 100% = 100% ≈ 10% mlt 24, IV – Nhận xét • Không nên đun đến nhiệt độ cao xảy nhóm NO thứ 2, thứ vào vòng benzen • Các tác nhân phản ứng tạo thành hỗn hợp dị thể, không lắc phản ứng tiến hành bề mặt giới hạn để hoàn thành phản ứng cần có thời gian dài Nếu lắc mạnh chuyển dung dịch vào trạng thái huyền phù, bảo đảm cho tác nhân phản ứng tiếp xúc tốt với phản ứng tiến hành nhanh Cho nên hỗn hợp phản ứng bình bắt đầu phân lớp phải lắc để tạo huyền phù • Khi lắc mạnh với nước (khi nước) tạo thành huyền phù bền vững khó tách Nếu huyền phù tạo thành cần để yên lúc lâu, sau xoay tròn phễu, tách dần lớp thêm vài giọt ancol để thay đổi sức căng bề mặt hỗn hợp chất lỏng để dung dịch dễ phân lớp • Việc trì nhiệt độ 60oC trình phản ứng khó phản ứng nitro hóa phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nên thêm benzen vào hỗn hợp axit bình cầu nhiệt độ tăng lên nhanh chóng Vì vậy, để trì nhiệt độ cho phản ứng nitro, ta cần đun bếp đến khoảng 50 – 55oC tắt bếp, sau cho lượng nhỏ benzen vào quan sát nhiệt độ tăng lên đến khoảng nhiệt độ yêu cầu ngừng thêm benzen Để nhiệt độ ổn định trở lại, thêm tiếp lượng nhỏ benzen vào Trang 29 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Bài 10 TÁCH BIXIN TỪ HẠT ĐIỀU I Cơ sở lý thuyết Bixin có cơm hạt điều, có màu đỏ đặc trưng mà từ lâu ứng dụng rộng rãi lĩnh vực làm chất màu cho loại gia vị như: cà ri, ngũ vị hương … Công thức cấu tạo bixin là: Thành phần cơm hạt điều: Nước đường: 20 – 30 % Hợp chất carotenoid ( Bixin Olrelin): – % Tinh dầu tanin…… Bixin dễ tan dung môi hữu phân cực như: parafin, ete – dầu hỏa, … dễ kết tinh axit axetic băng Nhờ khả tan dung môi phân cực nên người ta dùng dung môi để tách bixin khỏi hạt điều Trong thí nghiệm ta sử dụng dung môi ete - dầu hỏa II Quy trình tiến hành Trang 30 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Hệ thống soxhlet Chưng cất thu hồi dung môi Trước tiến hành chưng cất, ta cho dung môi ete - dầu hỏa vào soxhlet cao mức ống cong chảy bình cầu chút để dung môi chảy bình cầu bên dưới, cho trực tiếp dung môi vào bình cầu bên khoảng ½ thể tích bình Sau đó, cho thêm lượng vào ống soxhlet để ngâm hạt điều, lúc dung môi có màu vàng đậm Quá trình chưng cất phải tiến hành đun cách thủy dung môi ete – dầu hỏa dễ cháy Nhờ trình chưng cất mà dung môi ete – dầu hỏa từ bình cầu bên không ngừng bay hơi, bay lên gặp lạnh ống sinh hàn, dung môi Trang 31 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ III GVHD: Nguyễn Ánh Nga ngưng tụ trở lại rơi xuống lại soxhlet, làm thể tích dung môi chiết soxhlet tăng lên Khi lượng dung môi soxhlet vượt qua mức ống cong ống dẫn dung môi cũ soxhlet ( chứa bixin tách ) chảy bình cầu Và bixin có nhiệt độ bay cao nên lại bình cầu, ete – dầu hỏa lại bay tuần hoàn trở lại liên tục để tiếp tục tách bixin từ hạt điều Nhiệt độ trình đun cách thủy cần khoảng 60 – 70oC dung môi ete – dầu hỏa dễ bay Tiến hành đun cách thủy khoảng 2,5 giờ, lúc dung môi máy soxhlet có màu vàng nhạt dần, bên bình cầu dung môi có màu đỏ đậm dần bixin tách hòa tan vào dung môi rơi lại xuống bình cầu Khi dung môi ống soxhlet màu vàng nhạt, ta ngừng đun đổ toàn lượng dung môi soxhlet vào bình cầu Lắp hệ thống chưng cất thu hồi dung môi hình, lúc ta tiến hành đun cách thủy để dung môi ete – dầu hỏa tách khỏi hỗn hợp ngưng tụ để thu hồi lại cho lần sử dụng sau Đun cách thủy đến toàn dung môi bình cầu bay hết dung dịch lại cắn màu đỏ đậm đặc sệt ta ngừng đun thu lấy dung dịch đặc sệt Nhận xét  Trong trình thí nghiệm phải quan sát kỹ lượng dung môi sản phẩm bình cầu Nếu lượng lượng dung môi sản phẩm chưa hoàn lưu bình cầu phải cho thêm vào bình cầu lượng dung môi từ phía hệ thống soxhlet Điều đảm bảo cho trình bốc thuận lợi diễn cách liên tục  Trong trình tiến hành, ống dẫn dung môi từ soxhlet bình cầu (đoạn ống nhỏ, cong xoắn) bị nghẽn ta phải nghiêng soxhet để thông ống Trang 32 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Bài 11 CHƯNG CẤT TINH DẦU I Cơ sở lý thuyết I.1 Khái niệm tinh dầu Tinh dầu ( gọi chất thơm, hương thơm, tinh du,…) hỗn hợp nhiều chất bay hơi, có mùi đặc biệt có nguổm gốc chủ yếu từ thực vật thu cách chưng cất chiết dung môi hưu Nó tan nước, dễ tan ete, dầu béo, dễ bay Về phân bố: chứa tinh dầu phân bố rộng nhiều họ thực vật Trong cây, tinh dầu khu trú lá, hoa rễ, vỏ, thân , gỗ,… Thành phần tinh dầu phân giống khác ( dụ : thành phần tinh dầu hoa cam vỏ cam khác nhau) Vì thường để sử dụng người ta không khai thác tất phân mà khai thác phân có hàm lượng cao phẩm chất tinh dầu tốt Tinh dầu ví nhựa sống cây, mang sức sống, lượng mạnh 100 lần so với loại thảo dược sấy khô Hầu hết loại tinh dầu trong, ngoại trừ vài loại tinh dầu hoắc hương, cam… có màu vàng hổ phách Tinh dầu có hai loại - nguyên chất không nguyên chất Tinh dầu nguyên chất hoàn toàn độc tố, chất bảo quản hóa học nên an toàn cho người sử dụng mang lại kết nhanh điều trị Với lịch sử phát triển hàng ngàn năm, tinh dầu coi báu vật thiên nhiên, sở phát triển phương pháp trị liệu, chăm sóc sức khỏe, làm đẹp toàn giới Tinh dầu giúp loại bỏ tế bào chết da, giữ làm cho da mượt mà, dễ dàng thẩm thấu qua da làm da mềm mại, kích hoạt làm tiêu mỡ thừa da, giúp da săn chắc, ngăn ngừa mụn nhọt, trứng cá Tinh dầu giúp trị cảm cúm, nhức đầu, bệnh khớp, mũi họng, trị liệu vấn đề gan, thận, chống ngủ, giải độc cho thể, giảm stress… Tinh dầu tạo mùi thơm nhẹ nhàng hoàn toàn tinh khiết cho không gian Chính mà tinh dầu bảo quản cẩn thận lượng dùng phải hợp lý để tránh lãng phí mà lại không phát huy hết công dụng I.2 Thành phần hóa học Tinh dầu hỗn hợp nhiều hợp chất khác nhau: hydrocacbon béo thơm, dẫn xuất chúng ancol Andehit, xeton, este, ete… lại chúng có hai nhóm terpenit dẫn xuất phenol Nhóm terpennit chủ yếu monoterpen sesquiterpen I.3 Chiết xuất Tùy thuộc vào dạng tinh dầu có nguyên liệu trạng thái tự do, hay kết hợp glycozit mà người ta dùng phương pháp khác để tách chúng Nhìn chugn phương pháp dùng để tách tinh dầu phải đạt yêu cầu sau: -Giữ cho sản phẩm tinh dầu có mùi tự nhiên nguyên liệu - Qui trình kỹ thậut khai thác phù hợp, thuận tiện, nhanh chóng Trang 33 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga - Phương pháp tách tinh dầu tương dầu tương đối triệt để khai thác hết tinh dầu nguyên liệu mà có đầu tư tốn Trong thự tế ngườ ta thường sử dụng phương pháp sau: a.Phương pháp học: ( thường ép) Phương pháp thường dùng để tác tinh dầu năm vỏ ( quýt, cam, bưởi), tác dụng lực lên tết bào tinh dầu vở, tinh dầu chảy Phương pháp có ưu điểm nhanh, tinh dầu giữ mùi tự nhiên Tuy nhiên phương pháp không sử dụng cho nhiều nguyên liệu chứa tinh dầu b.Phương pháp chưng cất: Thường dùng thiết bị không phức tạp mà có khả lấy kiệt tinh dầu nguyên liệu dựa vào nhiệt độ sôi chất khác lấy phân đoạn với thành phần chủ yếu số chất Tuy nhiên có nhược điểm : tinh dầu có thành phần khó bay hơi, hay số tinh dầu có thành phần không bền vững dễ thay đổi nhiệt độ cao không áp dụng c.Phương pháp triết ly ( ngâm chiết): Phương pháp áp dụng cho nguyên liệu tinh dầu mà thành phần hóa học không bền dễ thay đổi thành phần mùi vị nhiệt độ cao Ngoài nguyên liệu có hàm lương tinh dầu i1r không dùng phương pháp chưng cất mà phải dùng phương pháp trích ly Phương pháp trích ly người ta thường dùng dung mô hữu dễ bay nhu ete, dầu hỏa, ete, ancol, axeton dung môi khó bay mỡ động vật, vazolin Gần người ta dùng CO2 lỏng để trích ly tinh dầu d.Phương pháp hấp phụ: Đối với số nguyên liệu, loại hoa, kéo dài thêm thời gain tạo hương sau hái rời khỏi cây, trước người ta dùng mỡ động vật để hấp thụ Nhưng phương pháp nhiều thời gian, thao tác thủ công, không áp dụng qui mô công nghiệp được, giá thành đắt Hiện người ta thường dùng than hoạt tính chât hấp phụ, cách cho luồng khí ẩm qua lớp hoa tươi, nhằm kéo dài thời gian sống hoa Luồng khí ẩm cho qua lớp hoa tươi lôi chất thơm vào thiết bị hấp phụ Chất hấp phụ than giữ chất thơm, sau trích ly thu tinh dầu Lớp hoa sau hấp phụ, đem trích ly chưng cất để thu phần tinh dầu không bay lại e.Phương pháp lên men: Phương pháp áp dụng cho loại tinh dầu dạng dạng mà tinh dầu không trạng thái tự mà dạng kết hợp khác ( dạng glycozit chủ yếu) trước đưa sử dụng phương pháp tách tinh dầu thông thường, người ta phải dùng men, enzym xử lý sơ trước tạo tinh dầu dạng tự I.4 Sử dụng tinh dầu Nên sử dụng tinh dầu theo đợt, lần tuần, cách đêm lần 15 ngày, với chu kỳ nghỉ từ ba đến bốn tuần trước dùng tiếp Không để tinh dầu rơi vào mắt, mũi Tránh thoa tinh dầu nguyên chất lên mặt để tránh nguy tổn thương da Không để tinh dầu bị lẫn với nước sản phẩm khác dễ làm hỏng chất lượng tinh dầu Luôn đóng chặt nắp chai lọ không sử dụng Không để tinh dầu nơi có nhiệt độ cao dễ làm bốc giảm hiệu sử dụng Trang 34 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga Không sử dụng tinh dầu nguyên chất thoa trực tiếp lên da Nếu cần, nên sử dụng kèm theo loại lotion dưỡng da dầu trung tính Không uống tinh dầu, kể tinh dầu bạc hà II Qui trình thí nghiệm: Hệ thống chưng cất tinh dầu Trong thí nghiệm này, ta sử dụng vỏ bưởi làm nguyên liệu để chưng cất tinh dầu Quá trình chưng cất, nước bình cầu bay lôi theo tinh dầu bưởi Khi bay lên tới ống sinh hàn, gặp lạnh nên ngưng tụ lại rơi xuống ống đo thể tích tinh dầu Để trình chưng cất diễn tốt, ta phải cắt nhỏ thái mỏng vỏ bưởi để tăng diện tích bay nguyên liệu Đồng thời lượng nước đưa vào bình cầu cần khoảng nửa thể tích bình, để có mặt thoáng rộng để bay tốt nước Quá trình chưng cất, ta cho thêm nước vào ống đo thể tích tinh dầu, để thuận tiện cho trình đọc thể tích tinh dầu thu Bởi lượng nước ống dư ra, theo nguyên lý bình thông nhau, chảy theo ống ngang chảy lại vào bình cầu Lượng tinh dầu thu nhẹ nên nước bảo toàn Quá trình chưng cất, ta nên cách nhiệt cho ống dấn nước ( đoạn ống cong) để trì nhiệt độ bay lên không bị giảm, tạo điều kiện để bay cao tới ống sinh Trang 35 Thực Hành Tổng Hợp Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Ánh Nga hàn xảy ngưng tụ Bởi vì, ta không cách nhiệt cho đoạn ống cong bay chưa khỏi ống nhiệt độ giảm bị ngưng tụ , rơi xuống lại bình cầu làm hiệu suất chưng cất Khối lượng tinh dầu thu từ 120g vỏ bưởi là: 0,7ml Trang 36 ... Dung dịch Na 2CO3 10% cho vào để trung hòa lượng axit H2SO4 CH3COOH dư dung dịch sau phản ứng theo phản ứng sau: Na 2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O Na 2CO3 + CH3COOH = CH3COONa + CO2 + H2O Phản... đáng kể đến tốc độ phản ứng ester hóa Khả phản ứng ancol xếp theo trật tự sau: Ancol bậc > ancol bậc > ancol bậc Phản ứng tạo ester axit axetic ancol isoamylic tạo ester isoamylaxetat xảy theo phương... không gian ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng ester hóa Khả phản ứng ancol xếp theo trật tự sau: Ancol bậc > ancol bậc > ancol bậc II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG Cho 7g axit salixylic