Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ: ĐIỀU CHẾ AXETANILIT

Độ mạnh yếu của tác nhân acetyl ảnh hưởng lớn đến khả năng và tốc độ phản ứng Ví dụ: muốn điều chế acetanilide từ aniline.. Trong trường hợp này có thể sử dụng tác nhân acyl hóa là aceti

Bài 11:

ĐIỀU CHẾ AXETANILIT

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quang Khuyến Ngày làm thí nghiệm : 13/04/2009 Lớp : ĐHHO3 Nhóm: 7 Họ tên sinh viên : Nguyễn Mạnh Hùng 0770830

: Nguyễn Thị Hương : Nguyễn Thị Cẩm Hương : Phạm Thị Lan Hương Nhận xét:

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Điều chế axetanilit bằng phản ứng acyl hóa

2 CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT

1) Phản ứng acyl hóa: là quá trình thay thế nguyên tử H ở nhóm chức –OH,

–NH2, … bằng nhóm R–CO–

Phản ứng acyl hóa là phản ứng đặc trưng của amine thơm Phản ứng trong đó không những cần amine có tính bazo đủ mạnh mà còn đòi hỏi trên nguyên tử nitrogen phải có proton

Các amimine bậc một và bậc hai có khả năng tham gia phản ứng với các dẫn xuất

NH2 RCOOH N

H

O

H2O

Tác nhân acyl hóa thường dùng: CH3COCl, (CH3CO)2O, hay CH3COOH

Độ mạnh yếu của tác nhân acetyl ảnh hưởng lớn đến khả năng và tốc độ phản ứng

Ví dụ: muốn điều chế acetanilide từ aniline Trong trường hợp này có thể sử dụng tác nhân acyl hóa là acetic acid, tuy nhiên phản ứng sẽ thuận nghịch và tốc độ phản ứng chậm hơn nhiều so với trường hợp acetyl chloride hoặc acetic anhydrire

2) Cơ chế phản ứng:

Cơ chế phản ứng acyl hóa amine xảy ra như sau, trong đó đòi hỏi phải có proton trên nguyên tử nitrogen của amine Khác với phản ứng alkyl hóa, các amide sinh ra không có khả năng tiếp tục tham gia phản ứng acyl hóa, do đôi điện tử nitrogen đã tham gia liên kết với nhóm C O.

NH R C

O

O

H

N C

H

H

OH O

R

N C

H

OH OH

R

N C R H

O

H 2 O



3) Ứng dụng phản ứng acyl hóa amine thơm trong việc tạo thành hợp chất amide:

 Bảo vệ nhóm –NH3 trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ Do khả năng dễ dàng bị thủy phân khi có mặt chất xúc tác acid hoặc kiềm để tái tạo amine

Ví dụ: muốn điều chế p-nitroaniline từ aniline, cần phải bảo vệ nhóm –NH2 trước khi thực hiện phản ứng nitro hóa để tránh phản ứng oxi hóa góc –NH2

NH2 H3C COOH N

H C O

CH 3 H2O

N

H C O

CH3

O2N

NH2

O2N

HNO 3 /H 2 SO 4

H 2 O/H +

t o p-nitroaniline

 Ngoài ra, phản ứng acyl hóa còn sử dụng để giảm hoạt nhóm –NH2 và tăng

tỉ lệ sản phẩm thế para- trong các phản ứng thế ái điện tử vào nhân thơm

Ví dụ: phản ứng điều chế p-bromoaniline Phản ứng brom hóa trực tiếp aniline sẽ cho sản phẩm 2,4,6-tribromoaniline Tuy nhiên sau khi giảm hoạt nhóm –NH2

bằng phản ứng acyl hóa, sẽ thu được sản phẩm chính là p-bromoaniline

H C O

CH3 H2O

N

H C O

CH 3 Br

NH2

t o

p-bromoaniline

Br2 AlCl3

3 GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG: TRONG THÍ NGHIỆM

Có ba giai đoạn chính xảy ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm:

Giai đoạn 1: acyl hóa aniline bằng acid axetit

Thao tác: (3,8g natri axetat + 80ml nước cất) + 2,3g anilin + 2,8ml HCl đậm đặc + đun cách thủy 50oC Phản ứng diễn ra trong becher 250ml

Phản ứng hóa học:

H

C CH3 O

axetanilit

(1)

ứng chậm và cần chất xúc tác acid mạnh Điều này giải thích vì sao anilin không tan hoàn toàn trong dung dịch

Vả lại, phản ứng (1) xảy ra thuận nghịch nên sự tạo lại aniline là việc bình thường

Giai đoạn 2: acyl hóa aniline bằng anhydrit axetic

Thao tác: sản phẩm phản ứng (1) + 3ml anhydrit axetic  lắc đều, giữ ở nhiệt độ

50oC trong thời gian 30 phút khấy, làm lạnh  lọc, rửa bằng nước lạnh

Phản ứng hóa học:

H

O

O

O O

50 o

50 o

axetanilit

Anhydrit axetic có bản chất là một acid và mạnh hơn các acid carboxylic, nên phản ứng acyl hóa mạnh hơn các acid carboxylic và phản ứng 1 chiều không tái tạo lại aniline Do đó sau 30 phút aniline đã phản ứng hoàn toàn, thể hiện bằng việc ta không còn nhìn thấy các giọt như giọt dầu không tan trong dung dịch

Khấy và làm lạnh giúp axetanilit kết tinh lại dụng tinh thể không màu Và rửa lại bằng nước lạnh, tuyệt đối không sử dụng nước sôi vì nước sôi sẽ làm axetanilit tan

Vì axetanilit thu được sẽ không hoàn toàn sạch nên phát sinh giai đoạn 3

Giai đoạn 3: Tinh chế sản phẩm

Dùng nước sôi hòa tan sản phẩm thô ở giai đoạn 2  khấy cho đến hết sản phẩm tan  nếu sản phẩm còn màu thì thêm 2g than hoạt tính vào  đun sôi khoảng 5 phút  lọc thu tinh thể  làm lạnh  lọc thu sản phẩm tinh khiết

Bản chất của than hoạt tính là hấp thụ các tạp chất nhờ hiện tượng hấp thụ trên bề mặt than hoạt tính  hấp thụ chất tạo màu  dung dịch axetanilit tan trong nước tinh khiết

(2)

(3)

4 TÍNH HIỆU SUẤT CỦA PHẢN ỨNG:

H

C CH3 O

H3C C

O

H3C C

O O

axetanilit

Ta có: naniline = 0,025 mol

Cho ta naxetanilit = 0.025 mol  mlt axetanilit = 3,375g

Thu được: 1.34 (g) Axetanilit sau thí nghiệm

Hiệu suất phản ứng: H = (1.34/3.375).100 = 39.7 (%)