Công nghệ sản xuất barbital

Sơ đồ phản ứng

Quá trình này đi từ những nguyên liệu tơng đối đơn giản: ClCH2COOH, NaOH, C2H5OH, NaCN, C2H5ONa, C2H5Br Tuy rằng so với ph… ơng pháp 1 – phơng pháp đi từ nguyên liệu trung gian của công nghiệp axetylen – nguyên liệu phản ứng có thể tận dụng từ ngành công nghiệp axetylen, tác nhân phản ứng ít. Vậy ta lựa chọn theo phơng pháp thứ 2 nhng phải rất thận trọng trong quá trình làm việc có liên quan tiếp xúc với NaCN, là chất rất độc.

Mô tả tóm tắt quá trình công nghệ: [10]

Kết quả tạo thành 220 Kg bột, trong đó 155 Kg là muối natri malonat phần còn lại là natri clorua. Giữ tốc độ khuấy trộn để nhiệt độ phản ứng này không vợt quá 250C (quá trình này đợc tiến hành trong vài giờ đối với lợng lớn nh trên). Lớp benzen trên cùng đợc gạn ra và lớp axit bên dới đợc đem chiết lại với benzen thêm vài lần nữa.

Gộp các pha benzen đó lại, rửa sạch axit bằng NaOH và làm khô bằng natri cacbonat khan và đem cất chân không (ở 20 mmHg). (Bắt đầu từ phản ứng này phải chú ý đặc biệt tránh nớc, thậm chí chỉ độ ẩm trong không khí cũng làm ảnh hởng nghiêm trọng đến kết quả phản ứng.). Dung dịch natri etylat đợc tạo ra bằng cách hoà tan 13,2 Kg Na kim loại sạch trong 200 l cồn nguyên chất và đun đến 600C, rồi giữ ở nhiệt độ này trong suốt quá trình thêm etyl malonat ở trên vào (84 Kg).

Đun hồi lu một lần nữa trong khoảng hơn 2 tiếng, sau đó cất lại dung dịch mới đến nhiệt độ 1100C. Lớp trên là dietyl malonat este thô đợc tách ra và làm khô bằng muối sunphat khan, rồi cất chân không. Tránh sự tiếp xúc với nớc cũng là điều tối quan trọng trong bớc này (các dụng phải khô ).

30 Kg urê khô và 76,5 Kg malonat ở… trên (dietyl dietyl malonat khô) đợc đa vào bình phản ứng và khuấy đều. Cồn bị loại bỏ trong quá trình đun sôi (bình phản ứng có trang bị thêm sinh hàn thuận) và hỗn hợp trở nên sền sệt. Axit 5,5 dietyl malonyl urê hoặc axit dietyl bacbituric đợc chuẩn bị theo các bớc sau.

Vừa khuấy vừa cho từ từ bột khô ở trên vào dung dịch axit HCl mới pha này, hỗn hợp luôn giữ pH axit (xác định bằng công gô đỏ). Axit thô tạo thành đợc hoà tan trong 800 l nớc tại nhiệt độ sôi, đợc xử lý với 1/2-1 Kg than hoạt tính, đun sôi khoảng tiếng. Kết tinh tinh thể từ dịch lọc, bằng cách làm lạnh bên ngoài và khuấy nhẹ nhàng.

Tính chất của các nguyên liệu chủ yếu sử dụng trong công nghệ

Tuy nhiên, dựa vào những nghiên cứu của Walker và Wood cho biết rằng urê là một bazơ yếu và nó không có tính chất axit. Tại áp suất khí quyển và tại nhiệt độ nóng chảy của urê nó phân huỷ thành amoniac, biurê HN(CONH2), axit cyanuric C3N3(OH)3, ammelide NH2C3(OH)2, Và triurê NH2(CONH)2CONH2. Biurê là thành phần chính và ngời ta mong muốn nó có mặt càng ít càng tốt trong urê tổng hợp bán trên thị trờng.

Lợng biurê có mặt trong các sản phẩm phân bón urê nhiều hơn 2% về khối lợng rất có hại cho sự phát triển của cây. Gia nhiệt trong chân không ở nhiệt độ nóng chảy, urê thăng hoa mà không thay đổi cấu trúc. Trong chân không, tại nhiệt độ 180-1900C, urê sẽ thăng hoa và bị chuyển thành amoni cyanat, NH4OCN.

Urê lỏng cũng có thể hoà tan trong amoniăc lỏng và hình thành dạng hợp chất có trạng thái rất không bền urê-ammonia,CO(NH2)2NH3, chất mà bị phân huỷ ở nhiệt độ trên 450C. Urê-ammonia phản ứng với kim loại kiềm hình thành dạng muối nh NH2CONHM hoạc CO(NHM)2. Dung dịch urê trong nớc bị thuỷ phân chậm thành amoniăc cacbamat tại nhiệt độ phòng hoạc tại nhiệt độ sôi của nó.

Tại áp suất 100-200 atm, biurê sẽ chuyển trở lại thành urê với sự có mặt của amoniắc. Urê phản ứng với bạc nitrat, AgNO3 với sự có mặt của natri hyđrôxyt, NaOH, tạo thành dẫn xuất diargentic, CON2H2Ag2, có màu vàng nhạt. Những tác nhân oxy hoá trong sự có mặt của NaOH để chuyển urê thành khí nitơ và cacbon dioxit.

Urê phản ứng với formandehyt và các dạng hợp chất nh monometylolurê, NH2CONHCH2OH, dimetylolurê, và các chất khác, phụ thuộc vào tỷ lệ mol của formandehyt với urê và phụ thuộc vào pH của dung dịch. Urê phản ứng với hiđrô peroxyt tạo thành urê peroxyt, CO(NH2)2H2O2, Là tinh thể màu trắng. Làm đổi màu chất chỉ thị: làm quì tím chuyển thành màu xanh, phênolphtalêin chuyển thành màu hồng.

Tác dụng với H2SO4 tạo thành etyl hydro sunphat (CH3CH2OSO3H), dietyl ete, hoặc etylen,. Trong công nghiệp ngời ta điều chế từ các nguyên liệu có bột hoặc đờng (nh gạo, ngô, khoai, sắn, mật mía, nớc ép quả chín ) bằng ph… ơng pháp lên men rợu. Tính chất vật lý, hoá học của dietyl malonat [16]:. Dietyl malonat là chất lỏng không màu, tan rất ít trong nớc, tan trong benzen và clorofom, có thể trộn lẫn với ete và rợu với bất kì tỷ lệ nào. b) Tính chất hoá học:. Tính chất quan trọng nhất của dietyl malonat là phản ứng của nhóm metylen. Cho dietyl malonat tác dụng với natri etylat dễ dàng có đợc muối natri của malonat:. Malonat có thể chuyển thành pyazolon và bacbituric khi phản ứng với hydrazin và urê:. c) Điều chế dietyl malonat: quá trình này đã đợc trình bày ở mục tổng hợp barbital (1.2.2). a) TÝnh chÊt vËt lý:. b) Tính chất hoá học: các phản ứng hoá học tơng tự nh tính chất của dietyl malonat (không có tính chất của nhóm metylen).