Ure là hợp chất có vai trị quan trọng trong q trình trao đổi chất trong cơ thể động vật. Ure có nhiều trong nước tiểu của người và động vật có vú. Ure được sử dụng nhiều trong nơng nghiệp làm phân bón.
Lần đầu Vole (1828) khi làm bay hơi dung dịch xyanat amoni đã thu được ure, giống như ure lấy ra từ nước tiểu.
NH4−O−C N → H2N−CO−NH2 Hiện nay người ta sản xuất ure từ CO2 và NH3
CO2 + 2NH3 → ( NH2)2CO + H2O
Ure là chất rắn kết tinh lăng trụ dễ tan trong nước và ancol. Trong nơng nghiệp được dùng làm phân bón chính là đạm ure.
8.11. Dẫn xuất của axit cacboxylic (xà phòng và chất tẩy rửa tổng hợp)8.11.1. Xà phòng 8.11.1. Xà phòng
Khái niệm
Xà phòng là muối natri (hoặc muối kali) của axit béo cao (thường có số nguyên tử cacbon từ 12 trở lên). Muối natri là xà phòng cứng còn muối kali là xà phòng mềm
Sản xuất xà phòng
Nguyên liệu: Hầu hết các mỡ động vật và dầu thực vật đều có thể dùng để sản xuất xà phòng. Tuy nhiên người ta thường dùng một số loại nguyên liệu là:
+ Mỡ động vật: mỡ bò, mỡ cừu
+ Dầu thực vật: dầu dừa, dầu cọ dầu ngô, dầu bông, dầu lạc, dầu đậu tương, dầu thầu dầu,...
Các lọai mỡ bò, cừu, dầu dừa, dầu cọ chứa nhiều axit béo no cao sẽ cho xà phòng rắn. Cịn các loại dầu chứa nhiều axit béo khơng no sẽ cho xà phịng mềm. Muốn có xà phịng rắn thì các loại dầu này phải được hiđro hóa trước khi sản xuất xà phịng
Ngồi ra để tăng khả năng tạo bọt và tẩy rửa tốt hơn, người ta thêm dầu dừa, dầu cọ vì chúng chứa nhiều axit lauric có hoạt tính trên.
Ngồi ngun liệu là chất béo, người ta còn dùng thêm các axit béo- những axit này là sản phẩm thu được từ sự oxi hóa các hiđrocacbon từ dầu mỏ.
- Sản xuất xà phòng:
Người ta xà phịng hóa chất béo bằng cách đun chất béo với dung dịch NaOH tới 100°C, thu được keo xà phịng, có chứa glyxeryl và nước. Phản ứng xảy ra:
Sau khi xà phịng hóa, thêm muối ăn (NaCl), xà phịng tách ra khỏi glyxeryl và nước, nổi lên trên.
Để hạ giá thành, người ta thêm Na2SiO3 vào xà phòng, thêm hương liệu, đóng bánh, nếu ở trong trạng thái lỏng thì đóng vào chai, lọ.
Ngày nay người ta thuỷ phân chất béo bằng nước ở nhiệt độ và áp suất cao, sau đó cho Na2CO3 rắn để tạo xà phòng.
Xà phòng giặt chứa từ 62-64% axit béo.
Để sản xuất xà phịng thơm thì ngun liệu dầu mỡ phải được tẩy màu, khử mùi để được nguyên liệu tinh khiết hơn. Hàm lượng axit béo trong xà phịng thơm phải đạt từ 80-85%
Tính chất tẩy rửa của xà phịng: Giữa vải và chất bẩn có một lực liên kết nào đó. Tác dụng tẩy rửa của xà phịng là làm yếu lực liên kết này, phân cắt các vết bẩn không bám vào quần áo được nữa và tan vào nước.
Xà phịng là chất hoạt động bề mặt. Nó có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa các chất bẩn và vải quần áo, đồng thời xà phòng làm cho khả năng thấm ướt vải quần áo nhanh hơn.
Phân tử xà phòng cấu tạo gồm 2 phần:
+ Phần gốc -R là phần kỵ nước (ưa dầu) tan tốt trong dầu mỡ nhưng không tan trong nước.
+ Phần -COONa là phần kỵ dầu (ưa nước).
Khi giặt quần áo bằng nước xà phịng thì phần kỵ nước -R sẽ hướng vào phần dầu mỡ, còn phần ưa nước sẽ hướng lên trên bề mặt các phần dầu mỡ đó – tức là phía trước làm sức căng bề mặt của hạt bẩn giảm đi vì điện tích của chúng cùng dấu. Khi sức căng bề mặt giảm đi thì các hạt bị chia nhỏ ra, lực liên kết giữa hạt bẩn và vải quần áo yếu đi làm tăng khả năng thấm ướt và hạt bẩn tan vào nước.
8.11.2. Chất tẩy rửa tổng hợp
Chất tẩy rửa tổng hợp là những chất có tác dụng tẩy rửa như xà phịng nhưng khơng phải là muối của axit béo. Chất tẩy rửa tổng hợp gồm 3 nhóm chính:
Chất tẩy rửa anion: gồm 3 loại
- Nhóm ankyl sunfat: R-O-SO3Na
Trong đó số nguyên tử cacbon trong ankyl khoảng 18. Nguyên liệu từ việc chế hóa dầu mỏ hay khí thiên nhiên thành các ancol sau đó sunforic hóa và kiềm hố.
- Nhóm ankyl sunforat: RSO3Na
Loại này được tổng hợp từ dầu mỏ hay khí thiên nhiên.
- Nhóm ankyl benzensunforat R-C6H4-SO3Na, trong đó số nguyên tử C trong ankyl khoảng 16.
Chất tẩy rửa cation
Chất tẩy rửa loại này thường có nhóm amoni bậc 4 liên kết với mạch C dài có số ngun tử cacbon từ 12-18.
Thí dụ:
hoặc
Chất tẩy rửa khơng có cấu tạo ion
Chất tẩy rửa này khơng phân cực, gồm có ngun tử oxi dạng ete và nhóm -OH đều mạnh. Chất này gọi là xà phịng bột hay bột giặt tổng hợp.
Thí dụ: R−O−(CH2−CH2−O)n−CH2OH với R = C18H37, n = 10
Ar−O−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−OH Ar = C6H5, m = 20 R-COO(CH2-CH2-O)x-CH2-CH2-OH este của axit béo với x = 30.
Nhược điểm của chất tẩy rửa tổng hợp trong sản xuất và sử dụng là có thể gây ơ nhiễm mơi trường, nhất là chất tẩy rửa có mạch nhánh vì thường làm chết một số vi sinh vật và khó bị phân hủy trong mơi trường.
8.12. Hợp chất dị vòng - alkaloid8.12.1: Khái niệm về hợp chất dị vòng 8.12.1: Khái niệm về hợp chất dị vòng