Bai 7 b Tổng hợp hữu cơ hóa dầu

_ Benzene là aromatic quan trọng nhất : là nguồn nguyên liệu cho khá nhiều hóa chất là sản phẩm cuối cùng hay trung gian.. Ví dụ: Hydro hóa benzene tạo cyclohexane.. _ Do sự bền vững cộn

TỔNG HỢP HỮU CƠ &

HÓA DẦU

GV: ĐÀO THỊ KIM THOA

Bài 7: HÓA HỌC TRÊN CƠ SỞ BENZENE

Benzene is an organic chemical compound with the formula C6H6 It

is sometimes abbreviated Ph-H Benzene is a colorless and flammable

liquid with a sweet smell and a relatively high melting point It is

carcinogenic and its use as additive in gasoline is now limited, but it

is an important industrial solvent and precursor in the production of drugs, plastics, synthetic rubber, and dyes Benzene is a natural constituent of crude oil, but it is usually synthesized from other compounds present in petroleum Benzene is an aromatic

hydrocarbon and the second [n]-annulene ([6]-annulene), a cyclic

hydrocarbon with a continuous alternation of single and double bonds

_ Hoạt tính của C6, C7, C8 aromatics chủ yếu là nhờ vòng benzene.

_ Phản ứng: thế ái điện tử : tác dụng với tác nhân ái điện tử Ví dụ: alkyl hóa, nitro hóa, chlor hóa

_ Benzene là aromatic quan trọng nhất : là nguồn nguyên liệu cho khá nhiều hóa chất là sản phẩm cuối cùng hay trung gian

Ví dụ: Hydro hóa benzene tạo cyclohexane

Oxy hóa cyclohexane tạo cyclohexanone

_ Do sự bền vững cộng hưởng của vòng benzene, nó khó polymer hóa Tuy nhiên, các sản phẩm là dẫn xuất của benzene như: styrene, phenol, maleic anhydride lại có thể polymer hóa tạo các sản phẩm thương mại quan trọng do sự hiện diện của các nhóm chức.

_ Benzene có thể bị alkyl hóa bởi nhiều tác nhân alkyl hóa, hydro hóa tạo cyclohexane, nitrate hóa hay chlor hóa

Xylene separation and cryogenic crystallization of

para-xylene

67.8 o

II Alkyl hóa benzene:

* Benzene có thể được alkyl hóa với sự có mặt của xúc tác Lewis.

Tác nhân alkyl hóa: olefins: ethylene, propylene và C12 –C14  - olefins.

Sản phẩm: benzene alkylates: giá trị thương mại cao.

*Cơ chế:

B1: Tạo carbonium ion

B2: Carbonium ion tấn công vào vòng benzene, tách H+ hình thành benzene alkylate.

_ EB: 2 nguồn: reforming xt (ít)

tổng hợp (chủ yếu): alkyl hóa benzene

_ Xúc tác: AlCl3 -HCl

Phản ứng pha lỏng

To : 40-100oC

P: 2-8 atm

_ Sản phẩm phụ: diethylbenzene và polyalkyl benzene: tuần

+ CH2=CH2 CH2-CH3

* Styrene:

Sản phẩm dehydro hóa của EB.

Quy trình Monsanto/Lummus Crest.

* Ngoài ra còn có 2 cách để tổng hợp styrene:

+Dimer hóa butadiene cyclohexene dehydro hóa styrene.

CH2=CH-CH=CH2 CH=CH2 CH=CH2 + 2 H2

+ Oxy hóa kết hợp toluene stilbene tái phân bố styrene + benzene

2 Cumene:

_ Tác nhân alkyl hóa: propylene.

_ Ứng dụng: sản xuất phenol và acetone.

Một phần nhỏ dùng để sản xuất  - methylstyrene (monomer để sx polymer, dung môi)

CH3 CH3 C=CH2

+ H2

-methyl styrene

3 Linear alkylbenzene:

_ Linear alkylbenzene (LAB) dùng để sản xuất chất tẩy rửa anion có khả năng phân hủy sinh học _ Tác nhân alkyl hóa: + olefins C12 - C14

+ mono-chloroalkanes (chlor hóa n-paraffin tương ứng)

_ Trong công nghiệp, alkyl hóa bằng linear olefin được ưa thích hơn.

mono-_ Giới thiệu QTCN: Quy trình Detal: kết hợp dehydro hóa n-paraffin và alkyl hóa benzene.

_ Quy trình cũ dùng xt HF với phản ứng pha lỏng (40-70oC)

_ LAB sau đó được sulfo hóa với SO3 , trung hòa với NaOH tạo linear alkyl benzene sulfonate (LABS), hoạt chất của chất tẩy rửa.

+ R-CH=CH2

CH-CH3R

linear alkyl benzene (LAB)

III Chlor hóa benzene:

_ Phản ứng thế ái điện tử

_ Cl+: tác nhân ái điện tử

+ Tỷ lệ isomers: o-/p-/m- tùy thuộc t o pư , thời gian lưu.

Cl

Cl

+ 5 HCl

_ Điều kiện phản ứng: + pha lỏng, xt FeCl3

IV Nitro hóa benzene:

_ Giống như phản ứng alkyl hóa và chlor hóa benzene, phản ứng nitro hóa benzene cũng là phản ứng thế ái điện tử.

_ Tác nhân nitro hóa: NO 2 +

_ Phản ứng pha lỏng

Xt: HNO 3 đđ + H 2 SO 4 đđ

T o : 50 o C _ H 2 SO 4 đđ: có 2 chức năng: + phản ứng với HNO 3 tạo nitronium ion

+ hấp thụ nước tạo thành của phản ứng giúp phản ứng xảy ra theo chiều thuận.

HNO3 + H2SO4 2 HSO_4 + H3O+ + NO2+

+ NO2+

NO2

+ H+

*Aniline (C6H5NH2)

Aniline (aminobenzene): chất lỏng dầu, chuyển sang màu nâu khi tiếp xúc với không khí và ánh sáng, dùng tổng hợp màu.

• Tổng hợp aniline: hydro hóa nitrobenzene.

* Điều kiện phản ứng: To : 270o C

V Oxy hóa benzene:

_ Oxy hóa benzene là phương pháp cũ dùng để sản xuất maleic anhydride.

_ Ngày nay, con đường chủ yếu để thu được maleic anhydride là quá trình mới, oxy hóa butane.

VII Hydro hóa benzene:

_ Cyclohexane: chất lỏng không màu, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ, alcohol, acetone.

_ Ứng dụng:+ dehydro hóa tạo aromatic (reforming xt)

+ oxy hóa tạo

caprolactam hay adipic acid cho nylon 6/6.

• Oxy hóa cyclohexane: