- Phenol ít tan trong nước lạnh, phải khuấy kỹ để phân tác đều.- Nhiệt độ < 10°C mới cho phenol vào cốc để tránh tạo nhiều sản phẩm phụ, hạn chế sự bay hơi gâyđộc, hạn chế sự oxy hoá phe
GIAI ĐOẠN I: TỔNG HỢP P- NITROSOPHENOL
TỔNG HỢP P-NITROSOPHENOL
- Tinh thể thường có màu vàng
- Có thể dễ dàng hòa tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực như ethanol, methanol, axeton và dung dịch kiềm
P-Nitrosophenol là một hợp chất quan trọng trong ngành công nghiệp hóa học, thường được sử dụng làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác.
2 NGUYÊN TẮC a Nguyên lí phản ứng: Phản ứng nitroso hoá.
Nitro hóa thế ái điện tử là quá trình đưa nhóm -NO vào hợp chất hữu cơ, trong đó phản ứng nitroso hóa phenol bằng acid nitro tạo ra hợp chất nitrozo Tác nhân chính trong phản ứng này là ion nitrozoni (NO+).
- Phản ứng tạo tác nhân:
2NaNO2 + H2SO4 ⇌ 2HNO2 + Na2SO4
NO+ mang điện tích dương tấn công vào các vị trí ortho và para Trong quá trình này, nhóm –OH làm giảm khả năng của NO+ để thế vào vị trí ortho, ưu tiên cho việc thế vào vị trí para.
3 DỤNG CỤ HOÁ CHẤT a Dụng cụ
1 Máy khuấy, con từ 7 Đĩa petri
2 Cốc có mỏ 1 lít 8 Cân, giấy cân
3 Chậu đựng đá 9 Giấy lọc
4 Nhiệt kế 10 Giấy quỳ tím
6 Bộ lọc hút Buchner 12 Đũa thuỷ tinh, kẹp gỗ b Hoá chất
- Muối (tăng độ làm lạnh của đá)
4 QUY TRÌNH TỔNG HỢP P-NITROSOPHENOL a Sơ đồ sơ bộ
P- NITROSOPHENOL b Quy trình cụ thể
Bước Hiện tượng Giải thích Lưu ý
1 - Cho 10ml nước cất vào cốc có mỏ 1 lít, them 10g đá bào.
- Bật máy khuấy, khuấy kỹ để đá tan, phân tán đều.
- Đồng thời làm lạnh bên ngoài bằng đá viên.
- Nhiệt độ bên trong cốc giảm
- Khuấy đều đến khi phenol phân tán đều.
- Kiểm tra nhiệt độ, hạ nhiệt xuống 0-
- Phenol phân tán đều, dung dịch chuyển đục.
- Phenol ít tan trong nước lạnh, phải khuấy kỹ để phân tác đều.
- Nhiệt độ < 10°C mới cho phenol vào cốc để tránh tạo nhiều sản phẩm phụ, hạn chế sự bay hơi gây độc, hạn chế sự oxy hoá phenol.
- Phenol có độc tính, hấp thụ hoàn toàn qua da, gây bỏng lạnh nên cần đeo găng tay.
- Kiểm tra nhiệt độ, không để nhiệt độ quá thấp, duy trì (0-10°C) bằng nhiệt kế
- Khuấy, phân tán đều trong 2-3 phút.
- Dung dịch chuyển sang vàng nhạt.
- NaNO2 hoà tan trong nước trong dung dịch
H2SO4 22% (đảm bảo nhiệt độ luôn
- Thêm đá bào để kiểm soát nhiệt độ
- Dung dịch chuyển dần sang vàng đậm đến nâu
- Phản ứng nitroso hoá đang xảy ra, tạo sản phẩm p- nitrosophenol.
- H2SO4 toả nhiệt gây tang nhiệt độ phản ứng, cho thêm từ từ đá bào để hạ nhiệt.
- Phải giữ 0-5°C do HNO2 tạo ra không bền với nhiệt độ
- Sử dụng muối để tăng độ làm lạnh của đá bào.
- Điều chỉnh tốc độ nhỏ giọt của acid.
5 - Lọc dung dịch trên phễu lọc hút
- Rửa tủa nhiều lần bằng nước lạnh, đến khi pH đạt 4-5
(thử bằng giấy quỳ tím).
- Hút kiệt nước thu được 18g bột p- nitrosophenol màu nâu, không cần tinh
- Hút kiệt nước thu được kết tủa màu nâu.
Để loại bỏ lượng H2SO4 dư thừa và đạt pH từ 4-5, cần thực hiện các biện pháp phù hợp Việc này không chỉ giúp tránh ảnh hưởng đến các giai đoạn tiếp theo mà còn bảo vệ p-nitrosophenol, một hợp chất không bền và dễ bị chuyển đổi thành các chất khác.
- Đạy kín, bảo quản sản phẩm trong tủ lạnh. chế thêm.
6 Lấy 18 gam bột thô này đem sấy khô (ở nhiệt độ 70 – 80°C) để xác định nhiệt độ nóng chảy và tính hiệu suất.
- Thu được bột p-nitrosophenol màu nâu.
KIỂM NGHIỆM P-NITROSOPHENOL
1 Định tính nhóm OH Phenol: a) Nguyên tắc: b) Dụng cụ, hóa chất:
-Sản phẩm p-nitrosophenol -Nước cất
-Dung dịch FeCl3 5% c) Quy trình:
Cân 10mg p-nitrosophenol vào ống nghiệm và thêm 3ml nước để hòa tan Tiếp theo, nhỏ vài giọt dung dịch FeCl3 vào ống nghiệm và quan sát sự thay đổi màu sắc Kết quả và kết luận sẽ được đưa ra dựa trên sự thay đổi màu sắc quan sát được.
-Khi hòa tan, chế phẩm tan một phần trong nước, một phần không tan vẩn đục, dung dịch có màu vàng nâu
-Khi thêm thuốc thử FeCl3 5%, không xuất hiện màu xanh tím, dung dịch có màu vàng nâu đậm hơn
-Có thể do nhóm -OH phenol của p-nitrosophenol đã bị oxy hóa trong quá trình tổng hợp và bảo quản nên không có phản ứng với dung dịch FeCl3
-Do muối sắt (III) đã bị khử thành muối sắt (II) nên không có phản ứng.
-Trong chế phẩm có thể lẫn tạp chất khác khi phản ứng với sắt (III) clorid cho phản ứng màu
-Dung dịch chế phẩm có màu nâu, nên màu tím được tạo ra khó quan sát hơn
- Không quan sát được phản ứng tạo màu của nhóm -OH phenol trong chế phẩm.
- Phản ứng âm tính không đồng nghĩa với việc không có nhóm -OH trong chế phẩm, cần kết hợp thêm các phản ứng khác để xác định cấu trúc
2 Định tính bằng phương pháp quang phổ UV-VIS: a) Nguyên tắc:
Khi chiếu sáng có bước sóng phù hợp qua dung dịch chất màu, các phân tử trong dung dịch sẽ hấp thụ một phần năng lượng của chùm sáng, trong khi phần còn lại sẽ truyền qua Bằng cách xác định cường độ của chùm ánh sáng truyền qua, chúng ta có thể tính toán nồng độ của dung dịch Hiện tượng hấp thụ ánh sáng trong dung dịch tuân theo định luật Lambert – Beer.
A = – lgT = lg (Io/It) = εlC
P-nitrosophenol có nhân thơm nên có khả năng hấp thụ ánh sáng vùng UV. Đo độ hấp thụ ở khoảng bước sóng 200-700 nm để tìm λ max
Dựa theo pubchem p-nitrosophenol có độ hấp thu cao nhất trong methanol tại bước sóng 303nm. b) Dụng cụ, hóa chất:
- Cân điện tử, giấy cân
- Pipet, quả bóp cao su
- Giấy chỉ thị vạn năng
Bước/Thao tác Hiện tượng Giải thích Lưu ý
10mg chế phẩm, hòa tan hết bằng 10ml methanol trong một bình định mức 100ml
Thêm nước đến vạch và trộn đều (mẫu thử).
Chế phẩm tan hoàn toàn, dung dịch có màu vàng nhạt.
- Sử dụng ống đong để đong methanol.
- Sử dụng gang tay để đảm bảo an toàn khi thao tác.
Bước 2: Kiểm tra pH (kiểm tra bằng giấy quỳ), điều chỉnh pH 5-5,5.
Giấy quỳ có màu hồng Điều chỉnh pH để tránh p-nitrosophenol bị biến đổi.
- Lấy đũa thủy tinh chấm vào dung dịch mẫu thử rồi chấm vào giấy quỳ để thử pH
Bước 3: Quét phổ tại bước sóng 200nm - 700nm
Mẫu trắng là nước cất.
Dùng cuvet thạch anh, dày
UV ở bước sóng 300+2nm nên quét phổ tại bước sóng 200- 700nm để phát hiện p- nitrosophenol và các tạp.
- Cài đặt máy chế độ quét Medium.
- Chạy mẫu trắng để trừ nền trước khi đo.
- Đặt cuvet đúng chiều, không đổ dung dịch quá đầy.
Bước 4: Lấy 10ml mẫu thử vào bình định mức 100ml
Thêm nước đến vạch và trộn đều (1).
- Tráng rửa cuvet bằng nước cất và lau khô trước khi đem đo.
Mẫu trắng là nước cất
Quét phổ lần 2 - Đặt cuvet đúng chiều, không đổ dung dịch quá đầy.
Bước 5: Lấy 10ml mẫu (1) vào bình định mức 100ml
Thêm nước đến vạch và trộn đều (2)
Mẫu trắng là nước cất
-Tráng rửa cuvet bằng nước cất và lau khô trước khi đem đo.
-Đặt cuvet đúng chiều, không đổ dung dịch quá đầy. d) Kết quả, kết luận:
Xuất hiện 2 pic: λmax1= 302nm, A= 0,3 λmax2= 398nm, A= 0,359
Giải thích: Pic có λmax1= 302nm là của nitrosophenol.
Pic có λmax2= 398nm là của tạp chất chưa xác định.
Chế phẩm có chứa p-nitrosophenol và lẫn tạp chất.
3 Sắc ký lớp mỏng: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Nước cất -Chloroform -Aceton -Hexan -Acid sulfuric 10%
-Chế phẩm p-nitrosophenol b) Quy trình:
Bước/Thao tác Hiện tượng Giải thích Lưu ý
Bước 1: Hoạt hóa bản mỏng ở 100°C trong 30p.
Bản mỏng được sấy khô Loại bỏ độ ẩm, ngăn chặn ảnh hưởng đến kết quả sắc ký.
-Bật tủ sấy trước, mặt silicagel ngửa lên.
Bước 2: Chuẩn bị hỗn hợp dung môi khai triển:
-Dùng đĩa peptri đậy ngay sau khi pha dung môi tránh bay hơi gây hao hụt dung môi.
Bước 3: Pha dung dịch chấm sắc ký: Cân
10mg chế phẩm hòa tan với 10ml methanol.
Chế phẩm tan hoàn toàn tạo dung dịch màu vàng trong.
-Sau khi cân cất lại bình chế phẩm vào tủ lạnh để bảo quản. -Dùng gang tay khi thao tác để đảm bảo an toàn.
Bước 4: Chấm sắc ký bằng cách sử dụng mao quản để chấm dung dịch chế phẩm lên bản mỏng, đảm bảo vết chấm tròn đều Cần đợi vết chấm khô trước khi thực hiện chấm tiếp theo để tránh tình trạng loang lổ, đảm bảo vết sắc ký có hình dạng tròn đều và nồng độ chính xác, từ đó giúp phân tách chất hiệu quả hơn.
-Chấm sao cho vết chấm tròn đều, chấm
3 lần. thể tràn ra, ảnh hưởng đến kết quả sắc ký
Bước 5: Chạy sắc ký: -Nhúng bản mỏng vào bình khai triển sao cho vạch xuất phát cao hơn mức dung môi
-Khi dung môi chạy lên cách mép trên bản mỏng khoảng
1cm thì lấy ra, kẻ vạch mức dung môi rồi cho vào tủ sấy
Dung môi được sử dụng để chạy từ dưới lên bản mỏng Đặt bản mỏng vào cốc chứa dung môi và đậy kín bằng đĩa petri Luôn giữ cốc dung môi được đậy kín trong suốt quá trình chạy sắc ký.
Bước 6 : Sau khi chạy sắc ký xong cho bản mỏng vào tủ sấy để sấy trong 10 phút.
Xuất hiện vết dẹt tròn ở trên bản mỏng, vết mờ
-Để mặt silicagel ngửa lên.
Bước 7: Soi UV Đem soi dưới đèn UV (cách 1)
Sử dụng phương pháp soi đèn UV để quan sát sơ khảo.
-Thao tác cho/lấy bản mỏng sau khi đã tắt đèn UV để đảm bảo an toàn
Bước 8: Nhúng ngập bản mỏng trong H2SO4
10% (nhúng đầu vết chất xuống dưới)
Sau khi thấm ướt bằng khăn giấy khô, hãy đem bản mỏng đã nhúng H2SO4 hơ trên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi vết chất xuất hiện rõ ràng.
→ chất bị đốt thành than.
-Sử dụng gang tay khi thao tác
-Khi hơ ngọn lửa đèn cồn sử dụng kẹp gỗ khi thao tác để tránh bị bỏng.
Kết quả: Có vết pic hiện trên bản mỏng.
Kết luận: Chế phẩm có chứa p-nitrosophenol. c) Hiệu suất phản ứng:
Theo phương trình trên: nphenol = np – nitrosophenol = m
(2) Kết quả: mphenol cân = 10,004 (gam) mNaNO2 cân= 10,024 (gam)
Khối lượng p-nitrosophenol chưa sấy khô thu được là 13,469 gam, trong khi khối lượng p-nitrosophenol đã sấy khô là 11,928 gam Theo phương trình hóa học, số mol phenol được tính là \$n_{phenol} = n_{p-nitrosophenol} = \frac{10,004}{94} = 0,1064 \text{ mol}\$ Khối lượng p-nitrosophenol được tính bằng công thức \$m_{lt} = m_{p-nitrosophenol} = M_{p-nitrosophenol} \cdot n_{nphenol} = 94 \times 0,1064 = 13,0872 \text{ g}\$.
-Khối lượng p-nitrosophenol theo lý thuyết thu được: 13,0872 (g)
GIAI ĐOẠN 2: TỔNG HỢP P – AMINOPHENOL
Tổng hợp p-aminophenol (Không thực hiện)
Sử dụng tác nhân khử hóa natri disulfid (Na 2 S) để khử hóa nhóm nitroso (N=O) thành nhóm amin (NH 2 )
Công thức phân tử : C 6 H 7 NO a) Tính chất :
Dạng alpha : Tinh thể thể hình chóp (bền hơn)
Dạng beta: Tinh thể hình kim (kém bền hơn)
- Khối lượng phân tử: M9,13 g/mol
+ Nhiệt độ nóng chảy: 187,5 độ C
+ Tính tan : ít tan trong nước lạnh, tan vừa trong nước nóng, tan tốt trong ethanol, không tan trong cloroform, benzen.
+ Độ bền : Kém bền trong không khí, độ ẩm, ánh sáng
+ Có tính khử mạnh do có nhóm NH2
Độc tính của chất này có thể gây chuyển đổi huyết sắc tố và ảnh hưởng đến hoạt động của các cơ quan khác, dẫn đến kích ứng da Khi bị đun nóng, chất này dễ phân hủy và làm bay hơi NO, gây ra độ c Cần lưu ý một số điểm quan trọng khi tiến hành tổng hợp.
+ Trong quá trình làm phản ứng phải luôn đeo khẩu trang, găng tay và giữ khoản g cách để đảm bảo an toàn
Trong quá trình trung hòa để kết tủa sản phẩm, khí H2S có thể được sinh ra, do đó cần cho từ từ H2SO4 và thực hiện trong tủ hút sâu để đảm bảo an toàn, vì H2S có mùi trứng thối và là khí độc.
- Máy khuấy từ gia nhiệt
- Nhiệt kế,giá kẹp nhiệt kế
- Quỳ tím, đũa thuỷ tinh
- Bộ lọc chân không- giấy lọc
- Pipep, quả bóp, giấy cân
- Chậu đựng đá, đá lạnh
- Lọ thủy tinh có nắp đậy
- Găng tay cao su,khẩu trang
Quy trình Giải thích Chú ý
- Cho vào cốc có mỏ (500ml)
Na2S vào bình Đun cách thuỷ
- Cho nước để hoà tan hoàn toàn tác nhân
Na2S (đây là tác nhân khử hoá có khả năng cung cấp electron để khử nhóm nitro (NO2) thành nhóm amino (-NH2)
- Đun cách thuỷ nhiệt độ 50-55°C là điều kiện tối ưu để hoạt hoá tác nhân khử mà không làm phân huỷ hay bay hơi các chất sau này.
Khuấy đều để ngăn chặn sự xâm nhập của oxi vào khối phản ứng, vì nếu không, oxi sẽ phản ứng với tác nhân khử Na2S Hơn nữa, việc khuấy cũng giúp nhiệt độ được phân bố đồng đều.
- Điều chỉnh nhiệt độ đến 50-55°C (Theo dõi t° bằng nhiệt kế)
- Vừa khuấy vừa cho từ từ p- aminophenol đã tổng hợp ở bài trước (thời gian cho 30-40p).
- Trong quá trình luôn phải kiểm soát nhiệt độ 55-65°C.
- Sau khi cho hết p-aminophenol thì tiếp tục khuấy thêm 15p nữa.
Khi thực hiện phản ứng giữa hai chất, cần cho p-aminophenol vào từ từ để dễ kiểm soát, vì đây là phản ứng tỏa nhiệt Nếu cho p-aminophenol quá nhanh, phản ứng sẽ xảy ra mạnh mẽ, vượt quá ngưỡng nhiệt độ tối ưu 55-60°C, dẫn đến phản ứng không hoàn toàn và giảm hiệu suất.
- Cho từ từ để đảm bảo p-aminophenol phản ứng hoàn toàn trước khi thêm tiếp.
- Vẫn phải khuấy liên tục vì khuấy giúp phân tán p-nitrophenol đều trong dung dịch Na S, tránh chất tụ lại 1 điểm, gây
- Luôn duy trì nhiệt độ trong khoảng 55- 60°C.
- Nếu nhiệt độ tăng cho đá lạnh vào nồi cách thuỷ (không được cho vào cốc có mỏ).
- Nếu nhiệt độ giảm, hút nước → thêm nước nóng vào nồi
- Không được thêm quá nhanh p- nitrophenol.
*Trung hoà để hết tủa sản phẩm
-Làm lạnh khối phản ứng
- Trung hoà khối phản ứng bằng
H2SO4 10% đến pH=7 (H2SO4 dùng là 350ml).
- Để yên khối phản ứng 2 tiếng rồi lọc bằng lọc Buchner có hút chân không Rửa tủa 3 lần bằng nước cất, sau đó hút cho hết nước.
-Khi thêm H2SO4 nhiệt độ sẽ tăng nhanh, cần làm lạnh trước tránh táo nhiệt mạnh gây nguy hiểm.
Sản phẩm chứa NaOH với tính kiềm mạnh và Na2S dư, do đó cần thực hiện phản ứng trung hòa để đảm bảo các phản ứng trong giai đoạn tiếp theo diễn ra thuận lợi, không bị cản trở bởi acid hoặc kiềm.
H2SO4 là một acid mạnh, được sử dụng để trung hòa NaOH, một chất kiềm mạnh, mà không làm thêm ion lạ như HCl hay HNO3 vào phản ứng.
Khi sử dụng H2SO4, cần cho từ từ để tránh hiện tượng H2S bay lên quá nhiều hoặc làm trào khối phản ứng ra ngoài Nên thực hiện trong tủ hút sâu để đảm bảo an toàn.
- Đưa về pH=7 để loại bỏ NaOH dư, hạn chế việc tạo ra các tác nhân khử khác và sản phẩm phụ, tránh ảnh hưởng giai đoạn sau.
- Trong quá trình trung hoà có khí H2S tạo thành bay lên → cho từ từ H2SO4 và dùng trong tủ hút sâu.
- Đảm bảo rửa nước cất và hút kiệt nước để loại bỏ hết H2S và
- Đun và nghiền khối phản ứng.
- Toàn bộ sản phẩm thu được cho vào bình kín, dán nhãn, bảo quản trong tủ lạnh.
Sấy trong giai đoạn 3 cần sử dụng anhydric acetic, vì nếu có nước, anhydric acetic sẽ bị thủy phân thành acid acetic Acid acetic có khả năng acetyl hóa nhưng yếu hơn nhiều so với anhydric acetic, điều này dẫn đến giảm hiệu suất phản ứng.
- Cho vào bình kín do p-aminophenol rất dễ bị oxy hoá trong không khí.
- Bảo quản t° tủ lạnh giúp kéo dài thời gian bảo quản, làm chậm quá trình oxy hoá.
- Phải cho vào bình kín và bảo quản trong tủ lạnh.
-Trong quá trình làm phản ứng luôn đeo găng tay, khẩu trang, kính, giữ khoảng cách để đảm bảo an toàn
- Thực hiện cẩn thận, chính xác từng bước.
- Nếu bị dính hóa chất, nhanh chóng rửa sạch dưới vòi nước.
KIỂM NGHIỆM P-AMINOPHENOL
1 Phương pháp sắc kí lớp mỏng (TLC).
P-aminophenol là một hợp chất hữu cơ, có khả năng phân tách chất dựa vào cơ chế hoạt động của sắc ký lớp mỏng Khi dung môi mao dẫn lên trên bản mỏng, nó sẽ tương tác với vết chất.
Chất có ái lực tốt với pha động, kém với pha tĩnh cho quãng đường dài hơn.
Chất có ái lực kém với pha động, tốt với pha tĩnh cho quãng đường ngắn hơn.
1.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Chất chuẩn p- aminophenol b) Cách tiến hành:
- Bước 1: Hòa tan 10mg chế phẩm trong 3ml nước nóng 60-70 độ C Làm song song với chất chuẩn p-nitrosophenol
- Bước 2: Bản mỏng đã sấy (Kẻ vạch xuất phát cách mép dưới bản mỏng 1,5cm và vạch giới hạn trên cách mép 1cm).
Sử dụng mao quản để chấm dung dịch p-aminophenol đã hòa tan vào điểm đã đánh dấu trên vạch xuất phát của bản mỏng, đồng thời thực hiện với chất chuẩn.
* Lưu ý: Chấm chất thử 3-4 lần vào 1 điểm, đường kính vết chấm khoảng 2mm
Lau khô mao quản sau mỗi lần chấm.
- Bước 4: Chạy sắc kí: Pha hệ dung môi vào bình chạy sắc kí.
*Lưu ý : Lương dung môi pha trong bình không được cao quá
Cloroform : n-hexan (1:10) n-hexan : Aceton (3:1) n-hexan : Aceton (7:5)
Chất thử được đặt vào bình chứa cloroform và aceton theo tỷ lệ 7:1, đảm bảo dung môi không vượt quá vạch xuất phát Sau khi đậy nắp, cần chờ cho dung môi di chuyển cho đến khi không còn tăng cao nữa.
Dung môi Kết quả Kết luận
Hệ dung môi kém phân cực nên không kéo được p-aminophenol
→Dung môi không phù hợp để chạy sắc kí n-hexan : Aceton
Vết di chuyển nhẹ, nằm cách gốc khoảng 1/3 bản mỏng Rõ nét, tròn đều.
Hệ dung môi phân cực trung bình thấp nên kéo được p- aminosophenol
Rf của pic nằm trong khoảng 0.2– 0.8), vết sắc nét, tròn đều.
Không có tạp chất →Dung môi phù hợp nhất để chạy sắc kí. n-hexan : Aceton
Vết di chuyển xa hơn, nằm giữa bản mỏng.
Hệ dung môi phân cực cao hơn → lực kéo tăng Vết vẫn rõ, hơi loang.
Rf của pic nằm trong khoảng 0.2– 0.8) Không có tạp chất
→Dung môi phù hợp để chạy sắc kí. n-hexan : Aceton
Vết di chuyển cao, nằm gần mặt dung môi.Hơi loang, không tròn đều.
Hệ dung môi phân cực cao nên kéo mạnh, dễ gây loang vết.
Rf của pic nằm trong khoảng 0.2– 0.8) Không có tạp chất.
→Dung môi dung được để chạy sắc kí nhưng không tối ưu.
2 Phản ứng phẩm màu Nito
2.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Dụng cụ: cân, giấy cân, quả bóp, pipet, ống nghiệm, bát đá
- Hóa chất: HCl 10%, NaNO2 0,1M, NaOH 5%, β- naphtol, chất thử (chế phẩm p-aminophenol) b) Tiến hành thí nghiệm
- Sau khí nhỏ từ từ ống 2 vào ống 1, ống nghiệm xuất hiện màu đỏ và tủa đỏ.
- Chế phẩm p- aminophenol có tính chất của nhóm amin thơm bậc 1.
3 Phản ứng mất màu KMnO4
Nhóm -NH2 có tính khử, KMnO4 có tính oxy hóa Phản ứng oxy hóa- khử làm mất màu tím của dung dịch KMnO4.
3.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Dụng cụ: Cân, giấy cân, cốc có mỏ, quả bóp, pipet, ống nghiệm, ấm đun nước.
- Hóa chất: P-aminophenol, nước cất, H2SO4 10%, KMnO4. b) Tiến hành thí nghiệm
- Mất màu tím của dung dịch KMnO4.
- Chế phẩm p-aminophenol có tính khử.
4 Phương pháp đo UV-VIS:
- Do p-aminophenol có nhân thơm nên có khả năng hấp thụ UV , quét bước sóng từ 200-600 nm
- Dựa vào định luật Lambert-Beer: A=A0.l.C
A: mật độ hấp thụ quang
A0 (1%, 1cm): độ hấp thụ riêng
l: bề dày lớp dung dịch (cm)
C: nồng độ dd tính theo % (kl/tt)
4.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Máy đo uv-vis b) Cách tiến hành:
Bước 1: Cho vào BDM 100ml: 0,08g P-aminophenol chuẩn,thêm ethanol đến vạch (bình A).
Bước 2: Hút 5ml từ bình A sang BDM 100ml (bình B), thêm nước đến vạch.
Bước 3: Hút 20ml từ bình B sang BDM 50ml (bình C), thêm nước đến vạch.
Bước 1: Cho vào BDM 100ml :5ml ethanol,thêm nước đến vạch
Bước 2: Hút 20ml từ bình D sang BDM 50ml (bình E), thêm nước đến vạch.
- Mang mẫu thử bình C và mẫu trắng bình E đi đo quang:quét khoảng bước sóng 200nm tới 600nm.
→ Thu được kết quả tại: λmax = 230nm và 297nm.
5 Định lượng bằng phương pháp đo UV-VIS
Pha chế các dung dịch chuẩn đối chiếu với nồng độ khác nhau và tiến hành đo đáp ứng Si của chúng Sau đó, lập đường cong thể hiện mối quan hệ giữa đáp ứng Si và nồng độ C.
- Dùng Excel => phương trình phụ thuộc nồng độ chất chuẩn đối chiếu và tín hiệu đo của máy:
- Thông qua phương trình tuyến tính để xác định nồng độ của các chất phân tích: y = ax + b
5.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
Để thực hiện các thí nghiệm chính xác, cần chuẩn bị các dụng cụ như cân phân tích, giấy cân, quả bóp cao su, pipet, bình tia nước cất, bình định mức 100ml, bình định mức 500ml, máy đo quang và cuvet thạch anh.
- Hóa chất: p-aminophenol, ethanol, nước cất. b) Cách tiến hành:
- Đo độ hấp thụ của dd 1,2,3,4,5,6 ở 入= 230nm và đo độ hấp thu của dd 7,8,9,10,11 ở 入= 297nm.
- Nhận xét: Ta thấy đường thẳng của phương trình đường chuẩn đo tại
入 )7nm đi qua gần gốc tọa độ hơn Nên khi định lượng p- aminophenol ta sẽ đo độ hấp thụ tại 297nm.
- Có thể dùng phương pháp đo độ hấp thụ UV-VIS (xây dựng đường chuẩn) để định lượng p-aminophenol.
GIAI ĐOẠN 3: TỔNG HỢP PARACETAMOL (Không thực hiện)
1 Nguyên tắc: Phản ứng acyl hóa
2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Pipet, quả bóp cao su
- Nước cất b) Cách tiến hành:
Quy trình Giải thích Lưu ý
Cho toàn bộ p-aminophenol đã hút kiệt nước vào bình phản ứng Đun cách thủy tới nhiệt độ 50-55°C.
Thêm 21,5 ml anhydride acetic vào, khuấy nhẹ
110°C Đun cách thủy trong 30 phút
- Phải đợi đến nhiệt độ 50-
Nhiệt độ 55°C là điều kiện tối ưu để bắt đầu phản ứng giữa nhóm amin và anhydride acetic Nếu nhiệt độ không đạt yêu cầu, p-aminophenol có thể bị phân hủy, dẫn đến sự hình thành tạp chất.
- Nhiệt độ tăng cao vì đây là
- Anhydride acetic độc, dễ bay hơi gây kích ứng mắt nên phải thực hiện trong tủ hốt
Làm lạnh hỗn hợp, lấy đũa thủy tinh gãi nhẹ vào thành bình Thu được sản phẩm kết tinh.
Cho vào bình nón, dán nhãn và bảo quản trong tủ lạnh
Mục đích của việc sử dụng đũa thủy tinh để gãi nhẹ vào thành bình là nhằm kích thích quá trình kết tinh Hành động này tạo ra ma sát giữa đũa và thành bình, từ đó giúp hình thành mầm tinh thể.
Hỗn hợp sau khi đã kết tinh được làm lạnh qua đêm hoặc để trong nước đá từ 2-3h cho kết tinh hết
Tạo điều kiện cho các phân tử paracetamol kết tinh hoàn toàn, loại bỏ các tạp chất từ dung dịch.
- Đem lọc hút kiệt acid acetic.
- Rửa nhanh bằng một lượng rất ít nước để loại bỏ bớt acid acetic
- Loại bỏ acid acetic, giúp làm sạch sản phẩm, tăng hiệu suất của quá trình phản ứng, giúp sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn
- Rửa bằng ít nước có thể giúp giữ được khối paracetamol đang kết tinh.
Hòa tan tinh thể paracetamol thô trong nước sôi vừa đủ Loại bỏ các tạp chất
Thêm 10g vào than hoạt tính và đun cách thủy trong 20 phút để tẩy màu Trong quá trình đun cách thủy thỉnh thoảng lắc nhẹ.
Cho than hoạt tính vào để hấp thu tạp chất, đồng thời đun cách thủy để ngăn chặn paracetamol kết tinh và bám lên bề mặt than hoạt tính, điều này ảnh hưởng đến hiệu suất Sau đó, tiến hành lọc nóng qua phễu lọc.
Bruchner, cứ làm vậy đến khi dịch lọc trong suốt
Loại bỏ tạp chất, bước quan trọng để tăng hiệu suất của phản ứng.
Lọc thu lấy tinh thể, đem sấy và đo nhiệt độ nóng chảy Nếu nhiệt độ nóng chảy mà không đạt thì kết tinh lại 1 lần nữa.
Sấy và đo nhiệt độ nóng chảy để kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Phần nước cái đổ vào bã than và Mục đích thu thêm paracetamol thêm paracetamol bị kết tinh lẫn than hoạt, thời gian đun cách thủy là 30 phút.
Tiếp tục lọc nóng và để kết tinh
Cân toàn bộ sản phẩm, bảo quản trong bình thủy tinh kín, dán nhãn và bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh
Phản ứng oxi hoá khử của paracetamol trong môi trường acid diễn ra khi nó bị oxi hoá bởi K2Cr2O7, tạo ra phức màu tím do tính chất của nhóm acetamid.
1.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Nước cất b) Cách tiến hành :
Bước 1: Đun nóng 0,1 g chế phẩm trong 1 ml acid hydrocloric
Bước 2: Thêm 1 ml nước, làm lạnh trong đá, không có tủa tạo
Bước 3: Thêm 0,05 ml dung dịch kali dicromat 0,49 %, xuất hiện màu tím và không chuyển sang màu đỏ.
2 Phản ứng màu của nhóm OH:
Paracetamol là một amin thơm bậc 1, khi ở trong môi trường acid và nhiệt độ cao, nó sẽ chuyển thành chất có dạng Ar-NH2 Khi thêm NaNO2 và sau đó là ò-Naphtol trong dung dịch NaOH 10%, sẽ tạo ra dung dịch màu đỏ hoặc tủa đỏ.
2.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
Bước 1: Đun sôi 0,1g chế phẩm với 1ml dung dịch HCl 10% trong
Bước 2: Thêm 10ml nước, làm lạnh
Bước 3: Thêm 5 giọt dung dịch natri nitrit 10% rồi thêm dung dịch
B-naphtol trong dung NaOH 10%, sẽ xuất hiện màu đỏ hoặc tủa đỏ.
3 Phương pháp đo UV-VIS
- Do paracetamol có công thức cấu tạo có chứa nhân thơm nên có khả năng hấp thụ UV ở bước sóng λ max = 249.
- Độ hấp thụ riêng A (1%, 1cm) trong khoảng từ 860-980.
3.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất
- Cân điện tử, giấy cân
Bước 1: Hòa tan 0,1g chế phẩm trong methanol (TT) và pha loãng thành 100ml với cùng dung môi.
Bước 2: Lấy 1,0 ml dung dịch, thêm 0,5 ml dung dịch HCl 0,1M
Bước 3: Đem đo ngay độ hấp thụ ở bước sóng cực đại 249 nm.
A (1%, 1cm) phải trong khoảng 860 nm đến 980 nm.
4.1 Nguyên tắc: Phương pháp đo quang
Khi chiếu sáng có bước sóng phù hợp qua dung dịch chất màu, các phân tử trong dung dịch sẽ hấp thụ một phần năng lượng, trong khi phần còn lại sẽ truyền qua Bằng cách xác định cường độ ánh sáng truyền qua, ta có thể tính toán nồng độ của dung dịch Hiện tượng hấp thụ ánh sáng này tuân theo định luật Lambert – Beer, được biểu diễn bằng công thức: \$A = A_0 \cdot l \cdot C\$.
A0: hệ số hấp thu phân tử
C: nồng độ dung dịch( kl/tt)
- Tính hàm lượng paracetamol (C8H9NO2) theo A (1%, 1cm); lấy
715 là giá trị A0 (1%, 1cm) ở bước sóng 257nm.
4.2 Quy trình: a) Dụng cụ, hóa chất:
- Bình định mức 100ml, 250ml
- Nước cất b) Cách tiến hành:
