Trong hóa học hữu cơ, khử hóa là quá trình làm giảm độ oxy hóa của chất đem khử, trong đó hợp chất hữu cơ lấy thêm nguyên tử hydro, loại khỏi nó các dị tố thường là oxy hoặc nhận thêm đi
NGUYÊN TẮC
Nguyên tắc tổng hợp các chất
1.1 Tổng hợp p-nitrosophenol ( phản ứng nitroso hóa) a Nguyên lý phản ứng : Phản ứng nitro hóa b Cơ chế: Nitro hóa thế ái điện tử - là quá trình đưa nhóm –NO vào hợp chất hữu cơ Đây là phản ứng giữa hợp chất thơm có chứa nhóm thế hoạt hóa nhân mạnh (-H,
Tác nhân ái điện tử ion nitrozoni NO + có khả năng thế vào vị trí ortho và para, nhưng nhóm –OH cản trở quá trình thế vào ortho, làm tăng khả năng thế vào para Phản ứng này diễn ra ở nhiệt độ thấp dưới 10 °C, với sự khuấy trộn liên tục và sử dụng chất xúc tác H2SO4.
1.2 Tổng hợp p – aminophenol (phản ứng khử hóa) a Nguyên lý phản ứng: Tạo ra tác nhân khử
Khử hóa là quá trình mà một nguyên tử hoặc ion nhận thêm điện tử Trong hóa học hữu cơ, khử hóa giúp giảm độ oxy hóa của chất, trong đó hợp chất hữu cơ nhận thêm nguyên tử hydro, loại bỏ các dị tố như oxy, hoặc nhận thêm điện tử.
Tác nhân khử hóa: 3 nhóm chính
+ Tác nhân là hydro phân tử
+ Tác nhân khử hóa điện hóa
1.3 Tổng hợp paracetamol (phản ứng acyl hóa) a Nguyên lý phản ứng b Cơ chế:
Acyl hóa là quá trình thay thế nguyên tử hydro cho hợp chất hữu cơ bằng nhóm acyl(
RCO-) Có 3 cơ chế phản ứng: gốc tự do, ái điện tử, ái nhân Phân loại: N, O, S, C
Giai đoạn 3 thuộc loại N, acyl hóa ái điện tử do thay vào -NH
Tác nhân acyl hóa của giai đoạn 3 là: anhydric acetic là một tác nhân acyl hóa mạnh theo cơ chế ái điện tử Điều kiện: kiệt nước, gia nhiệt
Nguyên tắc kiểm nghiệm
2.1 Kiểm nghiệm p-nitrosophenol a Định tính
Khi chiếu một chùm 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 dung dịch Bằng cách xác định cường độ của chùm ánh sáng truyền qua, chúng ta có thể thu được thông tin quan trọng về tính chất của dung dịch.
6 định được nồng độ của dung dịch Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật Bughe – Lambert – Beer:
A = – lgT = lg (Io/It) = εbC với T = It/Io P-nitrosophenol có cấu trúc nhân thơm, cho phép nó hấp thụ ánh sáng trong vùng UV Để xác định 𝝺max, cần đo độ hấp thụ trong khoảng bước sóng từ 200 đến 800 nm.
* Sắc kí lớp mỏng (TLC)
Quá trình tách các chất diễn ra khi pha động di chuyển qua pha tĩnh, nơi mà hỗn hợp các chất cần phân tích được chấm lên Sự tách biệt của các chất xảy ra nhờ vào sự tương tác khác nhau giữa chất hấp phụ và từng chất, cũng như giữa dung môi và từng chất.
Sử dụng dung môi pha động để kéo p-nitrosolphenol lên bản mỏng (pha tĩnh) dựa trên cơ chế hấp phụ và lực mao dẫn là phương pháp sắc kí triển khai hiệu quả.
* Phản ứng màu của nhóm -OH phenol b Định lượng
Nguyên tắc: Phương pháp sắc kí lỏng
Phương pháp: sắc ký triển khai
Sắc ký lỏng là quá trình tách mẫu trên cột với pha tĩnh là chất rắn và pha động là chất lỏng Mẫu phân tích được đưa vào cột tách dưới dạng dung dịch.
Khi thực hiện quá trình chạy sắc ký, các chất phân tích sẽ được phân bố liên tục giữa pha động và pha tĩnh Sự phân bố này phụ thuộc vào cấu trúc phân tử và tính chất lý hóa của các chất trong hỗn hợp.
Các chất khác nhau có khả năng tương tác khác nhau với pha tĩnh và pha động, dẫn đến việc chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách biệt ra khỏi nhau.
2.2 Kiểm nghiệm p-aminophenol a Định tính
* Sắc kí lớp mỏng (TLC)
Quá trình tách các chất diễn ra khi pha động di chuyển qua pha tĩnh, nơi mà hỗn hợp các chất cần phân tích được chấm lên Sự tách biệt của các chất xảy ra nhờ vào sự tương tác khác nhau giữa chất hấp phụ và từng chất, cũng như giữa dung môi và từng chất.
- Sử dụng dung môi pha động để kéo p-aminophenol đã chấm lên bản mỏng (pha tĩnh) dựa theo cơ chế hấp phụ và lực mao dẫn
* Phản ứng của nhóm -OH phenol
* Phản ứng của -NH2 _ Phản ứng tạo phẩm màu nito b Định lượng
Nguyên tắc: Phương pháp sắc kí lỏng
Sắc ký lỏng là quá trình tách mẫu trên cột với pha tĩnh là chất rắn và pha động là chất lỏng Mẫu phân tích được đưa vào cột tách dưới dạng dung dịch.
Khi thực hiện chạy sắc ký, các chất phân tích sẽ phân bố liên tục giữa pha động và pha tĩnh Sự phân bố này phụ thuộc vào cấu trúc phân tử và tính chất lý hóa của các chất trong hỗn hợp.
Các chất khác nhau có khả năng tương tác khác nhau với pha tĩnh và pha động, dẫn đến việc chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách biệt khỏi nhau.
2.3 Kiểm nghiệm paracetamol a Định tính
Trong môi trường acid, paracetamol trải qua phản ứng oxi hoá khử với K2Cr2O7, dẫn đến sự hình thành phức màu tím do đặc tính của nhóm acetamid.
* Phản ứng tạo phẩm màu nito
Paracetamol là một amin thơm bậc 1, trong môi trường acid và ở nhiệt độ cao, nó chuyển hóa thành chất cú dạng Ar-NH2 Khi thêm NaNO2 và ò-Naphtol vào dung dịch NaOH 10%, sẽ tạo ra dung dịch màu đỏ hoặc tủa đỏ.
Khi chiếu sáng có bước sóng phù hợp vào 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 xác định được các đặc tính của dung dịch.
9 định được nồng độ của dung dịch Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật Lambert – Beer
• 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 A (1%, 1cm) ở bước sóng 257nm.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Quá trình tổng hợp paracetamol bắt đầu bằng việc nitroso hóa nguyên liệu đầu phenol thành p-nitrosophenol, sau đó bị khử hóa bởi natri sulfit tạo thành p-amino phenol Tiếp theo, p-amino phenol này được acetyl hóa bởi anhydrid acetic để tạo thành paracetamol.
Giai đoạn 1: Tổng hợp p – nitrosophenol (phản ứng nitroso hoá)
- Tính hiệu suất phản ứng: H 1 = 𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑝−𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑜𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế
Giai đoạn 2: Tổng hợp p – aminophenol (phản ứng khử hoá)
Giai đoạn 3: Tổng hợp Paracetamol (phản ứng acyl hoá)
KHỬ HOÁ ĐIỀU CHỈNH PH= 7
THỰC NGHIỆM
Tổng hợp P-nitrosophenol
• Giấy chỉ thị vạn năng
Bước/ Thao tác Hiện tượng Giải thích Lưu ý và cách khắc phục
- Cho 50ml nước cất vào cốc có mỏ
500ml, cho 50g đá bào vào
- Bật máy khuấy, khuấy kỹ cho đá tan và phân tán đều, đồng thời làm lạch phía ngoài bằng đá viên
Nhiệt độ trong cốc giảm
5 phút, kiểm tra nhiệt độ hạ xuống khoảng
Xuất hiện kết tủa bã đậu
Do để nhiệt độ quá thấp (