Cơ chế phản ứng: Giai đoạn 1: điều chế muối diazoni Phản ứng bắt đầu bằng sự proton hóa axit nitro Sau đó, tiến hành hành tạo thành muối điazoni... Hợp phần diazo hợp phần azo Tốc độ phả
Trang 1TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM
NHÂN TÀI CHO PHÁT TRIỂN
Học phần
THÍ NGHIỆM HÓA HỮU CƠ
Bài thí nghiệm số 05
TỔNG HỢP β –NAPHTOL DA CAM.
GVHD: TS.Đỗ Chiếm Tài Thực hiện: Nhóm 5
Nguyễn Hạnh Vinh Nguyễn Hữu Hoàng Vũ Nguyễn Văn Vũ
Trần Phương Ý
Bà Rịa - Vũng Tàu, Tháng 11, năm 2014
Trang 2
I Cơ sở lý thuyết của phản ứng
1 Phản ứng hóa học:
Giai đoạn 1: điều chế muối diazoni và muối β-naphtolat.
Giai đoạn 2: phản ứng ghép đôi azo
2 Cơ chế phản ứng:
Giai đoạn 1: điều chế muối diazoni
Phản ứng bắt đầu bằng sự proton hóa axit nitro
Sau đó, tiến hành hành tạo thành muối điazoni
Trang 3Giai đoạn 2: phản ứng ghép đôi azo
Phản ứng tổng hợp β-naphtol da cam giữa muối điazoni và hợp chất thơm theo cơ chế
ái điện tử (electrophin)
Hợp phần diazo hợp phần azo Tốc độ phản ứng ghép azo tăng khi trong hợp chất điazo ( như SO3-) có nhóm thế hút electron, trong họp phần azo có nhóm thế đẩy e ( như OH-)
Phản ứng ghép azo phụ thuộc vào giá trị pH của môi trường
- Môi trường axit mạnh, phản ứng không xảy ra
- Môi trường bazo (pH>9) thì muối diazoni chuyển thành cation diazonat ( không tham gia phản ứng ghép azo)
- Phản ứng thực hiện tốt nhất ở môi trường pH tử 8 – 9
Vì phản ứng ghép đôi thực hiện ở vị trí para vì β-naphtol có nhóm OH, nếu vị trí para bị
chiếm thì phản ứng ghép đôi sẽ xảy ra ở vị trí octo
II Quy trình thí nghiệm
Hòa tan 2g axit sunfanilic
vào 5ml dung dịch NaOH
2N trong cốc 100ml
Axit sunfanilic hòa tan chậm trong NaOH có màu nước gạo đục
Vì axit sunfanilic khó tan trong nước, nên ta phải muối hóa bằng NaOH
Và để chuyển từ RNH3+
thành RNH2, gốc NH2 làm cho phản ứng diazo hóa
dễ dàng hơn
Hòa tan 1g NaNO2 trong 10
ml nước trong 1 cốc nhỏ,
Sau đó đổ 2/3 dung dịch
NaNO2 vào cốc lớn 100ml
Trang 4Làm lạnh hỗn hợp trên đến
gần 0oC (từ 0-5o) bằng cách
ngâm cốc vào hỗn hợp đá –
muối
Phản ứng xảy ra ở nhiệt
độ thấp vì nếu ở nhiệt độ cao muối điazoni tạo thành sẽ bị phân hủy
Thêm từ từ vào hỗn hợp đã
làm lạnh 1,5 ml HCl đặc và
giữ nhiệt độ trong khoảng
0-5oC
Hỗn hợp có màu cam Vì HNO2 không bên nên
dung nên dùng HCl và NaNO2 tạo ra HNO2 để tham gia phản ứng với muối natrisunfat của axit sunfannilic
Vì chất N+=O, và muối diazo không bền ở nhiệt
độ cao nên phải giữ dung dịch ở nhiệt độ từ 0-50C Khuấy đều, đợi vài phút (5
phút) thêm từ từ 1 ml HCl
đặc nữa Sau đó thêm tiếp
lượng NaNO2 còn lại sao
cho vừa đủ tới khi thử với
giấy KI thấm hồ tinh bột
Tinh thể của muối diazoni
sẽ hiện ra
Hỗn hợp có màu cam
Giấy KI thấm hồ tinh bột có màu xanh
Vì HNO2 không bền nên
đổ HCl, HNO2 2 lần để đảm bảo HNO2 sinh ra phản ứng hết Dùng KI để kiểm tra môi trường, nếu là môi trường axit và HNO2 dư thì giấy thấm hồ tinh bột sẽ có
màu xanh HNO2 + KI + HCl KCl + I2 + H2 + NO
Hòa tan 1,4g β-naphtol vào
16ml NaOH 5% trong 1 cốc
250 ml khác và làm lạnh
Thu được dung dịch màu xám
Sau đó, vừa khuấy vừa rót
hỗn hợp trên vào dung dịch
này Tiếp tục khuấy 30 phút
nữa
Dung dịch đặc sệt có màu đỏ cam bắt đầu xuất hiện
Phải đổ cốc chứa dung dịch diazoni (đang ở môi trường axit) vào cốc β-naphtolat vì nếu đổ ngược lại thì β-naphtolat chuyển thành β-naphtol làm giảm hiệu suất Đồng thời phản ứng ghép đôi xảy ra tốt nhất trong môi trường pH
từ 8-9
Phải khuấy vì là phản ứng
dị thể nên khuấy làm tăng diện tích tiếp xúc, phản ứng diễn ra nhanh hơn Thêm 5g NaCl vào và
khuấy đều, ngâm cốc trong
chậu đá thêm 1 giờ
Ta thu được hỗn hợp đặc sệp màu đỏ cam trong dung dịch
Do sản phẩm tạo thành có khả năng có khả năng tan trong nước nên cho muối
Trang 5NaCl vào nhằm làm giảm khả năng tan, tạo hiệu suất cao cho phản ứng
Lọc kết tủa bằng phễu hút
áp suất kém, rửa bằng vài
ml nước lạnh, ép khô và sấy
ngoài không khí
Thu được sản phầm màu cam mịn
Rửa sản phẩm bằng nước lạnh để giảm mất mát sản phẩm (vì sản phẩm tan tốt trong nước)
III Kết quả thí nghiệm
- Kết thúc thí nghiệm thu được m1= 3,23619g β-naphtol da cam
- Ta có:
Số mol axit sunfanilic = 2/173= 0,0116
Naoh (hòa tan sunfanilic) là 0,005x2=0,001
Nano2 là = 1/69 = 0,0144
Β-naphtol là 1,4/144=0,01 mol
Và hcl đặc cho dư, naoh hòa tan β-naphtol da cam cũng cho dư
- Nên theo lí thuyết số mol β-naphtol da cam tạo thành là 0,01 mol
- Khối lượng β-naphtol da cam theo lí thuyết là m2 = 350x0,01=3,5g
- Hiệu suất tổng hợp β-naphtol da cam là h=m1/m2= 3,23619x100%/3,5 = 92,46%
IV Các nguyên lí để tăng hiệu suất
- Làm lạnh dung dịch chậm để thu được β-naphtol da cam tinh khiết hơn
- Lọc dưới áp suất thấp vừa phải để tránh thất thoát sản phẩm
V Một số ứng dụng
- Sử dụng làm thuốc nhuộm trong công nghiệp
- Là phụ gia thêm vào sáp, chất đánh bóng
- Sử dụng làm chất tạo màu trong thực phầm ở mức độ nhất định