Tổng hợp paracetamol

BÀI 1 : TỔNG HỢP PARACETAMOL Mục tiờu: - Trỡnh bày được nguyờn lý phản ứng và tiến hành tổng hợp được Paracetamol.. Cho vào hỗn hợp trên 50,0 gam natri nitrit phân tán đều trong khối ph

BÀI 1 : TỔNG HỢP PARACETAMOL Mục tiờu:

- Trỡnh bày được nguyờn lý phản ứng và tiến hành tổng hợp được Paracetamol

- Trỡnh bày được cỏc yờu cầu về an toàn lao động và biết cỏch xử lý thao tỏc kỹ

thuật

- Giải thớch được quy trỡnh cỏc bước trong quy trỡnh tổng hợp

- Viết được bỏo cỏo thực tập

Quỏ trỡnh tổng hợp gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn I: Tổng hợp p-nitrosophenol

1 Nguyờn lý phản ứng

2NaNO2 + H2SO4 2HNO2 + Na2SO4

2 Đặc điểm thành phẩm

- p-nitrosophenol là bột tinh thể màu nõu, nhiệt độ núng chảy: 156 - 1580C

3 Đặc điểm nguyờn phụ liệu

Phenol 50,0 gam Natri nitrit 50,0 gam Acid sulfuric 22% 170,0 ml Nước đỏ

Nước cất

4 Dụng cụ, thiết bị

- Cốc thộp khụng gỉ 1000ml 1 cỏi

- Mỏy khuấy cơ 1 cỏi

- Nhiệt kế 1000C 1 cỏi

- Bỡnh nhỏ giọt 200ml 1 cỏi

- Nồi phản ứng 2 lớt 1 cỏi

- Bộ lọc Buchner 1 bộ

5 Quy trỡnh tổng hợp

5.1 Sơ đồ

5.2 quy tr×nh

5.3 Mô tả quy trình

Cho 100 ml nước cất vào cốc thép không gỉ 1 lít, sau đó cho vào 50,0 gam phenol Bật máy khuấy, khuấy kỹ cho phenol phân tán đều trong nước Tính từ thời điểm này, máy khuấy hoạt động liên tục cho đến khi kết thúc phản ứng nitroso hóa Sau đó, cho thêm 240 gam nước đá đập nhỏ vào khối phản ứng, đồng thời làm lạnh phía ngoài bằng nước đá Khuấy đều thêm 10 phút nữa để nhiệt độ hạ xuống khoảng 00C- 50C

Cho vào hỗn hợp trên 50,0 gam natri nitrit phân tán đều trong khối phản ứng (khoảng 2-3 phút) Sau đó nhỏ từ từ 170 ml H2SO4 22% vào khối phản ứng Trong quá trình nhỏ H2SO4 phải đảm bảo nhiệt độ của khối phản ứng luôn dưới 100𝐶 (thời gian nhỏ khoảng 40-45 phút) Sau khi cho hết acid, khuấy thêm 15 phút nữa

Lọc khối phản ứng trên phễu lọc Buchner, rửa tủa bằng nước lạnh cho đến khi n-ước rửa đạt pH= 4-5 Hút kiệt nn-ước, thu được khoảng 90 gam bột

p-nitrosophenol màu nâu Sản phẩm thô này làm nguyên liệu cho phản ứng tiếp theo, không cần tinh chế thêm

Lấy 1 gam bột thô này đem sấy khô (ở nhiệt độ 70 − 800𝐶) để xác định nhiệt độ nóng chảy và tính hiệu suất

Hiệu suất 84% Sản phẩm chảy ở 136 − 1400𝐶

Giaiđoạn II: Tổng hợp p-aminophenol

1 Nguyên lý phản ứng

Đặc điểm thành phẩm

p-aminophenol là tinh thể màu nâu đen, nhiệt độ nóng chảy 180 -1820C

2 Đặc điểm nguyên phụ liệu

p-nitrosophenol 54,0 gam (tính ra sản phẩm đã sấy khô)

Bột lưu huỳnh 28,0 gam

NaOH viên 60,0 gam

Nước cất 130 ml

Dung dịch H2SO4 10% vừa đủ

3 Dụng cụ

- Cốc thép không gỉ dung tích 500 ml 1 chiếc

- Bộ lọc Buchner 1 bộ

- Bếp điện 1 chiếc

4 Cách tiến hành

5.1 Sơ đồ quy trình

5.3 Mô tả quy trình

- Điều chế tác nhân khử:

Cho vào cốc thép không gỉ 130 ml nước cất; 60,0 gam NaOH viên; khuấy cho tan; sau đó thêm 28,0 gam lưu huỳnh bột; khuấy cho tan hoàn toàn Đun sôi liên tục 60 phút nữa để thủy phân hết các polysulfid (trong quá trình đun sôi, nước bốc hơi được bổ sung để thể tích dung dịch thu được khoảng 150 ml)

Để dung dịch Na2S này nguội xuống 50-550C, đem tiến hành phản ứng khử hóa

- Phản ứng khử hóa

Vừa khuấy vừa cho từ từ từng lượng nhỏ bột p-nitrosophenol ở trên dung dịch natrisulfid, sao cho nhiệt độ trong quá trình phản ứng là 55-650C ( nhiệt độ để phản ứng tốt nhất là khoảng từ 58-600C) Thời gian cho p-nitrosophenol khoảng 30 - 40 phút Sau khi cho hết lượng p-nitrosophenol thì tiếp tục khuấy thêm 15 phút nữa

- Trung hòa để kết tủa sản phẩm:

Làm lạnh khối phản ứng xuống dưới 200C, trung hòa khối phản ứng đến pH = 7 bằng dung dịch H2SO4 10% Chú ý trong quá trình trung hòa có khí H2S tạo thành rất

độc nên để trong tủ hốt sâu, đồng thời cho acid từ từ để tránh H2S tạo thành nhiều sẽ đẩy khối phản ứng trào ra ngoài

Sau khi điều chỉnh về pH = 7, để yên khối phản ứng trong 2 giờ, lọc qua phễu lọc Buchner, rửa lại rồi tủa 3 lần với nớc cất, hút thật kiệt nước lần cuối cùng

Lấy 1 g đem đi sấy khô ở 70-800C để xác định điểm chảy và hiệu suất

Hiệu suất giai đoạn này khoảng 90%, sản phẩm nóng chảy ở 180-1900C

Giai đoạn III: Tổng hợp paracetamol

1 Nguyên lý phản ứng

2 Đặc điểm thành phẩm

- Paracetamol là chất dạng bột hoặc tinh thể óng ánh có màu trắng hoặc hơi hồng

- Không mùi Độ chảy 169-1720C Tan trong 7 phần nước sôi hoặc ethanol 950, tan trong 40 phần glycerin, trong 15 phần aceton, rất ít tan trong nước lạnh, không tan trong ether

3 Đặc điểm nguyên phụ liệu

- p-aminophenol 45,0 g ( tính theo khối lượng đã sấy khô)

- Anhydrid acetic 43,0 ml

- Nước cất 200 ml

- Than hoạt 5 g

4 Dụng cụ

- Bình nón 250ml 1 chiếc

- Bình cách thủy 1 chiếc

- Nhiệt kế 1 chiếc

- Bộ lọc Buchner 1 bộ

5 Quy tình tổng hợp

5.1 Sơ đồ quy trình

5.2 Mô tả quy trình

- Phản ứng acyl hóa

Cho tất cả lượng p-aminophenol đã hút kiệt nước ở trên vào bình nón khô, nhúng bình nón vào nồi đun cách thủy đang sôi cho đến khi nhiệt độ trong bình đạt đến

50-550C Thêm 43,0 ml anhydrid acetic vào, khuấy nhẹ, phản ứng tỏa nhiệt mạnh Nhiệt độ

tăng lín đến 1100C, sau đó hạ xuống 900C Tiếp tục đun câch thủy hỗn hợp năy trong 30 phút nữa Sau đó lăm lạnh hỗn hợp vă gêi cho kết tinh

- Tinh chế:

Hỗn hợp sau khi đê kết tinh được lăm lạnh qua đím hoặc để trong nước đâ từ 2-3 giờ cho kết tinh hết Sau đó đem lọc hút kiệt acid acetic, rửa nhanh bằng một lượng rất ít

nư-ớc để loại bỏ bớt acid acetic

Tinh thể paracetamol thô được hòa tan trong 4 phần nước sôi, thím 5 g văo than hoạt vă đun câch thủy trong 30 phút để tẩy mău Trong quâ trình đun câch thủy thỉnh thoảng lắc nhẹ Lọc nóng qua phễu lọc Buchner, dịch lọc được lăm lạnh bằng nước đâ cho kết tinh hết paracetamol Lọc thu lấy tinh thể, đem sấy vă đo nhiệt độ nóng chảy Nếu nhiệt độ nóng chảy mă không đạt thì kết tinh lại một lần nữa như trín

Phần nước câi đổ văo bê than vă đun nóng lại lần nữa để thu thím paracetamol

bị kết tinh lẫn than hoạt, thời gian đun câch thủy lă 30 phút Sau đó lại tiếp tục lọc nóng

vă để kết tinh như trín Lọc, sấy vă đo nhiệt độ nóng chảy

Thu được khoảng 30,0 g paracetamol Hiệu suất 50-55%

Nước đá