TỔNG HỢP β-NAPHTOL DA CAM

TẬP 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 3 Lý Thị Hằng Trần Trung Hiếu Nguyễn Thị Hồng Hoa Bùi Thị Hoài Bà Rịa - Vũng Tàu, 2014 Thao tác thực hành thí nghiệm. Bước 1 Kiểm tra dụng cụ thí nghiệm. Bước 2 Pha dung dịch NaOH 2N: Cân 8g NaOH tinh khiết trong cốc 100ml. Đổ khoảng 70ml nước cất vào cốc, lắc cho tan, tiếp tục thêm nước cất đến vạch 100ml. Pha dung dịch NaNO2: Hòa tan 1g NaNO2 trong 10ml nước trong cốc 25ml. Bước 3 Hòa tan 2g acid sulfanilic vào 5ml dung dịch NaOH 2N trong cốc 100ml. Đổ 2/3 lượng dung dịch NaNO2 vào cốc lớn 100ml này. Bước 4 Làm lạnh: Cho muối và nước vào thau, lưu ý cho ít nước vì nhiệt độ cần làm lạnh là 0-5oC nên ta dùng nhiều đá. Ngâm cốc vào thau. Dùng nhiệt kế theo dõi nhiệt độ hỗ hợp, cho tới khi nhiệt độ xuống dưới 5oC. Bước 5 Dùng pipet lấy 1,5ml HCl đặc. Nhỏ từ từ vào hỗn hợp (vẫn giữ nguyên hỗn hợp trong thau đá). Khuấy đều, đợi 5 phút rồi tiếp tục lấy 1ml HCl nữa. Dùng lượng NaNO2 còn lại nhỏ từ từ vào hỗn hợp, liên tục dùng giấy KI thấm hồ tinh bột thử. Kết thúc việc nhỏ khi giấy KI vừa có màu xanh tím. Lúc này tinh thể muối diazoni màu vàng tươi xuất hiện. Bước 6 Pha dung dịch NaOH 5%: Cân 5g NaOH trong cốc 100ml bằng cân phân tích. Lấy 95ml nước cất rót vào cốc. Khuấy tan. Bước 7 Lấy 16ml NaOH 5% vào cốc 250ml. Hòa tan 1,4g β-naphtol vào cốc. Làm lạnh dung dịch này trong thau nước đá - muối. Vừa khuấy vừa rót hỗn hợp muối diazoni trên vào dung dịch này, tiếp tục khuấy 30 phút. Thêm 5g NaCl rắn vào rồi khuấy đều. Ngâm cốc trong chậu đá 1 giờ. Bước 8 Lọc, rửa sản phẩm: Lọc kết tủa bằng phễu hút áp suất kém. Nhỏ vài ml nước lạnh trực tiếp vào phễu, rồi hút tiếp, cứ để máy hút tới khi chất khô. Để chất tự khô ngoài không khí Cơ sở lý thuyết và giải thích thí nghiệm: Phản ứng tổng hợp màu azo: là phản ứng azo hóa, thực chất là phản ứng thế electrophin vào nhân thơm, là kết quả của sự tương tác giữa muối diazoni với những hợp chất thơm có nhóm đẩy electron Ta có thể chia thí nghiệm thành 2 giai đoạn: Điều chế muối diazoni, phản ứng ghép đôi azo. Giai đoạn 1: điều chế muối diazonium (từ bước 3 đến bước 5) Phản ứng này bắt đầu bằng sự proton hóa acid nitrơ, rồi nitrozo hóa amin theo quá trình chậm. Muối diazoni: là sản phẩm phản ứng diazo hóa khi cho axit nitrơ tác dụng amin bậc một trong môi trường axit. Giai đoạn 2: phản ứng ghép đôi azo (bước 7) Naphtol phản ứng với NaOH tạo muối do khó tan trong nước. Sau đó muối này được trộn với dung dịch muối diazoni thun được ở giai đoạn 1 thực hiện phản ứng ghép cặp azo. Phản ứng xảy ra theo cơ chế ái điện tử thông thường, không kèm theo sự giải phóng N2. Một số chú ý và giải thích Ta cho axit sunfanilic tác dụng với NaOH trước vì axit sunfanilic khó tan trong nước nên ta phải muối hóa bằng NaOH. Sau đó cho muối này phản ứng với HNO2. Theo lý thuyết thì ta dùng acid HNO2 tuy nhiên HNO2 không bền nên ta dùng trực tiếp HNO2 mới sinh ra từ phản ứng NaNO2 + HCl. Thử giấy KI với hồ tinh bột là để xác định xem phản ứng đã hết chưa, vì khi phản ứng kết thúc, NaNO2 dư sẽ phản ứng với KI tạo I2 làm xanh hồ tinh bột KI + NaNO2 + 2HCl = ½ I2 + NO + KCl + NaCl + H2O Ta phải làm lạnh hỗn hợp phản ứng vì nếu ở nhiệt độ cao, muối diazoni tạo thành bị phân hủy tạo phenol, N2 và HCl : C6H5N2 + H2O → C6H5OH + N2 + HCl Đồng thời phải dùng dư HCl để tránh hiện tượng muối tạo thành tác dụng với gốc amin tạo hợp chất dạng Ar–N=N-NH-Ar và HCl. Vai trò của NaCl: NaCl không xuất hiện trong phản ứng tuy nhiên do hợp chất màu azo có khả năng tan trong nước nên cho NaCl rắn vào để bão hòa vào nhằm làm giảm khả năng tan, thu được nhiều sản phẩm hơn. Vai trò của NaOH: Phản ứng với naphtol trước khi tạo azo vì naphtol cho vào hỗn hợp phản ứng thì khó tan. Tạo môi trường: nếu trong môi trường axit mạnh, các amin biến thành các muối amoni,còn các phenol khó tạo ra các anion phenolat. Hút áp suất kém: Khi lắp thiết bị hút chân không ta mở valve bên phải của máy hút ra hết cỡ, rồi tiến hành cắm điện, hút như bình thường. Kết quả thí nghiệm và xử lý Sản phẩm thu được có màu cam : 5.148g Tính toán lượng sản phẩm lý thuyết: Naphtol da cam: C16H11N2NaO4S, M= 350 Acid sulfanilic:C6H7O3NS, M= 173 Vì acid sulfanilic (NH2-C6H6-SO3H) là chất có mặt xuyên suốt trong tất cả quá trình trong các trạng thái khác nhau, hơn nữa ta cho dư các chất NaOH, HCl nên hiệu suất của cả quá trình sẽ được tính theo acid sulfanilic. Ta có thể tóm tắt quy trình thành một sơ đồ như sau: → nacid sulfanilic= 2/173= 0.01156 (mol) nnaphtol da cam= nacid sulfanilic= 0.01156 (mol) mnaphtol da cam= 0.01156*350= 4.046g Hiệu suất phản ứng: H= mthực tếmlý thuyết=2.1484.046.100=60.21 % Ứng dụng của β-naphtol da cam Sử dụng làm phẩm nhuộm len, lụa, da, gỗ, giấy trong công nghiệp