Tổng hợp phương pháp điều chế hoá Hữu Cơ

anhto2011 · 2 Tháng tám 2014

HOÁ HỮU CƠ

A.HIĐROCACBON

I.Phương pháp chung điều chế hiđrocacbon (đi từ dầu mỏ)
1.Hai phương pháp chế biến dầu mỏ
a.Rifominh
(Là quá trình sử dụng xúc tác và nhiệt độ biến đổi cấu trúc của H-C
từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.)
Điều kiện: 500 độ C, 20-40 atm, xúc tác Pt,Pd,Ni,... trên chất mang là Al2O3 hoặc nhôm silicat
-Chuyển ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh và xicloankan
VD
CH3(CH2)5CH3--->(CH3)2CHCH2CH(CH3)2 hoặc C6H11CH3 (mạch vòng)+H2
-Tách hiđro chuyển xicloankan thành aren
VD
C6H12(mạch vòng)---->C6H6+3H2
Tách hiđro chuyển ankan thành aren
VD
CH3(CH2)5CH3--->C6H6CH3+4H2
b.Crăckinh
(là quá trình bẻ gãy phân tử H-C mạch dài thành các phân tử H-C mạch ngắn hơn nhờ tác dụng nhiệt hoặc xúc tác và nhiệt)
-Crăckinh nhiệt (700-800 độ C) (tạo ra eten,propen,buten,penten,...)
-Crăckinh xúc tác (400-450 độ C, Alumino silicat (75-90% SiO2, 10-35% Al2O3)+HF ) (chuyển H-C mạch dài (C21-C35) thành mạch ngắn)
2.Một số phương pháp khác
a.Nung RCOONa rắn với vôi tôi xút (CaO có vai trò làm giảm nhiệt lượng=>an toàn hơn)
RCOONa+NaOH--->RH+Na2CO3 (nung, xúc tác CaO)
(RH có thể là ankan,anken,...)
b.Phương pháp Wuyêc-fictic
RX+R’X+2Na--->R-R’+2NaX
Hoặc
RX+R'X+Zn--->R-R'+ZnX2 (axeton)
(X là halogen (Cl,Br,I))
(R và R’ có thể là ankan,anken,aren,...)
c.Cộng 2 H-C
VD
C6H6+C3H6--->C6H5CH(CH3)2(Cumen) (nhiệt độ, H+)
C6H6+C2H4--->C6H6C2H5 (nhiệt độ, H+)
d.Phản ứng điện phân (phương pháp Konbơ)
RCOONa+2H2O--->R-R+2CO2+2NaOH+H2

II.Ankan
1.Trong phòng thí nghiệm
Nung CH3COONa rắn với vôi tôi xút
CH3COONa+NaOH--->Na2CO3+CH4 (nung)
Thủy phân Al4C3
Al4C3+12H2O--->3CH4+4Al(OH)3

III.Xicloankan
CH3(CH2)4CH3--->C6H12+H2 (nhiệt độ, xt)
IV.Anken
1.Trong phòng thí nghiệm
Đun ancol với axit sufuric đặc
VD
CH3CH2OH--->CH2=CH2+H2O (170 độ C,H2SO4 đặc)
2.Trong công nghiệp
-Tách hiđro từ ankan hoặc crăckinh
VD
C2H6--->C2H4+H2 (400-600 độ C, xt Cr2O3)
3.Khác
a.Tách H2O ra khỏi nước
R-CH(OH)-CH2-R’--->R-CH=CH-R’+H2O (170 độ C,H+)
b.Tách HX ra khỏi dẫn xuất halogen
R-CHX-CH2-R’+NaOH--->R-CH=CH-R’+NaX+H2O (đun nóng, xt ancol)
V.Ankađien
CH3CH2CH2CH3--->CH2=CH=CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)
CH3CH2(CH3)CH2CH3--->CH2=C(CH3)CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)

VI.Ankin
Điều chế C2H2
-Phương pháp điều chế trong công nghiệp hiện nay: nhiệt phân metan ở 1500 độ C, làm lạnh nhanh
2CH4--->C2H2+3H2 (1500 độ C)
Phương pháp cũ
CaO--->CaC2--->C2H2
CaO+3C--->CO+CaC2(đất đèn)
CaC2+2H2O--->Ca(OH)2+C2H2

VII.Benzen và ankin benzen
CH3(CH2)4CH3--->C6H6+4H2 (xt, nhiệt độ)
CH3(CH2)5CH3--->C6H5CH3+4H2 (xt, nhiệt độ)
C6H6+C2H4--->C6H5C2H5 (nhiệt độ,H+)

VIII.Điều chế một số hợp chất quan trọng từ khí thiên nhiên (CH4)
1.Butađien (C4H6)
CH4(1500 độ C)--->C2H2 (+H2O)(80 độ C, xt H2SO4,HgSO4)--->CH3CHO(+H2)(Ni, nhiệt độ) --->C2H5OH(400-500 độ C, xt Al2O3)--->C4H6
CH4--->C2H2(CuCl,NH4Cl hoặc CuCl2)--->C4H4(vinyl axetilen)(Pd/PbCO3)--->C4H6
Phương pháp cũ
mùn cưa--->glucozo--->C2H5OH--->C4H6
2.Stiren
CH4--->C2H2(than hoạt tính, 600 độ C)--->C6H6(+C2H4)(H+)--->C6H5C2H5(ZnO, nhiệt độ)--->C6H5C2H3

anhto2011 · 2 Tháng tám 2014

B.DẪN XUẤT HALOGEN-ANCOL-PHENOL

I.Dẫn xuất halogen
Hiđrocabon không no tác dụng với HCl, HBr, Cl2, … (phản ứng cộng)
Hiđrocacbon no tác dụng với Cl2, Br2, … (phản ứng thế)
(Ngoài ra, hiđrocacbon không no cũng có thể thế halogen ở 450-500 độ C)
VD
C2H4--->CH2Cl-CH2Cl--->CH2=CH-Cl
C2H4+Cl2--->CH2Cl-CH2Cl (etanol,NaOH)
CH2Cl-CH2Cl--->CH2=CH-Cl+HCl (500 độ C)

C2H2+HCl--->CH2=CHCl (150-200 độ C, HgCl2)
(xem điều chế glixerol)
Từ ancol
ROH+HX--->RX+H2O (nhiệt độ, ZnCl2)
R-OH+PCl5--->RCl+POCl3+HCl
3ROH+PI3--->3RI+H3PO3

II.Ancol
1.Phương pháp chung
-Hidrat hóa anken trong môi trường axit (H2SO4,HCl,H3PO4,HBr,HClO4,...)
-Thủy phân dẫn xuất halogen bằng dd kiềm nóng
R-Cl+HOH--->R-OH+H-Cl
-Khử anđêhit và xeton bằng H mới sinh (H(+)+Fe) hoặc tác dụng với H2 xúc tác Ni,Pt,...
R-CHO+2H--->R-CH2-OH (Ni, nhiệt độ)
R-CO-R’+2H--->R-CH(OH)-R’ (Ni, nhiệt độ)
-Từ este (Cách này thuộc phần nâng cao)
RCOOR'--->RCH2OH+R'OH (nhiệt độ, xúc tác LiAlH4- chất khử mạnh)
-Ngoài ra cũng có thể tạo ancol từ amin bậc nhất
R-NH2+HNO2--->R-OH+N2+H2O
2.Etanol (C2H5OH) trong công nghiệp
-Hidrat hóa etilen xúc tác axit
CH2=CH2+HOH--->CH3-CH2-OH (H2SO4, 300 độ C)
-Lên men tinh bột
(C6H10O5)n+nH2O--->nC6H12O6 (enzim)
C6H12O6--->2C2H5OH+2CO2 (enzim- men zima)
3.Metanol (CH3OH)
Cách 1
2CH4+O2--->2CH3OH (200 độ C, 100 atm, xúc tác Cu)
Cách 2
CH4+H2O--->CO+3H2 (xúc tác, nhiệt độ)
CO+3H2--->CH3OH (400 độ C, 200 atm, xúc tác ZnO,CrO3)
4.Một số ancol quan trọng khác
a.Etylen glicol (CH2OH-CH2OH)
3CH2=CH2+2KMnO4+4H2O--->3HOCH2-CH2OH+2MnO2+2KOH (nhiệt độ thường)
Trong công nghiệp
CH2=CH2(+Cl2)--->CH2Cl-CH2Cl(+H2O)(xúc tác Na2CO3)--->CH2OH-CH2OH
b.Glixerol hay glixerin (CH2OH-CHOH-CH2OH)
CH2=CH-CH3(+Cl2)(450 độC)--->CH2=CH-CH2Cl(+Cl2+H2O)--->CH2Cl-CHOH-CH2Cl(+NaOH)--->Glixerol
-Xà phòng hóa chất béo
-Lên men glucozo có mặt NaHSO3
C6H12O6--->CH2OH-CHOH-CH2OH+CH3CHO+CO2 (NaHSO3)

III.Phenol
1.Phương pháp cũ
C6H6+Cl2--->C6H5Cl+HCl (Fe)
C6H5Cl+2NaOH--->C6H5ONa+NaCl+H2O (300 độ C, 200 atm)
C6H5ONa+H(+)--->C6H5OH+Na(+)
2.Phương pháp chủ yếu hiện nay là sản xuất đồng thời phenol và axeton
C6H6(+CH2=CH-CH3)(H+)--->C6H5CH(CH3)2--1)O2(kk);2)H2SO4-->C6H5OH+CH3-CO-CH3

anhto2011 · 2 Tháng tám 2014

C.ANĐEHIT-XETON-AXIT CACBONXYLIC

I.Anđehit-Xeton
1.Từ ancol
-Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc I và bậc II tương ứng bằng CuO
-Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa nhẹ metanol nhờ oxi kk ở 600-700 độ C, xúc tác Cu hoặc Ag
2CH3OH+O2--->2HCHO+2H2O (600 độ C, Ag)
2.Từ hiđrocacbon
-Các anđehit và xeton thông dụng thường được sản xuất từ hiđrocacbon
+Oxi hóa không hoàn toàn metan là phương pháp mới sản xuất HCHO
CH4+O2--->HCHO+H2O (xúc tác, nhiệt độ)
+Oxi hóa etilen là phương pháp hiện đại sản xuất CH3CHO
2CH2=CH2+O2--->2CH3CHO (PdCl2,CuCl2, nhiệt độ)
+Oxi hóa Cumen rồi chế hóa với axit H2SO4 thu được axeton cùng phenol (xem phần điều chế phenol)
-Ngoài ra
C2H2+H2O--->CH3CHO (HgSO4, H2SO4, 80 độ C)
-Thủy phân dẫn xuất halogen
R-CHCl2--->RCH(OH)2 (không bền)--->RCHO+H2O
RCHCl2+2NaOH--->RCHO+H2O+2NaCl

II.Axit cacbonxylic
1.Trong phòng thí nghiệm
-Oxi hóa hiđrocacbon, ancol,...
C6H5CH3(+KMnO4+H2O)(80-100 độ C)--->C6H5COOK(H3O+)--->C6H5COOH
-Từ dẫn xuất halogen
RX (+KCN)--->RCN(H3O+, nhiệt độ)--->RCOOH
RX3+3NaOH--->RCOOH+3NaX+H2O
C2H5Br(+Mg)(ete khan)--->C2H5MgBr(+CO2)--->BrMg-OOC-C2H5(H+)--->C2H5COOH (và MgOHBr-magie hiđroxit bromua)
-Từ anđehit
CH3CHO(+HCN)--->CH3CH(OH)-CN(H+)--->CH3COOH
-Ngoài ra, thủy phân este (xúc tá H2SO4 đặc)
2.Trong công nghiệp
-Lên men giấm là phương pháp cổ nhất, ngày nay chỉ còn dùng để sản xuất giấm ăn
CH3CH2OH+O2--->CH3COOH+H2O (men giấm, 25-30 độ C)
-Oxi hóa anđehit axetic trước đây là phương pháp chủ yếu sản xuất CH3COOH
CH3CHO+1/2O2--->CH3COOH (Mn2+, nhiệt độ)
-Đi từ metanol và CO nhờ xúc tác thích hợp là phương pháp hiện đại sản xuất CH3COOH
CH3OH+CO--->CH3COOH (xúc tác, nhiệt độ)
(phương pháp này cho axit axetic với giá hạ nhất)
3.Phương pháp khác trong công nghiệp
-Từ hiđrocacbon (năm nay rất dễ thi đến nó)
2R-CH2-CH2-R’+5O2--->2R-COOH+2R’-COOH+2H2O (nhiệt độ, xúc tác)
2CH3CH2CH2CH3+5O2--->4CH3COOH+2H2O (xúc tác, 180 độ C, 500 atm)
R-CH=CH-R’+[O](KMnO4)--->RCOOH+R’COOH
-Chưng gỗ: trong nước chưng gỗ có 10% CH3COOH, trung hòa bằng nước vôi trong thành Ca(CH3COO)2. Tách riêng muối này rồi chế hóa bằng H2SO4 và đun nóng, axit axetic bay ra được ngưng tụ lại
4.Một số axit cacbonxylic quan trọng khác
a.Axit oxalic (HCOO-COOH)
2HCOONa--->NaOOC-COONa+H2 (400 độ C)
NaOOC-COONa+2H+--->HOOC-COOH+2Na+
b.Axit phtalic (C6H4(COOH)2 vị trí o)
C10H8(naphtalen)(+O2(kk))--->C6H4(C=O)2O (V2O5, 350-450 độ C)(anhiđrit phtalic) (+H2O)--->C6H4(COOH)2
Ngoài ra oxi hóa o-xilen bằng O2(kk) cũng có thể tạo ra anhiđrit phtalic

anhto2011 · 2 Tháng tám 2014

D.ESTE-AMIN

I.Este
1.Từ ancol và axit cacbonxylic
RCOOH+R’OH<--->RCOOR’+H2O (H2SO4 đặc, nhiệt độ)
2.Từ phenol và anhiđrit axit hoặc clorua axit
C6H5OH+(CH3CO)2O--->CH3COOC6H5+CH3COOH
C6H5OH+CH3COOCl--->CH3COOC6H5+HCl
3.Từ hiđrocacbon và axit cacbonxylic
CH3COOH+C2H2--->CH3COOC2H3

II.Amin
1.Thay thế nguyên tử H của phân tử amoniac
NH3(+CH3I)--->CH3NH2(+CH3I)--->(CH3)2NH(+CH3I)--->(CH3)3N
2.Khử hợp chất nitro
Anilin và amin thơm được điều chế bằng cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng)
bằng H mới sinh (Fe,Zn+HCl)
C6H5NO2+6H--->C6H5NH2+2H2O (Fe+HCl)

anhto2011 · 2 Tháng tám 2014

1) Phương pháp nitro hoá (phương pháp phòng chì hoặc phương pháp tháp):
SO2 + H2O + NO2 = H2SO4 + NO
Tái sinh NO2 từ NO: 2NO + O2 = 2NO2
2) Phương pháp tiếp xúc trên xúc tác vanađi pentoxit (V2O5):
2SO2 + O2 = 2SO3; SO3 + H2O = H2SO4

Tìm kiếm

Tìm kiếm

Tổng hợp phương pháp điều chế hoá Hữu Cơ

anhto2011

anhto2011

anhto2011

anhto2011

anhto2011