BỘ GIAO DUC VA ĐÀO TAO TRUONG DAI HOC SU PHAM THANH PHO HO CHi MINH KHOA HOA .^ ~ KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP CỬ NHÂN HOA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ PHAN UNG ESTER HÓA THU VIEN Trưởng Đạ!-Học Su-Pham | TP. HO-CHI-MINH —— Người hướng dẫn: Th.S Đào Thị Ngọc Minh Người thực hiện: Vương Thị Thanh Nha TP Hỏ Chí Minh-2010 Khóa luận tết nghiệp Khảo sát một số phản ứng ester hóa LỜI CẢM ƠN Em chân thành cảm ơn: Cô Đào Thị Ngọc Minh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian thực hiện khóa luận này. Các thay cô trong bộ môn Hóa Hữu Cơ trường Đại Học Sư Pham Thanh Phố Hồ Chi Minh đã tận tỉnh giảng dạy trong suốt khóa học và tạo điều kiện dé em có thé hoan thành tốt dé tải nảy. Các thay cô bộ môn Hóa Hữu Cơ trường Dai Học Khoa Học Tự Nhiên đã giúp đỡ rất nhiều trong việc hoàn thành khóa luận nảy.
Cha mẹ và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên em thực hiện tết đẻ tài CBHD: Th. Dao Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nhã ^ - Khóa luận tốt nghiệp Khao sat một số phan ứng ester hóa l.MO ĐÃ co: cá t<cbbc<t00000266022140423028X644a8)009G104x:4801441G.56264C02u/45/6800)60/Ä 6 3 TÔNGGQUANH:C0RSOLYTHUYET— ————sri=— 7 +1, CÁ ee Rt | |: aer 7 2. Phan ứng ester hóa từ acid và aÏcol. Phan ứng ester hóa từ anhydrid acid va aÌcol.
Phan ung ester hỏa từ cster va aÏCoÌ. Phan img ester hóa từ halogenur acid vả aÌcol. Phan ứng ester hóa từ acid carboxylic vả diazometan. Phản ứng ester hóa từ amid và aÏcol.-ĂẮẰSìeei II 2.
Phản ứng ester hóa từ các hợp chất nitril và alcol. Phan ứng ester hóa từ mudi carboxylat và halogenur alkyÌ. Các xúc tác dùng trong phản ứng ester hóa. 12 EA tên Go Khổng 2000 TÁC keueeeesssneseeseesnninietaeeseesseteeeossooorveenoeossice 12 CO --.-———————~ 13 2iÁcá21 A061 BarresDI (4/64 62escg0000006646G0465266sessisdsrdi 13 Baty KT Ts) U0, FAR ope iran rte MARSTON PN oD Ta aR Ceara 14 2)50)5:-,Ã|6ÖÍ VÊN::25,00/200)5-G2662CGGG-Gi c0 OT 14 A600, GUÊC KP GI sss sabi sas avs n6 cGSCGGCGOkGGotifticdebsRsicGGSksakjsenvs 16 EE eee 16 2.
Các kỹ thuật sử dung trong điều chế ester. Phan ứng ester hóa bằng kỹ thuật cổ điển. Phan ứng ester hóa dưới sự hỗ trợ của Vi sóng. Cơ chế phan img ester hóa trực tiếp từ acid và alcol.ss- 18 CBHD: Th.
Dao Thi Ngoc Minh SVTH: Vuong Thi Thanh Nha Khóa luận tốt nghiệp Khảo sát một số phản ứng ester hỏa HC. [A6 TT ee ee 19 O52, Acid Beye aisiiiiccc cae ace iieaieeaaai 20 SDSS PUM NREEOVIWGv2201772423622114G4G66AGG0/0)/(1)63830844%G61200068Á0ải 21 SA, Achat resem OG i sessile she ae eens bh ened ta Nd 22 2. Ứng dụng của các sản phẩm ester điều chế được.- - SH H4 Họ TH HH 3 111.1, 22 26:2: EIVISSNEHEC iiss cas eee BR 23 2. cau 24 SONY [LCL (oo | TẾ NNNNBRBRBRBRAAAa me.
25 3:1Điều kiện Mages ragga anes isch 22262000606 224020000266 6222006200008 25 3,2, Quy trình chung khảo sát phan ứng ester hóa theo phương pháp cô dién. KET QUÁ NGHIÊN CỨU VA BIEN LUẬN. 28 4:15 Giới tiền GI is cscs sic ke enceaee0eettrafi2so6656 9160x661 28 ON | a a CT. Khao sát phan ứng tạo ety] butyrat.
Khảo sát theo tỉ lệ 3:] (nge¡:n„c« = 3:Ì).àccoSĂeSSĂ Si 29 4. Khảo sát theo tỉ lệ 5:Ì (ngou:asj¿ = Š:Ï }. Khảo sát theo tỉ lệ 7:1 (nax«¿:f„c„= 721). Khảo sat phản ứng tạo ety] salicyÌat.
Khảo sát theo tỉ lệ 3:1 (naye¡:f8„e„ = 3:Í). Khao sát theo tỉ lệ 5:1 (nge:0,c„ = Š:Ì). Khảo sát theo ti lệ 7:1 (Pgue:fec«@ “ 7:Ì). Khao sat phản ứng tao ety! p-aminobenzoat (benzocain).
Dao Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nha 4 Khóa luận tốt nghiệp Khảo sat một số phan ứng ester hóa 4,2. Phân ứng theo tỉ lệ 20:1 (tacos : Macig = 20:Ï). Phản ứng theo ti lệ 30:1 (tascos : nạe« = 30:1).4, Nhận xét kết qua thu được theo cơ chế phản ứng. Nhận danh các san phẩm ester bang các phương pháp phỏ.
Nhận đanh: ety): nn DU VIREdb6css-4⁄i4004200010/2/22000162Sea20a.6: Nhền định C89): SCV HA cu đa 02ố00ácckeckkáecosaocooo 42 4. Nhận danh ety! p-aminobenzoat (benzocain). sec 43 S:KETLUẬNte1184:26/660162G005617402026S00Ot5013010dđA0%À2/06SG2102GG18163930duđ 45 x6 nan 1G.-——` 46 PHÙ TRI cexssnscaccecetcte ospsvnbod ei vais ncsbne G 1040651620636) A024 9gxx@œxxesedqä 48 CBHD: Th. Đào Thị Ngoc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nhà w Khóa luận tốt nghiệp Khao sát một số phản ứng ester hóa 1.
MO DAU Ngày nay, khi nhu cau vật chat của xã hội ngày cảng tang thi con người cảng quan tâm va đầu tư vào sản xuất. Trong đó hóa học chiếm một vị trí rất quan trọng trong lĩnh vực nghiên cửu nay, vì vậy hóa học của quy trình sản xuất luôn được ưu tiên nghiên cứu. Hóa học các hợp chất hữu cơ đã có nhiều thành tựu với nhiều ứng dụng trong các ngành sản xuất như mỹ phẩm, thực phẩm, dược phẩm. và một loại phan img đã được đặc biệt chú ý đến đó là phan img ester hóa vì các hợp chất ester có mùi thơm của các loài hoa và trải cây được dùng như là các loại hương tông hợp bố sung vào các sản phẩm như là nước hoa, các loại đồ uống, thức ăn.
Với những ứng dụng quan trọng như vậy. chúng tôi đã chọn phản ứng ester hóa để nghiên cứu trong khỏa luận tốt nghiệp này. Trong những điều kiện giới hạn vẻ thời gian và kỹ thuật, chúng tôi đã bước đầu nghiên cứu một sé điều kiện anh hưởng đến hiệu suất của phan ứng ester hóa bằng phương pháp cô điền. Xin chân thành cảm ơn CBHD: Th.
Đào Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thi Thanh Nha 6 Khóa luận tốt nghiệp Khảo sat một số phản img ester hóa 2. TONG QUAN- CƠ SỞ LÝ THUYET 2. Các phan ứng điều chế ester ''Ì Ester có công thức chung RCOOR’, là những hợp chất thường có hương thơm của hoa quả hay một số hương đặc trưng khác. Các phản ứng điều chế ester thường xảy ra theo cơ chế cộng-tách nucleophil với tác chất thường là nhỏm -OH của phan tử alco! và chất nên có tinh electrophil cao như : ` a =0 —C=N Đối với nhóm C=O thì thường dùng acid và các dẫn xuất của acid làm chat nên.
Và mức độ phan ứng phụ thuộc vào độ mạnh của tính nucleophil của chất nền. Khả năng phan img giảm dan như sau: RCOCI > (RCO),O > RCOOR' > RCONH; > RCONHR’, Do đó phan ứng ester hóa thường được tiến hành theo các phản ứng sau đây: 2. Phản ứng ester hóa từ acid và alcol Phương trình tống quát RCOOH + ROH =—ễ—_ RCOOR' + HO Đây la phương pháp quan trong, được sử đụng rộng rai nhất trong sản xuất. Phản ứng có tinh chất thuận nghịch, thông thường sử dụng acid lam xúc tac.
Phản ứng ester hóa từ anhydrid acid và alcol Các dan xuất của acid cũng được dùng trong phan ứng ester hóa. ma anhydrid acid là một ví đụ. Phương trinh tong quát như sau: (RCO)O + RIOH —_—_— RCOOR' + RCOOH CBHD: Th. Dao Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nha 7 Khóa luận tốt nghiệp Khao sat một số phan ứng ester hóa Anhydrid acid có tinh nucleophil cao nén phản ứng với alcol là tương đối dé dang kẻ cả với alcol bậc 2.
Phản ứng cho hiệu suất khá cao |”! 2. Phản ứng ester hóa từ ester và alcol Phản ứng chuyển hóa ester (trans ester hóa) tức là phan img chuyển từ một ester này thành một ester khác đã được biết đến trước đó. Phản ứng được xảy ra giữa ester RCOOR' với rượu R"OH để tạo ra một ester mới đã được thay thé gốc rượu. Giống như phan ứng giữa acid và alcol, đây cũng la phan img thuận nghịch và ky nước do nước sẽ thúc day quá trình thiy phân ester.
H" R~C~OR + R"OH R~V-OR' + R'OH O O Vao năm 1951. tác giả Bader và các cộng sự đã thực hiện phan img chuyển hóa ester bing cách dun nóng các alcol như alkanol, mentol. với một lượng - ketoester va đã được hiệu suất hơn 90 %."*! Năm 1994, tác giá Rao và các cộng sự đã dùng sóng siêu âm dé thực hiện phản ứng chuyển hóa ester của một azalactone như sau: '*! CBHD: Th. Đào Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thi Thanh Nhã § Khóa luận tốt nghiệp Khảo sát một số phản ứng ester hóa R R „ MeOH SốngSiêuẩm ZA (6) Ñ ZA XÃ N MÃ, ọ Ph oO OMe R= H, Me, OMe, NO; 2.
Phan ứng ester hóa từ halogenur acid va alcol Halogenur acid hoạt động mạnh hon cả anhydrid acid vi thé rất dé dang phan ứng với alcol ngay ca ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, halogenur acid lại ít được su dụng nhiều như anhydrid acid vi tính hoạt động mạnh nên kém bẻn. RCOCI + R'OH RCOOR' + HCI Năm 1995, Gololobov và các cộng sự của minh đã thực hiện phan ứng ester hóa của 2-cyanoacryloyl chlorur với but-2-en-1,4-diol hay với but-2-in-1,4-diol ở 20°C tạo thành bis(2-cyanoacrylat), '*! 1) le) ° NC 1 + HO—®— R—OH ie, 20°C x>SG R > CN R* CH;CH=CHCH; R= CH;C=CCH; CBHD: Th. Đào Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nha 9 Khóa luận tốt nghiệp Khao sat một số phản ứng ester hỏa 2.
Phản ứng ester hóa từ acid carboxylic và diazometan Diazometan là chất khí màu vang, độc mạnh. có công thức cau tạo: © © H,cC=N=N ~———> HC NN} Tác đụng với acid carboxylic tạo thành metylester RCOOH + CH)N, RCOOCH; + N; Vi diazometan độc nên chi được dùng trong phòng thi nghiệm dé điều chế các metylester của các chat tương đối quý ma cho hiệu suất cao. Dé điều chế diazometan có thé dùng một nitrosamid vi dụ như N-metyl-N- nitroso-p-toluene-sulfonamide với một alcol trong dung dịch KOH (bao quản được diazometan trong thời gian dai ở điều kiện nhiệt độ thắp): ”Ì HỆ - Xoxnoh * ROH Oe. CH‡N» * ue{ won + HạO Một dẫn xuất của diazometan cũng được sử dụng dé tổng hợp ester là diphenyldiazometan.
Phan img như sau: t9) ——ễ—— CBHD: Th. Đào Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thi Thanh Nha 10 Khóa luận tết nghiệp Khảo sát một số phản ứng ester hóa NalO, (CH2);; _-Š đioxan/H;O (CHạ); OH OH MCPBA. Phan ứng ester hóa từ amid và alcol a * ¿ + Một dan xuat khác của acid carboxylic cũng có khả năng tạo thanh ester khi phản ứng với alcol: RCONH, + ROH RCOOR' + NH; 2. Phản ứng ester hóa từ các hợp chất nitril và alcol Vi -CN cũng có tính nucleophin cao nên hợp chất nitril cũng được ứng dụng dé tông hợp ester: RCN + ROH + HạO — RCOOR' + NH; 2.
Phản ứng ester hóa từ muối carboxylat và halogenur alkyl Muối carboxylat phản ứng với dan xuất halogenur alkyl theo cơ chế S„2 tạo thành ester: RCOONa + RCI RCOOR' + ~~ NaCl CBHD: Th. Đào Thị Ngọc Minh SVTH: Vương Thị Thanh Nhã H Khóa luận tốt nghiệp Khảo sat một số phan ứng ester hóa Phan ứng nay luôn cạnh tranh với phan ứng khử loại hydrohalogenur, vì thể phan ứng ưu tiên ding cho dan xuất halogenur bậc nhất. dẫn xuất bậc hai có phản img thé ưu tiên hơn phan ứng tách vi ion carboxylat là baz yêu.