TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
KHOA KHOA HỌC SỨC KHỎE & KẾ TỐN TÀI CHÍNH

BÁO CÁO TIỂU LỤÂN

TÊN ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ANCOL-PHENOL -AMIN

Tên học phần: Hóa hữu cơ
Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm
Khóa: 16 (2020-2024)
Nhóm/ Sinh viên thực hiện:
Họ và tên – MSSV- Lớp:
1. Lê Đức Anh Quân
2.Đặng Quang Vinh
3.Lê Nguyễn Quỳnh Thư
Giảng viên: NGUYỄN HỒNG ÁNH

1

ĐỒNG NAI – 2021


LỜI MỞ ĐẦU
Hoá học được phát triển từ giả kim thuật , đã được hình thành từ hàng ngàn năm trước
ở Trung Quốc , Châu Âu và Ấn Độ.Tuy nhiên chỉ phát triển mạnh ở thế kỷ thứ IX đến
thế kỷ XIII,trong giai đoạn này các phương pháp hoá học và phương pháp sản xuất
hố học cịn một cách kì quái với mê tính thần bí và bịt bợm , chưa có cơ sở thực
nghiệm vững chắc.Mãi đến thế kỉ thứ IXX hố học mới có bước phát triển mạnh và
phân hoá.Những nghiên cứu của Justus Von Liebig về tác động của phân bón đã lập ra
ngành hố nơng nghiệp và cung cấp nhận thức cho ngành hố vơ cơ. Cuộc tìm kiếm
hố chất tổng hợp thay thế cho chất màu Indigo dùng để nhuộm vải là bước khởi đầu

của những phát triển vượt bật cho ngành hoá hữu cơ. Từ đó đến nay hố học được
chia thành hai mảng lớn là hố vơ cơ và hố hữu cơ. Hố hữu cơ là một ngành khoa
học chuyên nghiên cứu về những thuộc tính của các hợp chất có chứa chuỗi cacbon ,
cũng như các phản ứng hoá học của chúng. Đề tài nhóm em chọn được mang tên
“Phương pháp điều chế ancol-phenol-amin” là một phần nhỏ nằm trong mảng hóa
hữu cơ.
Ancol-phenol-amin là những chất phổ biến được sử dụng rộng rải trong đời sống con
người, cũng như trong các ngành công nghiệp để tổng hợp nên các hợp chất ứng dụng
trong các ngành sản xuất khác. Vì vậy việc điều chế ancol-pheenol-amin đóng một vai
trị quan trọng nhất định trong ngành cơng nghiệp hóa chất.Việc nghiên cứu và tìm
hiểu các phản ứng cũng như cơ chế diễn ra phản ứng trong các quá trình điều chế,
ngày càng thu hút nhiều bạn trẻ. Đề tài “Phương pháp điều chế ancol-phenol-amin”
sẽ cung cấp cho người đọc một kiến thức tổng quan,sau đó đưa người đọc đến những
diễn tiến cụ thể của từng quá trình điều chế.Nhằm giúp cho người đọc hiểu sâu hơn về
bản chất của từng quá trình.Là tài liệu tham khảo cho những ai muốn tìm tịi, nghiên
cứu các phương pháp điều chế mới.

2


Ngoài viêc cung cấp kiến thức đáp ứng nhu cầu tìm hiểu của mọi người , thì qua bài
tiểu luận này nhóm em muốn tự mình rèn luyện thêm kĩ năng tìm kiếm , tổng hợp tài
liệu và kĩ năng viết bài của bản thân. Măt dù đã rất cố gắng, nhưng do cịn thiếu kinh
nghiệm nên bài viết khơng thể tránh khỏi sai sót.Kính mong thầy và các bạn tận tình
góp ý để bài viết thêm hồn thiện.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

3



LỜI MỞ ĐẦU
I.

II.

Điều chế Ancol................................................................................................................
1.1

. Phư

1.2

. Tổn

1.3

Khử hợp chất cacbonyl.....................

1.4

Hidro bo hóa – oxi hóa anken...........

1.5

Hidrobo hóa – cacbonyl hóa- oxi hóa

1.6

Oxi thủy ngân hóa – tách thủy ngân.


1.7

Phương pháp tổng hợp công nghiệp

Điều chế phenol...............................................................................................................
2.1

Điều chế phenol bằng phương pháp

2.2

Chưng cất nhựa than đá....................

Điều chế Amin.............................................................

III.
3.1

Ankyl hóa trực tiếp ammoniac hay a

3.2

Phản ứng Gabriel..............................

3.3

Phản ứng khử....................................

3.3.1


Khử hợp chất nitro..........

3.3.2

Khử hợp chất nitrin.........

3.3.3

Khử oxim........................

3.3.4

Khử amit........................

3.3.5

Khử imin........................

Phản ứng thoái phân Hofmann.........

3.4

PHẦN HAI: KẾT LUẬN..................................................................................................................
PHẦN BA: TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................

4


PHẦN MỘT:NỘI DUNG


I.

Điều chế Ancol

I.1 . Phương pháp thủy phân
Thủy phân dẩn xuất halogen
RX

+

H2O

+

ROH

HX

Thủy phân hợp chất sufnonic

R-SO3H

+

R-OH

H2O

+


H2SO4

Phản ứng của ArSO3H thực hiện trong kiềm chảy muối sunfoaxit
I.2 . Tổng hợp từ dẫn xuất cơ Mg
-Phản ứng cộng dẫn xuất cơ Mg với HCHO cho ancol bật một, R-CHO cho
ancol bậc hai và xeton RCOR cho ancol bậc ba. Có thể thay xeton bằng dẫn
xuất của axit để thu được ancol bậc 3.

5


- Nếu cho dẫn xuất Grignard tác dụng với etylen oxits sẽ thu được ancol bậc
một theo cơ chế SN2:

6


-Nếu dùng các axetylenua hay ankyl Li hoặc ankylnyl Mg tác dụng với
andehit hay xeton thu được ancol chưa no.

I.3 Khử hợp chất cacbonyl
-Anđehit va xeton dễ bị khử bằng hidro hóa xúc tác (Pt) cho ancol bậc một
và hai tương ứng.Phản ứng cũng là cộng cis và điều kiện khử cũng tương tự
như khi khử nối đôi C=C.

-Anđehit và xeton có nhóm phân cực mạnh nên thường dùng các chất khử là
LiAlH4.NaBH4.Hợp chất của nhơm cịn được dùng trong dung mơi trơ như
THF vì khơng bền trong nước,cịn phức của B thì bền hơn. Có thể dùng
NaH nhưng phải có thêm xúc tác AlCl3.


-Phản ứng đạt hiệu suất cao là khi dùng LiAlH4 và NaBH4. Anion loại phức
này phối trí với nhóm cacbonyl làm tăng khả năng cộng H-. NaBH4 kém

7


khả năng phản ứng hơn nhưng bền trong nước và rượu, còn LiAlH4 khử rất
mạnh và phân hủy nhanh trong nước và ancol, nên chỉ dùng trong THF hay
ete:
CH3(CH2)4CHO

CH3(CH2)4CH2OH

CH3COCH2CH3

CH3CH(OH)CH2CH3

-Khi khử hợp chất cacbonyl chứa nối đơi có thể dùng LiAlH4 ở nhiệt độ
thấp để tránh khử nối đơi,cịn ở nhiệt độ cao hơn sẽ khử cả nối đôi,nên
thường dùng NaBH4 khử nhóm cacbonyl mà khơng khử được nối đơi:
CH3(CH2)4CHO

CH3(CH2)4CH2OH

CH3COCH3

CH3CH(OH)CH2CH3

I.4 Hidro bo hóa – oxi hóa anken
-Điboran cộng hợp vào anken tạo thành mono-, đi- và triankylbo theo cơ

chế cộng cis và trái quy tắc Markovnikov. Oxi hóa tiếp sản phẩm triankyl bo
này bằng H2O2 trong dung dịch kiềm liên kết C-B chuyển thành liên kết COH với sự bảo toàn cấu hình:
H2O2
3RCH=CH2 + BH3

3RCH2CH2OH + B(OH)3
OH -

- Quá trình oxi hóa xảy ra như sau:
H2O2

+

OH -

HO-O-

8

+

H2O


H2O2,OH

(RO)3B

-


3R-OH

+

B(OH)3

-Q trình oxi hóa cơ boran bằng peroxit hidro là cộng hợp anion
hidropeoxit vào bo rồi qua ba lần chuyển vị vào loại ion hidroxit để cuối
cùng cho este của axit boric B(OR)3.
-So với anken sản phẩm phản ứng thu được là sản phẩm cộng cis và định
hướng trái Markovnikov và khơng chuyển vị:
H2O2,OH(CH3)3CCH=CH2

(CH3)CCH2CH2OH BH3

I.5 Hidrobo hóa – cacbonyl hóa- oxi hóa anken
-Từ sản phẩm triankyl bo của anken và boran,cho phản ứng với oxit cacbon
CO để tạo thành sản phẩm cộng qua ba giai đoạn chuyển vị ankyl từ B tới

9


cacbon của CO. Cho sản phẩm cộng và chuyển vị này tác dụng với H2O2
trong môi trường kiềm để tạo thành triankylcacbinol.
-Phản ứng xảy ra nhanh và dùng để điều chế triankyl cacbinol đối
xứng: Sơ đồ chung là:

CO,H2O
H2C=CHCH3 +


BH3

(CH3CH2CH2)3B

100OC,OH(CH3CH2CH2)3B

(CH3CH2CH2)3COH

I.6 Oxi thủy ngân hóa – tách thủy ngân
-Anken tác dụng với axetat thủy ngân (Hg(OCOCH3)2=Hg(OAc)2) tạo
thành hợp chất cơ thủy ngân gọi là phản ứng oxi thủy ngân hóa :

-Q trình xảy ra bằng phản ứng cộng OH và HgOAc vào liên kết đơi. Sản
phẩm này dễ bị thế nhóm HgOAc bằng H khi tác dụng với NaBH4 gọi là
quá trình tách hay loại thủy ngân:

10


- Phản ứng tương tự như phản ứng hidat hóa anken theo quy tắc
Markovnikov nhưng được áp dụng nhiều hơn là phản ứng hidrat hóa trực
tiếp:

-Phản ứng là phản ứng cộng AE với tác nhân electrophin là cation AcOHg+.
Phản ứng cũng là cộng anti và sản phẩm tạo thành không có sản phẩm
chuyển vị nên phản ứng đi qua trạng thái trung gian là cacbocation vòng oni
gọi là cation vòng mercurinium:

-Giai đoạn sau là cộng nucleophin H2O vào C của liên kết C-Hg để mở
vòng theo cơ chế SN2. Sự tấn cơng này ngược phía với vịng oni

mercurinium, là cộng anti hay trans để thu được sản phẩm cộng trans:

-Giai đoạn này là nucleophin tấn công vào C nào dương hơn,nghĩa là nhân
tố phân cực quyết định cho sự tấn công này hay là nucleophin tấn công vào

11


cacbon có nhiều nhóm thế hơn vì độ dương điện ở cacbon này lớn được ổn
định bởi nhóm thế.
- Tính dương điện ở cacbon có thể thấy trên cấu trúc cộng hưởng:



Trong đó,cấu trúc (3) cacbocation bậc nhất, kém bền hơn cấu trúc (2) cacbocation bậc

hai nên sự đóng góp của (2) cacbocation bậc hai vào hệ lớn hơn. Như vậy, cấu trúc lai hóa
chứa điện tích dương ở C 2 lớn hơn C1 và cũng thấy ở đây nucleophin tấn cơng vào C có
nhiều nhóm thế hơn :

-Mặt khác cũng thấy rằng, trong phản ứng SN2 của vòng oni không bền, liên
kết đi ra và đi vào khác nhau, thường nhóm đi ra sớm hơn là tạo thành, do
đó cacbon có tính dương điện hơn, nghĩa là trạng thái chuyển có bản chất
SN1 hơn. Sự định hướng ở đây được khống chế bằng nhân tố phân cực chứ
không phải bằng nhân tố lập thể.
-Để loại thủy ngân, người ta dùng NaBH4, song cơ chế phản ứng này chưa
thật rõ ràng. Phản ứng này đã biết là không nhất thiết phải là đặc thù lập
thể,nên nói chung phản ứng oxi thủy ngân hóa – loại thủy ngân cũng khơng

12



nhất thiết là đặc thù lập thể,nên nói chung phản ứng oxi thủy ngân hóa- loại
thủy ngân cũng nhất thiết là đặc thù lập thể, nghĩa là không luôn luôn quan
sát được phản ứng cộng anti vào nối đôi của phản ứng hidrat hóa nói chung:
Hg(OAc)2,H2O
H3CC(CH3)2CH=CH2

H3CC(CH3)2CHOHCH3
NaBH4,H2O

I.7 Phương pháp tổng hợp cơng nghiệp ancol:
- Tổng hợp CH3OH:
ZnO.CrO3
CO

+

2H2

CH3OH

300atm,400 C
-Tổng hợp
CH3CH2OH: Hidrat
hóa etylen:
300C 60atm ,H3O+
CH2=CH2

CH3CH2OH


- Tổng hợp propylen:
H3O+,3000C
CH3CH=CH2

CH3CHOHCH2


60 - 70atm13


- Lên men rượu:
men
(C6H10O5)n

C6H12O6

CH3CH2OH

-Men hay enzyme là loại động vật đơn bào sống trong mơi trường đường có
muối amoni, photphat và muối vô cơ khác, là một hỗn hợp, trong đó vai trị
chính là ATP(adenosine triphotphat) để chuyển hóa tới axit purivic rồi qua
andehit để chuyển thành rượu etylic .Sau khi chưng cất rượu còn lại chất
lỏng thứ cấp gọi là dầu fuzel bao gồm chủ yếu là ancol isopentylic và một
lượng nhỏ ancol n-propylic, amylic và 2 –metylputanol.
n-Butanol cũng thu được cùng với axetol bằng phương pháp thủy phân
men của gluxit khi có vi khuẩn Clostridium acetobutylicum.
- Q trình oxo hóa:
+


Ancol bậc nhất có thể thu được bằng quá trình oxo hóa từ anken. Khi có

xúc tác thích hợp, thường dùng octacacbonyldicoban Co 2(CO)8 do tương tác
của kim loại Co với CO, anken phản ứng với CO và H 2 tạo thành andehit.
Andehit bị khử nhanh thành ancol bậc nhất.

- Phản ứng cộng hợp CO vào anken có thể xảy ra theo 2 hướng:

14


 Do đó thu đươc hai ancol bậc nhất có mạnh cacbon khác nhau.
II. Điều chế phenol
II.1

Điều chế phenol bằng phương pháp thủy phân
-Trong quá trình tổng hợp phenol, sự thủy phân các dẩn suất clo với sự thế
nguyên tử clo được thực hiện kkhi có dư nước và có sự hiện diện của
xút.Tùy thuộc vào khả năng phản ứng của các dẩn suất clo mà quá trình
được tiến hành ở nhiệt độ từ 300-350 0C. Như vậy hổn hợp phản ứng nằm ở
pha lỏng cần phải tạo áp suất tứ 0,5-1 Pa. Trong những điều kiện trên thì
thời gian tiếp xúc sẽ thay đổi trong khoảng từ một vài phút đến 20-30 phút.
C6H5Cl
C6H5ONa
-Trước đây phương pháp này được sử dụng rộng rải trong công nghiệp để
sản xuất phenol nhưng hiện nay vai trị của nó bị giảm sút nhiều do người ta
tìm ra được phương pháp hữu hiệu hơn trong đó khơng phải sử dụng nhều
xút do vậy việc xử lí nước thải dể dàng hơn.

II.2


Chưng cất nhựa than đá
-Nhựa than đá + NaOH dư.
-Chiết để lấy lớp nước có C6H5ONa.

15


-Trong công nghiệp phenol được tổng hợp từ chưng cất nhựa than đá,và
được tổng hợp đồng thời với axeton từ sản phẩm dầu mỏ cumen.
O2,C6H5CH(CH3)2
C6H5CH(CH3)2

C6H5C(CH3)OOH

C6H5C(CH3)OOH

C6H5OCOH(CH3)2

III. Điều chế Amin
III.1

Ankyl hóa trực tiếp ammoniac hay amin

- NH3 tác dụng với RX tạo thành muối:
CH2CH3-Br

+

CH3CH2NH3+Br


NH3

-

NaOH
-

CH3CH2NH3+Br

CH3CH2NH2

-Ion ankyl amoni là axit khá mạnh có thể chuyển proton tới phân tử
ammoniac để tạo thành amin và ion amoni. Song amin bậc nhất tạo thành
cũng có thể là nucleophin nên phản ứng tiếp với RX cho amin bậc hai và
tiếp tục quá trình để tạo thành amin bậc ba và muối ankylamoni bậc bốn.

16


R-Br

+

R-NH3+Br-

NH3

R-NH3+Br-


+

NH3

R-NH2

+

NH4+Br-

-Thực tế phản ứng tạo thành hỗn hợp các amin có bậc khác nhau phụ thuộc
vào số lượng đương lượng của NH3 và RX đã dùng.
-Thường dùng như nhiều NH3 hoặc RX. Phản ứng được dùng điều chế
những amin rẻ và dễ bay hơi, nhất là amin bậc nhất khi dư nhiều NH3.
NaOH
CH3CH2CH2CH2Br +

NH3

CH3CH2CH2CH2NH2

-Amin bậc 2 hay 3 thường tổng hợp bằng ankyl hóa trực tiếp amin bậc nhất.
-Phương pháp trên khơng dùng điều chế amin thơm vì liên kêt Ar-X bền,
khó phản ứng với NH3 nên dùng phương pháp này để điều chế amin thơm
bậc hai từ anilin bậc nhất vì anilin có tính nucleophin yếu hơn, nên dễ cho
monoankyl hóa.

17



NHCH2C6H5
dd.NaHCO3

C6H5CH2Cl

-Phản ứng RX vớ NH3 cũng như với RNH2 là phản ứng thếNHCH2C6H5Squatrạng
thái chuyển:
[H3Nδ+……R……X δ+ ]

H3N+R +

X-

- Phản ứng xảy ra với RX bậc nhất cịn RX bậc ba thì phản ứng E ưu tiên hơn.

III.2

Phản ứng Gabriel
-Phản ứng Gabriel dùng để tồng hợp amin bậc nhất từ RX với
phtalimit. Phản ứng xày ra như sau:

18


-Phtalimit là imit có tính axit vì trong kiềm tạo thành anion bền do giải tỏa
được điện tích âm với oxi và nito.
-Anion phtalimit là nucleophin có thể tham gia phản ứng với RX theo phản
ứng thế nucleophin. Phản ứng xảy ra ở N hơn là oxi vì N có tính nucleophin
cao hơn và thu được sản phẩm ankylphtalimit khơng có khả năng phản ứng
tiếp mà dễ thủy phân cho amin bậc nhất.

-Dung môi tốt cho phản ứng này là dimetylfomamit. Phản ứng thường được
sử dụng để tổng hợp các axit α-aminocacboxylic.

19


III.3

Phản ứng khử

III.3.1

Khử hợp chất nitro

- Khử hóa hợp chất nitro tạo hợp chất amin. Chất khử thường dùng là
kim loại trong mơi trường acid, hoặc hydro phân tử có xúc tác:
ArNO3 + 3Fe + 6HCl

ArNO3 + 3FeCl2 + 2H2O

-Nhóm nitro bị khử thành amin bậc nhất.Phản ứng chủ yếu dùng để điều chế
amin thơm.Tác nhân khử có thể hidro hóa xúc tác hay tác nhân khử hóa học
trong dung dịch.

20


-Tác nhân thong dụng nhất là kim loại, thường dùng Sn với Zn với axit HCl
loãng:


+ Clorua stano và HCl là tác nhân khử tốt nhóm nitro khi có mặt các nhóm
chức khác, đặc biệt là nhóm cacbonyl như CHO:

+

Đối với hợp chất đinitro, có thể khử chọn lọc hợp chất đinitro, nhất là

đinitro không đối xứng tạo thành nitroamin:

III.3.2

Khử hợp chất nitrin

-Nitrin bị khử bằng hidro trên xúc tác hoặc bằng LiAlH4 trong dung dịch để
tạo thành amin bậc nhất:

21


H2/xúc tác
R-C≡N

R-CH2-NH2

hoặc LiAlH4
-Phản ứng khử bằng H2/ xúc tác cho amin bậc nhất, đồng thời có một lượng
amin bậc hai do tương tác giữa amin và imin trong quá trình phản ứng.

(1)RCN
(2)RCH=NH +

(3)RCH=NH
(4)RCH=NCH2R
-Muốn tránh sự tạo thành amin bậc hai, có thể tiến hành phản ứng trong
NH3 dư để chuyển dịch cân bằng (3) sang trái:
C2H5OH,NH3

R-C=N

R-CH2-NH2

hoặc tiến hành phản ứng anhidrit axetic làm dung mơi để axyl hóa amin
bậc hai tạo thành:
H2/Ni
C6H5-CH2C≡N

C6H5-CH2CH2NHCOCH3

22


- Các nitrin cũng bị khử bằng LiAlH4 tạo thành amin:
LiAlH4

RCN

RCH2NH2

-Phương pháp thường dùng điều chế các aminoancol từ xeton qua phản ứng
xyanhidrin.


III.3.3

Khử oxim

- Andoxim và xetoxim bị khử thành amin bậc nhất cho hiệu suất cao:

23


III.3.4

Khử amit

-Amit bị khử bởi LiAlH4 trong ete hồi lưu cho amin. Phản ứng khử đã
chuyển nhóm C=O thành nhóm CH2 tạo thành amin bậc nhất từ amit bậc
hai từ amit thế với hiệu suất cao.
LiAlH4/ETE
R-CH2NH2

R-CO-NH2
R-CONH-R’

R-CH2NH-R’
R-CH2NH-R’2

R-CO-NR’2

-Amit và amit thế cũng bị khử bằng B2H6 trong THF cho amin bậc khác
nhau:


III.3.5

Khử imin

-Amoniac và amin phản ứng với andehit hay xeton tạo thành imin. Amoniac
phản ứng với andehit hay xeton cho imin không bền, không thể tách ra khỏi
môi trường phản ứng nên dùng trực tiếp hỗn hợp phản ứng đó để khử hóa
thành amin. Do đó, phản ứng thường được gọi là phản ứng amin hóa - khử.

24