Phần i giới thiệu các hợp chất hữu cơ thiên nhiên

HOÁ HỌC &CÔNG NGHỆ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ
THIÊN NHIÊN
PHẦN I : GiỚI THIỆU CÁC HỢP CHẤT HỮU
CƠ THIÊN NHIÊN
11/14/2012 1606005 - Phan I
PHẦN I : GIỚI THIỆU CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ
TRONG THIÊN NHIÊN
I. Hợp chất hữu cơ thực vật: tinh dầu, dầu béo, đƣờng,
tinh bột, các chất có hoạt tính sinh học.
II. Sự hình thành than, dầu mỏ khí đốt
III. Công nghệ chế biến than bùn, dầu khí
III.1.Sản xuất Acid Humic và muối Humic từ nguồn than
bùn Việt nam
III.2 Đại cƣơng về công nghệ lọc hóa dầu
11/14/2012 2606005 - Phan I
I. HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG THỰC VẬT :
11/14/2012 3606005 - Phan I
CO
2
H O
2
hv
GLUCOZ CARBOHYDRAT
POLYSACARID
NUCLEOSID
RNA
DNA
+
+
CO
2

_
OP
HO
OH
OH
CO H
2
COUMARIN
ACID AMIN H-P
ACID AMIN C-P
PROTEIN
ENZIM
ALKALOID
S COENZIM A
PROTEIN
ENZIM
ALCALOID
TERPENOID
STEROID
CAROTENOID
POLYPHENOL
O
_
HO C
OH
OH
2
acidmevalonic
FATTY-ACID
HC C-P

PROSTAGLANDIN
TRICARBOXYLIC ACID
acid skimic
Sự hình thành
thảm thực vật
và các hợp chất
hữu cơ trong
thực vật.
1.Quá trình chuyển hoá của Gluxít:
• Quá trình chuyển hoá gluxit trong cơ thể sinh vật là một quá
trình dài và phức tạp. Chẳng hạn, quá trình chuyển hoá
glycogen tới axit cacbonic và nước bao gồm hàng tá phản ứng,
mà mỗi phản ứng đƣợc xúc tác bằng một hệ enzym. Song có
thể chia quá trình làm 3 giai đoạn cơ bản sau
• 1.1. Phân cắt glycogen bằng thuỷ phân đơn giản liên kết axetal
dƣới tác dụng của enzym để tạo thành glucozơ :
[C
6
H
11
O
5
]
n
+ nH
2
O enzim
nC
6
H

12
O
6
(D-Glucozơ)
11/14/2012 4606005 - Phan I
1.2. Giai đoạn phân tích glucozơ còn gọi là glycol phân, bao gồm
11 phản ứng với 11 loại enzym khác nhau. Các giai đoạn này
cuối cùng cho sản phẩm tổng quát sau:
• D-Glucozơ + 2HPO
4
2-
+ 2ADP 
2CH
3
CH(OH)-C(O)-O- +2ATP.
Lactat
• Trong giai đoạn này, không có sự tiêu thụ oxi nhƣng đã tiêu
thụ 2 phân tử ATP
(Adenosin-Triphotphat) cho mỗi phân tử glucozơ và tạo ra 2
phân tử ADP. Gốc PO
4
(2-)
lại kết hợp với ADP để tạo ra ATP.
11/14/2012 5606005 - Phan I
O
HO-P-O-P-O-POCH
OHOH
OH
O
O

O
H
NH2
N
N
N
N
OH
OH
H
H
H
2
2
H
H
H
OH
OH
N
N
N
N
NH2
H
O
O
OH
OH
HO P-O-POCH

O
-
-H PO
+H PO
3
3
4
4
Adenosin-Triphotphat(ATP)
Andenosin-Diphotphat(ADP)
11/14/2012 6606005 - Phan I
1.3. Giai đoạn hô hấp :
• giai đoạn tác dụng của oxi, cũng là một hệ phản ứng phức tạp,
trong đó các sản phẩm hình thành khi glycol phân bị oxi hoá.
Oxi bị tiêu thụ, oxit cacbonic và nƣớc hình thành đồng thời giải
phóng ra năng lƣợng
• Giai đoạn cuối cùng để hình thành axit lactic là quá trình khử
axit purivic thành axit lactic. Tác nhân khử ở đây là NADN
(nicotiamit ađenin đinucleotit) hay NADP.
O
OH
O
O
CH2-C-C-O + NADN + H > CH3-C C-O + NAD
-
-
+
+
11/14/2012 7606005 - Phan I
2. Sự hình thành các chất trong thực vật:

• Cây xanh tổng hợp monosaccarit từ CO
2
và H
2
O nhờ năng
lƣợng ánh sáng mặt trời và chất diệp lục chlorophin có sẵn
trong cây xanh theo phƣơng trình phản ứng sau:
• 6CO
2
+ 6H
2
O >hv+clorophin >C
6
H
12
O
6
+6O
2
Ở phản ứng trên, clorophin làm nhiệm vụ hấp thụ năng lƣợng
ánh sáng và chuyển năng lƣợng đó cho các phản ứng tổng
hợp.
• Chất “đồng hóa” CO
2
và H
2
O là
ribulozơ-1,5-diphotphat(I)
11/14/2012 8606005 - Phan I
H C

CH
CH
CH
3
3
3
CH
CH
CH
CH
N
N
N
N
Mg
C H O-O-CH -CH -C-
20 39
2
2
C
O
HC
C
H
C H
2
5
2
I
II

III
IV
H
clorofin
11/14/2012 9606005 - Phan I
• Dạng enol (Ia) của ribulozơ-1,5-diphotphat phản ứng với CO
2
và H
2
O qua sản phẩm trung gian (II), cuối cùng cho hai phân tử
axít 3-photphat D –glixeric (III):
OH
2
2
H
HO
O
2
H
OPO H
OH
OH
2
OHH
CH OPO H
OH
H
H OH
CH
C=O

2
3
3
C
C
O
2
2
O=C
C
//
O
2
3
3
2
CH
OH
H
H
CH OPO H
2
OPO H
2
O
2
CH OPO H
CH OPO H
2
2

3
3
_
_
_
_
CH OPO H
3
2
COOH
2.H
OH
I Ia
II III
11/14/2012 10606005 - Phan I
• Nhờ năng lƣợng ánh sáng và nƣớc, axít 3-photphat D-glixeric
(III) bị khử thành andehyt 3-photphat D-glixeric(IV) và giải
phóng oxy:
CH OPO H
3
2
COOH
H
OH
2
+ H O
OH
H
CH=O
2

3
CH OPO H
2
2
+H O + 1/2O
2
2
hv
11/14/2012 11606005 - Phan I
11/14/2012 606005 - Phan I 12
• Một phần andehyt 3-photphat D-glixeric đồng phân hóa thành
3-photphatdihydroxiaxeton(V), rồi ngƣng tụ với nhau thành
fructozơ-1,6-diphotphat(VI):
CH OPO H
32
OH
OH
H
CH=O
2
3
CH OPO H
2
2
CH OH
C=O
2
2
C=O
2

23
CH OPO H
2
3
CH OPO H
OH
HO
H
H
H
11/14/2012 606005 - Phan I 13
OH
2
2
H
HO
O
2
H
OPO H
OH
OH
2
OHH
CH OPO H
OH
H
H OH
CH
C=O

2
3
3
C
C
O
2
2
O=C
C
//
O
2
3
3
2
CH
OH
H
H
CH OPO H
2
OPO H
2
O
2
CH OPO H
CH OPO H
2
2

3
3
_
_
_
_
CH OPO H
3
2
COOH
2.H
OH
CH OPO H
3
2
COOH
H
OH
2
+ H O
OH
H
CH=O
2
3
CH OPO H
2
2
+H O + 1/2O
2

2
hv
3photphat-d-glixeric
3-photphatdihydroxiaxeton
11/14/2012 606005 - Phan I 14
CH OPO H
32
OH
OH
H
CH=O
2
3
CH OPO H
2
2
CH OH
C=O
2
2
C=O
2
23
CH OPO H
2
3
CH OPO H
OH
HO
H

H
H
fructozơ-1,6-diphotphat
II . SỰ HÌNH THÀNH THAN, DẦU MỎ, KHÍ ĐỐT
DẦU MỎ VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH
Sự hình thành dầu mỏ trong tự nhiên được giải thích theo
ba trường phái:
A/ Trường phái theo nhà bác học Nga D.I. Mendeleev:
Trường phái này cho rằng dầu mỏ có xuất xứ từ các
hợp chất vô cơ. Khi nước ( H
2
O) tác dụng lên các hợp chất
carbide kim loại ( MeC) như carbide urana và một số kim
loại khác, tạo thành một hợp chất hydrocarbon như dầu
mỏ. Thực nghiệm đã chứng minh điều đó.
11/14/2012 15606005 - Phan I
B/ Trường phái theo nhà bác học người Đức Engler: Dầu mỏ có
nguồn gốc hữu cơ. Trong quá trình phân hủy xác động thực vật
trong điều kiện yếm khí, nhiệt độ và áp suất cao mà hình thành
dầu mỏ. Điều này cũng đƣợc chứng minh bằng thực nghiệm:
Khi chƣng cất mỡ cá ở áp suất cao, cũng hình thành hỗn hợp
tƣơng tự dầu mỏ.
C/ Một số khám phá sau này: Ngƣời ta tìm thấy nhiều xác thực
vật, động vật in hình trên đá ở một số mỏ dầu và cho rằng:
Sự phân hủy động thực vật là giai đoạn đầu của quá trình hình
thành dầu mỏ.
Sau đó là quá trình hydro hóa với sự tham gia của xúc tác enzym
do xác động thực vật tạo ra.
11/14/2012 16606005 - Phan I
11/14/2012 606005 - Phan I 17

III. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THAN BÙN,
DẦU MỎ, KHÍ ĐỐT
III.1. SẢN XuẤT ACID HUMIC VÀ MuỐI HUMIC TỪ
NGUỒN THAN BÙN ViỆT NAM
ĐẠI CƯƠNG VỀ THAN BÙN
Định nghĩa:
• Than bùn là sản phẩm phân hủy của thực vật, màu đen
hoặc nâu, xuất hiện từng lớp mỏng dƣới dạng thấu kính,
chứa 10-60% di tích thực vật.
• Than bùn có thể chứa từ 50-60%các bon khi khô, khi
cháy để lại 5-50% chất tro.
• Khi cháy phát ra mùi hôi, khói và nhiệt lƣợng khoảng
2000-5000calo.
11/14/2012 18606005 - Phan I
Than bùn
Than nâu Than đá
Antraxít
Đầm lầy
Sức ép vật liệu trầm
tích
Sự tích tụ của thực vật biến đổi thành than
11/14/2012 19606005 - Phan I
Than bùn ở miền nam VN
11/14/2012 20606005 - Phan I
Đặc điểm của than bùn
• Màu sắc: Màu sắc của than bùn thay đổi theo thành phần cấu
tạo, tuổi của nó và các điều kiện khống chế khi tạo thành
• Hàm lƣợng nƣớc: Nƣớc là môi trƣờng tạo nên than bùn do đó
nó có tính hút nƣớc mạnh.
Độ ẩm trong: Wch = W ng + Wpt

11/14/2012 21606005 - Phan I
• Tỷ trọng: Thƣờng có tỷ trọng>1
• Thể trọng: Đƣợc xác định khi khô (g/cm
3
) hay (kg/cm
3
).
Than bùn ôn đới có thể trọng từ 300-400kg/cm
3
. Than
bùn Việt nam 600kg/cm
3
.
11/14/2012 22606005 - Phan I
• Phân lọai theo nguồn gốc thực vật
+Nguồn gốc vật liệu tạo than
+Giống, loài, họ nào khống chế, mang tên giống, loài
họ thực vật đó
+Nhóm: Thân gỗ, thân thảo
11/14/2012 23606005 - Phan I
• Phân lọai dựa trên độ phân hủy:
+Hoàn toàn không phân hủy(H1):nƣớc vắt ra trong, di
tích thực vật còn rõ ràng
+Không phân hủy(H2):nƣớc vắt ra hơi vàng, di tích thực
vật rõ ràng.
+Phân hủy rất ít(H3)
+Phân hủy ít(H4)
+Phân hủy trung bình(H5)
11/14/2012 24606005 - Phan I
• Phân lọai dựa trên độ phân hủy:

+Phân hủy khá(H6)
+Phân hủy cao(H7)
+Phân hủy rất cao(H8)
+Phân hủy gần hoàn toàn(H9)
+Phân hủy hoàn toàn(H10)
11/14/2012 25606005 - Phan I