Bài thí nghiệm số 05 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

1.

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.

Bước 3
Bước 4

Bước 5

Bước 6
Bước 7

Bước 8

2.

Pha dung dịch NaNO2: Hòa tan 1g NaNO2 trong 10ml nước
trong cốc 25ml.
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.
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.
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.

Pha dung dịch NaOH 5%:
Cân 5g NaOH trong cốc 100ml bằng cân phân tích. Lấy 95ml
nước cất rót vào cốc. Khuấy tan.
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.
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.

-

-

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 HNO 2 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 I 2 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
-

3.

Sau đó muối này được trộn với dung dịch muối diazoni thun được ở giai
đoạn 1 thực hiện phản ứng ghép cặp azo.


-

-

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
-

4.

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:
5.

Ứng dụng của β-naphtol da cam
- Sử dụng làm phẩm nhuộm len, lụa, da, gỗ, giấy trong công nghiệp