báo cáo thực hành hóa hữu cơ 2

Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

BÀI 1: THỰC NGHIỆM VỀ HYDROCARBON
PHẢN ỨNG SULFON HÓA: ĐIỀU CHẾ NATRI para-TOLUEN SULFONATE
I. Mục đích
Minh họa một số tính chất đặc trưng của hydrocarbon bằng phản ứng sulfon hóa toluen với
acid sulfuric đậm đặc.
II. Cơ sở lý thuyết
Phản ứng sulfon hóa là quá trình gắn nhóm sulfon –SO 3H vào phân tử hợp chất hữu cơ tạo
sản phẩm là acid sulfonic. Các tác nhân sulfon thường được dùng là acid sulfuric, oleum,
acid closulfonic,…
Parafin, hydrocacbon thơm có thể sulfon hóa bằng tác nhân khác nhau ở các nhiệt độ khác
nhau. Hydrocacbon thơm dễ bị sulfon hóa bằng acid sulfuric đậm đặc.
CH3 C6H5

+

HOSO3

CH3 C6H4 SO3H

+ H2O

Phản ứng sulfon hóa là phản ứng thuận nghịch, nên nước hình thành sau phản ứng
làm giảm nồng độ acid sulfuric và do đó mất khả năng sulfon hóa của acid và tăng khả
năng thủy phân sulfon acid tạo thành. Vì thế, khi sulfon hóa thì phải dùng acid sulfuric
nhiều hơn từ 2 đến 5 lần.
Nồng độ tác nhân sulfon hóa và nhiệt độ là hai yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến
vận tốc phản ứng.
Khi tăng nồng độ acid sulfuric, phản ứng sulfon hóa xảy ra nhanh.
Khi tăng nhiệt độ, không những làm tăng nhanh quá trình phản ứng mà còn tăng khả

năng tạo thành sản phẩm phụ như: polisulfo acid, sulfon, các sản phẩm oxi hóa và ngưng
tụ. Vì thế quá trình sulfon hóa bằng acid sulfuric đậm đặc, ở 0 oC, toluen tạo thành acid
meta và para sulfonic. Còn ở 1700C tạo thành chủ yếu đồng phân para.

Trang 1


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
CH3

CH3
+

H2SO4

+

H2O

SO3H

Sản phẩm chính của phản ứng được cô lập dưới dạng natri toluene sulfonate.

CH3 C6H4 SO3H + NaHSO3

CH3

C6H4 SO3Na + CO2 + H2O

CH3 C6H4 SO3H + NaCl

CH3

C6H4 SO3Na + HCl

III. Thực hành
1. Tổng hợp natri para-toluen sulfonate:
Bước 1: Cho 5ml acid sulfuric đặc vào bình cầu loại 100ml. Sau đó, them từ từ từng
giọt toluen cho đến khi hết 5ml. (Chú ý: thêm thật từ từ không để nhiệt độ dd tăng lên
do sự tỏa nhiệt)
Bước 2: Thêm vào bình phản ứng vài viên đá bọt (giúp tạo nhiều tâm sôi, làm cho
nhiệt được khuếch tán đều trong bình phản ứng và tránh xãy ra hiện tượng sôi trào).
Sau đó, đem bình phản ứng đun hoàn lưu (tránh thất thoát dung môi và sản phẩm) trên
bếp cách cát cho đến khi lớp toluen biến mất (khoảng 1 giờ 15 phút. (Chú ý: không đun ở
nhiệt độ quá cao, hỗn hợp sẽ bị bốc khói, sản phẩm thu được sẽ bị cháy, không trắng)
Bước 3: Ngưng đun, để nguội bình rồi đổ hỗn hợp vào cốc loại 250ml có chứa sẵn
25ml nước cất. Tráng bình bằng một ít nước cất và đổ nước tráng bình vào cốc trên.
Bước 4: Thêm từng lượng nhỏ tinh thể NaHCO 3 vào hỗn hợp (giúp cho hỗn hợp
phản ứng không bị trào ra ngoài) và dùng đủa thủy tính khuấy đến khi hổn hợp ngưng
thoát khí. Sau đó, thêm vào cốc khoảng 5g NaCl vào hỗn hợp, khuấy cho tan hết.
Trang 2


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

Bước 5: Thêm khoảng 0.5g than hoạt tính, đun sôi nhẹ và khuấy đều hỗn hợp (phải
để cho hỗn hợp được sôi nhẹ). Dùng phểu thủy tính không đuôi để lọc nóng hỗn hợp, thu
lấy dung dịch qua giấy lọc.
Bước 6: làm lạnh dung dịch thu được bằng cách ngâm trong chậu thủy tính có chứa
nước đá đập nhỏ chờ kết tinh. Nếu sản phẩm vẫn chưa kết tinh, thì dung đũa thủy tinh cọ

nhẹ vào thành cốc cho đến khi kết tinh dừng lại. sau khi muối para-toluen sulfonate kết
tinh, lọc sản phẩm bằng máy lọc áp suất kém cho đến khô, đem sấy trong tủ sấy, rồi cân
sản phẩm.
 Kết quả: Sấy khô sản phẩm cân sản phẩm được 3.75g.

2. Kiểm nghiệm sản phẩm.
Bước 1: lấy vào hạt tính thể sản phẩm rồi cho từng giọt dd H 2SO4 2N lắc đều cho
đến khi sản phẩm tan hoàn toàn, được dd trong suốt.
Bước 2: lấy 10 giọt KMnO4 0,001 M vào ống nghiệm rồi cho thêm 5 giọt acid
H2SO4 đậm đặc; thêm 5 giọt dung dịch trên. Lắc đều ống nghiệm.
Kết quả: dung dịch MnO4 mất màu tím.
 Kết quả: dung dịch mất màu tím

 Giải thích:

Trang 3


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
CH3

CH3

+

H2SO4

+

SO3H

SO3Na

COOH

CH3

+ 6KMnO4 + 9 H2SO4

5

NaHSO4

+ 3K2SO4 + 6MnSO4

5

+

14H2O

SO3H

SO3H

III Kết quả
Ta có:
ntoluen=(0,86.5)/92=0,047(mol)
nacid sulfuric=(1,84.5)/98=0,094(mol)
nNaCl=5/58,5=0,085(mol)

nNaHCO3=10/84=0,119(mol)
Từ các số liệu trên suy ra hiệu suất của phản ứng được tính theo số mol của toluen.
Khối lượng natri para-toluen sulfonate theo lý thuyết là:
m sp = 0,047 x195 = 9,165 g

Khối lượng natri para-toluen sulfonate theo lý thuyết là:3,75g
3,75

Vậy hiệu suất phản ứng là: H = 9,165 x100 = 40,92%
IV. Trả lời câu hỏi:
1. Cơ chế phản ứng:

Trang 4


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
CH3

CH3
H2SO4

+

H2O

+

SO3H
H2SO4

H3O+

CH3

+

HSO4-

SO3

+

SO3H

O
S

+

O

+

+

O

HSO4-

CH3

SO3H

SO3-

+

HSO4-

+

H2SO4

+

CH3

CH3

SO3-

SO3H
+

H3O+

CH3

+

H2O

CH3

2. Công dụng của than hoạt tính và NaHCO3 dùng trong thí nghiệm
Than hoạt tính có công dụng hấp phụ màu, mùi, hấp phụ các sản phẩm như: sulfon,
polysulfon và các sản phẩm không mong muốn khác.
NaHCO3 trung hoà acid H2SO4 dư, tham gia tạo muối với acid para-toluen sulfonic,
tạo thành muối para-toluen sulfonat natri.
Ngoài ra NaHCO3 kết hợp với NaCl cho Na+ tạo hiệu ứng ion chung, làm tăng khả
năng tạo muối.
3. Dùng đũa thủy tinh cọ vào thành cốc để tạo mầm kết tinh.
Trong quá trình thí nghiệm cần phải lọc nóng dung dịch vì:

Trang 5


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

Lọc nóng để loại bỏ các tạp chất.
Lọc nóng để tránh sản phẩm kết tinh ở nhiệt độ thường, khi đó hiệu suât của phản
ứng sẽ thấp.

Trang 6


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

BÀI 2: THỰC NGHIỆM VỀ CHỨC RƯỢU
PHẢN ỨNG ESTER HÓA: ĐIỀU CHẾ ESTER ACETATE
ISOAMYL

I.

Mục Đích

Khảo sát phản ứng ester hóa của rượu với acid qua việc điều chế ester acetate isoamyl.

II.

Cơ sở lý thuyết

Khi phản ứng đạt cân bằng, chỉ có khoảng 2/3 acid và rượu phản ứng tạo thành ester và
nước. Để tăng hiệu suất phản ứng, có thể dịch chuyển trạng thái cân bằng bằng cách tăng nồng độ
của rượu (hay acid) hoặc loại ester (hay nước) ra khỏi môi trường phản ứng (thường loại chất nào
có nhiệt độ sôi thấp hơn).
. Este, một chất có nhóm chức -COO- , đa số là hợp phần chính của hương liệu hoa quả như
este focmiate etyl có mùi rượu rum, este acetate isoamil có mùi chuối chín, este butyrate có mùi
nho…
Este có thể được tổng hợp bằng các phản ứng của acid cacboxylic và rượu, một loại phản
ứng thuận nghịch đòi hỏi thời gian lâu mới đạt mức cân bằng. Do đó cần dùng thêm chất xúc tác
như: acid sulfuric đậm đặc, hidro Clorua, acid p- toluen sulfomic hoặc nhựa trao đổi ion.
Phản ứng ester hóa của rượu ethylic và acid acetic có hằng số cân bằng K c =4 ở nhiệt độ
phòng

C2H5OH

+

CH3COOH

H2SO4

CH3COOC2H5

+

H2O

Etyl acetate

Khi phản ứng đạt cân bằng, chỉ có khoảng 2/3 acid và rượu phản ứng tạo thành ester và
nước. Để tăng hiệu suất phản ứng, có thể dịch chuyển trạng thái cân bằng bằng cách tăng nồng độ
của rượu (hay acid) hoặc loại ester (hay nước) ra khỏi môi trường phản ứng (thường loại chất nào
có nhiệt độ sôi thấp hơn).

Trang 7


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
Ở nhiệt độ thường, tác dụng giữa acid và rượu xảy ra chậm do nhóm carbonyl trong acid
hoạt động kém. Tuy nhiên, phản ứng được xúc tiến mạnh khi có xúc tác ion hydro do sự phân ly
của acid vô cơ như acid sulfuric Thường thì ta sử dụng một lượng acid (thường khoảng 5-10% so
với lượng rượu), riêng acid này một phần dùng làm xúc tác, một phần hấp thu nước.
Tuy nhiên, nếu dùng quá nhiều acid sẽ làm giảm hiệu suất phản ứng do acid tương tác với
rượu.
ROH

+

R

H+

O

H

H

Điều này sẽ dẫn tới sự tạo thành ete và olefin từ rượu. Ngoài ra, phản ứng ester hóa còn chịu
ảnh hưởng lớn của hiệu ứng không gian. Khi tăng thể tích của gốc hydrocacbon trong acid hoặc
rượu, tốc độ phản ứng ester hóa giảm. Phản ứng cho hiệu suất tốt với rượu bậc nhất, còn rượu bậc
2 chỉ đạt 40%, rượu bậc đạt 3%.

III.

Thực Hành
1.Điều chế ester acetate isoamyl
Cho hỗn gồm 15ml rượu isomaylic và 10ml acid acetic vào bình cầu dung tích 100ml. Sau
đó, thêm từ từ từng giọt đến hết 1ml acid sulfuric đậm đặc, thêm vào một ít đá bọt. Gắn bình cầu
vào hệ thống hoàn lưu và đun sôi nhẹ bằng bếp đun cách cát trong 45 phút. Sau đó để nguội rồi
đem xuống, sản phẩm thu được gồm acetate etyl thô lẫn acid, rượu và nước.
Tinh chế sản phẩm
Cho hỗn hợp vào bình chiết, thêm từ từ dd NaHCO3 bão hòa đến hết bọt khí (mục đích: loại
bỏ H+ dư; mặt khác, sinh ra Na2SO4 và natri acetate tan trong nước giúp tăng tỉ trọng của chất
lỏng phía dưới làm việc tách lớp dễ dàng), vừa cho vừa lắc, đến khi dd tách thành 2 lớp rõ rệt.
Lấy ester ở trên vào bình tam giác 50ml, thêm vào 1g Na 2SO4 khan, lắc nhẹ để yên, thu sản phẩm
bằng ống Pasteur

2. Kiểm nghiệm
a. Lý tính

 sản phẩm có mùi chuối chín.
 nhiệt độ sôi: 142oC.

Trang 8


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
b. Hóa tính
Ống nghiệm : vài giọt ester + vài hạt tinh thể NH 2OH.HCl + trung hòa bằng 1ml NaOH
10%. Đun sôi  làm lạnh + thêm từ từ dd HCl loãng + thêm vài giọt FeCl3
=>Dung dịch có màu đỏ
R

C

OR'

+

'
ROH

HNHOH

+

R

NHOH

O
R

O
C

NH

OH

+

Fe

3+

H+

NH
R

O

C
O

Fe3+

O

Phức có màu đỏ hoặc màu tím

3. Nhận biết 3 lọ mất nhãn
 Cho vài giọt dung dịch trong mỗi lọ vào 3 ống nghiệm tương ứng.
 Thêm vài hạt tinh thể NH2OH.HCl rồi trung hoà bằng 1ml dung dịch NaOH 10%.
 Đun sôi 1-2 phút.(nên đun cách thủy)
 Làm lạnh, thêm từ từ dung dịch HCl cho đến khi giấy quỳ hoá đỏ.
 Thêm vài giọt dung dịch FeCl3.
 Kết quả : dung dịch ở lọ thứ 2 có màu đỏ, hai dd còn lại không hiện tượng.
Vậy: lọ thứ 2 có chứa ester.
(phần giải thích như đã trình bày ở phần hóa tính của ester)

IV.

Kết Quả

1. Hiêu suât của phản ứng ester hóa:
Khối lượng của rượu isoamyl: malcohol = 15 × 0,8104 = 12,156( g )
12,156
= 0,138(mol ) .
88
= 10 × 1,049 = 10,49( g )

Số mol của isoamyl alcohol: n alcohol =
Khối lượng acetic acid: macid
Số mol acid: n acid =

10,49
= 0,175(mol )
60

Khối lượng ester thực tế thu được (thu được ≈ 7 ml ): mester = 7 × 0,876 = 6,132( g )
Khối lượng ester thu được theo lý thuyết: mester = 0,138 × 130 = 17,94( g )
Vậy hiệu suất của phản ứng là: H % =

6,132
× 100% = 34,18%
17,94

2. nhiệt độ sôi của ester acetate isoamyl: 1420C.
V. Câu Hỏi
Trang 9


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
1.

cơ chế của phản ứng ester hóa:

O
H
H3C

C

OH

OH

+

OH

H3C

C

OH
H2C
OH

C

CH
C
H2

O

H3C

CH2
CH

H3C

CH3

OH

O

H

CH2CH2CH(CH3)3

OH

-H2O

-H

C

CH3

OH

O
H3C

H3C

H3C

C

H3C

C

OH2

O

O

CH2CH2CH(CH3)3

CH2CH2CH(CH3)3

2.
Số mol của isoamyl alcohol: n alcohol =
Số mol acid: n acid =

12,156
= 0,138(mol ) .
88

10,49
= 0,175(mol )
60

Phản ứng ester hóa giữa isoamyl alcohol và acetic acid là phản ứng thuận nghịch, có tỉ lệ số
mol là 1:1. Nhưng theo kết quả trên ta thấy số mol hóa chất được dung không đúng với tỉ lệ 1:1
(số mol acid nhiều hơn số mol alcohol) là vì những lí do sau:
Thứ nhất, theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng để phản ứng xãy ra theo chiều thuận thì cần
giảm nồng độ sản phẩm và tăng nồng độ tác chất. Tuy nhiên, viêc giảm nồng độ sản phẩm tương
đối khó khăn, nên trong trường hợp này biện pháp tăng nồng độ tác chất (tăng số mol acid) được
sử dụng.

Thứ hai, chon phương án tăng nông đô acid thay vì tăng nông độ alcohol là do acetic acid có
giá thành tương đối rẻ hơn so với isomyl alcohol và lượng dư acid sau phản ứng cũng tương đối
dễ bị loại bỏ.
3. Công dụng của NaHCO3 là:loại bỏ H+ dư, tạo ra môi trường trung tính; mặt khác, sinh ra
Na2SO4 và natri acetate tan trong nước giúp tăng tỉ trọng của chất lỏng phía dưới làm việc tách
lớp dễ dàng.
Có thể dùng nước để thay cho dd NaHCO3.

Trang 10


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

BÀI 2: THỰC NGHIỆM VỀ CHỨC RƯỢU
PHẢN ỨNG ESTER HÓA: ĐIỀU CHẾ ESTER ACETATE
ISOAMYL
V.

Mục Đích
Khảo sát phản ứng ester hóa của rượu với acid qua việc điều chế ester acetate isoamyl.

VI.

Cơ sở lý thuyết
Khi phản ứng đạt cân bằng, chỉ có khoảng 2/3 acid và rượu phản ứng tạo thành ester và

nước. Để tăng hiệu suất phản ứng, có thể dịch chuyển trạng thái cân bằng bằng cách tăng nồng độ
của rượu (hay acid) hoặc loại ester (hay nước) ra khỏi môi trường phản ứng (thường loại chất nào
có nhiệt độ sôi thấp hơn).
. Este, một chất có nhóm chức -COO- , đa số là hợp phần chính của hương liệu hoa quả như

este focmiate etyl có mùi rượu rum, este acetate isoamil có mùi chuối chín, este butyrate có mùi
nho…
Este có thể được tổng hợp bằng các phản ứng của acid cacboxylic và rượu, một loại phản
ứng thuận nghịch đòi hỏi thời gian lâu mới đạt mức cân bằng. Do đó cần dùng thêm chất xúc tác
như: acid sulfuric đậm đặc, hidro Clorua, acid p- toluen sulfomic hoặc nhựa trao đổi ion.
Phản ứng ester hóa của rượu ethylic và acid acetic có hằng số cân bằng K c =4 ở nhiệt độ
phòng

C2H5OH

+

CH3COOH

H2SO4

CH3COOC2H5

+

H2O

Etyl acetate

Khi phản ứng đạt cân bằng, chỉ có khoảng 2/3 acid và rượu phản ứng tạo thành ester và
nước. Để tăng hiệu suất phản ứng, có thể dịch chuyển trạng thái cân bằng bằng cách tăng nồng độ
của rượu (hay acid) hoặc loại ester (hay nước) ra khỏi môi trường phản ứng (thường loại chất nào
có nhiệt độ sôi thấp hơn).
Trang 11

Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
Ở nhiệt độ thường, tác dụng giữa acid và rượu xảy ra chậm do nhóm carbonyl trong acid
hoạt động kém. Tuy nhiên, phản ứng được xúc tiến mạnh khi có xúc tác ion hydro do sự phân ly
của acid vô cơ như acid sulfuric Thường thì ta sử dụng một lượng acid (thường khoảng 5-10% so
với lượng rượu), riêng acid này một phần dùng làm xúc tác, một phần hấp thu nước.
Tuy nhiên, nếu dùng quá nhiều acid sẽ làm giảm hiệu suất phản ứng do acid tương tác với
rượu.
ROH

+

R

H+

O

H

H

Điều này sẽ dẫn tới sự tạo thành ete và olefin từ rượu. Ngoài ra, phản ứng ester hóa còn chịu
ảnh hưởng lớn của hiệu ứng không gian. Khi tăng thể tích của gốc hydrocacbon trong acid hoặc
rượu, tốc độ phản ứng ester hóa giảm. Phản ứng cho hiệu suất tốt với rượu bậc nhất, còn rượu bậc
2 chỉ đạt 40%, rượu bậc đạt 3%.

VII.

Thực Hành

1.Điều chế ester acetate isoamyl
Cho hỗn gồm 15ml rượu isomaylic và 10ml acid acetic vào bình cầu dung tích 100ml. Sau
đó, thêm từ từ từng giọt đến hết 1ml acid sulfuric đậm đặc, thêm vào một ít đá bọt. Gắn bình cầu
vào hệ thống hoàn lưu và đun sôi nhẹ bằng bếp đun cách cát trong 45 phút. Sau đó để nguội rồi
đem xuống, sản phẩm thu được gồm acetate etyl thô lẫn acid, rượu và nước.
Tinh chế sản phẩm
Cho hỗn hợp vào bình chiết, thêm từ từ dd NaHCO3 bão hòa đến hết bọt khí (mục đích: loại
bỏ H+ dư; mặt khác, sinh ra Na2SO4 và natri acetate tan trong nước giúp tăng tỉ trọng của chất
lỏng phía dưới làm việc tách lớp dễ dàng), vừa cho vừa lắc, đến khi dd tách thành 2 lớp rõ rệt.
Lấy ester ở trên vào bình tam giác 50ml, thêm vào 1g Na 2SO4 khan, lắc nhẹ để yên, thu sản phẩm
bằng ống Pasteur

2. Kiểm nghiệm
a. Lý tính
 sản phẩm có mùi chuối chín.
 nhiệt độ sôi: 142oC.

Trang 12


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
b. Hóa tính
Ống nghiệm : vài giọt ester + vài hạt tinh thể NH 2OH.HCl + trung hòa bằng 1ml NaOH
10%. Đun sôi  làm lạnh + thêm từ từ dd HCl loãng + thêm vài giọt FeCl3
=>Dung dịch có màu đỏ
R

C

OR'

+

'
ROH

HNHOH

+

R

NHOH

O
R

O
C

NH

OH

+

Fe

3+

H+

NH
R

O

C
O

Fe3+

O

Phức có màu đỏ hoặc màu tím

3. Nhận biết 3 lọ mất nhãn
 Cho vài giọt dung dịch trong mỗi lọ vào 3 ống nghiệm tương ứng.
 Thêm vài hạt tinh thể NH2OH.HCl rồi trung hoà bằng 1ml dung dịch NaOH 10%.
 Đun sôi 1-2 phút.(nên đun cách thủy)
 Làm lạnh, thêm từ từ dung dịch HCl cho đến khi giấy quỳ hoá đỏ.
 Thêm vài giọt dung dịch FeCl3.
 Kết quả : dung dịch ở lọ thứ 2 có màu đỏ, hai dd còn lại không hiện tượng.
Vậy: lọ thứ 2 có chứa ester.
(phần giải thích như đã trình bày ở phần hóa tính của ester)

VIII.

Kết Quả

3. Hiêu suât của phản ứng ester hóa:
Khối lượng của rượu isoamyl: malcohol = 15 × 0,8104 = 12,156( g )
12,156
= 0,138(mol ) .
88
= 10 × 1,049 = 10,49( g )

Số mol của isoamyl alcohol: n alcohol =
Khối lượng acetic acid: macid
Số mol acid: n acid =

10,49
= 0,175(mol )
60

Khối lượng ester thực tế thu được (thu được ≈ 7 ml ): mester = 7 × 0,876 = 6,132( g )
Khối lượng ester thu được theo lý thuyết: mester = 0,138 × 130 = 17,94( g )
Vậy hiệu suất của phản ứng là: H % =

6,132
× 100% = 34,18%
17,94

4. nhiệt độ sôi của ester acetate isoamyl: 1420C.
V. Câu Hỏi
Trang 13


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
1.

cơ chế của phản ứng ester hóa:

O
H
H3C

C

OH

OH

+

OH

H3C

C

OH
H2C
OH

C

CH
C
H2

O

H3C

CH2
CH

H3C

CH3

OH

O

H

CH2CH2CH(CH3)3

OH

-H2O

-H

C

CH3

OH

O
H3C

H3C

H3C

C

H3C

C

OH2

O

O

CH2CH2CH(CH3)3

CH2CH2CH(CH3)3

2.
Số mol của isoamyl alcohol: n alcohol =
Số mol acid: n acid =

12,156

= 0,138(mol ) .
88

10,49
= 0,175(mol )
60

Phản ứng ester hóa giữa isoamyl alcohol và acetic acid là phản ứng thuận nghịch, có tỉ lệ số
mol là 1:1. Nhưng theo kết quả trên ta thấy số mol hóa chất được dung không đúng với tỉ lệ 1:1
(số mol acid nhiều hơn số mol alcohol) là vì những lí do sau:
Thứ nhất, theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng để phản ứng xãy ra theo chiều thuận thì cần
giảm nồng độ sản phẩm và tăng nồng độ tác chất. Tuy nhiên, viêc giảm nồng độ sản phẩm tương
đối khó khăn, nên trong trường hợp này biện pháp tăng nồng độ tác chất (tăng số mol acid) được
sử dụng.
Thứ hai, chon phương án tăng nông đô acid thay vì tăng nông độ alcohol là do acetic acid có
giá thành tương đối rẻ hơn so với isomyl alcohol và lượng dư acid sau phản ứng cũng tương đối
dễ bị loại bỏ.
3. Công dụng của NaHCO3 là:loại bỏ H+ dư, tạo ra môi trường trung tính; mặt khác, sinh ra
Na2SO4 và natri acetate tan trong nước giúp tăng tỉ trọng của chất lỏng phía dưới làm việc tách
lớp dễ dàng.
Có thể dùng nước để thay cho dd NaHCO3.

Trang 14


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

BÀI 3: THỰC NGHIỆM VỀ CHỨC PHENOL
PHẢN ỨNG ESTER HÓA: ĐIỀU CHẾ ASPIRIN
1.

Mục Đích

Khảo sát phản ứng ester hóa của phenol với dẫn xuất acid qua viêc điều chế aspirin. Bên
cạnh đó, luyện tập kĩ năng tinh chế, kiểm nghiệm sản phẩn, như kết tinh lại, xác định nhiệt độ
nóng chảy của sản phẩm.

2.

Cơ Sở Lý Thuyết

Sự ester hóa phenol không đòi hỏi cắt đứt liên kết C-O bền chắc của phenol, nhưng nó phụ
thuộc vào sự cắt đứt liên kết –OH, do đó tuy ester của phenol (phenyl ester) có thể điều chế được
như phản ứng điều chế các alkyl ester nhưng phản ứng có hiệu suất rất thấp. người ta thương thay
hợp chất carboxyl bởi dẫn xuất của acid carboxylic, như anhydride acid (RCO) 2O, clorur acid
(RCOCl, ArSO2Cl) có hoạt tính cao hơn để thực hiện ester hóa với phenol đạt hiệu quả cao
trong thực tế. Phản ứng có thể thực hiện trong môi trường acid (H 2SO4…), hoặc base (NaOH,
pyridine…).
Cần lưu ý rằng các phenyl ester dưới tác dụng của AlCl 3 làm xúc tác sẽ bị đồng phân hóa
thành những hợp chất o-, hay p-hydroxy ceton, tùy theo nhiệt độ (có thể chuyển vị fries)
Aspirin được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc giảm đau, là một phenyl ester được tạo
thành từ acid salisilic. Phân tử acid salicylic chứa đồng thời hai nhóm chức là: phenol và
carboxyl. Vì vây, nó có khả năng tạo ester: từ chức carboxyl phản ứng với alcol và từ phức
phenol tạo ester phenyl. Thực tế, aspirin thường được điều chế bằng cách dùng andhyrid acetic
phản ứng với acid salicylic trong môi trường H+.
COOH
OH

COOH
OCOCH3

+

CH3 C
O

Acid salysilic

O

C

CH3

+ CH3COOH

O

Anhydric acetic

Acid acetyl salisilic
(Aspirin)

Trang 15

acid acetic


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

3.

Tiến Hành Thí Nghiệm

1. Điều chế acid acetyl salicylic:
Cân chính xác 2g acid salisilic ở dạng rắn rồi cho vào bình tam giác 125ml được sấy khô.
Thêm tiếp 4ml anhyric acetic và 5giọt acid sulfuric đđ, dùng đũa thuỷ tinh khuấy nhẹ hỗn hợp
trong bình tam giác, đun cách thuỷ khoảng 30 phút (tính từ thời điểm sôi). Lấy hỗn hợp ra thêm
từ từ 10ml nước lạnh vào hỗn hợp.
Chuyển hỗn hợp đó sang cốc thủy tinh 100ml. Làm lạnh (10 – 15 phút) để kết tinh sản
phẩm khi dung dịch đã làm nguội.
Cân tờ giấy lọc (m1=0,345 g). Dùng lọc áp suất thấp để lọc tinh thể aspirin thô. Rửa tinh
thể trong tờ giấy lọc với 10 mL nước đá lạnh (mục đích: hạn chế việc tinh thể bị hoàn tan). Sau
đó, đêm tờ giấy lọc đi sấy khô. Sau đó cân lại (m2=1.360 g)
Kết tinh sản phẩm: aspirin thu được còn lẫn nhiều tạp chất cần phải hoà tan 0,5g aspirin
bằng 20ml nước cất trong cốc 100ml đun cách thủy đến aspirin hoà tan hết thì ngưng đun, để
nguội. Đem dung dịch làm lạnh trong chậu nước đá thu tinh thể. Lọc dưới áp suất kém, để khô tự
nhiên và đem cân sản phẩm.
Kiểm nghiệm sản phẩm: Dùng máy đo nhiệt độ nóng chảy để đo nhiệt độ nóng chảy của
aspirin.
Nhiệt độ nóng chảy đo được: 135oC
2. Kiểm nghiệm sản phẩm:
Lấy 3 ông nghiệm sạch, khô được đánh số từ 1 đến 3.
Ống 1: cho vài tinh thể acid salicylic.
Ống 2: cho vài tinh thể aspirin thương mại.
Ống 3: cho một ít aspirin vừa điều chế ở trên.
Lần lượt cho 1 mL ethanol và vài giọt dung dịch FeCl3 10% vào từng ống nghiệm trên. Lắc
kỹ, ghi nhận màu của mỗi ống.
 Kết quả:
Ống 1: dung dịch có màu tím.
Ống 2: dung dịch có màu vàng nâu

Ống 3: dung dịch có màu nâu đen.
 Giải thích
Phản ứng Phenol với FeCl3 cho màu tím. Nếu thêm tiếp C 2H5OH phản ứng trở nên nhạy
hơn.

6 ArOH + Fe 3+ ↔ [ Fe(OAr ) 6 ]3− + 6 H +
Ống 1: do acid salicylic có chứa nhóm phenol nên sẽ có tác dụng với Fe 3+ theo phương
trình trên.
Ống 2: do aspirin thương mại có thêm một số thành phần hóa học khác (vẫn có acid
salicylic).
Ống 3: do sản phẩm điều chế được không tinh khiết, có lẫn nhiều acid salicylic.
Nhận xét: ở ống nghiệm thứ 2 và ống thứ 3 có sự sai khác màu là do, thành phần và độ
tinh khiết của chúng không giống nhau.

Trang 16


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

4.

Kết Quả

1.

Hiệu suất của phản ứng điều chế aspirin thô

2
= 0.0145( mol )
138

4 ×1.082
= 0.0424( mol )
Số mol của anhydride acetic: anhydrid =
102

Số mol của acid salicylic: n acid =

Từ các số liệu trên, ta thấy khối lượng aspirin theo lý thuyết thu được sẽ tính theo số mol
của acid salicylic: m aspirin = 0,0145 × 180 = 2.61( g )
Khối lượng aspirin thô thực tế thu được: m aspirin = 1.360 − 0.345 = 1.015( g )
Vậy hiệu suất của phản ứng này là: H % =

1.015
× 100% = 38,89%
2.61

 Hiệu suất của quá trình kết tinh lại:
Khối lượng của aspirin được đêm đi hòa tan vào dung dịch: 0,5 g
Khối lượng aspirin thu được sau kết tinh lại: 0,32 g
Hiệu suất của quá trình kết tinh lại là: H % =

0,316
× 100% = 63.2%
0,5

nhiệt độ nóng chảy của aspirin: 135oC

1.

5.

Câu Hỏi

1.

cở chế phản ứng:

H
O
H3C

C

O
O

C

OH

H
H3 C

CH3

C

O

O

O

C

CH3

H

COOH
O

C
O

CH3

-H

COOH

H3 C

C

O

O

H

O

O

H

O

H 3C

C

- CH3COOH H3C

C

O

O

H

O
COOH

Trang 17

C

CH3

COOH

H

Aspirin

O

O
CH3
COOH


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
2.

Từ kết quả tính toán trên ta có thể dễ dàng nhận thấy số mol của
anhydrid acetic gấp gần 3 lần số mol của acid salicylic. Có thể vì hai lý do sau đây:
•
Thứ nhất: đây là phản ứng thuận nghịch, nên cần cho thừa một
lượng tác chất để giúp cho cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo ra sản phẩm
(aspirin).
•
Thứ hai: do anhydrid acid có thể dễ dàng loại bỏ sau phản phản
ứng.

BÀI 4: THỰC NGHIỆM VỀ CHỨC CARBONYL
PHẢN ỨNG ALDOL HÓA: ĐIỀU CHẾ DIBENZALACETONE

I. Mục đích
Phản ứng cộng hợp nhóm carbanion của hợp chất carbonyl có Hα.
Thực hiện phản ứng aldol hóa: qua việc điều chế Dibenzalacetone.

II. Tóm tắc cơ sở lý thuyết
 Aldehyde và ceton, những hợp chất trong công thức cấu tạo có chứa nhóm chức
carbonyl >C=O, có những tính chất hóa học đặc trưng sau:
 Phản ứng cộng thân hạch, với ROH, RNH2, 2,4-dinitrophenul hidrazin…
 Phản ứng oxi hóa khử với H2, LiAlH4, NaBH4,…, với chất oxi hóa như: thuốc thử
tollens, Fehling…

Riêng đôi với hợp chất carbonyl có Hα trong phân tử, còn có thêm các phản
ứng từ carbanion của hợp chất, xúc tiến cộng thân hạch tiếp diễn hoặc sự thế với
halogen (thế đơn halogen hoặc thế đa halogen – phản ứng tự oxi hóa với iod trong môi
trường kiềm).
Trong môi trường base loãng, aldehyde hoặc ceton có H α có thể cho phản ứng aldol hóa
tạo thành β-hydroxyaldehyde hoặc β-hydroxyceton. Phản ứng aldol hóa là phản ứng
cộng thân hạch trên hợp chất carbonyl có H α tạo ra phân tử chất mới có mạch carbon
dài hơn, đồng thời có thể loại bớt nước… tạo nên những hợp chất carbonyl mạch dài
α,β- bất bão hòa.
Phản ứng aldol hóa chéo là là phản ứng aldol hóa xãy ra giữa 2 phân tử carbonyl
khác nhau.

Trang 18


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
H

O

2

OH

+

+ 2H2O

O

aceton

Benzaldehyde

O

1,5-Diphenyl-penta-1,4-dien-3-one

Trong phản ứng này, aldehyde thơm C 6H5CHO đóng vai trò lai chất thân hạch carbonyl
tham gia phản ứng cộng với nhóm –CH2COCH3 của aceton trong môi trường kiềm loãng.

III. Tiến hành thí nghiệm
3.
Điều chế Dibenzalacetone
Bước 1: Lần lượt cho 5ml dung dịch NaOH 10%, 3ml etanol, 5 giọt aceton vào bình tam
giác loại 50ml. Lắc nhẹ hỗn hợp 1 – 2 phút, thêm từ từ từng giọt cho đến hết 1ml benzaldehyde
và lắc kỹ.
chú ý: vì thực hiện phản ứng với hợp chất có mùi nên tốt nhất nên thực hiện phản ứng
trong tủ hút. Sử dụng vừa đủ hóa chất, lấy xong phải rửa dụng cụ ngay.

Bước 2: Đậy kín bình tam giác và tiếp tục lắc đều cho đến khi xuất hiện một lớp chất dầu
màu vàng.
Bước 3: ngâm bình trong chậu nước đá để làm kết tinh sản phẩm. Hút bỏ dung dịch trong
bình; để yên ở nhiệt độ thường, thu lấy tinh thể, rửa tinh thể với 4 mL nước ngâm lạnh. Tiếp tục
rửa tinh thể với 3 mL ethanol ngâm lạnh (có thể hạn chế sự hòa tan tinh thể). Đem lọc dưới áp
suất kém. Sấy khô, cân lượng sản phẩm thu được để tính hiệu suất của phản ứng aldol hóa (cân
được m=0,503 g)
Bước 4 (kết tinh lại sản phẩm): cân chính xác 0,5 g sản phẩm thu được ở trên cho vào
cốc thủy tinh 10 mL, thêm tiếp vào cốc khoảng 8 – 10 mL ethanol. Đem cốc đi đun cách thủy. sau
đó , cho cốc vào chậu nước đá để kết tinh sản phẩm.

4.

kiểm nghiệm sản phẩm

Dùng máy đo nhiệu độ nóng chảy để xác định nhiệt độ nóng chảy của Dibenzalacetone.
Đo được:
• điểm bắt đầu nóng chảy: 1070C
• điểm nóng chảy hoàn toàn: 108,50C
• giá trị lý thuyết: 1100C
IV. Kết quả
V. tính hiệu suất phản ứng aldol hóa:
ta có:

Trang 19


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
0,25 × 0,791
= 3,41 × 10 −3 (mol )

58
1 × 1,044
= 9,85 × 10 −3 (mol)
Số mol của benzaldehyde: n benzaldehyde =
106

Số mol của aceton: n aceton =

Từ đây ta nhận thấy hiệu suất phản ứng sẽ được tính dựa trên số mol của aceton
Khối lượng dibanzalaceton theo lý thuyết: m = 3,41 × 10 −3 × 234 = 0,79794( g )
Khối lượng Dibenzaldehyde thu được thực tế: m=0,503(g)
Vậy hiệu suất của phản ứng aldol hóa là: H % =

0,503
× 100% = 63,04%
0,79794

VI. Nhiệt độ nóng chảy của Dibenzalacetone đo được:
Điểm bắt đầu nóng chảy: 1070C
Điểm nóng chảy hoàn toàn: 108,50C
Lý do có sự sai lệch giữa thực nghiệm và lý thuyết là do:
• Thứ nhất do hóa chất ban đầu có thể không tinh khiết.
• Thứ hai, do có nhiều sai xót trong quá trình làm thí nghiệm.
Những lý do trên làm giảm độ tinh khiết của sản phẩm thu được nên có sự sai lệch như
vậy.

VII. Câu hỏi
1. Cơ chế phản ứng:

H

O
H2C
H

C

CH2

O

OH

H2C

H

C

CH2

O

OH

H2C

C

O

C
Ph

O

CH 2

H

H

O

C

C

C

CH2

Ph H

H

H

C
Ph

OH

H
HO

C

H
C

O
C

Ph H

H
C

C

Ph H

O

H

H

C

C

C

H

Ph

OH

H

H

C

C

H

Ph

OH

2H2O

O

O

Trang 20

H

O

H

H

C

C

C

C

C

H

Ph

Ph H

OH

2. Hai phản ứng phụ có thê xãy ra:

H

O

O


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
CH3
+
O

OH

+
O

O

Trang 21

H3C

O

CH3

C

C

H

H

CH3

+ 2H2O


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
3. Tác dụng của ethanol ngâm lạnh
Rửa tinh thể với ethanol ngâm lạnh là vì hai mục đích:
• Thứ nhất, làm hạn chế việc hòa tan tinh thể của sản phẩm cần điều chế
(Dibenzalacetone).
• Thứ hai, ethanol ngâm lạnh có thể hòa tan được một số tạp chất có trong sản
phẩm thô.
Tác dụng của việc dùng ethanol nóng trong quá trình kết tinh lại: tinh thể Dibenzalacetone
ít tan trong ethanol lạnh; tuy nhiên, nó lại tan tốt trong dung môi là ethanol nóng. Như vậy, khi
dùng ethanol nóng có thể làm tan nhanh chóng tinh thể sản phẩm.

BÀI 5: THỰC NGHIỆM VỀ CHỨC AMIN
ĐIỀU CHẾ PARACETAMOL
I.

Mục đích
Thực hiện acyl hóa nhóm chức amin tạo thành hợp chất amid, qua việc tổng hợp phydroxy acetanilid từ p-hydroxy anilin. Phản ứng có thể xảy ra với amin bậc 1, bậc 2
mạch hở, amin thơm, và có thể dùng các tác nhân acyl hóa là anhydrit acid, chlorur
acid.

II.

Cơ sỡ lý thuyết
Đối với hợp chất vòng thơm, việc thực hiện các pư hh trên mạch carbon thường
chịu ảnh hưởng của các hiệu ứng electron, như hiệu ứng cảm, hiệu ứng cộng hưởng và
qui luật thế thân điện tử trên vòng thơm (SE, substitution electrophyl).
Pư acyl hóa hợp chất amin thơm được dùng để định hướng những pư thế thân điện tử
kế tiếp vào nhân aryl hoặc dùng để bảo vệ nhóm chức –NH 2 chống sự oxy hóa. Người
ta thường dùng các anhydrit acid hơn là clorur acid trong việc acyl hóa chức amin, và
gọi là acetyl hóa chức amin, sản phẩm được gọi tên thường là:...anilid. Do chướng ngại
lập thể nên nhóm acetamido thường có vai trò tốt trong việc bảo vệ vị trí o-, nó chỉ
định hướng nhóm thế mới vào vị trí p-.
Với amin bậc 1, bậc 2 mạch hở có thể dùng các tác nhân acyl hóa là anhydrit acid,
clorur acid.
Trang 22


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
Ba hợp chất hữu cơ được sử dụng rộng rãi làm thuốc giảm đâu là: Aspirin (acid
salicylic), Phenacetin (para-etoxy acetanilid) và Paracetamol (para-hydroxy acetanilid).
Paracetamol nay là chất thông dụng nhất, là cơ sỡ của nhiều dược phẩm nổi tiếng đã
được đăng ký nhãn hiệu như Panadol, Solpadeine, Coldrex, Calpol, Efferalgan,...
III.

Thực hành
2. Điều chế Paracetamol
Bước 1: Cho vào bình cầu 100 ml 3,1 g para-aminophenol, 10 ml nước cất, lắc nhẹ.
Bước 2: Thêm từ từ cẩn thận 4 ml anhydrid acetic vào hỗn hợp, lắc nhẹ bình cầu 2 –
3 lần, nếu bình nóng thì làm lạnh dưới vòi nước, thêm một ít đá bọt vào bình cầu.
Bước 3: Lắp bình cầu vào hệ thống đun hoàn lưu và đun nóng khoảng 15 – 20 phút

(kể từ lúc hỗn hợp sôi).
Bước 4: Lấy bình cầu ra khỏi hệ thống đun hoàn lưu, đổ hỗn hợp vào cốc thủy tinh
100 ml, để nguội, para-hydroxy acetanilid sẽ kết tinh.
Bước 5: Cân tờ giấy lọc, lọc tinh thể bằng máy lọc ấp suất kém, rửa tinh thể bằng 15
ml nước lạnh. Thu lấy tinh thể paracetamol. Sấy khô, cân sản phẩm thu được.
Sản phẩm cân được: 3.47g
3. Kiểm nghiệm sản phẩm
a. đo nhiệt độ nóng chảy: sử dụng máy đo nhiệt độ nóng chảy để đo nhiệt độ nóng
chảy của sản phẩm.

kết quả:
Nhiệt độ bắt đâu nóng chảy: 1660C
Nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn:167,60C
Nhiệt độ nóng chảy theo lý thuyết: 1690C
b. Định tính sản phẩm:
Đun nóng 0,1g sản phẩm trong 1ml HCl trong 3 phút. Thêm 10ml nước làm lạnh,
không có kết tủa tạo thành. Thêm 0,05ml dd K2CrO4 5%, xuất hiện màu tím không
chuyển qua màu đỏ.
PP sắc kí bảng mỏng: Hòa tan 1 ít tinh thể của sản phẩm thu được vào 1-2ml etanol
960 trong ống nghiệm.
Chuẩn bị một bảng mỏng silicagel tráng sẳn, dùng viết chì vẽ đường khởi hành và
đường giới hạn của dung môi.
Dùng ống mao dẫn chấm vào một vệt nhỏ của dung dịch lên bảng sắc kí, vết được
để khô trong khoảng 1- 2 phút.
Đặt bảng mỏng vào bình chạy sắc kí có chứa sẵn dung môi rửa giải (hepthane: ethyl
acetate : ethanol = 47: 47: 6). Khi mực dung môi đến đường giới hạn của dung môi,
Trang 23


Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2

IV.

dùng kẹp lấy bảng mỏng ra khỏi bình và sấy khô ( bằng máy sấy tóc) cho khô bảng
mỏng. Đưa bảng mỏng vào đèn UV.
Dưới ánh sáng UV có màu nâu.
Trả lời câu hỏi

1. Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy: 1660C
Nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn:167,60C
Nhiệt độ nóng chảy theo lý thuyết: 1690C
 Nhận xét: ta nhận thấy giữa nhiệt độ bắt đầu nóng chảy và nhiệt độ nóng chảy hoàn
toàn có sự chênh lệch lớn (1,60C) và chênh lệch so với lý thuyết. sự sai lệch trên chủ yếu là do
sản phẩm điều chế lại còn lẫn nhiều tạp chất, sảnphẩm không được tinh khiết. (khi tiến hành
không có bước kết tinh lại sản phẩm làm giảm độ tinh khiết).
2. Tính hiệu suất điều chế paracetamol
Số mol para-aminophenol: n =

3,1
= 0,028(mol )
109

4 × 1,08
= 0,027(mol )
158

Số mol anhydrid acetic: n =

Từ số liệu tính toán trên, ta thấy hiệu suất sẽ được tính theo số mol anhydrid acetic:

Khối lượng paracetamol theo lý thuyết: m = 0,027 × 151 = 4,077 g
Hiệu suất pản ứng là: H % =

3,47
× 100% = 85,1%
4,077

3. Phương trình phản ứng và cơ chế tạo thành sản phẩm
OH

OH

+

(CH3CO)2O

+

HNCOCH3
Paracetamol

NH2

Cơ chế :

Trang 24

CH3COOH

Phúc Trình TT Hóa Hữu Cơ 2
OH

OH
O
+

H

N

H3C

C

OH

O
O

C

O
CH3

H

+
H

N

H

O

H3C

C

O

C

CH3

H

N

H3C

C

O

HO C

O

OH

O
H 3C

C

N
H

N-(4-Hydroxy-phenyl)-acetamide
Paracetamol

4. Công thức của 3 loại thuốc giảm đau chủ yếu:
COOH

OH

OCOCH3

HNCOCH3

CH3

OCOCH3

Aspirin

Paracetamol

Trang 25

phenacetin

CH3