Bi tiu lun

I. M UPhn ln cc phn ng hu c thng xy ra chm v to ra nhiu sn phm khc nhau nn hiu sut phn ng khng cao, v vy cn phi thc hin nhit cao cng cht xc tc tng tc phn ng v nh hng cho sn phm phn ng . Cht xc tcha hc l cht khng trc tip tham gia vo phn ng ha hc. N c vai tr to mi trng hoc iu kin cho cc phn ng ha hc chnh xy ra. Ngoi vai tr trn, cht xc tc cng c vai tr y nhanh tc phn ng ha. y l vn c cc nh khoa hc th k XVIII nghin cu, pht hin ra, pht trin v c ng dng rt ln trong cc lnh vc cng ngh ha hc nh lc ha du v ngnh tng hp hu c. Cng nh mt s phn ng ha hc, oxi ha- kh nhm chc l mt trong nhng phn ng quan trng c s dng xc tc.II. OXI HA-KH NHM CHC1. KHI NIM1.1. Phn ng oxi ha-khTrong in ha hc kh ha v oxi ha l mt qu trnh duy nht ng thi cng xy ra v do c gi l oxi ha kh. S lng in t do cht b oxi ha cho i bng s lng in t cht kh nhn vo. Tng i s cc in t tham gia trong phn ng lc u v lc kt thc khng thay i.Ni ng ra th khng th ch xy ra mt qu trnh ring bit oxi ha hay kh ha. Tuy nhin trong thc t ngi ta vn ni qu trnh oxi ha hay kh ha ty thuc c s oxi ha ( cho in t i) hay s kh ha (nhn in t vo) ca nguyn liu c cp.1.1.1 Cc tc nhn oxi ha- Nhm cc tc nhn oxi ha l oxi hoc khng kh- Nhm cc tc nhn cha oxi hot ng l nhm cc peoxit v cc axit hipoclorua- Nhm hp cht ca cc kim loi c ha tr thay i: hp cht Cr, hp cht Mn.1.1.2. Oxi ha c xc tcCc phn ng oxi ha c xc tc thng thng c chia thnh hai loi:- Oxi ha xc tc ng th (oxi ha xc tc th lng)- Oxi ha xc tc d th (oxi ha gia th hi-rn hay lng-rn)Xc tc cho qu trnh oxi ha c th l cc kim loi hoc oxit kim loi. Cc kim loi hay c s dng l bc v ng. Ngi ta thng s dng cc kim loi ny oxi ha cc ancol thnh nhm cacbonyl. C ch ca phn ng ny c mt s cho l c ch ehiro ha, cn s khc th cho l ng thi va hiro ha va oxi ha.Trong s cc oxit kim loi th V2O5 c coi l quan trng nht. Xc tc ny thng c s dng trong vic oxi ha h vng cc nhn thm. Trong trng hp ny c ch l oxi ha, cht xc tc ng vai tr l cht chuyn ti oxi.Ngoi ra cn oxi ha hp cht amin thnh hp cht nitrozo hoc iazo....v cc hp cht thiol thnh axit sunfonic.1.2. Qu trnh kh haQu trnh kh ha l qu trnh lm gim oxi ha ca cht em kh, ng thi qua bn thn hp cht hu c ly thm nhng nguyn t hiro hay loi khi n nguyn t d t (nguyn t oxi) hoc cng c th bn thn phn t hu c ly thm in t.1.2.1. Mc ch ca kh ha iu ch cc hp cht hirocacbon no t hp cht hirocacbon khng no, t nhng hp cht c oxi ha cao nh axit cacboxylic, xeton, andehit, nitro thnh cc cht c oxi ha thp hn.1.2.2. Tc nhn kh ha1.2.2.1. Kh bng cc tc nhn ha hc+ Kim loi trong mi trng kim hoc axit+ Cc hn hng kim loi+ Cc kim loi kim trong ancol+ Cc kim loi v amoniac+ Cc kim loi v amin hu c+ Cc hydrua kim loi (LiAlH4, NaBH4)+ Hydrazin N2H4+ Cc cht kh cha lu hunh1.2.2.2. Kh bng hydro ha xc tc1.2.2.3. Kh bng in ha 2. OXI HA NHM CHC2.1. Oxi ha nhm chc cha oxi2.1.1. Oxi ha ancolNh bit, oxi ha ancol, trong bao gm c qu trnh hiro ha to thnh anhit v tip theo anhit b oxi ha to thnh axit cacboxylic. Vi ancol bc 2 s oxi ha ban u to thnh xeton v sau tip tc oxi ha mnh m s gy ra s t gy mch cacbon to thnh hn hp cc axit cacboxylic c s cacbon nh hn ancol ban u. Cn ancol bc 3 tng i bn vng vi cc tc nhn oxi ha. RCH2OH RCHO RCOOH R-CO-R R-CHOH-R RCOOH + RCOOHQu trnh ny khng c tnh chn lc, hiu sut phn ng khng caoMt khc c th coi qu trnh oxi ha ancol l qu trnh hiro ha ancol 2.1.1.1. Phng php th-tchTc nhn oxi ha l Cr(VI), phn ng tri qua giai on to este vng ca axit Cromic trung gian, Cr(III) l sn phm cui cng.

Phn ng c th thc hin trong mi trng axit sunfuric hoc axit axetic

Trong qu trnh oxi ha nu mun bo v lin kt kp cacbon-cacbon th thng s dng Cr(VI) dng oxit trong mi trng nc vi mt lng axit sunfuric theo th l nghim ngt.

Trong trng hp ancol kh nhy cm vi axit th thng dng dung mi piriin tc l Cr(VI) trong piriin nh piriiniclocromathay piriinibiclocromat Ngoi ra cng c th s dng imetylsunfoxit trong piriin hoc sunfotrioxit- piriin trong anhirit axetic lm tc nhn oxi ha ( trng hp ny thng phi chuyn ancol qua dn xut halogen)

Trong trng hp oxi ha mnh c th xy ra s t v phn t v to thnh cc axit cacboxylic

Ngoi ra trong mt s trng hp khi oxi ha ancol bc 1 c th thu c este tng ng

2.1.1.2. Phng php hiro ha ancol Qu trnh hiro ha ancol s thu c hp cht cacbonyl

y l qu trnh thu nhit, thng thc hin 500-600oC, xc tc thng l ng, bc,niken, ng cromat,...hoc oxit ca cc kim loi ny, nhng tt nht l ng tm (thu c bng cch kh chm oxit ng bi hiro 180oC). Vi xc tc ny, phn ng c thc hin nhit thp hn (250-300oC) v hiu sut cao hn. Phng php ny thng thc hin cho ancol mch ngn (C1 C4). 2.1.1.3. Qu trnh oxy ha ru thnh cc dn xut cacbonyl s dng xc tc BentonitBentonit l mt loi khong st t nhin m thnh phn chnh l montmorillonit c cng thc ha hc tng qut Al2O3.4SiO2.nH2O v thm mt s khong st khc nh saponit Al2O3[ MgO].4SiO2.nH2O; nontronit - Al2O3[ Fe2O3].4SiO2.nH2O; beidellit - Al2O3.3SiO2.nH2O. Ngoi ra ngi ta cn pht hin thy trong bentonit cha mt s khong st khc nh kaolinit, clorit, mica, v cc khong phi st nh canxit, pirit, manhetit, biolit..., cc mui kim v cc cht hu c. V vy, bentonit c gi theo tn khong vt l montmorillonit ( vit tt l mont ).Bentonit c s dng trong sut th k XIX cho n nay vi vai tr l mt cht xc tc hu c. Bentonit c hai tnh cht chnh dng lm xc tc l din tch b mt ln v axit b mt cao. Hin nay bentonit c mang Fe(NO3)3 ( gi tt l clayfen ) v bentonit c mang Cu(NO3)2 (gi tt l claycop) l tc nhn phn ng c s dng nhiu trong tng hp hu c.Qu trnh oxy ha ru thnh cc dn xut cacbonyl trc y trong iu kin kh khn, kh iu chnh, xc tc t tin v hiu sut khng cao. Hin nay vi s gip ca clayfen. Qu trnh oxy ha ru thnh dn xut cacbonyl m sn phm chnh l xeton hoc anehit thm din ra di iu kin n gin ngay nhit thng, chn lc cao, xc tc r tin.

Trong phn ng ny bentonit va l cht mang va l cht n nh qu trnh. Nh m s oxy ha tip tc ca sn phm xeton thnh axit tng ng b hn ch. Hiu sut chuyn ha thnh xeton cao t 74 100%.2.1.2. Oxi ha nhm chc phenolTrong phn t phenol do c hiu ng lin hp gia cp electron t do trn nguyn t oxi v h electron ca vng thm nn d tch hiro nhm OH gn trc tip trn vng benzen ca phn t phenol ( tnh axit mnh hn ca ancol) v d th electrophin nh hng v tr ortho v para.Qu trnh oxi ha phenol c thc hin theo c ch ion cng nh theo c ch gc

S oxi ha ortho v para- ihiroxibenzen thnh quinon cng c thc hin tng t

76%2.1.3. Oxi ha anhit- xeton2.1.3.1. Oxi ha n axit cacboxylica. i vi anhitCc anhit rt d b oxi ha to thnh axit cacboxylic vi tc nhn : axit cromic, KMnO4, O2, ngay c tc nhn oxi ha nh nh Ag2O/NH3( phn ng trng bc)

V d: Vi oxi khng kh phn ng xy ra qua nhiu giai on, trong c s to thnh trung gian peaxit theo c ch gcCH3CHO + O2 CH3COOOHCH3COOOH + CH3CHO (CH3CO)2O +H2O(CH3CO)2O +H2O 2CH3COOHC ch phn ng:-Giai on khi mo:

- Giai on pht trin mch:

Xc tc trong qu trnh: mui mangan hoc hn hp mui mangan vi mui coban.Cc anhit cng c th b oxi ha bi cc tc nhn nh H2CrO4, KMnO4 , HNO3

b. i vi xetoni vi cc tc nhn oxi ha th xeton bn vng hn anhit. Nu oxi ha mnh th xeton thng b b gy ln kt C-C to thnh hn hp cc axit cacboxylic c s cacbon nh hn phn t xeton ban u. y cc hp cht trung gian thng l enol hay enolat qua c giai on to thnh iol hoc ion.

Cc metylxeton c th oxi ha nh nhng trong iu kin ca phn ng halofom to thnh axit cacboxylic.

2.1.4. Oxi ha thnh hp cht 1,2-icacbonylPhn ng oxi ha loi ny xy ra trn nhm metylen hot ng v chuyn nhm ny thnh nhm cacbonyl vi hp cht trung gian l enolat

V d:

Monohalogen ha sau tc dng vi imetylsunfoxit:

Nitro ha ri thy phn:

2.2. Oxi ha nhm chc cha Nit2.2.1. Oxi ha to lin kt N-OCc amin bc ba v cc d vng cha nit (piridin) tc dng vi cc peaxit to thnh hp cht N-O

Cc amin bc hai b oxi ha to thnh dn xut ca hiroxylamin

Phn ng oxi ha ca amin bc mt phc tp hn sn phm cui cng c th to thnh dn xut nitrozo

Khi s dng axit petrifloaxetic hay axit peaxetic khan c th oxi ha hp cht nitrozo thnh hp cht nitro

2.2.2. hiro ha nhm chc cha nitQu trnh ny xy ra d dng hn nu ni i mi to thnh gia cacbon v nit nm trong h lin hp

Ngoi ra hiro ha hirazin-1,2 hai ln th to thnh hp cht azo

2.3. Oxi ha nhm chc cha lu hunh2.3.1. Oxi ha thiolKhc vi ancol, thiol d dng b oxi ha to thnh hp cht isunfua

Qu trnh ny c th xy ra trong khng kh hay trn tc dng ca cc cht nh: halogen, hiropeoxit, mui st (III).... Phn ng c th xy ra theo c ch gc hoc c ch electrophin-nucleophin.

2.3.2. Oxi ha cc sunfua Cc sunfua c oxi ha to thnh cc sunfoxit sau b oxi ha hon ton to thnh sunfon.

V d:

3. KH NHM CHC3.1. Kh ha anehit xeton Phn ng kh (hidro ha) nhm C=O trong hp cht andehit, xetonthng xy ra trong iu kin kh ha xc tc kim loi hoc dng tc nhn kh l cc hirua kim loi nh LiAlH4, NaBH4.Di xc tc kim loi Pd C, andehit s b hiro ha thnh ancol bc 1, cn xeton s b hiro ha thnh ancol bc 2:

V d:

Khi s dng tc nhn kh l LiAlH4 hoc NaBH4 phn ng s xy ra nh sau:

* C ch ca phn ng l:Bc 1: Nucleophin AlH4- trao H- cho nhm cacbonyl tch lin kt v chuyn 1 cp electron cho oxi to nn 1 nhm C-H mi.Bc 2: Ancoxit c nhn thm proton t H2O to thnh sn phm kh l ru. phn ng axit-baz ny to thnh 1 lin kt O-H mi.

3.2. Kh ha axit cacboxylic v dn xut ca chngCc axit cacboxylic thng khng b kh ha bi hiro/xc tc nhng b kh bi LiAlH4 hay Na/C2H5OH

Tt nht l nn chuyn axit v dng este ri kh este bng LiAlH4 hay Na/C2H5OH

i vi phng php ny, axit bo t C7 n C9 thng este ha bng butanol, cn vi axit bo t C10 n C18 thng dng metanol este ha. Phng php ny cng dng kh cc axit icacboxylic. iu kin kh ca phng php ny ph thuc vo bn cht cht xc tc, v d: Xc tc Cu-Cr thc hin 300-400oC v 20 MPa Xc tc Zn-Cr thc hin 250oC v 20-30 MPa Xc tc Cu-Zn-Cr thc hin 325oC v 30 MPaCc Clorua axit cng c th c hiro ha thnh anehit tng ng

3.3. Kh ha nhm nitro thnh aminoTc nhn kh: Hiro ha xc tc, (NH4)2S, FeSO4/NH4OH, Na/C2H5OH, cc kim loi trong axit: Sn/HCl, Zn/HCl, Fe/HCl, .... tt nht l Fe/ddHCl

Trong mt s trng hp kh ha chn lc mt trong hai nhm nitro ngi ta s dng

III. KT LUNXc tc c vi tr quan trng trong qu trnh tng hp hu c ni chung, trong qu trnh oxi ha kh nhm chc ni ring. N gip nh hng sn phm to thnh, nng cao hiu sut phn ng v tng tc phn ng xy ra.Ngy nay, cht xc tc cng th hin c vai tr quan trng ca mnh trong cc qu trnh tng hp cc hp cht hu c cn thit trong cc ngnh cng nghip cng nh trong i sng.

TI LIU THAM KHO[1]. Phan nh Chu, Cc qu trnh c bn tng hp hu c, i hc Bch Khoa H Ni.[2]. L T Hi, Bi ging xc tc hu c, i Hc S Phm Nng.[3]. nh Rng (ch bin) PGS.TS. ng nh Bch TS. Nguyn Th Thanh Phong, Ha hc hu c 2, nh xut bn Gio Dc.[4]. Nguyn Minh Tho, Tng hp hu c, Nh xut bn i hc Quc gia H Ni.[5]. Trn Quc Sn, 1979, C s l thuyt ha hu c tp 2, Nh xut bn Gio Dc.[6].http://doan.edu.vn/do-an/tieu-luan-tim-hieu-ve-cac-cong-nghe-day-chuyen-san-xuat-axetandehyt-5886.

6