2 Lý thuyết chung và cơ chế phản ứng

nitroni ion (NO2*) và bisunfat anion. Các quá trình biến đổi có thể biểu diễn bằng phương

trình phản ứng sau:



Nitroni ion mới tạo thành tấn công vào hợp chất nhân thơm như là tác nhân ái điện tử

theo cơ chế thế ai điện tử SE.

Vai trò của axit sunfuric trong phản ứng này là làm xúc tác: Cung cấp proton để

tạo ra NO2+,đồng thời ngăn cản không cho HNO3 phân ly thành H+ và NO3- theo cách

phân ly bình thườngtrong nước, cũng chính vì thế trong quá trình phản ứng khi nồng độ

H2SO4 giảm đi thì tốc độ phản ứng cũng giảm đi. Thậm chí đến một nồng độ nhất định

phản ứng không còn có thể xảy ra.Thực tế người ta nhận thấy khi nitro hoá benzen ở

250C nếu nồng độ axit ở H2SO4 chứa 80%

thì tốc độ phản ứng dường như không đáng kể, nếu nồng độ axit 80% - 90% thì tốc độ

tăng lênhàng nghìn lần ( tại khoảng nồng độ này NO2+ tạo ra nhiều nhất).

Nếu nồng độ 90% - 100% thì tốc độ phản ứng cũng giảm.



b, Nitro hóa acetanilid

- Cơ chế phản ứng



Page 8



Phương trình phản ứng:



Page 9



c, Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitro hóa

- Nhiệt độ: Phản ứng nitro hoá là phản ứng toả nhiệt mạnh. Nhiệt toả ra này gồm 2

thành phần chính đó là nhiệt phản ứng và nhiệt toả ra do sự pha loãng axit sunfuric của

nước tạo thành trong phản ứng. Theo tính toán nhiệt phản ứng khoảng 25 – 55 kcal/mol

(tuỳ thuộc chất đem nitro hoá), còn nhiệt hoá lỏng axit sunfuric cũng thay đổi theo nồng

độ, lúc đầu toả ra nhiệt lượng lớn sau đó giảm dần, lượng nhiệt toả ra biến đổi từ 50 –

150 kcal/mol. Tốc độ phản ứng nitro hoá và hiệu suất phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào

nhiệt độ. Vận tốc phản ứng tăng khi tăng nhiệt độ phản ứng, nhưng nhiệt độ cao sẽ sinh

ra phản ứng oxi hóa, tạo ra nhiều tạp chất, việc điều khiển nhiệt độ thích hợp cho từng

phản ứng là cần thiết,vì vậy thiết bị phải có bộ phận làm nóng và làm lạnh để chủ động

loại trừ khả năng gây quá nhiệt.

- Tác động khuấy trộn: Phản ứng nitro hoá thường xảy ra giữa 2 pha một bên là

pha hữu cơ, bên kia là pha axit. Để 2 pha này tiếp xúc tốt với nhau phải có khuấy trộn

mạnh trong điều kiện cùng nhiệt độ, khuấy trộn càng tốt thì phản ứng xảy ra càng mạnh,

khuấy trộn càng chậm thì tốc độ phản ứng càng giảm.

- Dung lượng khử nước : Trong quá trình phản ứng nước sẽ được sinh ra và

thường xuyên hoá lỏng axit (cả HNO 3 và H2SO4) việc hoá lỏng này sẽ đạt tới một giới

hạn mà ở đó nồng độ axit thấp hơn yêu cầu nên phản ứng không thể nào xảy ra được nữa.

Mỗi chất khác nhau giá trị giới hạn đó cũng khác nhau. Vì vậy cần tính toán sao cho khi

phản ứng kết thúc nồng độ H 2SO4 vẫn đủ lớn (trên giới hạn cho phép ). Đây là khái niệm

đương lượng khử nước người ta tính DLKN bằng cách lập tỉ số giữa axit H 2SO4 ban đầu

dùng pha loãng hỗn hợp axit sunfonitric đưa vào phản ứng trên tổng số nước ban đầu

dùng pha loãng hỗn hợp axit và lượng nước do phản ứng sinh ra.



3. Giai đoạn 2: Tổng hợp p-nitroanilin

(Thủy phân p-nitroaxetanilid)

3.1 Sản phẩm p-nitroanilin

- Công thức phân tử: C6H6N2O2. Khối lượng phân tử 128,13 g/mol



Page 10



- Công thức cấu tạo :



- Tính chất hóa lý : Các nitroanilin có dạng tinh thể màu vàng hoặc màu da cam.

Tan ít trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như ethanol, ether và chlorofor.

Trong các đồng phân p-nitroanilin có điểm nóng chảy cao nhất do tính đối xứng. Là sản

phẩm trung gian để tổng hợp các hợp chất hữu cơ. P-Nitroanilin độc hại, khi tiếp xúc với

p-nitroanilin và tiếp xúc với hơi ẩm có thể xảy ra quá trình tự cháy.

- Sản xuất trên thế giới là khoảng 20.000 đến 25.000 tấn mỗi năm.



3.2 Lý thuyết chung và cơ chế phản ứng

a, Thủy phân

-Thủy phân có nghĩa là phân hủy một hợp chất nào đó bằng nước . Vậy chúng ta

có thể gọi một quá trình là thủy phân khi trong quá trình đó có sự thu nhận lên các phần

tử cấu thành nên hai hợp chất mới.

- Các chất axit kiềm, enzim đều có khả năng làm tăng tốc độ(xúc tác) cho phản

ứng thủy phân.

- Thông thường các phản ứng thủy phân có xúc tác axit đều là phản ứng thuận

nghịch, còn thủy phân xúc tác kiềm đều là phản ứng không thuận nghịch.



Page 11