1. Andehit acrylic là gì?
- Andehit là các hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa nhóm –CH=O. Nhóm chức này liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc hidro. Hiểu đơn giản, Andehit là sản phẩm thu được sau khi nguyên tử H trong hiđrocacbon được thay thế bằng nhóm –CHO. Trong cấu trúc này, –CH=O được gọi là nhóm chức của Andehit.
2. Andehit acrylic có công thức là gì?
* Công thức cấu tạo của Anđehit:
* Công thức tổng quát của Anđehit:
+ CxHyOz (trong đó x, y, z là các số nguyên dương và y là số chẵn thỏa mãn điều kiện 2 ≤ y ≤ 2x + 2 – 2z và z ≤ x): Công thức này thường dùng để viết phản ứng cháy.
+ CxHy(CHO)z hay R(CHO)z: Công thức này thường được dùng để viết phản ứng xảy ra ở nhóm CHO.
+ CnH2n+2-2k-z(CHO)z (k = số liên kết p + số vòng): Công thức này thường được dùng khi viết phản ứng cộng H2 hay cộng Br2…
3. Tính chất của Andehit acrylic như thế nào?
* Tính chất vật lý của andehit acrylic:
- Trạng thái: Ở nhiệt độ thường, HCHO và CH3CHO là chất khí. Các andehit còn lại tồn tại ở dạng lỏng hoặc rắn.
- Độ tan: HCHO và CH3CHO tan tốt trong nước, giảm dần khi M tăng
- Nhiệt độ sôi: Andehit acrylic có nhiệt độ sôi cao hơn hidrocacbon nhưng thấp hơn ancol có khối lượng phân tử tương đương.
- Dung dịch nước của andehit fomic thường được gọi là fomon. Dung dịch bão hòa (có nồng độ 37- 40 độ C được gọi là fomlin.
* Tính chất hóa học của andehit acrylic:
- Phản ứng cộng hidro (phản ứng khử andehit acrylic) để tạo ra ancol no
CH3CH=O + H-H -> CH3-CH2-OH
CnH2n(CHO)2 + 2H2 -> CnH2n(CH2OH)2
CH2=CH-CHO + 2H2 -> CH3-CH2-CH2OH
+ Tổng quát:
CnH2nO (Chất oxi hóa) + H2 (chất khử) -> CnH2n+1OH
Andehit + H2 -> Ancol bậc 1
- Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn của andehit
Oxi hóa bằng AgNO3/NH3 hay còn gọi là phản ứng tráng giương dùng để nhận biết andehit
HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O -> (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3
CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O -> CH3-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
+ Tổng quát:
R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O -> R-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
- Lưu ý:
+ Nếu số mol Ag = 2 số mol andehit: andehit là đơn chức trừ HCHO
+ Nếu số mol Ag = 4 số mol andehit: andehit là 2 chức hoặc HCHO
- Oxi hóa bằng oxi có xúc tác:
RCHO + 1/2O2 -> RCOOH
Andehit ở phản ứng này sẽ vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính thử
- Phản ứng oxi hóa hoàn toàn:
CH3-CHO + 5/2O2 -> 2CO2 + 2H2O
4. Cách điều chế Andehit acrylic
* Oxi hóa Propylene
- Phương pháp này sử dụng propylene làm nguyên liệu, quá trình này thường được thực hiện phản ứng oxi hóa ở nhiệt độ 350-400°C và áp suất cao. Đòi hỏi bắt buộc có chất xúc tác là các kim loại chuyển tiếp như bạc (Ag) hoặc bismuth (Bi).
- Phản ứng chính trong phương pháp này là:
* Quá trình từ Acrolein Hydrat
- Phương pháp này dựa trên việc khử nước của acrolein hydrat (glycerin) để tạo ra anđehit acrylic. Phản ứng này cần có sự tham gia của axit sunfuric (H₂SO₄) làm chất xúc tác và nhiệt độ cao để đẩy mạnh phản ứng. Phản ứng này thường được thực hiện trong các thiết bị chuyên dụng được dùng để kiểm soát nhiệt độ và quá trình bay hơi của sản phẩm.
- Phản ứng khử nước của glycerin diễn ra theo phương trình:
5. Ứng dụng của Andehit acrylic
- Sản xuất hóa chất và Polymer:
+ Nguyên liệu sản xuất Axit Acrylic: Dùng để oxi hóa thành axit acrylic, nguyên liệu chính sản xuất nhựa acrylic, sơn, keo dán và các polymer có độ bền cao.
- Sản xuất nhựa và chất dẻo: Là thành phần quan trọng trong quá trình tổng hợp các loại chất dẻo, nhựa trong suốt (Mica).
- Ứng dụng trong Công nghiệp và Nông nghiệp:
+ Chất diệt khuẩn/diệt rêu: Làm chất diệt rêu hại (biocide) trong hệ thống nước làm mát và khai thác dầu khí.
+ Chất bảo quản: Acrolein có tác dụng diệt khuẩn mạnh, được ứng dụng trong một số quy trình xử lý đặc biệt.
- Ứng dụng trong Dược phẩm:
+ Tổng hợp hợp chất: Làm nguyên liệu đầu vào để tổng hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp dùng trong dược phẩm.