1. Andehit acrylic là gì?
- Andehit là các hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –CH=O liên kết với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hidro. Nói cách khác, Andehit là sản phẩm thu được sau khi nguyên tử H trong hiđrocacbon được thay thế bằng nhóm –CHO. Trong trường hợp này, nhóm –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 điều kiện thường HCHO, CH3CHO là chất khí, các andehit còn tồn tại ở trạng thái lỏng hoặc rắn.
- Độ tan trong nước của andehit acrylic: HCHO, CH3CHO tan tốt trong nước, giảm dần khi M tăng
- Andehit acrylic có nhiệt độ sôi thấp hơn ancol có khối lượng phân tử tương đương nhưng lại cao hơn so với hidrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử.
- 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 đầu vào và oxi hóa nó để tạo ra anđehit acrylic. Quá trình này thường được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao với sự có mặt của các chất xúc tác đặc biệt.
- Phản ứng chính trong phương pháp này là:
- Các điều kiện phản ứng thường yêu cầu nhiệt độ từ 350-400°C và áp suất cao.
- Các chất xúc tác sử dụng thường là các hợp chất kim loại chuyển tiếp như bạc (Ag) hoặc bismuth (Bi).
* Quá trình từ Acrolein Hydrat
- Phương pháp này dựa trên việc khử nước của acrolein hydrat (glycerin) để tạo ra anđehit acrylic.
- Phản ứng khử nước của glycerin diễn ra theo phương trình:
- Quá trình này yêu cầu sử dụng 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 đặc biệt để kiểm soát tốt nhiệt độ và sự bay hơi của sản phẩm.
5. Ứng dụng của Andehit acrylic
- Sản xuất hóa chất và Polymer:
+ Nguyên liệu sản xuất Axit Acrylic: Ứng dụng phổ biến nhất là oxy hóa acrolein để tạo ra axit acrylic, sau đó dùng sản xuất nhựa acrylic, sơn, keo dán và các loại 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: Được sử dụng làm chất diệt rêu hại (biocide) trong các hệ thống nước làm mát công nghiệp và trong quá trình 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: Là nguyên liệu đầu vào để tổng hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp khác, bao gồm một số loại dược phẩm