Bài giảng Tổng hợp paracetamol

TỔNG HỢP PARACETAMOLNhóm 4 – Tổ 3Trần Thị Hồng NhungĐào Kim OanhQuàng Văn PhongNguyễn Minh PhụngTổng hợp paracetamolMục tiêuTrình bày được nguyên tắc phản ứng nitro hoá, khử hoá, alcyl hoá và nguyên lý phản ứng tổng hợp paracetamol từ phenol.Tiến hành được các bước tổng hợp paracetamol theo đúng quy trình.Tổng hợp được paracetamol đạt hiệu suất yêu cầu và viết báo cáo thực tập.Tổng hợp paracetamol1. Nguyên tắc chungPhản ứng tổng hợp paracetamol từ phenol được tiến hành qua 3 giai đoạn:Nitro hoá phenol bằng hỗn hợp sulfo – nitric thu được hỗn hợp 2 đồng phân o – nitrophenol và p – nitrophenol.Tách riêng 2 đồng phân này bằng phương pháp cất kéo hơi nước.Khử hoá p – nitrophenol bằng Fe/HCl hoặc Na2S/NaOH thu gđược p – aminophenol.Acyl hoá p – aminophenol bằng Ac2O thu được paracetamolTổng hợp paracetamol2. Thực hànha. Giai đoạn 1: Tổng hợp p – nitrosophenolPt: C6H5OH + HNO2  C6H5O2NH2SO4 + 2NaNO2  2HNO2 + Na2SO4Nguyên liệu,hoá chấtSố lượngThiết bị,dụng cụSố lượngPhenol kỹ thuật50mlCốc inox 1000ml1 cáiNatri nitrit50gMáy khuấy từ.khuấy cơ1 cáiAcid sulfuric đặc170mlNhiệt kế1 cáiĐá làm lạnh1 khayBình nhỏ giọt 100ml1 cáiBộ lọc hút Buchner1 bộTổng hợp paracetamol Cách tiến hànhCho 100ml nước cất, 50ml phenol vào cốc inox 1l, khuấy kỹ cho phenol phân tán đều trong nước.Vừa khuấy vừa cho thêm 240g đá đập nhỏ vào cốc đồng thời làm lạnh ngoài bằng nước đá (0 – 5độ C)Thêm 50g Natri nitrit vào cốc khuấy cho phân tán đêu.Vừa khuấy vừa nhỏ từ từ từng giọt H2SO4 22%(170ml) trong 45 phút ở nhiệt độ dưới 10 độ C.Tiếp tục khuấy 15 phút.Lọc tủa qua phễu Buchner.Rửa tủa bằng nước cất lạnh đến pH 4 – 5 (3 lần x 30ml/lần)Hút kiệt nước thu được sản phẩm thô là p – nitrosophenol bột màu nâuTổng hợp paracetamolb. Giai đoạn 2: Tổng hợp p – aminophenolPt: C6H5O2N + Na2S.9H2O  C6H7NO + Na2S2O2 + NaOH + H2O4S + 6NaOH  2Na2S.9H2O + Na2S2O3 + 3H2ONguyên liệu,hoá chấtSố lượngThiết bị,dụng cụSố lượngP – nitrosophenol59,43gCốc inox 500ml1 cáiBột lưu huỳnh28gMáy khuấy từ1 cáiNaOH60gNhiệt kế1 cáiNước cất130gBình nhỏ giọt 100ml1 cáiDung dịch H2SO4Phễu lọc Buchner1 cáiTổng hợp paracetamolCách tiến hànhCho vào cốc inox 130ml nước cất, 60g NaOH viên khuấy cho tan hết.Cho 28g bột lưu huỳnh vào,đun nóng, khuấy tan hoàn toàn.Đun sôi 45- 50 phút(bổ xung nước để V dung dịch khoảng 150-170ml)Để dung dịch Na2S mới tạo này nguội đến 55- 60 độ CVừa khuấy vừa cho từng lượng nhỏ bột p – nitrosophenol vào dung dịch trên sao cho nhiệt độ phản ứng nằm trong khoảng 55- 60 độ C (thời gian thực hiện 30- 45 phút).Sau khi cho hết bột đun tiếp ở 55- 60 độ C trong 15 phút.Làm lạnh hỗn hợp xuống dưới 20 độ C, dùng H2SO410% trung hoà đến pH 7Để yên hỗn hợp 1- 2hLọc tủa qua phễu Buchner,rửa tủa bằng nước cất lạnh(3 lầnx30ml).Hút kiệt nước thu được p- aminophenol màu nâu đenTổng hợp paracetamolc. Giai đoạn 3: Tổng hợp paracetamolNguyên liệu,thiết bị,dụng cụSố lượngP- aminophenol58,58gAnhydrid acetic43,0mlThan hoạt5,0gNước cất200mlPhễu lọc Buchner1 cáiNhiệt kế1 cáiNồi đun cách thuỷ1 cáiBình nón1 cáiTổng hợp paracetamolPhương trình phản ứngTổng hợp paracetamolCách tiến hànhCho lượng p- aminophenol ở trên vào bình nón khô đun cách thuỷ đến khi nhiệt độ trong bình đạt 50- 55 độ CCho 43ml anhydrid acetic vào khuấy nhẹ (phản ứng toả nhiệt mạnh >110 độ C).Tiếp tục đun cách thuỷ trong 30 phút.Làm lạnh và gãi cho kết tinhĐể lạnh trong nước đá 2-3h cho kết tinh hếtLọc hút kiệt acid acetic,rửa nhanh bằng 1 lượng rất ít nước để loại bớt acid aceticTinh thể thô được kết tinh lại trong cốc inox với 4 phần nước sôi, 4g than hoạt, đun sôi, ngâm nóng 30 phút để tẩy màu.Lọc nóng qua phễu Buchner thu lấy dịch lọc.Làm lạnh dịch lọc bằng nwoacs đá cho kết tinh hết paracetamolLọc lấy tinh thể đem sấy,thu được paracetamolTổng hợp paracetamold. Kết quảGiai đoạn 1: mp- nitrosophenol trước sấy là 59,43gmp- nitrosophenol sau sấy 1g là 0,71gHàm lượng ẩm của chế phẩm = 100*(1,0 - 0,71) = 29%mp- nitrosophenol thực tế thu được = 59,43*0,71 = 42,3gTheo ptpu ta có np-nitrosophenol = nphenol = 1,06*50/94 = 0,56 molmp- nitrosophenol lý thuyết = 0,56 * 124 = 69,44gVậy hiệu suất H1 = 42,3/69,44 * 100 = 60,9%Tổng hợp paracetamolGiai đoạn 2mp- nitrosophenol thu được ở giai đoạn 1 = 42,3gnp-aminophenol = np- nitrosophenol = 42,3/124 = 0,341molmp- aminophenol trước sấy = 58,58g, sau sấy 1g = 0,55gmp- aminophenol thực tế = 58,58*(1 – 0,45) =32,22gmp- aminophenol theo lý thuyết = 0,341 * 109 = 37,2gHiệu suất thu được H2 = 32,22/37,2*100 = 86,6%Tổng hợp paracetamol- Giai đoạn 3mp- aminophenol thu được ở giai đoạn 2 = 32,22gTheo pt nparacetamol = np-aminophenol = 32,22/109 = 0,296molmparacetamol theo lý thuyết = 0,296 * 151 = 44,7gmparacetamol thực tế = 1,8gHiệu suất thu được H3 = 1,8/44,7*100 = 4,03%Vậy hiệu suất của cả quá trình là H = H1*H2*H3*100 = 2,12%Tổng hợp paracetamol3. Nhận xétHiệu suất của quá trình tổng hợp thấp do một số nguyên nhân sau:Ảnh hưởng của nhiệt độ: do phản ứng nitro hoá và acyl hoá đều toả nhiệt rất mạnh,tốc độ và hiệu suất phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ.Nhiệt độ cao quá sẽ sinh ra nhiều tạp chất do vậy trong quả trình xảy ra phản ứng phải điều chỉnh nhiệt độ hợp lý để tránh hiện tượng quá nhiệtTác dụng của khuấy trộn:trong quá trình làm phản ứng cần phải khuấy trộn mạnh để tăng tiếp xúc và tránh quá nhiệt cục bộ.Ảnh hưởng của chất xúc tác, dung môi Trong quá trình lọc lấy tủa, rửa tủa 1 phần tủa cũng bị hao hụtTổng hợp paracetamol4. Kết luận Sau quá trình tổng hợp thu được paracetamol la tinh thể có màu hơi hồng, óng ánh.Khối lượng thu được là 1,8g, hiệu suất đạt 2,12%