Friedel - Crafts
Transcript of Friedel - Crafts
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍMINH
Các phản ứng Friedel– Crafts và ứng dụng
Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 11 năm 2011
TIỂU LUẬN HÓA HỮU CƠMã lớp học phần: 210405005
Tên lớp: DHHC6 – A
GV hướng dẫn: TS. NguyễnVăn Cường
Nhóm thực hiện: Nhóm 8
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
DANH SÁCH NHÓM 61. Đào Thị Duyên 10046761
2. Nguyễn Thị Xuân Hòa 10043701
3. Trần Thị Quỳnh Mai 10026821
4. Đào Thị Anh Ngân 10056541
5. Huỳnh Hoàng Phương 10034551
6. Bùi Thị Thu Phượng 10047031
7. Lê Nho Quang 10028531
8. Nguyễn Thị Thảo Quyên 10059411
9. Đặng Phương Thanh 10051771
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 2
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
LỜI MỞ ĐẦUCác phản ứng ankyl hóa là các quá trình đưa các
nhóm alkyl vào phân tử các chất hữu cơ hoặc vô cơ.
Các phản ứng alkyl hóa có giá trị thực tế cao trong
việc gắn các nhóm alkyl vào hợp chất thơm,
isoparafin, mercaptan, sulfid, amine, các hợp chất
chứa liên kết ether… Ngoài ra quá trình alkyl hóa là
những giai đoạn trung gian trong sản xuất các monome,
chất tẩy rửa,… Phản ứng alkyl hóa theo Friedel –
Crafts nghiên cứu về phản ứng alkyl hóa đối với các
hợp chất hữu cơ có chứa vòng thơm.
Tương tự, phản ứng acyl hóa là quá trình gắn các
nhóm acyl vào phân tử hợp chất. Sản phẩm của phản ứng
là các hợp chất carbonyl (aldehyde hoặc ketone). Phản
ứng Friedel – Crafts tập trung nghiên cứu phản ứng
acyl hóa vào vòng thơm, và sản phẩm của phản ứng
thường là các ketone thơm.
Các phản ứng Friedel – Crafts có nhiều ứng dụng
thực tế trong quá trình tổng hợp các chất hữu cơ. Sản
phẩm của các phản ứng này được dùng làm hóa chất
trung gian trong các quá trình khác, làm nguyên liệu
sản xuất chất dẻo, hương liệu, v.v…
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 3
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Bài tiểu luận “Các phản ứng Friedel – Crafts và
ứng dụng” sẽ tập trung phân tích vào hai phản ứng
alkyl hóa và acyl hóa theo Friedel – Crafts và giới
thiệu một số hợp chất hữu cơ được tổng hợp dựa trên
các phản ứng này. Do nhiều lý do khách quan lẫn chủ
quan nên bài tiểu luận của chúng em khó tránh khỏi
nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự nhận xét và
góp ý của thầy để bài tiểu luận của chúng em được
hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn thầy.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 4
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
MỤC LỤC1. PHẢN ỨNG ALKYL HÓA FRIEDEL – CRAFTS............................41.1 Cơ chế phản ứng alkyl hóa Friedel – Crafts..................4
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng alkyl hóa Friedel – Crafts 71.3 Đặc điểm của phản ứng alkyl hóa theo Friedel – Crafts.......8
2. PHẢN ỨNG ACYL HÓA FRIEDEL – CRAFTS.............................92.1 Cơ chế phản ứng acyl hóa Friedel – Crafts...................9
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng acyl hóa Friedel – Crafts 112.3 Đặc điểm của phản ứng acyl hóa theo Friedel – Crafts.......12
3. ỨNG DỤNG CỦA CÁC PHẢN ỨNG FRIEDEL – CRAFTS....................133.1 Sản xuất Ethylbenzene......................................13
3.2 Sản xuất Xylene............................................143.3 Sản xuất Toluene...........................................15
3.4 Sản xuất Benzophenone......................................163.5 Sản xuất Acetophenone......................................17
4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI..................18TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................19
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 5
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
1.PHẢN ỨNG ALKYL HÓA FRIEDEL – CRAFTS
Phản ứng ankyl hóa hydrocacbon thơm bằng dẫn xuất
ankyl halogenua được Charles Friedel và James
M.Crafts phát hiện vào năm 1877, và cho đến nay phản
ứng này được xem là quan trọng nhất để gắn gốc ankyl
vào nhân thơm.Tuy nhiên các dẫn xuất ankyl halogenua
(phenyl halogenua và vinyl halogenua…) không tham gia
vào phản ứng này.
1.1 Cơ chế phản ứng alkyl hóa Friedel – Crafts
Phản ứng alkyl hóa theo Friedel – Crafts xảy ra
theo cơ chế thế electrophile thông thường. Xúc tác
của phản ứng thường dùng là các acid Lewis hoặc acid
protonic như AlCl3, BF3, FeCl3, ZnCl2, SnCl4, HF, H2SO4,
ClSO3H, H3PO4, P.P.A, v.v…
Đối với tác nhân alkyl hóa là alkyl halogenua, cơ
chế chung được thể hiện dưới đây:
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 6
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Thông thường, các tác nhân electrophile bị tấn
công bởi hệ thống điện tử π thơm phức tạp của axit
alkyl halogenua – Lewis.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 7
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Ví dụ: Phản ứng alkyl hóa vòng
benzen theo Friedel – Crafts
Bước 1:
The alkyl halide reacts with the
Lewis acid to form aa more
electrophilic C, a carbocationDưới
tác dụng xúc tác acid Lewis liên kết
C-Cl trong dẫn xuất alkyl halide bị
phân cực mạnh, hình thành phức chất
R-Cl với Lewis acid.
Bước 2:
Phức chất này sẽ phân ly thành
các carbocation R+ là tác nhân ái điện tử mạnh tấn
công vào nhân thơm, đồng thời Hydro trên vòng benzene
tách ra.
Bước 3:
Phản ứng diễn ra với sự hình thành phức π và
chuyển chậm thành phức σ , sau đó tách proton để tạo
sản phẩm thế và tái sinh xúc tác.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 8
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
- Toluene được hình thành khi benzene bằng methyl
chloride (chloromethane) trong sự hiện diện của
clorua nhôm khan.
Khi benzen thực hiện phản ứng với ethyl bromide
và propyl bromide.
Carbocation propyl được sắp xếp lại thành
carbocation isopropyl ổn định hơn bởi sự thay đổi ion
hydro trong quá trình phản ứng. Do đó sản phẩm chính
là cumene chứ không phải propyl benzen.
Ngoài ra, ancol hoặc alkene cũng có thể được sử
dụng làm tác nhân phản ứng thay cho các tác nhân
alkyl halogenua - chúng đều là các tác nhân có khả
năng tạo thành tác nhân ái điện tử carbocation. Phản
ứng cũng diễn ra theo cơ chế thế ái điện tử thông
thường. Đối với ancol, chúng được chuyển đổi thành
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 9
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
các ion carbenium tương ứng thông qua phản ứng với
một acid Bronsted.
Ví dụ: Phản ứng của 1,4-dimethoxybenzene-t-butyl
rượu để tạo thành 1, 4-Di-t-butyl-2, 5-
dimethoxybenzene hiện diện của axit sulfuric đóng vai
trò là chất xúc tác.
Đối với alkene, carbocation được tạo ra bằng cách
sử dụng một axit protonic. Proton được thêm vào
carbon để tạo ra carbocation ổn định hơn.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 10
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Ví dụ: Cumene cũng có thể được tạo ra khi benzene
tác dụng với khí propylene dưới áp suất 30atm có sự
hiện diện của H3PO4. Một lần nữa carbocation ổn định
được tạo ra từ các alkene trong phản ứng. Axit
sulfuric cũng có thể được sử dụng như là chất xúc
tác.
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng alkyl hóa
Friedel – Crafts
Cấu tạo của hydrocacbon thơm, cấu tạo của dẫn
xuất ankyl halogenua, xúc tác sử dụng trong phản ứng
đều có ảnh hướng đến phản ứng. Trong các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình ankyl hóa phải kể đến các yếu tố
về nồng độ của chất tham gia phản ứng, nhiệt độ và áp
suất. Nồng độ các chất tham gia phản ứng có tác động
lớn đến quá trình ankyl hóa. Đa số các phản ứng ankyl
hóa là phản ứng tỏa nhiệt và nhiệt độ càng tăng thì
tốc độ phản ứng cũng tăng theo. Tác nhân ankyl hóa là
ancol thì phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn
so với tác nhân là ankyl sunfat, nhiệt độ phản ứng
dao động từ nhiệt độ phòng 300C lên tới 2000C, thựcTiểu luận Hóa hữu cơ Page 11
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
hiện ankyl hóa ở pha khí thì có lúc nhiệt độ lên đến
4000C.
Tốc độ phản ứng ankyl hóa biến đổi như sau:
+ Đối với dẫn xuất ankyl halide tốc độ phản ứng
giảmtheo thứ tự: dẫn xuất allyl, benzyl (CH2=CHCH2X,
C6H5CH2X) > dẫn xuất bậc ba (R3CX) > dẫn xuất bậc hai
(R2CHX) > dẫn xuất bậc một (RCH2X)
+ Đối với các xúc tác Lewis axit tốc dộ phản ứng
giảm theo thứ tự:
AlBr3> AlCl3> FeCl3> SnCl4> BF3
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 12
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
+ Nhân thơm có nhóm thế hút điện tử mạnh như dãy
halogen trở lên sẽ không tham gia phản ứng ankyl hóa.
Ví dụ: - NO2, - CN, - SO3H, - CHO,
- COCH3, - COOH, - Br, - Cl nếu có mặt trong nhân thơm
sẽ làm cho phản ứng ankyl hóa xảy ra không xảy ra
hoặc xảy ra không đáng kể.
1.3 Đặc điểm của phản ứng alkyl hóa theo Friedel –
Crafts
Phản ứng alkyl hóa Friedel – Crafts có một số
nhược điểm, làm hạn chế khả năng ứng dụng của nó.
Phản ứng thường không dừng lại ở sản phẩm thế
monoalkyl mà thu được sản phẩm thế nhiều lần
polyalkyl. Nguyên nhân là do nhóm alkyl sau khi thế
vào vòng thơm sẽ làm tăng hoạt cho vòng thơm, làm cho
monoalkyl benzene tiếp tục phản ứng với tốc độ lớn
hơn ban đầu. Để hạn chế điều này, cần phải sử dụng
một lượng thừa hydrocarbon thơm ban đầu.
Phản ứng này thường xảy ra hiện tượng chuyển vị
từ bậc 1 sang bậc 2 hay bậc 3 của các carbocation
trung gian. Điều này làm cho sản phẩm thu được là hỗn
hợp gồm nhiều đồng phân khác nhau, trong đó sản phẩm
chính là sản phẩm có sự chuyển vị.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 13
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Sản phẩm của phản ứng alkyl hóa có thể bị đồng
phân hóa hoặc dị hóa do xúc tác acid Lewis ở nhiệt độ
cao.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 14
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
2.PHẢN ỨNG ACYL HÓA FRIEDEL – CRAFTS
Phản ứng acyl hóa theo Friedel – Crafts là phảnứng vào nhân thơm giữa hydrocacbon thơm với acidchloride (acid chlorua) hoặc anhydride acid cũng vớisự có mặt của xúc tác acid Lewis. Sản phẩm của phảnứng này là hợp chất ketone thơm.
Gốc acyl là một nhóm chức được tổng hợpbằng cách tách một hay nhiều nhóm hydroxyl củaoxoaxít.
Trong hóa hữu cơ, nhóm acyl thường được tổng hợptừ một axít carboxylic (RCOOH). Do đó, công thức củanhóm acyl có một liên kết đôi giữa nguyên tử cácbonvà nguyên tử ôxy (nhóm carbonyl), và một liên đơngiữa nhóm R với cácbon. Nhóm acyl cũng có thể tổnghợp từ các axít khác như axít sulfonic,axítphốtphonic...
2.1 Cơ chế phản ứng acyl hóa Friedel – Crafts
Tác nhân electrophile là acyl cation (hay còn gọilà acylium ion) RC+=O. Cation này sinh ra dưới tácdụng của xúc tác acid Lewis, là tác nhân ái điện tửmạnh, phản ứng acyl hóa Friedel – Crafts cũng xảy ravới sự tạo thành phức π và chuyển chậm thành phức σ,
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 15
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
sau đó tách proton để tạo sản phẩm thế và tái sinhxúc tác như một phản ứng thế electrophile thôngthường.
Sau khi sản phẩm của phản ứng acyl hóa được tạothành (ketone), nguyên tử oxygen của nhóm cacbonyltrong sản phẩm có khả năng tạo liên kết phối trí vớixúc tác acid Lewis. Do đó, lượng acid Lewis sử dụngtrong phản ứng acyl hóa phải nhiều hơn lượng cầnthiết làm xúc tác cho phản ứng thế ái điện tử.
Ví dụ: Phản ứng của benzen với clorua acetyl
Bước 1: Các phản ứng của clorua acetyl và clorua nhôm tạo thành tác nhân electrophile.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 16
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Bước 2: Electrophile thu hút các hệ thống điện tử πcủa vòng benzen để tạo thành một carbocation
nonaromatic.
Bước 3: Các điện tích dương trên carbocation dichuyển đến các cị trí khác trên vòng thơm.
Bước 4: Mất một proton từ các nguyên tử nhóm acetylngoại quan và phục hồi vòng thơm.
Bước 5: Proton phản ứng với AlCl4- để tạo lại các
chất xúc tác AlCl3 và hình thành các sản phẩm HCl.
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng acyl hóa
Friedel – Crafts
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 17
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Xúc tác: Trong phản ứng acyl hóa thường sử dụng
xúc tác là halogenid acid – tác nhân acyl mạnh, dễ bị
thủy phân trong nước. Quá trình acyl hóa tạo ra HX,
vì vậy người ta thường dùng các base hữu cơ như
pyridin, triethylamin, quinolin…làm chất hấp thụ.
Với các chlorid acid ít bị thủy phân bởi nước
(chlorid acid của acid thơm) thì có thể acyl hóa
trong dung dịch kiềm 10-20% hoặc carbonat kiềm.
Dung môi: Thường là các chất tham gia phản ứng
hoặc chính tác nhân acyl hóa. Trường hợp các chất
tham gia phản ứng không hòa tan các tác nhân acyl hóa
thì dùng một dung môi trợ tan thích hợp (benzene,
toluen, cloroform…).
Nhiệt độ: Acyl hóa là quá trình tỏa nhiệt. Tuy
nhiên, giai đoạn đầu cần cung cấp nhiệt cho phản ứng.
Sau đó, có thể làm lạnh để loại bớt hiệu ứng nhiệt
phản ứng . Giai đoạn cuối cần cung cấp nhiệt lại để
phản ứng kết thúc.
Tùy các chất tham gia phản ứng và tác nhân mà
nhiệt độ có thể khác nhau. Ví dụ: tác nhân axit
carboxilic, khi acyl hóa, cần tiến hành ở 200ºC. Acyl
hóa amin ở 120-140ºC. Tác nhân halogenid acid cần
nhiệt độ dưới 50ºC.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 18
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
2.3 Đặc điểm của phản ứng acyl hóa theo Friedel –
Crafts
Sản phẩm của quá trình acyl hóa Friedel – Crafts
luôn luôn là ketone thơm, nguyên tử oxy của nhóm
carbonyl trong sản phẩm có khả năng tạo lien kết phối
trí với xúc tác acid Lewis và làm mất hoạt tính của
xúc tác acid Lewis.
Tác nhân phản ứng là acyl cation RC+=O không có
sự chuyển vị như carbocation trong phản ứng alkyl hóa
Friedel – Crafts.
Khác với phản ứng alkyl hóa Friedel – Crafts,
phản ứng acyl hóa Friedel – Crafts không có khả năng
tạo sản phẩm thế nhiều lần. Nguyên nhân là do sản
phẩm của phản ứng có chứa nhóm carbonyl hút điện tử
mạnh làm giảm hoạt nhân thơm, vì vậy ngăn không cho
nhóm thế thứ hai tấn công vào vòng thơm đã giảm hoạt.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 19
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
3.ỨNG DỤNG CỦA CÁC PHẢN ỨNG FRIEDEL – CRAFTS
Sản phẩm của phản ứng Friedel – Crafts có 2 loại
chính là các đồng đẳng alkyl benzene và các ketone
thơm. Các hợp chất này có nhiều ứng dụng trong thực
thế, nhất là trong công nghiệp sản xuất các monome,
chất tẩy rửa, hóa lọc dầu, v.v…
3.1 Sản xuất Ethylbenzene
Ethylbenzene, phenylethane, C6H5CH2CH3 là hợp chất
alkyl thơm đơn vòng, có ý nghĩa quan trọng trong công
nghiệp tổng hợp hữu cơ hóa dầu. Phần lớn (> 99%) được
sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất
Styrene monomer C6H5CH=CH2, tương đương 50% của quá
trình sản xuất benzene trên thế giới. Còn lại ít hơn
1% ethylbenzene được sử dụng làm dung môi cho sơn,
hoặc nguyên liệu cho quá trình sản xuất
diethylbenzene và acetophenone. Hầu hết Ethylbenzene
được sản xuất bởi quá trình alkyl hóa benzene với
ethylene.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 20
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
3.2 Sản xuất Xylene
Xylene là một chất lỏng trong suốt, không màu, độ
bay hơi vừa. Nó có thể hoà tan với cồn, ether, dầu
thực vật và hầu hết các dung môi hữu cơ khác nhưng
không tan trong nước. Xylene có nhiều ứng dụng trong
sản xuất sơn và nhựa: Dùng Xylene làm dung môi cho
sơn bề mặt vì nó có tốc độ bay hơi chậm hơn Toluene
và khả năng hoà tan tốt. Nó được dùng trong tráng
men, sơn mài, sơn tàu biển, các loại sơn bảo vệ khác
và dùng trong sản xuất nhựa. Ngoài ra, Xylene còn là
dung môi rất quan trọng cho thuốc trừ sâu, chất béo,
parafin, nhựa tự nhiên và nhựa tổng hợp. Xylene còn
dùng làm dung môi được sử dụng rộng rãi trong sản
xuất mực in, keo dán.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 21
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
Hỗn hợp các xylene thu được gồm cả 3 đồng phân o-
xylene, m-xylene và p-xylene.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 22
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
3.3 Sản xuất Toluene
Toluene là một chất lỏng khúc xạ, trong suốt,
không màu, độ bay hơi cao, có mùi thơm nhẹ, không tan
trong cồn, ether, acetone và hầu hết các dung môi hữu
cơ khác, tan ít trong nước.
Toluene được dùng chủ yếu trong các ứng dụng cần
khả năng hoà tan và độ bay hơi cao nhất. Một ứng dụng
như thế là sản xuất nhựa tổng hợp. Toluene được dùng
rộng rãi trong cả sơn xe hơi và sơn đồ đạc trong nhà,
sơn quét, và sơn tàu biển. Toluene cũng được dùng làm
chất pha loãng và là một thành phần trong sản phẩm
tẩy rửa. Vì có khả năng hoà tan mạnh nên nó được dùng
trong sản xuất keo dán và các sản phẩm cùng loại,
dùng trong keo dán cao su, ximăng cao su. Ngoài ra,
Toluene được dùng làm chất cải thiện chỉ số octane
của xăng dầu, và làm chất mang phụ gia cho nhiên
liệu. Thông thường, khi thêm chỉ một lượng tương đối
nhỏ Toluene vào xăng dầu sẽ làm tăng đáng kế chỉ số
octane của nhiên liệu. Các ứng dụng khác của Toluene:
dùng trong sản xuất thuốc nhuộm, trong ngành y khoa,
sản xuất nước hoa, sản xuất mực in, v.v…
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 23
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
3.4 Sản xuất BenzophenoneBenzophenone, một xeton thơm (diphenyl xeton), là
một hợp chất quan trọng trong quang hữu cơ và nước
hoa cũng như trong tổng hợp hữu cơ. Nó là một chất
kết tinh màu trắng với mùi hương giống hoa hồng,
không tan trong nước. Benzophenone được sử dụng như
một thành phần của nước hoa tổng hợp và là một nguyên
liệu ban đầu để sản xuất thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu
và dược phẩm. Benzophenone được ứng dụng trong chất
kết dính, mực và lớp phủ, sợi quang học cũng như
trong các bảng mạch in.. Benzophenone có thể hành
động như các bộ lọc quang học hoặc giảm hoạt các phân
tử chất nền đã được kích thích bởi ánh sáng cho các
polyme bảo vệ và các chất hữu cơ. Chúng được ứng dụng
trong sản xuất mỹ phẩm, được sử dụng làm kem chống
nắng để giảm tổn thương da bằng cách ngăn chặn tia UV
– A và UV – B.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 25
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
3.5 Sản xuất Acetophenone
Acetophenone ở điều kiện thường là chất lỏng không màu, mùi thơm nhẹ, có trong hắc ín, than đá.
Acetophenone là nguyên liệu để tổng hợp của một số dược phẩm và cũng được liệt kê như là một tá dược của FDA Hoa Kỳ. Trong một báo cáo năm 1994 được phát hành bởi 5 công ty thuốc lá hàng đầu tại Mỹ, acetophenone đã được liệt kê là một trong số 599 phụ gia cho thuốc lá. Acetophenone được sử dụng để tạo raloại nước hoa giống như hạnh nhân, anh đào, cây kim ngân hoa, hoa nhài, và dâu tây. Nó cũng được sử dụng trong kẹo cao su. Cùng với prochiral, acetophenone cũng là một chất nền thử nghiệm phổ biến cho các thí nghiệm chuyển hydro hóa bất đối xứng.
Acetophenone cũng thường được sử dụng như một
hương liệu trong nhiều đồ ngọt và đồ uống có hương vị
anh đào, vì nó chi phí ít và đã là làm hài lòng người
tiêu dùng theo cách này. Cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ
20, acetophenone đã được sử dụng trong y học. Nó được
bán trên thị trường như là một loại thuốc ngủ và
thuốc chống co giật dưới tên thương hiệu là Hypnone.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 27
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
4.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI
Các phản ứng Friedel – Crafts được nghiên cứu và
phát triển từ năm 1877 và đã trở thành các phản ứng
rất quan trọng trong tổng hợp hữu cơ thời bấy giờ mà
đến nay vẫn còn được sử dụng. Tuy nhiên, những hạn
chế về hiệu suất của các phản ứng này đã khiến vai
trò của chúng trong tổng hợp hữu cơ không còn quan
trọng như trước nữa. Các phản ứng alkyl hóa và acyl
hóa do Charles Friedel và James Mason Crafts nghiên
cứu nay đã được cải tiến rất nhiều.
Cải tiến trước hết là thay đổi chất xúc tác acid
Lewis vốn vẫn được sử dụng. Ngày nay, xúc tác được sử
dụng nhiều nhất trong các phản ứng alkyl hóa và acyl
hóa vòng thơm là Zeolit. Zeolit là khoáng chất
aluminosilicat của một số kim loại có cấu trúc vi xốp
với công thức chung: Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O. Trong đó:
Me là kim loại kiềm như Na, K (khi đó x=1) hoặc kim
loại kiềm thổ như Ca, Mg... (khi đó x=2). Hiện nay có
khoảng 150 loại zeolit đã được tổng hợp và khoảng 48
loại có trong tự nhiên đã được biết đến. Zeolit có
cấu trúc mở vì vậy nó có thể kết hợp với các ion kim
loại khác nhau như Na+, K+, Ca2+, Mg2+. Zeolit tự nhiên
được hình thành từ sự kết hợp giữa đá và tro của núi
lửa với các kim loại kiềm có trong nước ngầm. Do sự
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 28
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
phổ biến của zeolit và hiệu quả cao hơn hẳn acid
Lewis (cho hiệu suất trên 75%) nên nó ngày càng được
sử dụng nhiều trong các quá trình alkyl hóa và acyl
hóa.
Cải tiến thứ hai của phản ứng Friedel – Crafts đó
là phản ứng alkyl hóa và acyl hóa có thể diễn ra đối
với các hợp chất dị vòng thơm sáu cạnh như pyridine.
Phản ứng này ngày nay được sử dụng nhiều trong ngành
sản xuất dược phẩm.
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 29
Các phản ứng Friedel – Crafts và ứng dụng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Thanh Sơn Nam – Trần Thị Việt Hoa, Giáo
trình Hóa học hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP. HCM, năm
2011.
[2]. Thái Doãn Tĩnh, Cơ sở Hóa học hữu cơ tập 1, tập
2, tập 3, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 2001.
[3]. Hoàng Trọng Yêm, Hóa học hữu cơ, NXB Khoa học
kỹ thuật, năm 2000.
[4]. Nguyễn Minh Thảo, Tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học
Quốc gia Hà Nội, năm 2005.
[5]. Phan Đình Châu, Các quá trình cơ bản tổng hợp hữu
cơ, NXB Khoa học kỹ thuật, 2008.
[6]. Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tập 44, số 2,
năm 2006.
[7]. Website http://de.wikipedia.org
[8]. Website http://fr.wikipedia.org
[9]. Website http://en.wikipedia.org
Tiểu luận Hóa hữu cơ Page 30