tailieunhanh - Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH NITRO HÓA part 1

CHƯƠNG VI: QUÁ TRÌNH NITRO HÓA §1. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VỀ QUÁ TRÌNH NITRO HÓA - Định nghĩa: Quá trình nitro hóa là quá trình đưa một hoặc nhiều nhóm -NO2 vào trong các hợp chất trung gian. Đây là một trong những quá trình cơ bản trong CNTHHC và HD vì cho sản phẩm có nhiều ứng dụng: sản xuất thuốc nổ, sản xuất nước hoa, sản xuất sơn và vecni, các dung môi, các hợp chất amin. - Phân loại: tùy thuộc vào việc gắn nhóm -NO2 ở nguyên tử C, N, O phân thành các quá trình: +. | CHƯƠNG VI QUÁ TRÌNH NITRO HÓA 1. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VỀ QUÁ TRÌNH NITRO HÓA - Định nghĩa Quá trình nitro hóa là quá trình đưa một hoặc nhiều nhóm -NO2 vào trong các hợp chất trung gian. Đây là một trong những quá trình cơ bản trong CNTHHC và HD vì cho sản phẩm có nhiều ứng dụng sản xuất thuốc nổ sản xuất nước hoa sản xuất sơn và vecni các dung môi các hợp chất amin. - Phân loại tùy thuộc vào việc gắn nhóm -NO2 ở nguyên tử C N O phân thành các quá trình C nitro hóa O nitro hóa N nitro hóa Trong 3 dạng này thì C nitro hóa được quan tâm nhiều nhất và được chia thành nitro hóa các hydrocacbon thơm nitro hóa các hydrocacbon mạch thẳng - Quá trình này có thể tiến hành trong pha lỏng hoặc pha khí với tác nhân nitro hóa thường dùng là HNO3 hoặc N2O5 pentoxit dinitơ hoặc N2O4 teroxit dinitơ - Các phương pháp thực hiện quá trình C nitro hóa thế 1 nguyên tử H bằng 1 nhóm -NO2 thế 1 nhóm chất nào đó trên nhân thơm bằng 1 nhóm -NO2 cộng nhóm -NO2 vào nối đôi trong đó phương pháp thứ nhất là phổ biến nhất - Cơ chế Quá trình nitro hóa có thể xảy ra theo cơ chế gốc O2NQ hoặc ion O2N tùy thuộc vào điều kiện phản ứng 1. Khi nitro hóa hydrocacbon thơm dưới tác động của xúc tác phản ứng xảy ra theo cơ chế cation Xúc tác có 2 loại xúc tác có proton HA H2SO4 H3PO4 trong đó a. H2SO4 là phổ biến nhất xúc tác không proton BF3. xúc tác Lewis 1 . Trường hợp tác nhân nitro hóa là HNO3 - Xúc tác HA H-O- O 2 HA o H A- H H - O - O I 2 nhanh H - O - O I 2 H2O O2N H - Xúc tác Lew H H - O - NO2 BF3 --- - Sau đó ion O2N sẽ tấn công vào nhân thơm F HO - B- - F O2N F O2N . Trường hợp tác nhân nitro hóa là N2O4 N2O4 là dạng dime của NO2 NO2 ở điều kiện thường là chất khí khi hạ nhiệt độ thì dime hóa tạo N2O4 Khi có mặt của xúc tác acid H2SO4 quá trình xảy ra theo cơ chế sau O2N - NO2 0 O2N O2N - O2N - H2SO4 0 HNO2 HSO4- HO - NO H2SO4 0 ON H2O HSO4- H2O H2SO4 0 H3O HSO4- N2O4 3H2SO4 0 O2N ON H3O 3 HSOw Vậy cứ một phân tử N2O4 thì tạo ra một gốc O2N . Trường hợp tác nhân nitro hóa là N2O5 Khi có mặt