Học công thức của benzyl axetat và tính chất este thơm hoa nhài

Công thức của benzyl axetat là một cấu trúc hóa học đặc biệt tạo nên hương thơm của hoa nhài. Este này có vai trò quan trọng trong công nghiệp nước hoa và hương liệu. Các tính chất vật lý, hóa học cùng phương pháp điều chế benzyl axetat được trình bày chi tiết với nhiều ví dụ thực tế.

Công thức của benzyl axetat

Benzyl axetat là một este thơm có mùi hoa nhài đặc trưng. Hợp chất này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm.

Công thức của benzyl axetat là C9H10O2 hay C6H5CH2OCOCH3. Đây là hợp chất được tạo thành từ phản ứng giữa benzyl alcohol và axit axetic.

Cấu tạo phân tử của benzyl axetat gồm:

• Nhóm benzyl (C6H5CH2-): Là gốc hydrocarbon thơm
• Nhóm axetyl (-OCOCH3): Là gốc axit axetic

Trong quá trình giảng dạy, tôi thường giúp học sinh ghi nhớ công thức này bằng cách chia thành 2 phần:

• Phần 1: C6H5CH2- (gốc benzyl)
• Phần 2: -OCOCH3 (gốc axetyl)

Khi viết phương trình phản ứng tổng hợp benzyl axetat, cần chú ý:

C6H5CH2OH + CH3COOH ⇌ C6H5CH2OCOCH3 + H2O

Đây là phản ứng este hóa thuận nghịch điển hình giữa rượu benzyl và axit axetic.

Cấu tạo và đặc điểm phân tử benzyl axetat

Benzyl axetat là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm este thơm với công thức phân tử C9H10O2. Hợp chất này có vai trò quan trọng trong công nghiệp hương liệu và mỹ phẩm.

Cấu trúc phân tử benzyl axetat

Phân tử benzyl axetat có cấu trúc gồm một vòng benzen gắn với nhóm -CH2- và nhóm axetat (-OCOCH3). Cấu trúc này tương tự như công thức chung của ankylbenzen nhưng thay thế nhóm alkyl bằng nhóm axetat.

Công thức cấu tạo: C6H5-CH2-OCOCH3

Mô hình phân tử cho thấy vòng benzen nằm phẳng và nhóm axetat tạo góc với mặt phẳng vòng benzen.

Liên kết hóa học trong phân tử

Liên kết trong phân tử benzyl axetat bao gồm hai loại chính:

Liên kết σ (sigma): Xuất hiện giữa các nguyên tử C-C và C-H trong vòng benzen, cũng như giữa C-O trong nhóm este.

Liên kết π (pi): Tồn tại trong vòng benzen tạo thành hệ liên hợp 6 electron và trong nhóm C=O của este.

Các nhóm chức đặc trưng

Phân tử cấu tạo benzyl axetat chứa hai nhóm chức quan trọng:

Nhóm benzen (C6H5-): Mang tính thơm, tạo phản ứng thế điện tử đặc trưng.

Nhóm este (-OCOCH3): Quyết định tính chất hóa học chính của phân tử, dễ thủy phân trong môi trường axit hoặc bazơ.

Sự kết hợp của hai nhóm chức tạo nên đặc tính riêng biệt, giúp benzyl axetat trở thành chất có mùi thơm dễ chịu của hoa nhài.

Tính chất vật lý và hóa học của benzyl axetat

Benzyl axetat là một hợp chất este thơm quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hương liệu. Chất này có mùi thơm đặc trưng của hoa nhài và táo chín.

Các tính chất vật lý đặc trưng

Benzyl axetat tính chất vật lý nổi bật là chất lỏng không màu ở điều kiện thường. Nhiệt độ sôi của nó là 206°C và nhiệt độ nóng chảy là -51,5°C.

Benzyl axetat có khả năng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như etanol, cloroform và ete. Tuy nhiên, nó không tan trong nước do cấu trúc phân tử kém phân cực.

Mật độ của benzyl axetat là 1,06 g/cm³ ở 20°C, cao hơn so với công thức của phenyl axetat do sự có mặt của nhóm -CH2-.

Phản ứng hóa học quan trọng

Benzyl axetat tham gia nhiều phản ứng hóa học đặc trưng của nhóm este. Các phản ứng chính bao gồm thủy phân, este hóa và một số phản ứng khác.

Phản ứng thủy phân

Trong môi trường kiềm, benzyl axetat thủy phân cho muối natri axetat và benzyl ancol:
C6H5CH2OCOCH3 + NaOH → C6H5CH2OH + CH3COONa

Phản ứng thủy phân trong môi trường axit cho axit axetic và benzyl ancol, tương tự như công thức của andehit axetic là khi thủy phân.

Phản ứng este hóa

Este hóa benzyl ancol với axit axetic tạo thành benzyl axetat:
C6H5CH2OH + CH3COOH ⇌ C6H5CH2OCOCH3 + H2O

Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch, cần xúc tác axit và đun nóng để tăng hiệu suất.

Các phản ứng khác

Benzyl axetat có thể tham gia phản ứng oxi hóa tạo thành axit benzoic. Nó cũng phản ứng với các tác nhân khử mạnh cho benzyl ancol.

Trong điều kiện nhiệt độ cao, benzyl axetat có thể bị phân hủy thành các sản phẩm đơn giản hơn như CO2 và H2O.

Phương pháp điều chế và ứng dụng của benzyl axetat

Benzyl axetat là một este thơm được tạo thành từ phản ứng giữa ancol benzylic và axit axetic. Hợp chất này có mùi hương đặc trưng của hoa nhài.

Các phương pháp điều chế trong phòng thí nghiệm

Phương pháp phổ biến nhất để điều chế benzyl axetat là phản ứng este hóa giữa ancol benzylic công nghiệp với axit axetic.

Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 60-80°C trong môi trường axit sulfuric đặc làm xúc tác. Thời gian phản ứng kéo dài khoảng 2-3 giờ.

Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp được trung hòa bằng dung dịch natri hydroxit loãng và chiết tách bằng ete. Sản phẩm thu được có độ tinh khiết cao.

Quy trình sản xuất công nghiệp

Trong công nghiệp, benzyl axetat được sản xuất qua hai giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Tổng hợp ancol benzylic từ toluen bằng phương pháp oxi hóa ở 160°C với xúc tác coban axetat.

Giai đoạn 2: Este hóa ancol benzylic với axit axetic trong thiết bị phản ứng liên tục, sử dụng axit sulfuric làm xúc tác.

Quy trình này cho hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm ổn định, tương tự như công thức của isoamyl axetat.

Ứng dụng trong công nghiệp và đời sống

Benzyl axetat được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hương liệu để tạo mùi hương hoa nhài cho nước hoa, mỹ phẩm và xà phòng.

Trong công nghiệp thực phẩm, chất này được dùng làm phụ gia tạo hương cho bánh kẹo, nước giải khát với hàm lượng cho phép dưới 100ppm.

Ngoài ra, benzyl axetat còn được ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu sinh học và chất tẩy rửa công nghiệp nhờ khả năng phân hủy sinh học tốt.

FAQ: Câu hỏi thường gặp về benzyl axetat

Benzyl axetat là một hợp chất este quan trọng trong công nghiệp hóa chất. Công thức benzyl axetat là gì? Đây là câu hỏi phổ biến của nhiều người. Este benzyl axetat có công thức là C9H10O2, được tạo thành từ phản ứng giữa benzyl alcohol và axit axetic.

Tương tự như công thức của etyl butirat, benzyl axetat cũng là một este thơm được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm. Ngoài ra, nó còn có thể kết hợp với phenyl acrylate là gì để tạo ra các sản phẩm đặc biệt.

Benzyl axetat có độc không?

Benzyl axetat được FDA công nhận là chất an toàn khi sử dụng đúng liều lượng cho phép. Tuy nhiên, nồng độ cao có thể gây kích ứng da và niêm mạc.

Theo nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ, LD50 của benzyl axetat qua đường miệng ở chuột là 2490mg/kg, thuộc nhóm độc tính thấp.

Làm thế nào để bảo quản benzyl axetat?

Benzyl axetat cần được bảo quản trong điều kiện nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng trực tiếp. Đây là chất lỏng dễ bay hơi nên cần đựng trong chai kín.

Kinh nghiệm 20 năm giảng dạy cho thấy, việc bảo quản benzyl axetat trong tủ lạnh sẽ làm giảm tốc độ phân hủy và kéo dài thời gian sử dụng.

Nên sử dụng chai thủy tinh màu nâu hoặc chai nhựa HDPE để đựng benzyl axetat, tránh dùng các vật liệu kim loại.

Benzyl axetat có thể thay thế bằng chất nào?

Trong công nghiệp mỹ phẩm, benzyl axetat có thể thay thế bằng benzyl propionat hoặc benzyl butyrat. Các chất này đều có mùi hương tương tự.

Với ứng dụng trong thực phẩm, ethyl axetat là lựa chọn thay thế phổ biến. Chất này an toàn hơn và có giá thành thấp hơn.

Tuy nhiên, mỗi chất thay thế đều có ưu nhược điểm riêng. Cần cân nhắc kỹ mục đích sử dụng trước khi quyết định chọn chất thay thế.

Chất hữu cơ công thức của benzyl axetat đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hương liệu. Este này có cấu trúc phân tử đặc biệt với nhóm benzyl và nhóm axetyl tạo nên mùi hương đặc trưng của hoa nhài. Các phản ứng thủy phân và este hóa là cơ sở để điều chế benzyl axetat trong phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp. Với tính chất ổn định và mùi thơm dễ chịu, benzyl axetat được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nước hoa và mỹ phẩm.