Axit propionic là một axit cacboxylic có nguồn gốc tự nhiên với công thức hóa học CH3CH2COOH. Ở trạng thái tinh khiết và trong điều kiện thông thường, nó là một chất lỏng không màu có tính ăn mòn và mùi hăng. Vậy tính chất, công thức cấu tạo cũng như ứng dụng, cách điều chế dung dịch này như thế nào, các bạn hãy tìm hiểu bài viết sau của PUD nhé !

Axit propionic là gì?

  • Axit propionic là một axit cacboxylic có nguồn gốc tự nhiên với công thức hóa học (CH_{3}CH_{2}COOH). 
  • Ở trạng thái tinh khiết và trong điều kiện thông thường, nó là một chất lỏng không màu có tính ăn mòn và mùi hăng.

Tính chất của Axit propionic

Tính chất vật lí

  • Axit propionic mang các tính chất vật lý trung gian giữa các tính chất của các axit cacboxylic nhỏ hơn như axit fomic và axit axetic, cùng với các axit béo lớn hơn. Nó hòa tan trong nước nhưng có thể bị loại ra khỏi nước bằng cách cho thêm muối. 
  • Giống như axit axetic và axit fomic, dạng khí của nó vi phạm nghiêm trọng định luật khí lý tưởng do nó không chứa các phân tử axit propionic riêng rẽ mà lại có các cặp liên kết hydro giữa các phân tử. Nó cũng có sự bắt cặp này khi ở trạng thái lỏng.
  • Nhiệt độ nóng chảy: (-21^{circ}C)
  • Nhiệt độ sôi: (141^{circ}C)

Tính chất hóa học

  • Về mặt hóa học, axit propionic thể hiện các tính chất chung của axit cacboxylic, và tương tự như phần lớn các axit cacboxylic khác, nó tạo ra các hợp chất amit, este, anhiđrit và clorua. 
  • Nó cũng có thể tham gia phản ứng halogen hóa pha alpha với brom khi có mặt (PBr_{3}) làm chất xúc tác (phản ứng HVZ) để tạo ra (CH_{3}CHBrCOOH).

Những cách điều chế Axit propionic

Điều chế axit propionic trong công nghiệp

  • Thông thường được sản xuất từ phản ứng oxy hóa của propionandehit bằng không khí. Khi có mặt các xúc tác như coban, mangan sắt, phản ứng này sẽ diễn ra nhanh chóng, thậm chí ở nhiệt độ vừa phải. 
  • Thông thường sản xuất công nghiệp được thực hiện ở 40-50 °C, được viết dưới phương trình hóa học sau:

(CH_{3}CH_{2}CHO + frac{1}{2}O_{2} rightarrow CH_{3}CH_{2}COOH)

Điều chế axit propionic từ metan

Để điều chế được axit propionic từ metan cần trải qua các bước sau:

  1. (CH_{4} + Cl_{2} rightarrow CH_{3}Cl + HCl)
  2. (CH_{3}Cl + 2Na + C_{3}H_{7}Cl rightarrow C_{4}H_{10} + 2NaCl)
  3. (C_{4}H_{10} overset{cracking}{rightarrow}C_{3}H_{6} + CH_{4})
  4. (C_{3}H_{6} + H_{2}O rightarrow C_{3}H_{7}OH)

Axit aminopropionic là gì?

  • Axit aminopropionic hay còn gọi là Alanin (ký hiệu là Ala hoặc A) là một axit (alpha -amin) được sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp protein. Alanin chứa một nhóm (alpha -amino) (ở dạng proton, (-NH_{3}^{+}), trong điều kiện sinh học), một nhóm axit (alpha -carboxylic) (ở dạng giảm proton, -COO-, trong điều kiện sinh học), và một chuỗi bên nhóm methyl, làm cho axit amin này trở thành một axit amin không phân cực, mạch thẳng. 
  • Đây là axit amin không thiết yếu của con người vì: cơ thể có thể tự tổng hợp nó, nó không cần nhất thiết phải có mặt trong chế độ ăn uống. Axit amin này được mã hóa bởi tất cả các codon bắt đầu bằng GC (tức GCU, GCC, GCA và GCG).

Công thức cấu tạo axit aminopropionic

Axit aminopropionic có công thức cấu tạo là: (CH_{3}-CH(NH)_{2}-COOH)

Một số ứng dụng của axit propionic

  • Axit propionic ngăn cản sự phát triển của mốc và một số vi khuẩn. Do vậy, phần lớn axit propionic được sản xuất để sử dụng làm chất bảo quản cho cả thực phẩm dành cho con người cũng như thức ăn dành cho gia súc.
  • Đối với thức ăn cho gia súc, nó được sử dụng hoặc là trực tiếp hoặc dưới dạng muối amoni. Đối với thực phẩm dành cho con người, đặc biệt là bánh mì và các sản phẩm nướng khác, nó được dùng dưới dạng các muối natri hay canxi. Việc sử dụng tương tự cũng diễn ra đối với một số bột chống nấm chân loại cũ.
  • Axit propionic cũng là một hóa chất trung gian có ích. Nó có thể sử dụng để thay đổi các sợi cellulose tổng hợp. Nó cũng được dùng để sản xuất một số thuốc trừ sâu và dược phẩm. Trong một số trường hợp, các este của axit propionic được dùng làm dung môi hay các chất tạo mùi nhân tạo.

Những lưu ý về axit propionic

  • Axit propionic khi tiếp xúc với các axit đậm đặc có thể dẫn đến hiện tượng bỏng hóa chất rất nguy hiểm. 
  • Trong các nghiên cứu trên động vật trong phòng thí nghiệm, hiệu ứng nguy hiểm nghiêm trọng duy nhất gắn liền với phơi nhiễm kinh niên đối với một lượng nhỏ chất này là các vết loét thực quản và dạ dày do tiêu thụ chất có tính ăn mòn này. 
  • Trong cơ thể, axit propionic bị oxy hóa nhanh chóng và bị thải ra khỏi cơ thể trong dạng cacbon dioxit theo chu trình Krebs và nó không tạo ra sự tích lũy sinh học.

Bài tập về axit propionic

Bài 1: Có 4 bình (không ghi nhãn), mỗi bình đựng 1 trong các dung dịch (dung môi là nước) : propan-1-ol, propanal, axit propanoic và axit propenoic.

Trình bày phương pháp hoá học để nhận biết các dung dịch đó. Hãy viết phương trình hoá học của các phản ứng từ các dữ liệu trên. 

Cách giải

  • Cho 4 dung dịch thử phản ứng với dung dịch (AgNO_{3}) trong amoniac, dung dịch nào có phản ứng tráng bạc là dung dịch propanal (3 dung dịch còn lại không phản ứng) :

(C_{2}H_{5}CHO + 2AgNO_{3} + 3NH_{3} + H_{2}O rightarrow C_{2}H_{5}COONH_{4} + 2NH_{4}NO_{3} + 2Ag)

  • Thử 3 dung dịch còn lại với nước brom, chỉ có axit propenoic làm mất màu nước brom :

(CH_{2}=CH-COOH + Br_{2} rightarrow CH_{2}Br-CHBr-COOH)

  • Thử 2 dung dịch còn lại với (CaCO_{3}), chỉ có axit propanoic hoà tan (CaCO_{3}) tạo ra chất khí:

(2C_{2}H_{5}COOH + CaCO_{3} rightarrow (C_{2}H_{5}COO)_{2}Ca + H_{2}O + CO_{2})

  • Dung dịch cuối cùng là dung dịch propan-1-ol.

Bài 2: Cho 10,9 gam hỗn hợp axit acrylic và axit propionic phản ứng hoàn toàn với Na thoát ra 1,68 lít khí  (đktc) . Nếu cho hỗn hợp trên tham gia phản ứng cộng (H_{2}) hoàn toàn thì khối lượng sản phẩm cuối cùng là bao nhiêu?

Cách giải

(2CH_{2}=CHCOOH + 2Na rightarrow 2CH_{2}=CHCOOH + H_{2})

(2CH_{3}CH_{2}COOH + 2Na rightarrow 2CH_{3}CH_{2}COOH + H_{2})

(CH_{2}=CH-COOH + H_{2} rightarrow CH_{3}CH_{2}COOH)

Đặt số mol axit acrylic và propionic là x,y mol 

Theo phương trình nhận thấy  (sum n_{axit} = 2n_{H_{2}})

(sum m_{axit} = 10,9)

Ta có:

(left{begin{matrix} x + y = frac{2.1,68}{22,4}\ 72x + 74y= 10,9 end{matrix}right. Rightarrow left{begin{matrix} x = 0,1\ y = 0,05 end{matrix}right.)

(n_{H_{2(pu)}} = n_{CH_{2}=CHCOOH} = 0,1, mol)

(m_{spu} = 10,9 + m_{H_{2}} = 10,9 + 0,1.2 = 11,1, gam)

Bài viết trên đây của PUD đã giúp bạn tìm hiểu tính chất của Axit propionic là gì? Công thức cấu tạo và Bài tập. Hi vọng những chia sẻ chi tiết trên đây đã giúp bạn hiểu sâu hơn về chuyên đề hóa học này. Còn rất nhiều mảng kiến thức hữu ích khác đang chờ bạn khám phá tại PUD đó.