N-Butanol – C₄H₉OH

N-butanol là một loại dung môi hóa học được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và đời sống hàng ngày. Vậy N butanol là gì? Cùng tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

N-Butanol là gì? 

N-Butanol (hay còn gọi là 1-Butanol) là một trong bốn đồng phân của ancol butylic( công thức của ancol butylic là C₄H₁₀O). Ancol butylic bao gồm các đồng phân: n-Butanol, isobutanol, sec-butanol và tert-butanol, trong đó C₄H₉OH là dạng có cấu trúc mạch thẳng với nhóm hydroxyl (-OH) liên kết ở đầu mạch carbon.

Hợp chất này có tính chất đặc trưng của ancol bậc một, bao gồm khả năng phản ứng với axit để tạo este, phản ứng với kim loại kiềm giải phóng khí hydro, và khả năng oxy hóa thành butyraldehyde hoặc axit butyric. Với đặc tính này, nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sơn, dung môi, sản xuất hóa chất, nhựa và nhiên liệu sinh học.

Hợp chất N butanol

Cấu trúc, tính chất và đặc điểm nổi bật của sản phẩm

Cấu trúc hóa học

N-Butanol có cấu trúc gồm một nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với một mạch carbon thẳng gồm bốn nguyên tử carbon (CH₃(CH₂)₃OH). Đây là một trong bốn đồng phân của butanol, khác với isobutanol, sec-butanol và tert-butanol về cấu trúc và tính chất.

Tính chất vật lý

• Trạng thái: Chất lỏng không màu, có mùi nhẹ.
• Nhiệt độ sôi của n butanol: 117.7°C.
• Nhiệt độ nóng chảy: -89.8°C.
• Khối lượng riêng: ~0.81 g/cm³.
• Độ hòa tan:N butanol bão hòa nước, hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ như ether, acetone và chloroform.

Tính chất hóa học

C₄H₉OH là một rượu bậc một với nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với mạch thẳng gồm bốn nguyên tử carbon. Do cấu trúc này, C₄H₉OH thể hiện nhiều tính chất hóa học đặc trưng của rượu, bao gồm khả năng tham gia các phản ứng ester hóa, oxy hóa, thế và tách nước

Cấu tạo N butanol

 Phản ứng với axit (Phản ứng ester hóa)

Hợp chất này phản ứng với axit hữu cơ hoặc axit vô cơ mạnh như axit sulfuric (H₂SO₄) để tạo thành ester và nước. Đây là phản ứng quan trọng trong sản xuất hương liệu, dung môi công nghiệp và chất hóa dẻo.

CH_3​(CH₂​)₂​CH₂​OH + CH₃​COOH → CH₃​COOCH₂​CH₂​CH₂​CH₃​ + H_2​O

Phản ứng với chất oxy hóa (Oxy hóa rượu)

• Oxy hóa nhẹ: C₄H₉OH có thể bị oxy hóa thành butanal (butyraldehyde) khi có mặt chất xúc tác như đồng (Cu) hoặc oxit kim loại.

CH₃​(CH₂​)₂​CH₂​OH + [O] → CH₃​(CH₂​)₂​CHO + H₂​O

• Oxy hóa mạnh: Khi oxy hóa hoàn toàn bằng tác nhân mạnh như Kali Dicromat (K₂Cr₂O₇) trong môi trường axit, hợp chất này bị oxy hóa thành axit butyric.

CH₃​(CH₂​)₂​CHO + [O] → CH₃​(CH₂​)₂​COOH

Phản ứng tách nước (Dehydration)

C₄H₉OH có thể bị tách nước khi có mặt axit mạnh như axit sulfuric đặc (H₂SO₄), tạo thành butene (C₄H₈). Phản ứng này thường được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất olefin.

CH₃​(CH₂​)₂​CH₂​OH →​ CH_3​CH₂​CH=CH₂ ​+ H₂​O

Ứng dụng của N-Butanol trong công nghiệp và đời sống

N-Butanol chính là một loại ancol butylic có công thức là C₄H₁₀O, thuộc nhóm rượu bậc một, có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất.

Làm dung môi công nghiệp

Trong ngành sơn, mực in và chất phủ bề mặt, dung môi này đóng vai trò quan trọng nhờ khả năng hòa tan tốt nhiều hợp chất hữu cơ như nhựa alkyd, acrylic, epoxy và nitrocellulose. Khi được sử dụng làm dung môi, Nó giúp điều chỉnh độ nhớt của hỗn hợp, tạo ra lớp phủ mịn, bám chắc trên bề mặt vật liệu.

Ngoài ra, nó còn  làm chậm tốc độ bay hơi của sơn và mực in, giúp màng sơn khô đều hơn, giảm nguy cơ xuất hiện bọt khí hoặc vết nhăn trên bề mặt. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu lớp phủ có độ bền cao và tính thẩm mỹ tốt, như sơn ô tô, sơn gỗ và sơn kim loại.

Sản xuất hóa chất và nhựa

Dung môi này là một thành phần quan trọng trong quá trình tổng hợp các este như butyl acetate và butyl acrylate. Butyl acetate được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sơn và vecni, giúp tăng độ bóng, cải thiện độ bám dính và khả năng chống mài mòn của lớp sơn.

Còn Butyl acrylate là nguyên liệu chính để sản xuất nhựa acrylic, có ứng dụng trong keo dán, chất kết dính và chất phủ bề mặt, mang lại tính linh hoạt và độ bền cao.

Nhờ khả năng tham gia phản ứng ester hóa với axit hữu cơ, nó còn giúp tạo ra các sản phẩm có đặc tính hóa lý phù hợp với nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Ứng dụng rộng rãi trong ngành sơn

Ứng dụng trong ngành dược phẩm và mỹ phẩm

Trong ngành dược phẩm, C₄H₉OH được sử dụng làm dung môi để hòa tan các hợp chất hữu cơ, hỗ trợ quá trình điều chế thuốc. Nó giúp cải thiện độ ổn định và khả năng hấp thụ của dược phẩm, đảm bảo các hoạt chất được phân tán đồng đều trong chế phẩm.

Trong mỹ phẩm, hợp chất này có mặt trong nhiều sản phẩm như kem dưỡng da, nước hoa và dung dịch tẩy trang. Nhờ đặc tính bay hơi chậm, nó giúp các thành phần trong mỹ phẩm phân tán đều, tạo cảm giác mịn màng khi sử dụng, đồng thời giúp kéo dài thời gian lưu hương của nước hoa.

Sản xuất nhiên liệu sinh học

Hợp chất này còn là một trong những lựa chọn thay thế tiềm năng cho xăng dầu trong lĩnh vực nhiên liệu sinh học. So với ethanol, N-Butanol có nhiệt lượng cao hơn, ít hút ẩm hơn và không gây ăn mòn động cơ, giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của phương tiện.

Trong quá trình sử dụng, chúng có thể pha trực tiếp vào xăng mà không cần thay đổi thiết kế động cơ, giúp giảm lượng khí thải CO₂ và các hợp chất gây ô nhiễm khác. Nhờ đó, nó đang được nghiên cứu và phát triển để trở thành nguồn năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường.

Các phương pháp điều chế N-Butanol từ nguyên liệu hóa dầu

Tổng hợp từ propylene (phương pháp công nghiệp chính)

Quá trình hydroformyl hóa propylene tạo ra butyraldehyde, sau đó, butyraldehyde được hydro hóa thành N-butanol:

CH_3​CH=CH₂​ + CO + H₂ →​​ CH₃​CH₂​CH₂​CHO

Lên men sinh học từ vi khuẩn Clostridium

Một số vi khuẩn Clostridium có khả năng lên men đường và tinh bột để tạo ra C₄H₉OH. Quá trình này có tiềm năng lớn trong sản xuất nhiên liệu sinh học do sử dụng nguyên liệu tái tạo.

Hướng dẫn bảo quản và sử dụng N-Butanol an toàn

Hướng dẫn bảo quản

• Để nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và nguồn nhiệt cao.
• Đóng chặt nắp thùng chứa sau khi sử dụng để hạn chế bay hơi.

Hướng dẫn sử dụng an toàn

• Trang bị đầy đủ găng tay, kính bảo hộ và khẩu trang khi làm việc với N-Butanol.
• Tránh để dung môi tiếp xúc trực tiếp với da và mắt. Nếu bị dính vào da, hãy rửa sạch bằng nước và xà phòng.
• Hạn chế hít phải hơi dung môi và lưu ý làm việc ở khu vực có hệ thống thông gió tốt.

Biện pháp xử lý rủi ro

• Nếu bị bắn vào mắt, rửa ngay bằng nước sạch trong ít nhất 15 phút và tìm kiếm sự trợ giúp y tế.
• Nếu hít phải hơi nồng, cần ra nơi thoáng khí ngay lập tức.
• Trường hợp nuốt phải, không gây nôn và đưa nạn nhân đến cơ sở y tế gần nhất.

Mua N-Butanol với số lượng lớn ở đâu giá tốt?

Hiện nay, N-Butanol được cung cấp bởi nhiều công ty hóa chất trên thị trường Tuy nhiên không phải đơn vị nào cũng có thể đảm bảo cho chất lượng sản phẩm khi bán ra thị trường. Khi chọn mua, người dùng cần tìm các đơn vị uy tín, có giấy tờ kiểm định chất lượng và xuất xứ rõ ràng.

Hanimex luôn tự hào là một trong những đơn vị chuyên cung cấp dung môi công nghiệp có bề dày kinh nghiệm trên thị trường. Công ty tự tin với khả năng mang đến những sản phẩm chất lượng cao với mức giá cạnh tranh, phù hợp với nhu cầu của các doanh nghiệp.