Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định HMF bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p toluidin và axit babituric.Xác định HMF bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p toluidin và axit babituric.Xác định HMF bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p toluidin và axit babituric.Xác định HMF bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p toluidin và axit babituric.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH KHẢO SÁT VÀ TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HYDROMETHYFURFURAL BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ P – TOLUIDIN VÀ AXIT BABITURIC Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRẦN NGUYỄN AN SA Sinh viên thực hiện: PHAN VĂN VĨNH Mã số sinh viên: 10046061 Lớp: DHPT6 Khóa: 2010 – 2014 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH KHẢO SÁT VÀ TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HYDROMETHYFURFURAL BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG VỚI THUỐC THỬ P – TOLUIDIN VÀ AXIT BABITURIC Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRẦN NGUYỄN AN SA Sinh viên thực hiện: PHAN VĂN VĨNH Mã số sinh viên: 10046061 Lớp: DHPT6 Khóa: 2010 – 2014 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2014 i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ và tên sinh viên: Phan Văn Vĩnh MSSV: 10046061 Chuyên ngành: Hóa Phân tích Lớp: DHPT6 1. Tên đề tài đồ án chuyên ngành: Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định hydroxymethylfurfural bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p – toluidin và axit babituric. 2. Nhiệm vụ: ̵ Tổng quan về hydroxymethylfurfural. ̵ Tổng quan về phương pháp xác định hydroxymethylfurfural. ̵ Tổng quan về phương pháp trắc quang. ̵ Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định hydroxymethylfurfural bằng trắc quang với thuốc thử p – toluidin và axit babituric. 3. Ngày giao đồ án chuyên ngành: 02/12/2013 4. Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành: 7/2014 5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: Ths.Trần Nguyễn An Sa Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 214 Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn Chuyên ngành TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC // CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do - Hạnh phúc // ii LỜI CẢM ƠN Trải qua gần 4 năm học trên ghế nhà trường tôi đã học hỏi được rất nhiều kiến thức quý báu từ sự chỉ dạy nhiệt tình từ quý thầy cô. Qua việc thực hiện đồ án chuyên ngành tôi được vận dụng lại các kiến thức đó để hoàn thành tốt quy trình khảo sát: “Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định hydroxymethylfurfural bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p – toluidin và axit babituric”. Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, bộ môn công nghệ hóa và quý thầy cô đã tận tình chỉ dạy cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Chân thành cảm ơn cô Ths. Trần Nguyễn An Sa giảng viên khoa Công nghệ hóa học Trường Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã hướng dẫn nhiệt tình và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án này. Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè và người thân đã giúp đỡ và hỗ trợ tôi làm tốt đồ án này. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện Phan Văn Vĩnh iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: Ý thức thực hiện: Nội dung thực hiện: Hình thức trình bày: Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: Điểm bằng chữ: Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Giáo viên hướng dẫn Th.s Trần Nguyễn An Sa iv NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Giáo viên phản biện v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tổng hợp HMF sử dụng xúc tác có gốc Cr 7 Bảng 1.2. Tổng hợp HMF với xúc tác Zr và Ti 8 Bảng 1.3. Tổng hợp HMF xúc tác YbCl 3 9 Bảng 1.4. Sự hình thành HMF sử dụng các khoáng chất và axit đồng nhất 10 Bảng 3.1. Độ hấp thu của hợp chất giữa p – toluidin, axit babituric và HMF khi cho các chất theo thứ tự khác nhau (A) 24 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thể tích của axit babituric đến độ hấp thu hợp chất giữa p – toluidine, axit babituric và HMF 25 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích p - toluidin đến độ hấp thu của hợp chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF. 26 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng và thời gian bền màu của hợp chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF. 28 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát LOD, LOQ 29 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính 29 Bảng 3.7. Kết quả đường chuẩn của HMF với thuốc thử 30 Bảng 3.8. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của phương pháp với thuốc thử 31 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Công thức cấu tạo của HMF 1 Hình 1.2. Phản ứng ester hóa của HMF 2 Hình 1.3. Phản ứng eter hóa của HMF 3 Hình 1.4. Phản ứng halogen hóa của HMF 3 Hình 1.5. Phản ứng oxy hóa trực tiếp của HMF 4 Hình 1.6. Phản ứng oxy hóa gián tiếp của HMF 4 Hình 1.7. Phản ứng khử của HMF 4 Hình 1.8. Phản ứng ngưng tụ của HMF 5 Hình 1.9. Phản ứng của vòng furan 6 Hình 1.10. Phản ứng điện hóa trong dung dịch metanol của HMF 7 Hình 1.11. Tổng hợp HMF với xúc tác là axit 11 Hình 1.12. Cơ chế mất nước của glucose và frucose 12 Hình 3.1. Phổ hấp thu của HMF, axit babituric, p - tuluidin 23 Hình 3.2. So sánh các phổ hấp thu giữa các dung dịch 24 Hình 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thể tích của axit babituric đến độ hấp thu hợp chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF. 25 Hình 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích p - toluidin đến độ hấp thu của hợp chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF. 27 Hình 3.5. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng và thời gian bền màu của hợp chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF. 28 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính 30 Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn đường chuẩn của HMF với thuốc thử 30 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AIBN: 2,2’ azoisobutylronitrile BTSA: bis(trimethylsily)acetamide DAD: (diot array detector) đầu dò diot array DMSO: dimethyl sunfoxide [EMIM][Cl]: 1 – ethyl – 3 – methylimidazolium GC/MS: gas chromatography – mass spectrometry (sắc ký khí khối phổ) HMF: hydroxymethylfurfural HPLC: (High-performaISe liquid chromatography) sắc ký lỏng hiệu năng cao [HexMIM][Cl]: 1 – hexyl – 3 – methylimidazolium MIBK: methyl isobutyl ketone NMP: 1 – methyl – 2 – pyrrolidinone NBS: n – bromosuccinimide OMBF: 5,5’ - oxydimethylenebis [OMIM][Cl]: 1 – octyl – 3 – methylimidazolium cloride PAD: (photodiot array detector) đầu dò photodiot array PCC: piridinium chlorochromate PGE: polyethylene glycol TMACl: trimethyamonium chlorochromate viii MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1 1.1. Tổng quan về HMF 1 1.1.1. Tính chất vật lý [8] 1 1.1.2. Tính chất hóa học của HMF [6] 2 1.1.3. Điều chế [3] 7 1.1.4. Nguồn gốc hình thành HMF trong thực phẩm và tác hại [3] 11 1.1.5. Ứng dụng [8] 13 1.2. Các phương pháp xác định HMF 13 1.2.1. Xác định HMF bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử p-toluidin [2] 13 1.2.2. Xác định HMF bằng phương pháp cực phổ [9] 13 1.2.3. Xác định HMF bằng phương pháp GC/MS [5] 14 1.2.4. Xác định HMF bằng phương pháp HPLC/DAD [4] 14 1.2.5. Xác định HMF bằng phương pháp HPLC/PDA [7] 14 1.3. Tổng quan về phương pháp trắc quang [1] 14 1.3.1. Đại cương về phương pháp trắc quang 14 1.3.2. Các định luật hấp thu cơ bản 15 1.3.3. Các đại lượng thường dùng trong phương pháp trắc quang 15 1.3.4. Nguyên tắc và cơ sở định lượng của phương pháp trắc quang 16 1.3.5. Các phương pháp định lượng trong trắc quang 17 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 19 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2. Hóa chất và thiết bị 19 2.2.1. Thiết bị 19 2.2.2. Hóa chất 19 2.3. Nội dung nghiên cứu 20 2.3.1. Khảo sát thứ tự phản ứng giữa HMF, p-toluidin và axit babituric 20 [...]... chất cần xác định bằng thuốc thử dư, tách bỏ kết tủa, sau đó xác định lượng thuốc thử còn dư bằng phương ph p trắc quang, từ đó suy ra nồng độ chất cần xác định 1.3.5 Các phương ph p định lượng trong trắc quang 1.3.5.1 Phương ph p so sánh - Phương ph p so sánh 1 chuẩn: hàm lượng mẫu tuân theo định luật Beer Chọn một dung dịch chuẩn sau đó so sánh cường độ với dung dịch cần xác định - Phương ph p so sánh... tan và định mức 100 mL bằng nước cất - Pha dung dịch chuẩn HMF 100 ppm: hút 10 mL dung dịch chuẩn gốc 1000 ppm cho vào bình định mức 100 mL sau đó định mức bằng nước cất tới vạch - Dung dịch HMF 50 ppm: hút 2,5 mL dung dịch 1000 ppm định mức 50 mL bằng nước cất - Dung dịch HMF 30 ppm: hút 1,5 mL dung dịch HMF 1000 ppm định mức 50 bằng nước cất - Dung dịch p – toluidine 1M: cân 10,8242 g p – toluidin. .. Các phương ph p xác định HMF 1.2.1 Xác định HMF bằng phương ph p trắc quang với thuốc thử p- toluidin [2] Chuẩn bị dung dịch mẫu thử bằng cách cho thêm nước vào phần mẫu thử Đối với các sản phẩm chứa nhiều hơn 10 mg sulfua dioxit tự do trong một lít, thì thêm axetaldehyd Thêm dung dịch axit barbituric và p – toluidin vào một phần của dung dịch mẫu thử, dung dịch màu đỏ tạo thành là do phản ứng HMF có... Carrez (I và II) và 1 mL n – hexan ti p tục ly tâm ở 2500 vòng/phút trong 10 phút Gạn lấy phần nước lọc qua đầu lọc 0,45 m và cho vào vial để phân tích 1.3 Tổng quan về phương ph p trắc quang [1] 1.3.1 Đại cương về phương ph p trắc quang Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương ph p phân tích quang học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử... mê Ngoài ra HMF cũng được sử dụng trong quá trình tổng h p dialdehydes, glycol, ete, rượu amin và acetal Vì thế việc xác định HMF cũng rất quan trọng Hiện nay phương ph p xác định HMF phổ biến là HPLC, GC/MS Phương ph p trắc quang đơn giản và ít tốn kém, thường p dụng trong các phòng thí nghiệm cho nên việc mở rộng phương ph p này để xác định HMF là vấn đề cần thiết Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất... thì HMF cũng tăng một lượng tương ứng Bảng 1.2 Tổng h p HMF với xúc tác Zr và Ti Mục Nguồn 1 Fructose Xúc tác (%) (%) Phương ph p chuyển đổi Chọn lọc HMF xác định 29,1 98,3 GC 33,4 83,5 34,1 75,4 36,7 96,1 α-Titanium phosphate (α -TiP) γ –Titanium 2 Fructose phosphate (γ -TiP) MIBK extraction/GC 9 Fructose chuyển đổi Chọn lọc HMF xác định 44,3 98 pyrophosphate 91,9 70,7 24,8 98,7 29,3 90 pyrophosphate... babituric và HMF Để khảo sát ảnh hưởng của axit babituric đến độ h p thu của của h p chất tạo thành giữa p – toluidin, axit babituric và HMF chúng tôi tiến hành hút thể tích axit babituric 0,05 M từ 0,1 mL đến 10 mL, giữ cố định 0,5 mL p- toluidin 1 M và 5 mL HMF (thay đổi nồng độ 30 ppm, 40 ppm, 50 ppm) Định mức 25 mL và đo độ h p thu của của h p chất giữa p – toluidin, axit babituric và HMF ở bước sóng... xác định HMF bằng phương ph p trắc quang với thuốc thử p- tuluidine và axit babituric 2.2 Hóa chất và thiết bị 2.2.1 Thiết bị - Máy quang phổ UV/VIS - Các dụng cụ thủy tinh thông thường trong phòng thí nghiệm 2.2.2 Hóa chất - Axit babaituric (98 % , Bỉ) - P- tuluidine( 98 %, Trung Quốc) - Dung dịch HMF (98 %, Bỉ) - Dung dịch etanol (98 %, Trung Quốc) - Dung dịch chuẩn HMF gốc 1000 ppm: cân 0.1020 g HMF. .. 9041:2012 xác định HMF trong sản phẩm rau quả Nhưng điều kiện phân tích trong tiêu chuẩn còn thiếu sót Do đó, chúng tôi tiến hành khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định HMF bằng phương ph p trắc quang với thuốc thử p – toluidin và axit babituric, từ đó rút ra các yếu tố ảnh hưởng và tối ưu hóa quy trình để có thể xác định HMF ở nhiều đối tượng mẫu hơn 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về HMF. .. bằng phương ph p GC/MS [5] HMF được xác định bằng phương ph p sắc ký khí gh p khối phổ Mẫu được tạo dẫn xuất với N,O- bis-trimethylsilyltrifluoroacetamide (BSTFA) sau đó chiết lỏng – lỏng với diclometan hoặc sử dụng ống chiết pha rắn Sau đó lọc và tiêm vào máy sắc ký 1.2.4 Xác định HMF bằng phương ph p HPLC/DAD [4] Cân khoảng 5 g mẫu rắn hoặc hút 5 mL mẫu lỏng được hòa tan vào hỗn h p pha động (A: H2O . HMF bằng phương ph p trắc quang với thuốc thử p- toluidin [2] 13 1.2.2. Xác định HMF bằng phương ph p cực phổ [9] 13 1.2.3. Xác định HMF bằng phương ph p GC/MS [5] 14 1.2.4. Xác định HMF. định HMF bằng phương ph p HPLC/DAD [4] 14 1.2.5. Xác định HMF bằng phương ph p HPLC/PDA [7] 14 1.3. Tổng quan về phương ph p trắc quang [1] 14 1.3.1. Đại cương về phương ph p trắc quang. về phương ph p xác định hydroxymethylfurfural. ̵ Tổng quan về phương ph p trắc quang. ̵ Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định hydroxymethylfurfural bằng trắc quang với thuốc thử p – toluidin