Đồ án tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT LỎNG ION HỌ PIRIDINIUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHUYỂN HÓA HESPERIDIN THÀNH DIOSMIN Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Dung Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Đức Lớp : DH11H1 MSSV : 1152010035 SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 1 Đồ án tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 30 tháng 06 năm 2015 SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 2 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CNTP PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Đức Ngày sinh: 20/02/1993 MSSV : 1152010035 Lớp : DH11H1 Địa chỉ : Xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang E-mail : Carmstudycoganghoc20021993@gmail.com Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài : “Nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ piridinium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin thành diosmin”. 2. Ngày giao đề tài: 20/02/2015 3. Ngày hoàn tất đồ án/ khóa luận tốt nghiệp: 30/06/3015 4. Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Dung GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày tháng năm… SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 3 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi tự nghiên cứu thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.Hoàng Thị Kim Dung và Th.s Huỳnh Thị Kim Chi. Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi. Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Đức LỜI CẢM ƠN SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 4 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Để đạt được kết quả thành công đồ án như ngày hôm nay con xin chân thành cảm ơn Bố Mẹ, người đã sinh thành nuôi lớn và là niềm tin động lực vững chãi cho con bước vào đời. Em xin chân thành cảm ơn:  TS. Cô Hoàng Thị Kim Dung đã tận tâm giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.  Chị Huỳnh Thị Kim Chi, Anh Nguyễn Đình Tuyết cùng các anh chị phòng Công nghệ Hữu cơ cao phân tử - Viện Hàn lâm Công nghệ Hóa học rất nhiệt tình giúp đỡ và chỉ bảo em xuyên suốt quá trình thực hiện đồ án.  Thầy trưởng khoa PGS.TS Nguyễn Văn Thông và cô Th.S Vũ Thị Hồng Phượng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu đã dẫn đường chỉ lối và động viên em suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.  Cùng tất cả các bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn ABSTRACT SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 5 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu As we know, synthesized ionic liquids have been a hot issue that is attractive the scientists on around the world to study. Because of their advantages as high melting point, high viscosity, low vapor pressure, stable characteristics over time, they are suitable as solvent, catalyst in organic synthesis and petroleum industry. For these reasons, we conducted to study application of pyridinium ionic liquids in organic synthesis, especially in the preparation of diosmin that can treat hemorrhoids, colon cancer, diabetes, varicose circuit. The reactants were used to synthesize diosmin: hesperidin, sodium hydroxide, iodine. Using N-butyl pyridinium bromide as solvent in the convertion, diosmin was obtained 84.46% purity. The yield was 63.68%. TÓM TẮT SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 6 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Phương pháp truyền thống chuyển hóa hesperidin thành diosmin bằng dung môi pyridine tuy được sử dụng rộng rãi nhưng với tính chất độc hại, ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe (mệt mỏi, nôn ói, giảm huyết áp, ) và khó xử lý [44]. Thay vào đó ta sử dụng chất lỏng ion họ pyridinium có được những đặc tính điểm vượt trội của nó như bền với nhiệt, độ nhớt cao, không bị bay hơi, hoạt tính ít thay đổi theo thời gian, thân thiện với môi trường [38] [39] [40]. Với những tính chất đó chất lỏng ion rất thích hợp làm dung môi tổng hợp hữu cơ và xúc tác trong dầu khí [41]. Vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion (ILs) họ pyridinium ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ đặc biệt trong điều chế thuốc diosmin từ hesperidin: là một flavonoid có nguồn gốc thực vật từ cây họ cam, chanh được trồng nhiều ở Việt Nam. Diosmin là một loại thuốc chữa bệnh trĩ, ung thư đại tràng, tiểu đường, suy tĩnh mạch đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên thế giới [40] [42]. Phụ thuộc vào từng loại chất lỏng ion khác nhau ta điều chế được diosmin trong điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau. MỤC LỤC trang SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 7 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu DANH MỤC VIẾT TẮT - NMR: Nuclear Magnetic Resonance - HPLC: High Performance Liquid Chromatography - HRMS: High Resolution Spectrometry - ILs (Ionic liquids): Chất lỏng ion - [PPY]Br: Chất lỏng ion n-propyl-pyridinium bromide - [BPY]Br: Chất lỏng ion n-butyl-pyridinium bromide - [BPY]BF4: Chất lỏng ion n-butyl-pyridinium tetrafloborat - [BPY]OTf: Chất lỏng ion n-butyl-pyridinium tetraflouromethanesulfonate - KOTf: Kalium tetraflouromethanesulfonate (KSF 3 CO 3 ) - [BMIM]Br: Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium bromide - [HMIM]Br: Chất lỏng ion 1-heptyl-3-methylimidazonium bromide - [PMIM]Br: Chất lỏng ion 1-propyl-3-methylimidazonium bromide SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 8 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu - [BMIM]Br: Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium bromide - [PMIM]I: Chất lỏng ion 1-propyl-3-methylimidazonium iodine - [BMIM]I: Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium iodine - [HMIM]I: Chất lỏng ion 1-heptyl-3-methylimidazonium iodine - [BMIM]BF 4 : Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium tetrafloborat - [BMIM]BF 6 : Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium hexafluorophosphate - [HMIM]BF 4 : Chất lỏng ion 1- heptyl -3-methylimidazonium tetrafloborat - [BMIM]NTf 2 : Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide - [EMIM]NTf 2 : Chất lỏng ion 1-ethyl-3-methylimidazonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide - DMSO: Dimethyl sulfoxide - DMF: Dimethylformamide - ATRP: Atom Transfer Radical Polymerization - [BPY] + : Cation butyl-pyridinium - Et: Ethyl acetate, HAc: acid acetic - [EMIM]OTf: 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethansulfonate DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 Sơ đồ tổng hợp ILs 27 Sơ đồ 2 Quy trình điều chế [BPY]Br 28 Sơ đồ 3 Quy trình điều chế [BPY]BF 4 29 Sơ đồ 4 Quy trình điều chế [BPY]OTf 30 Sơ đồ 5 Sơ đồ tổng hợp diosmin từ hesperidin bằng các phương pháp khác nhau 31 Sơ đồ 6 Quy trình tổng hợp diosmin bằng iodine và dung môi pyridine 32 Sơ đồ 7 Quy trình tổng hợp diosmin bằng iodine và dung môi [BPY]Br 33 Sơ đồ 8 Quy trình tổng hợp diosmin bằng iodine và dung môi [BPY]BF 4 34 Sơ đồ 9 Quy trình tổng hợp diosmin bằng iodine và dung môi [BPY]OTf 35 SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 9 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt của một số chất lỏng ion………………….11 Bảng 2 So sánh các phương pháp chuyển hóa hesperidine thành diosmin…… ….45 SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 10 [...]... không độc hại và không ô nhiễm môi trường ngày càng cao Một trong các dung môi đó là chất lỏng ion Chất lỏng ion là hợp chất làm hoàn toàn bằng ion, không độc hại và thân thiện với môi trường [1] Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ pyridinium để ứng dụng trong phản ứng chuyển hóa hesperidin thành diosmin Diosmin là loại thuốc đã được sử dụng trong hơn 30... thuốc, chất dụng cho phổ, sắc ký trời, nhiện liệu ắc quy,… diệt sinh vật, ướp xác,… cột, pha tĩnh cho HPLC, Chất kết dính, ứng Kỹ thuật Hóa lý Tổng hợp, xúc tác, phản … Chất phân tán, lớp phủ, ứng trong vi sóng, chất bôi trơn, chất dẻo, nano,… … Nhiệt động học,… Hình I.5 Một số ứng dụng của chất lỏng ion I.1.2 Cấu tạo Theo nghiên cứu thực nghiệm một cách tổng quát chất lỏng ion được cấu tạo từ một cation... hình thành ILs mong muốn Ví dụ để tổng hợp chất lỏng ion họ imidazolium ta tiến hành thực hiện qua 2 giai đoạn cụ thể: Giai đoạn 1 - tạo ra chất lỏng ion chứa cation imidazolium từ các dẫn xuất imidazode bằng phản ứng N-alkyl hóa với các dẫn xuất alkylhalide Giai đoạn 2 – trao đổi anion halide với các ion khác để hình thành chất lỏng ion mong muốn Trong quá trình tổng hợp ion tùy theo đặc điểm, tính chất, ... của các loại dung môi khác nhau lên độ chuyển hóa phản ứng tổng hợp biodiesel từ dầu đậu nành và methanol được xúc tác bởi Novozym 435 8 Hình I.6 Một số ứng dụng của chất lỏng ion .9 Hình I.7 Cấu trúc của một số cation thường gặp trong chất lỏng ion 10 Hình I.8 Tính đa dạng của chất lỏng ion họ imidazolium 10 Hình I.9 Các bước điều chế chất lỏng ion 13 Hình I.10 Cấu cáo của Heaperidin... nhau, và đánh giá lại các ưu nhược điểm cũng như hiệu suất của từng quy trình Từ đó làm cơ sở để có thể đưa quy trình tổng hợp diosmin ra sản xuất với quy mô công nghiệp SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 15 Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Chính vì những lý do trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ pyridinium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin. .. bền trong môi trường không khí và nước”[3] Ngày nay chất lỏng ion phát triển rất mạnh mẽ và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: xúc tác, dược phẩm, dầu khí,… c Ứng dụng Ứng dụng trong khai thác dầu khí [41] Trong nhiều năm qua ILs đã thu hút sự chú ý của ngành công nghiệp dầu khí bởi những tính chất và tính ứng dụng linh hoạt của chúng trong dầu khí ILs có thể được sử dụng làm tăng độ linh động của... (PMDETA) sử dụng dung môi là chất lỏng ion Phản ứng sử dụng enzyme sinh học Chất lỏng ion còn được sử dụng làm dung môi cho các phản ứng xúc tác sinh học cũng như các quá trình tách chiết trong kỹ thuật sinh học Một số enzyme như lipase, protease hay nấm men đã thể hiện hoạt tính tốt trong chất lỏng ion [51, 52] S H Ha và các đồng nghiệp đã tổng hợp thành công biodiesel từ dầu đậu nành bằng enzyme... chloroaluminate (III), chất lỏng ion tạo thành hợp chất vòng no Điều này trái ngược với phản ứng hydro hóa xúc tác, trong đó yêu cầu nhiệt độ và áp suất cao, xúc tác platinum oxide đắt tiền, sản phẩm tạo ra có nhiều đồng phân [5] Chất lỏng ion làm dung môi Phản ứng ghép đôi Heck và Suzuki Phản ứng ghép đôi Suzuki giữa bromobenzene và phenyl boronic acid (hình 1.3) sử dụng hệ xúc tác Na2CO3 và [BMIM]BF6 đạt... polymer hóa methyl metharcylate bằng phương pháp ATRP Sau đó, nhiều polymer khác đã được các nhà khoa học nghiên cứu và tổng hợp trong chất lỏng ion họ imidazole từ styrene, acid acrylic hay acrylonitrile Mới đây, H Chen và các cộng sự đã thực hiện quá trình polymer hóa ATRP ngược ethyl acrylate với CuBr2 và ligand N,N,N’,N”,N”–pentamethyl diethylene triamine (PMDETA) sử dụng dung môi là chất lỏng ion. .. về chất lỏng ion a Khái niệm Chất lỏng ion (ILs) là chất lỏng được cấu tạo hoàn toàn bằng ion, không chứa phần tử trung hòa[1, 2], nóng chảy ở nhiệt độ thấp (dưới 100 0C), thường gặp nhất là những muối có chứa cation hữu cơ như tetraalkylammonium, alkylpyridium, 1,3dialkylimidazolium…[2] b Lịch sử hình thành và phát triển Chất lỏng ion có mặt và phát triển song song cùng với sự nghiên cứu và phát triển . tính chất đó chất lỏng ion rất thích hợp làm dung môi tổng hợp hữu cơ và xúc tác trong dầu khí [41]. Vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion (ILs) họ pyridinium ứng dụng trong tổng. : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài : Nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ piridinium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin. chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ pyridinium để ứng dụng trong phản ứng chuyển hóa hesperidin thành diosmin. Diosmin là loại thuốc đã được sử dụng trong hơn 30 năm như