wakeupbluecat
New Member
Download Đề tài Tổng hợp chất hoạt động bề mặt anion sodium amidopropoxyacetate từ mỡ cá basa
Đầu tiên mỡcá được transester hóa với methanol sửdụng xúc tác KOH (Trần Kiều
Oanh, 2008) tạo hỗn hợp methyl ester (2b). Tiếp theo là giai đoạn amide hóa
methyl ester (2b) bởi propanolamine (Hakan Kolancilar, 2004) và acetyl hóa sản
phẩm tạo thành bởi tác nhân chloroacetic acid thu được amidopropoxyacetic acid
(6b) tương ứng. Cuối cùng là giai đoạn kiềm hóa (6b) bởi dung dịch NaOH tạo sản
phẩm CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate (7b).
Do mỡcá là hỗn hợp ester của glycerol và các acid béo no và không no khác nhau
trong đó nhiều nhất là oleic acid (33.6%) nên đểsơbộthiết lập điều kiện tổng hợp
cũng nhưxác định cấu trúc của các sản phẩm tạo thành chúng tôi tiến hành khảo
sát trên oleic acid. Từnhững kết quả đạt được sẽthiết lập điều kiện tổng hợp
CHĐBM anion từnguyên liệu mỡcá basa.
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
267
TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ANION
SODIUM AMIDOPROPOXYACETATE TỪ MỠ CÁ BASA
Phạm Thị Thanh Nga và Bùi Thị Bửu Huê1
ABSTRACT
A four step synthetic process of sodium amidopropoxyacetate (7b) from catfish fat has
been sucessfully developed with the total yield of 38%. The synthetic method made use of
(a) Transesterification of catfish triglycerides to obtaine a mixture of methyl esters (2b)
which was then undergone an (b) Amidation reaction using propanolamine to give the
corresponding N-(3-hydroxypropyl)carboxamide (4b) (c) Carboxylation of (4b) and
finally (d) Base treatment to finish the desired sodium amidopropoxyacetate (7b). The
structures of the synthetic compounds have been fully determined based on NMR
spectroscopy data. This type of anionic surfactant proved to possess a good emulsifying
property, negligible irritativeness although lower foaming stability was observed
compared to that of the comercially available LAS surfactant..
Keywords: surfactants, biodegradability, fatty acid, vegetable oils
Title: Synthesis of catfish fat-based anionic surfactant: sodium amidopropoxyacetate
TÓM TẮT
Chất hoạt động bề mặt anion sodium amidopropoxyacetate (7b) đã được tổng hợp thành
công từ mỡ cá basa với hiệu suất toàn phần đạt 38%. Quy trình tổng hợp trải qua bốn
giai đoạn: (a) Transester hóa triglyceride có trong mỡ cá tạo hỗn hợp methyl ester (2b)
(b) Amide hóa hỗn hợp (2b) bởi propanolamine thu được N-(3-
hydroxypropyl)carboxamide (4b) tương ứng (c) Carboxyl hóa chất trung gian (4b) bởi
-chloroacetic acid và (d) Kiềm hóa tạo ra chất hoạt động bề mặt anion sodium
amidopropoxyacetate (7b). Cấu trúc của các chất được xác nhận dựa trên các phương
pháp phổ nghiệm NMR. Chất hoạt động bề mặt tổng hợp được thể hiện khả năng tạo nhũ
rất tốt, tính kích ứng da không đáng kể mặc dù khả năng tạo bọt và độ bền bọt thấp hơn
so với chất hoạt động bề mặt LAS trên thị trường.
Từ khóa: Chất hoạt động bề mặt, tính phân hủy sinh học, acid béo, dầu thực vật
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, việc sử dụng phổ biến các sản phẩm chất hoạt động bề mặt (CHĐBM)
tổng hợp từ nguyên liệu hóa thạch khó phân hủy sinh học đã dẫn đến tình trạng
đáng báo động về ô nhiễm môi trường. Mặt khác, tình trạng cạn kiệt của nguồn
nguyên liệu hóa thạch này làm cho nhu cầu tìm kiếm một nguồn nguyên liệu thay
thế ngày càng cấp thiết. Chính vì vậy, việc nghiên cứu tổng hợp các CHĐBM sinh
học từ nguồn nguyên liệu tái tạo đang ngày càng được quan tâm.
Chất hoạt động bề mặt sinh học là thuật ngữ dùng để chỉ các sản phẩm có tính chất
như CHĐBM thông thường nhưng được tổng hợp từ dầu thực vật, mỡ động vật và
đặc biệt là có khả năng phân hủy sinh học. Cá basa là một trong những nguồn
nguyên liệu phong phú ở nước ta nói chung và khu vực Đồng Bằng Sông Cửu
Long nói riêng. Hàm lượng acid béo no và không no có trong mỡ cá chiếm khá
1 Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ
Tạp chí Khoa học 2011:20b 267-271 Trường Đại học Cần Thơ
268
cao, là nguồn nguyên liệu tiềm năng để tổng hợp các loại CHĐBM có khả năng
phân hủy sinh học. Đã có một số công trình nghiên cứu tận dụng nguồn phế phẩm
này để tổng hợp biodiesel (Trần Kiều Oanh, 2008), tổng hợp dầu nhờn sinh học
(Bùi Thị Bửu Huê, 2010) và sáp bôi trơn sinh học (Lưu Thị Kiều Oanh, 2010; Ngô
Thị Ngọc Hân, 2010). Tuy nhiên, hướng ứng dụng nguồn mỡ cá basa phế thải này
để tổng hợp CHĐBM sinh học chưa được nghiên cứu nhiều tại Việt Nam. Tiếp
theo các công bố trước đây của chúng tui về tổng hợp CHĐBM sinh học cation
(Nguyễn Võ Duy, 2010) và không ion (Bùi Thị Bửu Huê, 2010; Hà Thanh Mỹ
Phương, 2011), bài báo này trình bày những kết quả nghiên cứu về tổng hợp
CHĐBM sinh học anion loại amidopropoxyacetate từ mỡ cá basa.
2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Quy trình tổng hợp CHĐBM anion loại sodium amidopropoxyacetate (7b) từ mỡ
cá basa được tóm tắt trong Sơ đồ 1.
RCOOMe
(2)xt KOH
H2C COOR
HC COOR
H2C COOR
MeOH
(1)
HO NH2
HO N
H
O
R
Cl
O
OH
O N
H
O
R
O
HOO N
H
O
R
O
NaO NaOH
(3)
(4)
(5)
(6)(7)
Sodium amidopropoxyacetate
(2a), (4a), (6a), (7a): R = (CH2)7CH CH(CH2)7CH3
(2b), (4b), (6b), (7b): R = Gốc hydrocarbon của các acid béo có trong mỡ cá basa
Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate
Đầu tiên mỡ cá được transester hóa với methanol sử dụng xúc tác KOH (Trần Kiều
Oanh, 2008) tạo hỗn hợp methyl ester (2b). Tiếp theo là giai đoạn amide hóa
methyl ester (2b) bởi propanolamine (Hakan Kolancilar, 2004) và acetyl hóa sản
phẩm tạo thành bởi tác nhân chloroacetic acid thu được amidopropoxyacetic acid
(6b) tương ứng. Cuối cùng là giai đoạn kiềm hóa (6b) bởi dung dịch NaOH tạo sản
phẩm CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate (7b).
Do mỡ cá là hỗn hợp ester của glycerol và các acid béo no và không no khác nhau
trong đó nhiều nhất là oleic acid (33.6%) nên để sơ bộ thiết lập điều kiện tổng hợp
cũng như xác định cấu trúc của các sản phẩm tạo thành chúng tui tiến hành khảo
sát trên oleic acid. Từ những kết quả đạt được sẽ thiết lập điều kiện tổng hợp
CHĐBM anion từ nguyên liệu mỡ cá basa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của các giai đoạn trong quá trình tổng hợp bao
gồm tỉ lệ mol tác chất, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng và do đó sẽ được
tập trung khảo sát.
Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng (TLC). Các chất sau mỗi
giai đoạn tổng hợp được tinh chế bằng phương pháp kết tinh hay sử dụng sắc ký
cột silica gel. Cấu trúc sản phẩm được đánh giá bằng phương pháp phổ 1H-NMR,
13C-NMR. Sản phẩm CHĐBM anion tổng hợp được được đánh giá chất lượng
thông qua việc đánh giá khả năng tạo nhũ, khả năng tạo bọt và tính kích ứng da.
Tạp chí Khoa học 2011:20b 267-271 Trường Đại học Cần Thơ
269
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Mỡ cá basa thu mua ở khu công nghiệp Trà Nóc, quận Ô Môn, thành phố Cần
Thơ. Các hóa chất có xuất xứ Merck, Đức và được sử dụng ngay sau khi mua mà
không trải qua quá trình tinh chế. Các dữ liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR, được ghi
trên máy Bruker Advance 500 MHz (Viện Hóa học, Viện khoa học và Công nghệ
Việt Nam). Độ dịch chuyển hóa học, được tính bằng ppm, hằng số ghép cặp J
tính bằng Hz. Silica gel 60 F254, bản mỏng TLC xuất xứ Merck.
3.1 Khảo sát trên nguồn nguyên liệu oleic acid
Dựa trên các kết quả nghiên cứu trước đây trên nguồn nguyên liệu là oleic acid và
ethanolmine (Bùi Thị Bửu Huê, 2010), hợp chất N-(3-hydroxypropyl)oleamide
(4a) được tổng hợp bằng phản ứng amide hóa methyl oleate (2a) bởi
propanolamine. Các yếu tố như tỉ lệ mol tác chất, nhiệt độ và thời gian phản ứng
đều ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp của giai đoạn này. Kết quả khảo sát tìm
được điều kiện tổng hợp như sau: tỉ lệ mol methyl oleate
ropanolamine = 1:4 và
nhiệt độ phản ứng là 140°C. Sau 2 giờ phản ứng sản phẩm (4a) được tạo thành
dưới dạng tinh thể màu trắng (kết tinh trong EtOAc, Rf = 0.32, 100% EtOAc), hiệu
suất đạt 78.44 %.
Nhóm hydroxy tự do (–OH) của amide (4a) được tiếp tục carboxyl hóa thông qua
phản ứng với tác nhân chloroacetic acid (5). Phản ứng thuộc loại thế thân hạch SN2
trong đó nhóm –OH đóng vai trò tác nhân thân hạch thay thế nhóm –Cl của
chloroacetic acid...
Download Đề tài Tổng hợp chất hoạt động bề mặt anion sodium amidopropoxyacetate từ mỡ cá basa miễn phí
Đầu tiên mỡcá được transester hóa với methanol sửdụng xúc tác KOH (Trần Kiều
Oanh, 2008) tạo hỗn hợp methyl ester (2b). Tiếp theo là giai đoạn amide hóa
methyl ester (2b) bởi propanolamine (Hakan Kolancilar, 2004) và acetyl hóa sản
phẩm tạo thành bởi tác nhân chloroacetic acid thu được amidopropoxyacetic acid
(6b) tương ứng. Cuối cùng là giai đoạn kiềm hóa (6b) bởi dung dịch NaOH tạo sản
phẩm CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate (7b).
Do mỡcá là hỗn hợp ester của glycerol và các acid béo no và không no khác nhau
trong đó nhiều nhất là oleic acid (33.6%) nên đểsơbộthiết lập điều kiện tổng hợp
cũng nhưxác định cấu trúc của các sản phẩm tạo thành chúng tôi tiến hành khảo
sát trên oleic acid. Từnhững kết quả đạt được sẽthiết lập điều kiện tổng hợp
CHĐBM anion từnguyên liệu mỡcá basa.
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
Tóm tắt nội dung:
Tạp chí Khoa học 2011:20b 267-271 Trường Đại học Cần Thơ267
TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ANION
SODIUM AMIDOPROPOXYACETATE TỪ MỠ CÁ BASA
Phạm Thị Thanh Nga và Bùi Thị Bửu Huê1
ABSTRACT
A four step synthetic process of sodium amidopropoxyacetate (7b) from catfish fat has
been sucessfully developed with the total yield of 38%. The synthetic method made use of
(a) Transesterification of catfish triglycerides to obtaine a mixture of methyl esters (2b)
which was then undergone an (b) Amidation reaction using propanolamine to give the
corresponding N-(3-hydroxypropyl)carboxamide (4b) (c) Carboxylation of (4b) and
finally (d) Base treatment to finish the desired sodium amidopropoxyacetate (7b). The
structures of the synthetic compounds have been fully determined based on NMR
spectroscopy data. This type of anionic surfactant proved to possess a good emulsifying
property, negligible irritativeness although lower foaming stability was observed
compared to that of the comercially available LAS surfactant..
Keywords: surfactants, biodegradability, fatty acid, vegetable oils
Title: Synthesis of catfish fat-based anionic surfactant: sodium amidopropoxyacetate
TÓM TẮT
Chất hoạt động bề mặt anion sodium amidopropoxyacetate (7b) đã được tổng hợp thành
công từ mỡ cá basa với hiệu suất toàn phần đạt 38%. Quy trình tổng hợp trải qua bốn
giai đoạn: (a) Transester hóa triglyceride có trong mỡ cá tạo hỗn hợp methyl ester (2b)
(b) Amide hóa hỗn hợp (2b) bởi propanolamine thu được N-(3-
hydroxypropyl)carboxamide (4b) tương ứng (c) Carboxyl hóa chất trung gian (4b) bởi
-chloroacetic acid và (d) Kiềm hóa tạo ra chất hoạt động bề mặt anion sodium
amidopropoxyacetate (7b). Cấu trúc của các chất được xác nhận dựa trên các phương
pháp phổ nghiệm NMR. Chất hoạt động bề mặt tổng hợp được thể hiện khả năng tạo nhũ
rất tốt, tính kích ứng da không đáng kể mặc dù khả năng tạo bọt và độ bền bọt thấp hơn
so với chất hoạt động bề mặt LAS trên thị trường.
Từ khóa: Chất hoạt động bề mặt, tính phân hủy sinh học, acid béo, dầu thực vật
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, việc sử dụng phổ biến các sản phẩm chất hoạt động bề mặt (CHĐBM)
tổng hợp từ nguyên liệu hóa thạch khó phân hủy sinh học đã dẫn đến tình trạng
đáng báo động về ô nhiễm môi trường. Mặt khác, tình trạng cạn kiệt của nguồn
nguyên liệu hóa thạch này làm cho nhu cầu tìm kiếm một nguồn nguyên liệu thay
thế ngày càng cấp thiết. Chính vì vậy, việc nghiên cứu tổng hợp các CHĐBM sinh
học từ nguồn nguyên liệu tái tạo đang ngày càng được quan tâm.
Chất hoạt động bề mặt sinh học là thuật ngữ dùng để chỉ các sản phẩm có tính chất
như CHĐBM thông thường nhưng được tổng hợp từ dầu thực vật, mỡ động vật và
đặc biệt là có khả năng phân hủy sinh học. Cá basa là một trong những nguồn
nguyên liệu phong phú ở nước ta nói chung và khu vực Đồng Bằng Sông Cửu
Long nói riêng. Hàm lượng acid béo no và không no có trong mỡ cá chiếm khá
1 Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ
Tạp chí Khoa học 2011:20b 267-271 Trường Đại học Cần Thơ
268
cao, là nguồn nguyên liệu tiềm năng để tổng hợp các loại CHĐBM có khả năng
phân hủy sinh học. Đã có một số công trình nghiên cứu tận dụng nguồn phế phẩm
này để tổng hợp biodiesel (Trần Kiều Oanh, 2008), tổng hợp dầu nhờn sinh học
(Bùi Thị Bửu Huê, 2010) và sáp bôi trơn sinh học (Lưu Thị Kiều Oanh, 2010; Ngô
Thị Ngọc Hân, 2010). Tuy nhiên, hướng ứng dụng nguồn mỡ cá basa phế thải này
để tổng hợp CHĐBM sinh học chưa được nghiên cứu nhiều tại Việt Nam. Tiếp
theo các công bố trước đây của chúng tui về tổng hợp CHĐBM sinh học cation
(Nguyễn Võ Duy, 2010) và không ion (Bùi Thị Bửu Huê, 2010; Hà Thanh Mỹ
Phương, 2011), bài báo này trình bày những kết quả nghiên cứu về tổng hợp
CHĐBM sinh học anion loại amidopropoxyacetate từ mỡ cá basa.
2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Quy trình tổng hợp CHĐBM anion loại sodium amidopropoxyacetate (7b) từ mỡ
cá basa được tóm tắt trong Sơ đồ 1.
RCOOMe
(2)xt KOH
H2C COOR
HC COOR
H2C COOR
MeOH
(1)
HO NH2
HO N
H
O
R
Cl
O
OH
O N
H
O
R
O
HOO N
H
O
R
O
NaO NaOH
(3)
(4)
(5)
(6)(7)
Sodium amidopropoxyacetate
(2a), (4a), (6a), (7a): R = (CH2)7CH CH(CH2)7CH3
(2b), (4b), (6b), (7b): R = Gốc hydrocarbon của các acid béo có trong mỡ cá basa
Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate
Đầu tiên mỡ cá được transester hóa với methanol sử dụng xúc tác KOH (Trần Kiều
Oanh, 2008) tạo hỗn hợp methyl ester (2b). Tiếp theo là giai đoạn amide hóa
methyl ester (2b) bởi propanolamine (Hakan Kolancilar, 2004) và acetyl hóa sản
phẩm tạo thành bởi tác nhân chloroacetic acid thu được amidopropoxyacetic acid
(6b) tương ứng. Cuối cùng là giai đoạn kiềm hóa (6b) bởi dung dịch NaOH tạo sản
phẩm CHĐBM anion sodium amidopropoxyacetate (7b).
Do mỡ cá là hỗn hợp ester của glycerol và các acid béo no và không no khác nhau
trong đó nhiều nhất là oleic acid (33.6%) nên để sơ bộ thiết lập điều kiện tổng hợp
cũng như xác định cấu trúc của các sản phẩm tạo thành chúng tui tiến hành khảo
sát trên oleic acid. Từ những kết quả đạt được sẽ thiết lập điều kiện tổng hợp
CHĐBM anion từ nguyên liệu mỡ cá basa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của các giai đoạn trong quá trình tổng hợp bao
gồm tỉ lệ mol tác chất, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng và do đó sẽ được
tập trung khảo sát.
Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng (TLC). Các chất sau mỗi
giai đoạn tổng hợp được tinh chế bằng phương pháp kết tinh hay sử dụng sắc ký
cột silica gel. Cấu trúc sản phẩm được đánh giá bằng phương pháp phổ 1H-NMR,
13C-NMR. Sản phẩm CHĐBM anion tổng hợp được được đánh giá chất lượng
thông qua việc đánh giá khả năng tạo nhũ, khả năng tạo bọt và tính kích ứng da.
Tạp chí Khoa học 2011:20b 267-271 Trường Đại học Cần Thơ
269
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Mỡ cá basa thu mua ở khu công nghiệp Trà Nóc, quận Ô Môn, thành phố Cần
Thơ. Các hóa chất có xuất xứ Merck, Đức và được sử dụng ngay sau khi mua mà
không trải qua quá trình tinh chế. Các dữ liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR, được ghi
trên máy Bruker Advance 500 MHz (Viện Hóa học, Viện khoa học và Công nghệ
Việt Nam). Độ dịch chuyển hóa học, được tính bằng ppm, hằng số ghép cặp J
tính bằng Hz. Silica gel 60 F254, bản mỏng TLC xuất xứ Merck.
3.1 Khảo sát trên nguồn nguyên liệu oleic acid
Dựa trên các kết quả nghiên cứu trước đây trên nguồn nguyên liệu là oleic acid và
ethanolmine (Bùi Thị Bửu Huê, 2010), hợp chất N-(3-hydroxypropyl)oleamide
(4a) được tổng hợp bằng phản ứng amide hóa methyl oleate (2a) bởi
propanolamine. Các yếu tố như tỉ lệ mol tác chất, nhiệt độ và thời gian phản ứng
đều ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp của giai đoạn này. Kết quả khảo sát tìm
được điều kiện tổng hợp như sau: tỉ lệ mol methyl oleate
ropanolamine = 1:4 và nhiệt độ phản ứng là 140°C. Sau 2 giờ phản ứng sản phẩm (4a) được tạo thành
dưới dạng tinh thể màu trắng (kết tinh trong EtOAc, Rf = 0.32, 100% EtOAc), hiệu
suất đạt 78.44 %.
Nhóm hydroxy tự do (–OH) của amide (4a) được tiếp tục carboxyl hóa thông qua
phản ứng với tác nhân chloroacetic acid (5). Phản ứng thuộc loại thế thân hạch SN2
trong đó nhóm –OH đóng vai trò tác nhân thân hạch thay thế nhóm –Cl của
chloroacetic acid...