BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA HĨA
TỔ HỮU CƠ
NIIẬN VĂN YỐY NGHMNỆP
De Fai:
TONG HOP MOT SO ESTER LAM CHAT BAO QUAN TRONG DUGG & MY PHAM
GVHD: Cé Pham Thi Ngọc Anh GV PB: Cơ Hồ Thị Tĩnh
SVTH : Tống Thị Lệ Hằng
Trang 2me L400 Z‹ —— Gri Gn
*Con vơ cùng biết ơn cơ Phạm Thị Ngọc Anh đã dành nhiều thời gian tân
tình hướng din , chi day va tao moi diéu kiện để con hồn thành luận văn *Chúng tơi xin trân trong cảm ơn cơ Hể Thị Tĩnh đã dành thời gian và
cơng sức xem xét và gĩp Y cho khố luân được hồn chỉnh *Chúng tơi xin chân thành cảm ơn:
- BGH Trường ĐHSP.TPHCM
- Ban Chi Nhiém Khoa Hĩa
- - Bộ Mơn Hĩa Hữu Cơ Trường ĐHSP - - Bộ hĩa cơng nơng Trường ĐHSP,
- Thầy Tín , Thây Thạnh , Cơ Tửu , Cơ Thảo Thẩy Ngân ,Cơ
Yến, Cơ Thuý
- - Gia đình và tất cả bạn hè
Đã giúp đỡ chúng tơi rất nhiều trong quá trình làm luận văn
Trang 3
Í | uận văn tốt nghiệp
MUC LUC BANG Ki MEU VA CHO VIET TAT LỜI MỞ ĐẦU
PHAN TONG QUAN A CHAT BAO QUAN
I ĐAI CƯƠNG VE CHAT BAO QUAN
I1 NGUỒN GỐC CUẢ SỰ Ơ NHIỄM
L2 CÁC YẾU TỐ ANH HUGNG DEN SU PHAT TRIEN CUA VSV TRONG SAN PHẨM
13SU TRAO DOL CHAT VA BIEU HIỆN HƯ HAI CỦA SẢN PHẨM, 14 CÁC YÊU CẬU CỦA CHẤT BẢO QUẢN
1s CAC YEU TO ANH HUGNG ĐẾN HIỆU QUÁ CÁC CHẤT BẢO QUAN
1.6 CHON CHAT BAO QUAN
[.7 SỰ AN TỒN KHI SỬ DỤNG CHẤT BẢO QUẢN it UNG DUNG CUA CHAT BAO QUAN
1.1 TRONG MỸ PHAM 1.2 TRONG DUUC PHAM B HOP CHAT ESTER,
I KHALNIEM VE HOP CHAT ESTER
Il UNG DUNG
1.1 TRONG HUONG LIEU
I2 TRONG Y HỌC
11.3 TRONG CÁC LĨNH VỰC KHÁC II PHƯƠNG PHAP TONG HOP
111.1 PHUONG PHAP ALCOL PHAN
111.2 TONG HOP ESTER TU RX VA RCOOMe 111.3 ACYL HOA ALCOL HOAC PHENOL 111.4 ESTER HOA TRUC TIEP
C PHAN UNG KOLBE —SMITH 1 PHAN UNG TONG HOP
II.PHẲN ỨNG CHUYỂN VỊ, PHẦN THỰC NGHIÊM I PHAN UNG CHUYEN VI
1.1 CO CHE PHAN UNG 1.2 THUC HIEN PHAN UNG I TONG HOP CAC ESTER
1.1 CAC YEU TO ANH HUGNG DEN QUA TRINIT PHAN UNG
Trang 4L.uân văn tốt nghiệp
II.2 TỔNG HỢP ESTER ,
1.2.1 TONG HOP ESTER —TACH NUGC SINH RA
1.2, 2 TONG HOP ESTER -TANG NONG ĐỘ CHẤT THAM GIA PHAN UNG
II BIEN LUAN PHO KẾT LUÂN
Trang 6[uận văn tốt nghiệp — _ Trang |
LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sơng ngày càng văn mình khoa học kỹ thuật ngày càng tiến hộ thì như cầu ăn, mặc, sống của con ngừơi cũng tăng lên Con ngừởơi ngày nay tiếp xúc nhiều với các mỹ phẩm để làm đẹp ,thực phẩm và dược phẩm để phục vụ cho nhu cầu sức khỏc,Trong các sản phẩm đĩ ngồi những hương liệu màu
sắc thì chất lượng các sản phẩm là vấn để quan trong hơn ,cần được bảo quản
tol
Thanh phan dinh dudng của các sản phẩm mỹ thức phẩm - gồm :
cacbonhidrat,prơtein,photpholipit, nước chính là mơi trường thuân lợi cho su
phát triển của vi sinh vật gây lên men, mốc làm giảm chất lương sản phẩm lo đĩ cần phải bảo quản sản phẩm tránh sự hư hại gây ảnh hưởng đến sức khoe
người tiêu dùng Nước ta nầm ở vùng nhiệt đới nĩng ẩm mưa nhiễu nhiệt độ
cao(25 -35°C) và lượng nắng nhiều Nên trong thời gian lưu hành các sản phẩm
ở điều kiện nước ta thì sự hư hại của sản phẩm sẽ xảy ra nhanh hơn Chính vì
vậy ,việc bảo quản các sản phẩm trên ở nước ta là một vấn để cấp thiết và khĩ khăn — Vì ngồi tác hai gây ra bởi vi khuẩn thì lượng nắng nhiều cũng ảnh
hưởng lớn đến chất lương sản phẩm
Để bảo đảm chất lượng sản phẩm trong thời gian lưu hành cẩn phải bảo quản nơi khơ ráo thống mát ,Ngồi ra khi sản xuất người ta cịn đưa vào sản phẩm các chất bảo quản Chất bảo quản cho vào sản phẩm cĩ 2 tác dung sau : - Ngan cản sự phát triển của vi khuẩn, nấm, mốc trong thời gian lưu hành sản phẩm
- Bảo vệ người tiêu đùng tránh khỏi sự lây nhiễm bệnh do vi khuẩn ,nấm,mốc
gay ra
Do dé, chat bdo quan cĩ vai trị rất quan trọng trong các ngành cơng nghiệp: mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm Việc sử dụng các chất bảo quản địi hỏi các yêu cầu kỹ thuật rất khất khe
- Nồng đơ sử dụng phải nhỏ
- Cĩ hiệu quả diệt khuẩn, nấm, mốc ở pham vị rộng
- Khơng gây kích ứng ,độc với người tiêu dùng
Trang 7luận văn tốt nghiệp See oe Trang 2
Khả nãng tương hợp câu tử cao
Trước đây, người ta thường dùng các chất bảo quản như :ordfnatri, acid
Sorbic, aldehyd formic, phenol cac chat nay cĩ tu điểm như : - Rẻ
- Để tìm
Phổ biến trên thị trường - Dễ tổng hợp
Nhưng cĩ các khuyết điểm sau : - Hiệu quả khơng cao
- Sử dung với lượng lớn
- Gây phản ứng phu
VỊ): - Borat natri ; [Dùng nhiều gây bệnh ung thư
- Aldchyd formic : Gây kích ứng da, phản ứng với các câu tử khác, cĩ mùi khĩ chịu, dễ bay hơi
Phcnol : Khơng bến vững trong mơi trường dẫu mỡ, pH thấp (cĩ tính
acid)
- Các acid : benzoic,sorbic phải bảo quản ở pH thấp(cĩ tính acid) -> ảnh
hưởng đến sản phẩm
Acid p-OH benzoic cĩ tính kháng khuẩn cao nhưng tính acid manh hơn
cic din xual của nĩ lo đĩ, chuyển sang ester thì tính acid yếu gần trung tính và được sử dụng rộng rãi làm chất hảo quản trong cả 3 ngành thực phẩm, được phẩm và mỹ phẩm,
Các ester của acid p-OH henzoic cĩ các ưu điểm sau :
- Khả năng tương hợp câu tử cao
An tồn hơn các chất khác về mãt nhạy cảm
Trang 8
Luận văn tốt nghiệp Trang 3 -
- Ít bị ảnh hưởngbởi pH
- Đáp ứng được yêu cầu của các sản phẩm cao cấp
Nhược điểm :
- Khĩ tan trong nước
Vì vậy, cstcr của acid p-OHbenzoic được sử dụng làm chất bảo quản trong các sản phẩm cao cấp của mỹ và dược phẩm
Acid p-hydroxyhenzoic là nguyên liệu đầu đễ tổng hợp các cstcr mã acid
này trên thị trường khan hiếm Nhưng đồng phân o-OHbenzoic (acid-salicylic) là nguyên liệu phổ biến, giá thành rẻ Vì vậy chúng tơi tìm hiểu phản ứng chuyển vị Kolbe-Smith để chuyển vị từ acid o- sang acid p- tồi tiến hành long hợp các estercủa nĩ Trong luận văn này chúng tơi tìm hiểu về : + Chất bảo quản - Các chất bảo quản - Nguồn gốc của sư nhiễm khuẩn và các yếu tế ảnh hưởng đến sự tăng trưởng củaVSV
- Yêu cầu của chất bảo quản
- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả cuả chất bảo quản
- Ứng dụng làm chất bảo quản ,đãt biệt dùng trong mỹ và dược phẩm + Ester
- Ung dung
- Các phương pháp tổng hợp ester và phản ứng chuyển vị + Thực hiện phản ứng chuyển vị và tổng hợp các ester : - Ester iso-propyl-p-OH benzoat,
-Ester n-butyl-p-OH benzoat, - Ester benzyl p-OH- benzoat,
Trang 10
Luận văn tốt nghiệp Trang 4 |
PHAN TONG QUAN A :CHAT BAO QUAN:
I PALCUONG VỀ CHAT BAO QUAN:
Chất bảo quan cho vào sản phẩm với 2 mục dich :
Ngăn ngừa sư phát triển cuả vi khuẩn, nấm, mốc trong thời gian lưu hành gây
biển chất, hư hỏng sản phẩm
- Bảo vệ người tiêu dùng tránh khỏi sự lây nhiễm bệnh
1.1 Nguồn Gốc Cuả Sự Ơ Nhiễm :
Sư nhiễm khuẩn cuả sản phẩm bắt nguồn từ nhiều nguồn gốc khác nhau như : nguyên liệu thơ, mơi trường, thiết bị sản xuất, bao bi hay do người điều khiển quá trình sản xuất
+ Nguyên vật liệu ban đầu :
Các nguồn nguyên liệu thơ để sản xuất được và mỹ phẩm cũng như thực phẩm là những nguyên liệu đầu chưa được tỉnh chế, khơng tránh khỏi sư do ban và nhiễm vi khuẫn, nấm, mốc
- Chất béo, sáp, tỉnh đầu chứa ít các vi sinh vật Ngược lai các nguyên liêu tư
nhiên : nhưa cây, nhựa tragacalt, kaya, acaia bị nhiễm khuẩn rất năng
- Các nguyên liêu khác :đá talc, kaolin, phấn và tỉnh bột gao cũng chứa một số
lớn các VSV
“Trong quá trình sản xuất thường sử dụng nước để rửa, tính chế, pha lỗng cũng gĩp phần đáng kể làm tăng số lượng VSV, Vì:
+ Nước được tích trữ lâu ngày cĩ số lượng vi khuẩn (10'-10”/m])
+ Nước tinh chế hoặc chưng cất : (300/ml)
Trang 12luân vấn tất nghiệp | —— Trang § Ngồi ra, bao bì và các vật dụng chứa đưng nguyên vật liêu như : các
thùng sất, bao bố, giây carton cũng là nguồn gốc mang lại sự ơ nhiễm
Deo đĩ, trước khi sản xuất phải kiểm tra chất lượng nguyên vật liêu để cĩ biên phán xử lí thích hợp nhằm giảm bớt sự ơ nhiễm của sản phẩm
*# Mơi trường :
Khơng khí cũng là nguồn gốc của sư nhiễm khuẩn vì nĩ cĩ chứa một số lớn các vi khuẩn, nấm, mốc và bụi bẩn Ngồi ra khơng khí cịn cung cấp oxi cho sự tăng trưởng của VSV,
* Thiết bị dụng cụ sản xuất :
Trong quá trình sản xuất, sự tích lũy các chat hữu cơ và do thiểu sĩt về vấn để vệ sinh trong các thiết bị cũng là nguyên nhân dẫn đến sư nhiễm khuẩn trong sản phẩm,
*lao bì, đĩng gĩi sản phẩm :
Đây là khâu quan trong vì bao hì là nơi chứa, hảo vệ sản phẩm trong quá
trình lưu hành tránh khỏi vị khuẩn, nấm, mốc và bui bẩn từ mơi trường xâm
nhập vào Nhưng lớp giây lĩt trong bao bì là nơi lý tưởng cho sự tầng trưởng và
phát triển của VSV Hoặc những lỗ thơng hơi nhỏ trên bạo bì 3 nơi xâm nhập của O¿;, CO;, HO vào sản phẩm cung cấp nguồn đính dưỡng cho sự phát triển của ví khuẩn
* Do người điều khiển quá trình sản xuất :
Những người thì hành, điều khiển quá trình sản xuất dù trực tiếp hay gián tiếp cũng ảnh hưởng lớn đến chất lương sản phẩm làm ra Vì vậy trong sản xuất
địi hỏi người cơng nhân cần phải được trang bị bảo hộ lao đơng đẩy đủ (áo, quần, giấy, đép, khẩu trang, găng tay )
Qua các nguồn gốc của sư nhiễm khuẩn, ta thấy, trước khi bất đầu sắn xuất phải kiểm tra các nguồn nguyên liệu, máy mĩc, thiết bị, vật liêu bao gĩi vá người cơng nhân vào làm việc phải cĩ dung cụ bảo hồ lao động Tuy nhiên việc làm đĩ chỉ han chế một phần sự sống của VSV Các sản phẩm cuối cùng vẫn mang mâm mống của các VSV, Với những ảnh hưởng của các yếu tổ cĩ trong sắn phẩm chúng trao đổi chất và tăng trưởng
Trang 13Luận văn tốt nghiệp Trang 6
I.2 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Sự Phát Triển Của VSV 'EFrong Sản Phẩm:
Vị sinh vật tổn tai và phát triển trong sản phẩm nhờ vào các thành phần
cĩ trong sản phẩm “Ta xét một số yếu tố ảnh hưởng quan trong sau :
* Hàm lượng nước :
'hành phẫn nước trong tế bào vị sinh vật chiếm 70 + 98% Cho nên các
vị sinh vật sống lệ thuộc vào nước để tổng hợp các thành phần của tế bào, vì
thể sư tăng trưởng của vi sinh vat 16 thuân với hàm lượng nước, Giá trị đính
dưởng của nước trong bất kỳ sản phẩm nào cũng là nguồn năng lương đĩng gĩp cho sự tăng trưởng của ví sinh vật
Nên các sắn phẩm nhủ tương với pha nude dé bi vi khuẩn tấn cơng hơn với pha dẫu Các triglicerid ding lam chất tao nhủ tương trong các sản phẩm bị các vị sinh vật phá hủy làm cho các sản phẩm mất nhủ tương, tách lớp => gây biển chất sắn nhẩm
Ngồi ra các sản phẩm khan cũng bị vi khuẩn tấn cơng ,„ do đơ ẩm xâm
nhập vào hoặc hiên tượng ngưng tu trong sản phẩm *, Các thành phần dinh đưởng ưa nước khác
Các thành phần dinh dường : Cacbonhidrat, prơtêin, photpholipid cĩ
trong sản phẩm là nguồn năng lượng dồi đào cho sự tăng trưởng của vì sinh vật, do đĩ cần thiết phải bảo quản sản phẩm hơn
- S§orbitol, glicerol và các tác nhân HĐBM ở nồng độ thấp đều bị vi sinh vat chuyển hĩa
Các chất HIDBM khơng ion như các cste cĩ thể bị phá vở bởi những vì sinh vật - Ireudomonas acguginosa, Aspcrgillusniger, penicilum notatuon va
Moniha albicans
- Chất HDBM anion cũng là nguồn năng lượng cho các vị sinh vật phát triển
Ví dụ : Các chất IDBM anion như : Alkylsunfat, các acid béo được sunfunal
hĩa và các chất HI3M khơng ion như : amide và cstcr, các dẫn xuât từ polyetylenglicol cĩ khối lương phân tử thấp đếu bị phân hủy nhanh chống bởi vị sinh vât Ngồi ra đa số các vi sinh vật tham gia vào quá trình trao đổi chất
Trang 14Luận văn tỏt nghiện Trang 7 _
rất ta khi (hi€u khi) va phu thudc vao su c6 mat cla Os Do dé ludng O; c6 mat
trong sản phẩm thúc đẩy đáng kể quá trình tăng trưởng của ví sinh vật *Độ pH :
Các lồi vị khuẩn hoạt động trong phạm vị pH rất rơng (2+ll) Nên ban
thân pH của sản phẩm khơng là yếu tổ kháng khuẩn mà phải nhờ vào chất bảo
quản
Ví đụ : Cĩ nhiều lồi nấm mọc mạnh, chúng hoạt đơng trong phạm vị pH rấi
rOng lif pH acid và cĩ thể sống sĩt trên các loại kem cĩ pH kiểm (pil = 9)
*Áp suất thẩm thấu :
Ấp suất thẩm thấu thay đổi làm phá vỏ các màng bán thấm bao quanh cơ thể các vi sinh vật dẫn đến sư co rút màng và các vi sinh vật bị mất nước 3o đĩ ấp suất thâm thấu cĩ tác dụng ức chế lên các quá trình tăng trưởng của vi sinh
vật Ví dụ :
Giliccrin ( 40+50%) sẽ ức chế quá trình này
- Các chất điện ly cĩ nồng độ cao cũng cĩ tác dụng tương tư
Như vây , các sản phẩm đậm đặc cĩ tác dụng tự bảo quản Nhưng trước khí sử dụng ,sản phẩm cĩ thể bị pha lỗng = bị hiến chất, hư hỏng trong thời gian sử dụng
Ví đụ : [3ầu gội đầu, nước rửa chén, nước thơm được pha lỗng trước khi sử dung =2 đễ bị vị khuẩn tấn cơng làm giảm chất lượng sản phẩm
*, Sức căng bề mặt :
Ban thân sức căng hể mặt cĩ nhiều ảnh hưởng đến sư tăng trưởng của vi
sinh vat
Mơi trường cĩ nhiều chất HDBM thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh
vật Gram (-) Cịn Gram (+) thì khơng thích hợp
Vi du : Các Gram (-) đặc biệt như các preudomonas phát triển manh trong dẫu gơi đầu và các sản phẩm nhủ tương
Trang 15
Luận văn tơi nghệp ——- _— Trang 8
Những chất HDBM anion và cation gây độc đổi với một số vi sinh vật, những chất HĐBM khơng ion hầu như khơng độc đốt với vị sinh vật nào
Vậy ảnh hưởng của sức căng bể mặt đổi với vi sinh vật là khơng quan
lrong
*, Miền kháng khuẩn của hệ thống bảo quan:
Trong các sản phẩm cũng như trong mơi trường tự nhiên các vị sinh vật luơn luơn cạnh tranh nhau để giành lấy các chất định dường Vậy khi đưa chất
hảo quản vào sản phẩm, nĩ chỉ hoạt động chống vi khuẩn ở một miễn giới han
nhất định Các miễn cịn lại bị bỏ ngỏ cho các vi sinh vật khác (khơng bị ảnh hưởng hởi chất hảo quản) phá hủy,
*, Nhiệt độ :
Các vi khuẩn thường hoat động tốt ở nhiệt đơ : 30 +37”C, nấm, men :
20+25”C Vì vậy với một mỹ phẩm giử ở nhiệt độ trong phịng cĩ kha nang bi phân hủy bởi những vi sinh vật khác với những vị sinh vật nảy nở trong sản phẩm ở mơi trường nĩng
Nhận xét :
- Trong mỹ phẩm như : xà phịng, đầu gơi đầu, kem dưỡng da cĩ nhiều chất glicerin, sorbitol, chất độn, CMC là những chất dinh dưởng cao, phân bổ ở pha nước, vi khuẩn để xâm nhâp, tăng trưởng, lên men , mốc
- Trong thực phẩm : Thành phẩn dinh dưởng lớn của cacbonhidrat, prơtcin
cung cấp nguồn năng lượng cho vi sinh vật hoạt động
- Trong được phẩm : Các thuốc dạng kem, nhủ tương ,dung dịch cĩ nước ,cao của các đơng, thực vật cũng để bị vỉ khuẩn tấn cơng
- Ở nước ta cĩ giĩ mùa ẩm, mưa nhiều làm cho sản phẩm bị hút ẩm, để lên men,
mốc „ vi khuẩn để hoạt động , lượng nắng nhiều, thời tiết nĩng nhiệt độ lên đến
30+37”C là mơi trường thuận lợi cho vi khuẩn hoạt động, trao đổi chất trong sản
phẩm
Do dé van dé bao quản các sản phẩm trên ở nước ta là cẩn thiết, quan trọng và khĩ khăn hơn ở các nước khác
Trang 16
Luân văn tốt nghiệp Trang 9
1.3 Su Trao Đổi Chất Và Biểu Hiện Hư Hại Của Sản Phẩm :
Các vị sinh vật phân bổ khắp trong tự nhiên Những nơi khơng bị ảnh
hưởng bởi chúng là nơi được tiệt trùng một cách tốt nhất hoặc trong các mơ khỏe mạnh của động thực vật Đối với các sản phẩm sử dung trong thời gian dài
thì tác dung của sư tiệt trùng càng giảm làm cho vi khuẩn và nấm phát triển manh mẽ Khi sống trong mơi quần thể thì cĩ sư cạnh tranh để giành lấy chất
dinh dưỡng giữa các lồi với nhau trong gúa trình trao đổi chất hoặc tổng hơp
chât nguyên sinh chúng thực hiện các phản ứng cơ ban: - Phản ứng thủy phân
- Phản ứng oxi hĩa khử
- Phản ứng tách nước
Làm thay đổi nhanh chĩng mơi trường sống gây sư lên men, mốc trong
sản phẩm -+ tạo ra acid làm thay đổi mơi trường
Tốc đơ mà các vì sinh vật lan truyền và sự đa dạng của các phan ting ma
chúng gây ra cho thấy sư cẩn thiết phải ngăn chặn sự phát triểnvà tổn tại của chúng trongcác sản phẩm trong tay người tiêu dùng
*- Mơi số biểu hiện hư hỏng của sản phẩm : - Nãm mốc biểu hiện ra bể mặt sản phẩm,
- Vị khuẩn cĩ thể nhận thấy trong các chế phẩm lỏng như độ đục, sư trim tich,
sự thay đổi màu sắc cĩ thể xuất hiện như là kết qủa của sư biến đổi pH hoặc thế
oxi hĩa- khử
Vídu: Preudomonas làm biến đổi màu xanh đâm sang mau nâu —
- Trong các sản phẩm lỏng : nổi bọt, sủi bọt khí là kết qủa của qua trình trao đổi
chất hữu cơ tạo thành gaz , sư bốc mùi (ơi, thiu ) của các sản phẩm hoặc sư
phân chia nhủ tương hoặc làm tổn hao cấu tạo chủ yếu của sản phẩm
Ngồi ra sư hư hại của sản phẩm cịn nhận thây rõ ràng nhờ sư dị ứng của protein ngồi da (mỹ phẩm ), các bệnh đường ruột (thực phẩm )
Trang 17Luận văn tot nghiép Trang 10
* Do đĩ để bảo vệ người tiêu dùng thì cẩn thiết phải bảo đảm chất lượng sản
phẩm Ngồi các cách hảo quản thơng thường thì việc sử dụng chất bảo quản
trong sản phẩm là cần thiết,
1.4 Các Yêu Cầu Của Chất Bảo Quản :
Các sản phẩm khi sử dưng cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến người tiêu dùng như các loại mỹ phẩm tấc động trưc tiếp lên da, thuốc uống thức ăn cĩ ảnh hưởng trực tiếp lên ruột, máu mà chất bảo quản là thành phân trong các sản phẩm nên yêu cầu của nĩ rất khắc khe Tùy từng loại sản phẩm mà yêu cầu của chất bảo quản khấc nhau Sau đây là những yêu cầu chung về chất bảo quản :
- Khơng độc, khơng gây kích ứng hay gây nhạy cắm ở nồng độ sử dụng
- Cĩ khả năng tương hợp với các câu tử khác trong cơng thức và hao hì cao
Cĩ hoạt tính cao ở nồng độ thấp (3⁄4 -> 34.) nồng đơ càng thấp càng tốt - Cĩ hiệu qủa với nhiều VSV,
- Hoat động tốt trong khoảng pH rộng - Cĩ độ tan thích hợp trong dung mơi
- Khơng màu, khơng mùi, khơng bay hơi
- ÍLhị ảnh hưởng bởi các thành phần trong sản phẩm
1.5 Cac Yeu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Qủa Các Chất Bảo Quan:
* Sự phân ly và độ pH sản phẩm :
- Cơng thức các sản phẩm : Mỹ phẩm và được phẩm cĩ phạm vi pH rất rơng và các vi sinh vật cũng cĩ thể hoạt động trong pham vi này (pH = 2-> II, và cĩ
nhiều loại VSV) Vì vậy chất bảo quản tốt nhất là phải hoạt động hữu hiệu
trong pham vị trên
- Da số chất bảo quản hoạt động trong acid mạnh hơn trong kiểm Mội số chất
hảo quản hoạt đơng tốt trong pham vị rộng lai phẳn ứng về mặt hĩa học manh,
Víidu: formaldchid tác dung với các cấu tử trong cơng thức
Trang 18Luận văn tốt nghiệp ss Trang II
- Đơ pH cũng ảnh hưởng lớn đến các chất bảo quản
- Nhiễu acid yếu được dùng làm chất bảo quản, đơ hoạt đơng tùy thuộc vào lượng acid chưa bị phân ly
Vidu: Acid benzoic ở pH = 6 cẩn nhiều gấp 60 lẩn ở pH = 3 Acid sorbic pH = 6 cịn 6% khơng phân ly
pli=3 98% khơng phân ly
Acid dehydro acetic cĩ K, thấp nên ở pH = 6 cịn 16% khơng phân ly và
các anion của nĩ cĩ hoại tính kháng khuẩn yếu nên ở pH = 7 acid này cịn duy trì một ít hoạt tính
Các parapen ít bị ảnh hưởng bởi pH
Vidu: Mctyl parapen pH = 8 cịn 50% chưa phân ly
- Các cation cĩ hoạt tính ở dang ion hĩa
- Hỗn hợp amonium bậc 4 cĩ hoạt tính pH ở kiểm
Một số chất bảo quản phụ thuộc pH do tính khơng ổn định của chúng
Vidu; 2-nitro-2-bromo-propandgol (broponol) suy thối ở pH = 7 nhanh hơn ở —— —- H=4 5 Vậy độ pH của sản phẩm ảnh hưởng đến hoạt tính của chất bảo quản +.Nồng độ chất bảo quản :
Một số sản phẩm cĩ khả năng tự bảo quản, khơng cần thêm chất bảo quản Mơi số khác khơng tư bảo quản được ta cần phải thêm chất hảo quản
Tùy thuộc vào pH của sản phẩm, nỗng độ chất bảo quản trong sản phẩm
cĩ thể thay đổi từ 0,001 ( các hợp chất cơ thủy ngân ) đến 0.5% hay 1% (
acid yeu)
Khi sử dung hổn hợp chất bảo quản cĩ vai uu thé sau : - Miễn kháng chuẩn được mở rơng
Trang 19_ Trang l2
| uận văn tốt nghiệp —— — a
Nơng đơ của mỗi chất bảo quản thấp hơn, nên dễ tan trong sản phẩm, tránh
được độc tính
- Khả năng sống sĩt của VSV giảm khi tiếp xúc với nhiều chất bảo quản cùng
một lúc
Tính diệt khuẩn cao hơn tổng hiệu qủa riêng biệt của từng chất Thường sử dung hỗn hợp sau -
- Renzalkonium cloride (ney ch ssexs4ine} + các alcol thơm
- m-cresol + phenylmercusic acetal Benzalkonium cloride + phenylmercuric acetal,
- Cac Parapen + phenyloxyethanol
-Các Parapen với nhau:
Metyl Parapen + Propylparapen
Cả 4 Parapen (metyl P, etyl P, Propyl P, Butyl P)
°, n chia:
Các sản phẩm thường ở dạng như tương dẫu-nước Mà VSV chỉ tăng trưởng trong pha nước nên quan trọng là chất bảo quản phải hoạt động mạnh trong pha này
Trang 20luận văn tốt nghiệp — Trang 13
&° : hệ số phân chia dẫu-nước
Nồng độ của chất bảo quản trong pha nước chịu ảnh hưởng của tỉ lệ dầu:
nước
Bản thân &° bi Anh hưởng bởi pH và tính chất của dẫu
Vidu: dẫu thực vật cĩ chứa oxi, các chât bảo quản như chiorinated phenol
tạo liên kết hidro -> hệ số phân chia cao -> chât bảo quản khơng thích hợp với sản phẩm cĩ dau nay
ĐỂ tăng nồng độ chất bảo quản trong pha nước ta thêm vàa sản phẩm các chất HID3M như : glicerin, polyetylenglycol làm giảm hệ số phân chia (kỆ}
*, Tương tác giữa các thành phần và chất bảo quản :
Ngồi sự tương tác giữa các thành phần trong cơng thức và chất bảo quản
cịn cĩ các yếu tÕ :
Hiện tương hịa tan
- Su hap phu hay liên kết với những vị trí cĩ hoạt tính -> chât bảo quản mất hoạt tính trong một hệ thống đáng lý phù hợp về mặt hĩa học
*, Tính nhạy cảm của VSY đối với chất bao quan:
Nhiều chất HĐBM khơng ion cĩ khả năng bảo vệ các VSV chống lại hoạt tính của chất bảo quản
Ví dụ : Tween 80 bảo vệ E.coli tránh khỏi tác dụng ức chế của chât bảo
quản (p-cloro-m-xylenol)
- Tween 80 và polyetylen glycol bảo vệ vi khuẩn Gram (-)
*¢ i n mat:
Các chất hoạt động bể mặt cĩ hai loại : + Chat HDBM ion: cation va anion
Trang 21luận văn tốt nghiệp Trang l4
Chất HIDBM cation cĩ đặc tính kháng khuẩn mạnh khi kết hợp với chất
bảo quản thì hiệu qủa cao hơn Khả năng kháng khuẩn tỉ lệ với chiéu dai chudi ky nước
Vídu: chuối alkyl cĩ l2 -+ 14 nguyên tử C cĩ hiệu qủa cao nhất
Chat HDBM anion và xà phịng cĩ tính kháng khuẩn nhẹ, ở nỗng độ cao d nồng đơ thấp cung cấp năng lượng cho nấm và vị khuẩn Gram (-) tăng trưởng Ngồi ra cịn cĩ các chất HDBM anion cịn làm giảm hoạt tính của chat
bảo quản vì chúng hịa tan các chất bảo quản trong các mixen
Chất II)BM khơng ion khơng cĩ tính kháng khuẩn mà làm giảm hoại tính của chất bảo quản nhiều hơn so với xà phịng, chất HĐBM ion vàcation
Ví du : các polyctylcn glycol, nhựa tragacant, mctylccllulosc,
carboxvmetylcellulose và polyvynylpryrrolidone làm giảm hiệu suât chât bảo quản
lanolin và metylcellulose làm mất hoat tính của hợp chất amonium bậc 4
Một số chất bảo quản khơng bị ảnh hưởng bởi chất HDBM khơng ion :
formaldehid, acid sorbic, acid benzoic va acid dchydroacetic
Để giảm ảnh hưởng của chất HĐBM lên chất bảo quản cần cho thêm vào pha nước của chất nhủ tương một số chất như : glÌyccrin, propylen glycol,
hexylen ølycol hay propandiol, metyl pemtadiol
* Anh hudng cia cic hat rin:
Các chất rắn sử dụng trong mỹ phẩm và được phẩm là bột tale, kaolin,
lilanium, oxit kẽm, phấn cũng như những chất rắn tạo màu Cĩ hiện tượng hấp
thu chất hảo quản lên bể mặt của chúng Mức độ hấp thu wy thuộc vào bản chất của chất rấn, chất bảo quản và độ pH của sản phẩm
Ví dụ : + Kaolin hấp thu acid benzoic và mức độ hấp thu cĩ thể điểu chỉnh bằng pH
+ PVC, PE hấp thụ các parapen, acid bezoic, acid sorhic và acid
salisHIc
Trang 22Luận văn tốt nghiệp — —- Trang 15
Kết luân : Để sữ dung chất bảo quản một cách cĩ hiệu quả, tiết kiệm cẩn xét đến các yếu tố ảnh hưởng để chọn lựa chất bảo quản cho phù hợp với sản phẩm cần bảo quản
1.6 Chọn Chất Bao Quan:
Do chat bảo quản cĩ những yêu cầu khắc khe nên để chọn chất bảo quản la làm teo các bước sau :
Kiểm tra các câu tử cĩ thể gây nhiểm khẩn như nước, vật liêu bao gĩi, nguyên
liệu tư nhiên
- Xem xét các nguyên liêu cung cấp nguồn năng lượng cho sự phát triển của VSV,
Vd: +Gricerin, sorbitol ; néng dé nhỏ hơn 5%, + Chat HDBM khơng ion : bat ky ndng d6 nào + Xà phịng và chất HDBM anion : đưới 15%,
+ Protein, cacbonhydrat, photpholipid Xác định pH trong pha nước của sản phẩm:
- Xác định tỉ lê đầu nước trong cơng thức
Xét tính độc, tính tan, sư bay hơi của chất bảo quản
- XéI sự tương hợp cấu tử của chất bảo quản với thành phần trong sản phẩm 1.7 Sự An Tồn Khi Sử Đụng Chất Bảo Quản :
An tồn người tiêu đùng là mục tiêu hàng đấu của tất cả các loai sản phẩm Nên chất hảo quản dùng trong thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm phải khơng gây kích thích nhay cảm với người tiêu dùng để cĩ giá trị kinh tế cao thì
chất bảo quản phải được sử dung ở nỗng độ thấp
Người ta khảo sát một số chất bảo quản sau :
Acid sorbic : ở nổng đơ dưới 0,5% đã gây ra kích thích ban đầu, sử dung trên
da gây ngứa, ban đỏ
Trang 23
luận văn tốt nghiệp - Trang 16
- Acid dehydroacetic : ít bị ảnh hưởng bởi các chất khơng ion nên dùng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm
Các hợp chât amonium bậc 4 : ở nồng độ dưới 0,4% gây kích thích ít, ở nơng
đồ cao hơn gây ban đỏ và khơ da,
- Formaldeyhid : gây kích thích da, do dễ bay hơi, mùi khĩ chịu nên khơng được sữ dung rộng rải làm chat bao quan
Phenol - tưởng đối an tồn,
Các pharapen - ở nồng độ 0,3% khơng gây kích thích ban đầu Nơng đơ
5 » 10% sifdung trong céc b6t kem chữa trị chân vận động cũng khơng cĩ phản ứng gây hai
+ Dung dich bao hịa gây kích thích ứng với mắt
Nhìn chung ta thấy các parapcn là chất bảo quản an tồn nhất khi sử dung trong my phẩm
Il UNG DUNG CUA CHAT BAO QUAN :
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm khơng bị hư hai, biến chất do vi khẩn, nâm mốc gây ra trong điều kiện nước ta thì rất khĩ khăn Nhất là các sản phẩm cĩ tác dung trực tiếp lên cơ thể : Dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm thường được xem xét kỹ, yêu cầu về chất lượng rất cao lo đĩ khi sản xuất phải cho vào sản phẩm một sản lương chất bảo quản cẩn thiết Lượng chất bảo quản
thêm vào này được cân nhấc kỹ về mặt kinh tế và hiệu qủa của nĩ, Với những
chât nào lượng sữ dung càng nhỏ, hiệu qủa cao, thì càng được quan tâm Trước đây người ta thường sử dung các chất bảo quản rẻ, phổ biến như :
Acid bezoic, bezoat nati, natri horat Tuy nhiên với các sản phẩm cao
cấp thì khơng thể sử dụng các chất này do no khơng đáp ứng được nhủ cầu cao
của sản phẩm đĩ Nguài ra một số chất đang bị cấm sử dụng do chúng gây ra
tác dụng phu
Ví du: Borat natri khi vào cơ thể bị thuỷ phân tao thành acid boric mà
acid này gây ngơ độc kinh điển, gây rối loạn thực quản, sut cân Trước đây nĩ được sử dụng nhiều để bảo quản các loại thực phẩm tươi sống thịt, cá Ngày nay nĩ khơng được sử dụng nữa
Trang 24Luận văn ta nghiép Trang 17 * Các chất bảo quản dùng trong mỹ phẩm và dược phẩm : Acid Benzọc Acid Borie, Acid Dehydroacetic, Acid Formic, Acid P-hydrox ybenzoic, Acid Salycylic Acid Sorbic Acid Vaniic Acid Propionic Acid p-,o-clobenzoic., Acid Sulforour
Acid tri clo phenylacetic,
Metyl-p- hydroxybenzoat (Tên riêng metyl parapen hay nipagin M) Etyl- p- hydroxybenzoat = (Tén riéng Etyl parapen hay nipagin A)
Propyl- p- hydroxybenzoat (Tén riéng Propyl parapen hay nipazol)
Butyl p- hydroxybenzoat (Tén riéng Butyl parapen hay butopen)
Trang 25Luận văn tơi nghiệp —- — Trang 18 Cetyl pyrydinum cloride
Dimetyl didode cenyl amonium cloride,
£-phenoxy-etyl-dimetyl dodecyl amonium bromide 5-hbromo-S-nitro-1,3-dioxan Vanillin, Phenol Cresol Clorothymol, Clobutanol o-pheny! phenol Hexaclorophene Ø`-Phenolxy etyl alcol p-clophenyl propanediol ` Phcnolxyectyl allcol p-clophenyl glycerin cte EFormaldchid Hexamine
2-bromo-2-niltro-1 3-propandiol (Bronopol), Phenyl mercury acetat,
Phenyl mercury borate, Phenyl mercury nitrat
IL.1 Chat Bao Quan Trong MY Phim :
Trang 26[Luận văn tốt nghiệp Trang 19
Mỹ phẩm là các loai sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến da như kem, phân, son Mà da mặt, mơi là nơi dễ hị kích ứng nhất nên các mỹ phẩm phải an tồn tuyệt đối cho người tiêu dùng
Hầu hết các loại mỹ phẩm ở dang nhủ tương thường cĩ chứa mỡ, dẫu thực vật, chất keo dính và các thành phần khác để bị khuẩn, nấm, mốc tấn
cơng, gây hư hai -» ảnh hưởng đến người tiêu dùng cho nên việc sử dung chât
bảo quản là rất cần thiết
Chất bảo quần trong mỹ phẩm ngồi các yêu cầu ở mục l4 nĩ cịn cĩ các yêu cầu riêng :
+ Khơng gây kích thích đa ứng với các loai kem, phân, son
+ Khơng gây ảnh hưởng đến tĩc (xơ, rung, cháy ) với các loai đấu, keo vuơi
toc,
Trong mỹ phẩm cịn cĩ nhiều chất HDBM nên khí chọn chất bảo quản
phải chú ý đến yếu tố này trong mỹ phẩm thường sử dụng nhất là các chất bảo
yuan: acid benzoic, natri benzoat, acid salicylic, acid fornic, formandehid, acid —p-hydroxy benzoic và các ester p-hydroxybenzoalt Các ester nay được coi là
chất tốt nhất do cĩ nhiều ưu điểm hơn, đáp ứng được các yêu cầu khất về chat bảo quản cầu các sản phẩm cao cấp Vì vậy các cstcr này được xếp vào loại chất bảo quản cao cấp trong mỹ phẩm
Thường sử dụng trong các mỹ phẩm là: -Hầu hết sản phẩm dùng từ 0,l - 0,2/ester
Kem khơng mỡ dùng 0, lƒcster etyl-P hoặc 0,1 5éster metyl-P
-Kem glicerin mono stearat: 0.1 Jester propyl-P -Kem mỡ nhiều, hột nhão :0,25Ã-stcr henzyl-P
Các chất nhay, gơâm:0,0%cstcr
Thơng thường người ta sử dụng các hỗn hợp cstcr trong các sản phẩm thì hiểu suất tăng lên
Trang 27[Luận văn tơt nghệp - Trang 20
Các hãng mỹ phẩm nổi tiếng trên thế giới dùng các cter này làm chất bảo quản trong sản phẩm
‘Cream lotion cla Phap ding metyl-P
-Kem dưỡng da vilamin EF (REVLON) : Metyl-P + Propyl-P
Kem chống nắng và kem trắng da (NIVE) dùng kết hợp cả bốn ester: metyLP,
ctyl-P, propyl-P, butyl-P
Sữa tắm Johnson & Johnson: butyl-P,
Qua đĩ ta thấy các ester của parapen bảo quản rất tốt trong mỹ phẩm cao cấp đất tiền Các sản phẩm rẻ tiên khơng sử dụng vì giá thành của nĩ cao
H.2 Chất Bảo Quản Trong Được Phẩm:
Iược phẩm dùng để chữa bệnh - cĩ các dạng như thuốc uống, thuốc tiêm, các loại thuốc hơi đa, nhỏ mắt- ảnh hưởng trực tiếp đến cơ thể người, nên cĩ yêu cầu rất cao về độ vơ trùng
-Đốti với thuốc tiêm khi tiêm vào cơ thể nếu chưa được vơ trùng, bị nhiễm khuẩn thì chúng gây phản ứng phụ rất nhanh cĩ thể gây chết người
Thuốc uống: nếu bị nhiểm khuẩn khi uống vào sẽ ảnh hưởng đến ruột
Thuốc nhỏ mắt: để chữa trị cho mất, nếu khơng vơ trùng sẽ gây bệnh năng thêm -> cĩ thể bị loét giác mạc, mù mắt
I3o đĩ các loại được phẩm khơng thể thiếu chất bảo quản
Ngồi các yêu câu chung ở mục 1.4 chất bảo quản trong dược phẩm cịn cĩ các yêu cầu riêng:
- - Miền kháng khuẩn, nấm mốc rộng lơng gây dị ứng - Hiệu lực tốt trongthdi gian sử dung
- Riêng đối với thuốc nhỏ mắt: chất bảo quản, tiêu điệt được mủ xanh (khuẩn này cĩ thể gây loét giác mạc và mù mắt)
Mơi số chất bảo quản dùng trong được phẩm
Trang 28luân văn tốt nghiệp Trang 21 1 Clorofoe: + Trong dung dich tiềm serum antiphteicium ding 0.5% dé lam chat bao quản, + Dung dich Ankaloid dùng 0,5% để ngăn chan sự phát triển của nấm mốc và vi khuẩn +Dung dich serum menigocus khơng dùng 2 Clorocesol; + Thuốc tiêm đùng 0,1%, + Thuốc nhỏ mắt : dùng 0,05%
+ Thuốc Quinin clohydrat: khơng dùng
3.€lorobuftanof([,L, | - triclo- 2-metyl-2-propanol): +Thuốc nhỏ mắt , nhỏ mũi: dùng 0 5% 4 Natri benzeat: +Hỗn dịch dẫu cá, hỗn dịch lỏng : dùng 0,2% + Trong mơi trường kiểm khơng dùng 5 Gecophen: + Dùng để diệt khuẩn ở 0,3 - 0,5% , néng độ cao hơn cĩ thể gây độc, cĩ mùi khĩ chịu 6 Formadehid:
+L.à chất bảo quản mạnh , cĩ thể hảo quản rất nhiễu thuốc Nhưng nhược điểm của nĩ là gây kích ứng da , phản ứng với cấu tử khác nên ít dùng , chỉ ding lam chat bao quản trong vacxin
7 Alcol benzylic:
+Thuốc nhỏ mắt cĩ dung mơi dẫu như coctinacetat: dding 0.9%
Trang 29
Ì uân văn tắt nghiệp Trang 22 R_Phenol
+ Các dung dich ding ngoai : 0.5%
+ Dung dich tiém bismuthsalisylat: 1% , + Thude Heparin: 0.45%
9 Cac ester cua actd p-hydroxybenzoic: tThuốc tiêm , thudc nho mat 0,1 —0,2% +Trong cao lỏng thuốc sắc : 0,15% +MỡØ dầu dung dich dau: 0,15%
#Thude mi :0,15%, +Hỗn dịch : 0,1 —0,15%,
+ Các loại so, mật :0 (M —O,15%
+Thude dan :0,15%
+ Cae loai hé dan :0,1 —0.2%,
Như vậy , các ester này đã dùng trong hầu hết các loại thuốc với nơng đơ
thấp hơn Người ta đã thử nghiệm các lồi khuẩn: saphilocous, premococus, thyphús, parathyphus với nhiều chất bảo quản như:
Phenok 0,25 -0,.3% , Tricresol ; 0.1%
Propylparaben : 0.04 — 0.06% Natriparazol: 0,06 —0,07%
Vái nồng độ thấp hơn I5 - 20 lần so với các chất khác thì các ester này hoạt đơng tốt hơn Mặt khác , nĩ cĩ nhiều ưu điểm, thích hợp lam chat bao quản
trong nhiều loại thuốc và mỹ phẩm đặcbiệt là các sản phẩm cao cấp Nên nĩ
được xếp vào loại chất bảo quản bậc cao
Trang 30Luận văn tốt nghiệp Trang 23
RB HOP CHAT ESTER,
1 KHALNIEM VE HOP CHAT ESTER
Ester 1a anhidric acid ctia axit cachoxylic (RCOOH) va alcol (R OH) hay phenol (Á »-OH) R-C - OH + R-O-H +» R-C-O-R + HOH ' lỊ O Oo Acid cachox ylic alcol ester HW UNG DUNG:
Hợp chất cster được ứng dụng nhiều trong đời sống và sản xuất như làm lufdng liêu, làm thuộc , làm dung mơi
H.I Trong Hương Liệu :
Hương liệu được sử dung trong nhiều lĩnh vực mỹ phẩm, thực phẩm và
dược phẩm, cĩ nhiều chất được làm hương liệu trong đĩ ester chiếm một tỷ
trọng đáng kể Mỗi hợp chất ester cĩ mùi vị riêng cho nên thích hợp cho việc sử
dung làm hương liệu trong các sản phẩm khác nhau
* Trong mỹ phẩm : Gồm các loại kem, nước hoa, nước thơm, xà phịng tắm, sữa tấm, dẫu gọi để cĩ mùi đặc trưng cho từng loại người ta thường sử dung cắc loại ester sau :
- Isobuty! phenylacetat : mùi ngọt ngào giống hương hoa hồng, tầm xuân, được dùng để tạo hương thơm cĩ mùi hoa
- Phenol etyl hutyrat : cĩ hương hoa hồng được dùng trong các loại kem,
- Metyl henzoat cĩ mùi balsamic mạnh dùng trong xà phịng thơm - Các ester nội phân tử cũng là những chất thơm cĩ gía trị
ƒ† - métylen beliferon HO œ dùng trong cơng nghiệp mỹ phẩm,
làm kem chống nắng CH,
* Trong thực phẩm -:
Trang 31
luận văn tốt nghiệp Trang 24 Các loại nước giải khát, hột giải khát, rượu, bánh kẹo, mứt, kem Cần thiết phải cĩ hương liệu tạo mùi trong sản phẩm, thường dùng một số cstcr làm hương liệu sau :
I‹tvl salykylM : mùi xá xi
- l¿tylrat : mùi td,
-Etyl acctat : mùi táo, đứa
l:ty[| iso valcrat — : mùi mơ, khĩm
Etyl formiat : mùi rượu rhum
Metylcinamat : mùi dâu tây
Isoamayl acltat — : mùi dầu chuối -lsoamyl butyrat : mùi chuối, lê
- ƒ-mêty cumarmn : mùi đừa
- Otyl acetal : moi cam,
Trong nước giải khát thường sử dụng mùi trái cây, xá xị
Trong bánh, kẹo, mứt cũng thường dùng những mùi trái cây này cũng sử dung các hương liệu trén,
11.2 Trong Y Hoc:
Một số ester đước ứng dung trong y học làm thuốc chifa bénh nhu :
- DEP (dicty! phtalat) benzyl benzoat : lam thuốc chíữa ghẻ - B-naptolbenzoat lm thuốc sốt
- Aspirin (acid acetyl salicylat) : lam thuốc giảm đau, ha sốt
- Metyl salicyat (or lam dau xoa hĩp
COOCH,
Trang 32
Luận văn tốt nghiệp _ Trạng 25 -
- Ftyl acetat đùng làm chất kích thích, thuốc chống động kinh khi đau
bụng và sưng cuốn họng, cịn dùng bơi chữa bệnh ngồi da do ký sinh gây ra H.3 Trong Các Lĩnh Vực Khác :
Ngồi những cơng dung vừa nêu trên, ester cịn được sử dụng nhiều trong cdc finh vue khác như :
* Dang lam dung méi cho son va nha :
- Metyl acetat : làm đụng mơi cho các ester của cellulose, - Etyl acctat : làm dung mơi cho sơn và nhựa,
- n-butyl acctat, amyl acetat : dung mơi cho nitroccllulose và nhưa, dung
mơi chiết cho penixilin,
Poly solvat (hỗn hợp ester của các alcol Cạ-C; với các acid acetic va
acid propionic) : làm dung mơi chiết cho các phenol, * Dùng làm chất dẻo hĩa :
- Trong cao su nhan tao ding cac ester dietyl, dibutyl, dioetyl cia acid
phiatic lam chat déo héa,
- Thủy tỉnh hữu cơ plcxitat là polyester cia acid metacrylic
„CHà tp CH,
nCH;=C —> | -CH,-C
COOCH, COOCH, n
- Sơi tổng hợp là polyester của acid dicachoxylic và z -glycol
- Nhựa alkit là polyester của các acid dicaoboxylic, phtalic, maleic va gliccrin
- Nhưa glitan (alkit glicerophtalic) dùng làm sơn và vật cách điện * Trong nơng nghiệp :
Ester cịn được sử dung làm thuốc trừ sâu, thuốc tăng trưởng cho thực vật
Trang 33
Luận văn tốt nghiệp s Trang 26
Ví dụ : Pireuin : là nhĩm ester phức tạp của acid crizatel mono cacboxvlic, acid dicacboxylc cĩ hoạt tính trừ sâu mạnh CTCT: CH, Cy CH,-C=CH- Ly hộ Oo R ) ake ‘CH, -R:-CH,-CH=CH-CH, (xinerin- 1) »- CH,- CH=CH - CH = CH; (piretrin-1)
Các ester nội (lacton) như : giheretun là nhĩm mono ester nội của một số acid đicacboxylic alixylic trích ra từ nấm cĩ tấc dụng điều tiết sinh trưởng của thực vật Hoạt tính tăng trưởng cao nhất là gibegetin (ester cla acid giherelc)
Cơng thức cẫu tạo :
On
HO
CH, COOH CH),
Mặc khác trong cơng nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm và thực phim ester
cĩ vai trị chủ yếu vì ngồi cơng dụng làm hương liệu thì cịn cĩ mơi cơng dung rit quan trong la: lam chat bao quan
Durge va my phdm là những sản phẩm cao cấp cho nên việc bảo quản địi
hỏi những yêu cầu kỹ thuật rất khắc khc Chất dùng làm hảo quản trong dược và mỹ phẩm cũng khơng tách khỏi những yêu cầu khắc khe đĩ Bởi vì các sản
phẩm như thuốc uống, kem dưỡng da, phấn là các loai mỹ phẩm và dược phẩm
cao cấp, đắc tiền Nếu để chúng hư hại thât là lãng phí Hơn nữa nếu bảo quản
Trang 34luận văn tất nghiệp | Trang 27
- Etyl p-OH benzoat Etyl parapen (Nipazin A)
Propyl p-OH benzoat Propyl parapecn (Nipazol)
Iso propyl p-OH benzoat
- Butyl p-O1L benzoat Butopen
Benzyl p-OH benzoat Benzyl parapen (Nipapenzyl)
Các cster này thường dùng làm chất bảo quản trong dược và mỹ phẩm
nhất là các loại dược và mỹ phẩm cao cấp Do các cstcr này dùng với lượng nhỏ, khả năng bảo quản tốt chống được khuẩn, nấm mốc trong pham ví rộng, khơng độc hai khơng gây phản ứng phụ, đảm bảo pH trung tính
Để cĩ được các ester nay chúng tơi tìm hiểu các phương pháp tổng hợp
Sau -
II PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP: Dưa trên nguyên lắc :
Các acid cacboxylic (RCOOH) và các dẫn xuất của chúng (các
halogcnua acid : RCOX ; các anhidric acid OT R , cfc ester R-C-O-R’)
)
chứa nhĩm cacbonyl (-C-) do nguyên tử © trong -C- rút điện — lam O
cho C nay mang một phần điện tích dương vì thế tác nhân bazở như alcol (ROH) alcolat (RO ) cĩ thể tấn cơng vào,
IH.1 Phương Pháp Alcol Phân :
I3ưa trên sự phân hủy estcr cũ hỏi tấc nhân alcol, alcolat hình thành nên cster mới làm thay đổi gốc alkyl trong phân tử ester
Trang 35Ludn văn tốt nghiệp —— Trang 28 Phương pháp này dùng để điểu chế ester của các acid kém hến khi sử đụng các phương pháp khác
Phương pháp này ít được sử dụng
111.2 Téng H¢p Ester ‘Ti Halogenua Alkyl (RX) Va Mudi Cia Acid
Cachoxylic (RCOOM e):
Phương trinh phan ting -
ee tk ¥Y = S26) +McX
) Với X : halogcn
Mc : K, Na, Ag,
+ Néu ding mudi bac (RCOOAg) và alkyl lodua (RI) phan ting xdy ra dé dàng hơn do cĩ Agl kết tủa nhưng các chất đều đắc Tuy nhiên cĩ thể dùng mudi Na (RCOONa) hay K (RCOOK) ré tiền hơn, tác dụng với các chất dẫn xuât clo (RC] cũng cho kết qủa tốt Phịng thí nghiệm thường dùng RHr thay
cho RI
Phương pháp này dùng để estcr hĩa các acid cĩ nhĩm cacboxylic ở
nguyên ur C bac 3 (RyC-COOH),
C6 thé thay tác nhân alkyl hĩa (RˆX) bằng dialkylsunfat SO,(l)› phản
ng xảy ra tốt hơn
RCOONa + SO,(R )¿—> RCOR“ + NaOSO;Olt
Thường dùng nhất là dđimctylsunfat SO¿(CHì¡); và dictylsunfat SO¿(C;H‹); vì nĩ là nguyên liệu dễ kiếm
Phương pháp này cho hiệu suất cao nhưng trong cơng nghiệp ít dùng do
nguyên liệu đâu (lR“X, RCOOMGc) đắc, chúng được chuyển hĩa qua một loại phản ứng
IH.3 Acyl Hĩa Phenol Hoặc Alcol :
ILðể điều chế cstcr người ta cũng thường dùng phương pháp acy[ hĩa alcol
hoac phenol bang anhidrit acid (R COOCOR ) hoae clorua acid (RCOCH) :
Trang 36Luận văn tối nghiệp —_ Trang 29
ROH+RCOCL H' RCOOR+HCI
—>
ROH + (CO)O HE RCOOR + RCOOH
Với xúc tác Piridin phản ứng giữa clorua acid với phenol tương đối dễ dàng hơn với alcol
Ví dụ : Điều chế aspirin
OH + CH,COCI Q Cy dcaen + Re
“OOH OOH
Để acyl hĩa triệt để các hợp chất chứa vài nhém hydroxy (OLD thì dùng
phương phái này là thuận lợi nhất
Van t6c phan ứng của anhydric acid với alcol hoặc phenol châm hơn nhiều so với clorua acid Cơ chế chung : R:H-t' Q R-C-X Ht s| RX <> REX | RỒI „ R-('-X — -HX 0 Ỗ H OH f! I OR sửlư œ -HẺ _ cs <> = @® <— H
111.4 Ester Héa Trye Ti€p :
Đây là phản ứng tách nước của acid và của alcol cĩ sự hiện diện của
prolon lÍ ° như : acid H;SO¿ đâm đặc, acid HCI, HyPO;¿ đâm đặc hoặc nhựa
cationic Thường dùng H;SO; vì nĩ vừa cung cấp H *, nĩ vừa hút nước (tạo ra sau phản ứng) nhưng với những chất dễ bị oxy hĩa thì khơng dùng
Phản ứng trên là phản ứng thuân nghịch cĩ phương trình phản ứng :
R-C-OH + R-O-H Ht R-C-OR + HOH
Ồ §
Phan ứng xãy ra rất chậm nếu khơng cĩ acid vơ cơ làm xúc tác (vđi nỗng độ tương đối nhỏ(5 > 10% lượng acid cần ding)
+ Vai trị xúc tác của H `,
Trang 37
luận vấn tốt nghiệp Trang 30
Hoạt hố nhĩm cacbonyl của acid > cachocationdiol( R- SOW ) lam tang kha ning phản ứng
- Tạo muối oxoni ROH; của alcol y làm giảm hoạt tinh Nucleophin cua
alcol » tốc đơ phản ứng giảm
Trong cơ chế phần ứng ester hĩa trực tiếp (*) ue > @ +H! Ằœ + ROH RC - OH ==) R-C-OH <>R-C-OH K——== qt ` \ eee eee đo -H OH OH - ROH c :O-H OR HO ye R-C-OH 4 R-C-OH] => R-C-ORT === * R OR OH OH | +HO “OH +H’ O
Vậy phản ứng ester hĩa trực tiếp là phản ứng Sy’
Phân tử HạO tách ra trong phản ứng ester héa trực tiếp từ OH của acid
cachocylic (RCOOR’) và HỶ của alcol('OH), alcol là tác nhân ái nhân và được
chứng mình bằng phương pháp sử dụng alcol cĩ Ư'Ễ I:ster được tạo thành cĩ 0" (RCOO'™R’) va nude tao thanh cĩ Ư'“ (HạO!? )
If l8 |8 If
R-C-OH + R-O-H ——~ R-C-OR + HOH O
* Ảnh hưở * điể kiê à tá hâ hả 7 ở
Từ cơ chế (*) ta nhận thấy muốn tăng hiệu suat phan ứng theo nguyên lý L.cchalier (muốn chuyển dịch cân hằng về hên phải) hoặc tăng nơng đơ của mơi trong hai chất phan ứng (RCOOH hay lOH ), thường chọn chất rẻ tiên, đễ tìm hưn để lấy lượng dư (alcol R.OH)
Hoặc tách sắn phẩm ra khỏi hổn hợp phẩn ứng + Tach ester dể hay hơi
Trang 38Luận văn tốt nghiệp _ Trang 3| + Tách mước bằng dung cụ tách nước và tách bằng cách thêm dung mơi lao hon hdp dang phi
Ngồi ra để tăng hiệu suất phan ting cin dun néng hén hop phan ting và git nhiét d6 dt" cao nhất của chất cĩ trong hổn hợp
+ Tốc độ nhản ứng cịn phụ thuộc vào bản chất, cấu tạo của acid và alcol - Khơi lượng phân tử và độ phân nhánh của acid càng cao thì tốc đơ cster hĩa càng giảm
- Bâc của alcol càng cao phản ứng xãy ra càng khĩ
th) ly ' (I1)
C-C-OH > ‘C-OH > -C-OH
* Phương pháp này được sử dụng với :
+ Các acidcacboxylic cũng như các acid thơm cá nhĩm -COONH ở mạch
nhánh, các acid thơm phản ứng xãy ra khĩ hơn -> cần lượng xúc tác nhiều hơn
+ Các alcol : Phản ứng xãy ra tốt nhất đối với alcol bậc 1, bac Il kém han
mơt ít và khĩ khăn nhất là các alcol bậc IHI - Phương pháp này cho kết qủa rất tốt
KẾT LUẬN :
'Frong các phương pháp tổng hợp ester trên Ta thây phương phát? cster
hĩa trực tiếp được sử dung rộng rải vì các acid cacboxylic( RCOOH ) và alcol
(ROH) là những chất phổ hiến, đễ tìm hơn các chất halogenua acid (RCOX) anhidric acid (RCO),O, céc mudi cia acid cacboxylic (RCOOMe) Vi vay chúng tơi chọn phương pháp ester hĩa trực tiếp để tổng hợp ester trong phan
thực nghiệm
Để tổng hợp được các cstcr parapcn trên cẩn cĩ acid p-OH benzoic (H( -<C)-COOH) và các alcol tưong ứng Nhưng acid này ít phổ biến, khĩ tìm, trong khi dé déng phan 0-OH benzoic là một nguyên liệu phổ biến dùng trong cơng nghiệp dược phẩm, hĩa học, phịng thí nghiệm Để cĩ được đồng phân p- từ đồng phan o- ching ta cin tim hiểu phản ting Kolbe-Smith va phần chuyển
vị của phản ứng đĩ
Trang 39
Luận văn tốt nghiệp ‘Trang 32
Cc PHAN UNG CHUYỂN VỊ
Cĩ nhiều loại phần ứng chuyển vị,
I"hản ứng chuyển vi vanhe-Mecrai, pinacol-pinacolon, Holfmam
- Phản ứng chuyển vị từ vị trí ! sang vị trí 2 (chuyển vị 1.2) trong phân tử
hựp chât thuộc day no: Vi tri chuyển đi là ở nguyên tứ cachon vị trí chuyện đến cĩ thể là C', Ĩạ, Nà
- Chuyển vị l„ 3 trong các hơn chất chưa no
Chuyển vị từ nhĩm thế vào vịng thơm : chuyển vị mơt nhĩm X từ dị
nguyên tử Z vào vị trí orto hoặc para của vịng : Z cĩ thể là oxy hoặc nitd Các phẩn ứng thường gấp là dlaisen (alyl phenyl cte> o-alyl phenol) mudn cd P-
aly! phenol thie hién chuyén vi 2 lin
Lint tao orto,
Lan 2 : chuyển từ orto sang para
Chuyển vị từ nguyên tử halogen, chuyển vị Pisher
Trong phần thực nghiệm chúng tơi thực hiện phản ứng chuyển vị từ orto
sang para Nén chon phan ting kolbe
PHAN UNG KOLBE
1 PHAN UNG TONG HỢP:
Trang 40
Luận văn tất nghiệp Trang 33
Sản phẩm (l) và (2) cĩ cân bằng động Khi thực hiện phắn ứng ở nhiệt
độ cao (180-200”C) được sản phẩm (2) ở nhiệt đơ thâp (I40”C) được sản phẩm
(1)
Với Kali, phản ứng tạo ra sản phẩm (2) đễ hơn đo :
- lon kali cĩ kích thước to =3 gây hiệu ứng khơng gian cần trở nhĩm CĨ vào vị Hí orto 3 hướng tao thành sản phẩm para tăng lên Cơ chế : ONa Se $ ONa 5 5 + & LY + ‘00 5 Đối với ø -naptol cũng xảy ra tương tự : ONa COONa —> ONa ONa 9 COOH I PHAN UNG CHUYEN VỊ
Do phịng thi nghiém khéng c6 dung cu tao 4p sual, lao khi CO, diéu kiện tổng hợp khơng cĩ Khơng thể tổng hợp acid tit phenol, Do dé ching tơi tìm hiểu phản ứng chuyển vị trí o sang vị trí p-OH benzoic HE phan ting chuyển vị dể đàng hơn ta khơng tao muối natri mà khơng tạo muối kali để thực
hiện phan ting (theo Kolbe)