Cơ sở hóa học hữu cơ của nguyên liệu phần 2

Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Chương Tổng hợp dẫn xuất thơm dãy vòng no – alixiclic Các dẫn xuất vòng cạnh chưa tìm ứng dụng cơng nghiệp hương liệu Từ vòng cạnh – xicloankan, ứng dụng sản xuất hương liệu có perfloxiclobutan, với vai trò propellent hiệu Từ dẫn xuất vịng nhỏ, có chất thuộc nhóm xiclopentan có hương thơm dễ chịu Những hương thơm dễ chịu thường cho có mặt nhóm xeton vịng, mối liên kết đơi vịng chất nhóm (các nhóm rượu hay este) 3.1 Các dẫn xuất xiclopentan 3.1.1 Xiclopentanon mang mùi hương hoa nhài Những hợp chất (1, 2) có đặc điểm giống mặt cấu tạo thường có mùi hương hoa nhài với sắc thái (tơng) khác Các xiclopentanon bão hịa (1, 2) với mùi hương có tơng hoa ứng dụng cơng nghiệp hương liệu Q trình tổng hợp 2-ankylxiclopentanon (1, 2) thực theo đường Trong trường hợp thứ xiclopentanon (3) bị ankyl hóa anken (4) theo chế gốc tự Trong phương pháp khác xeton (3) tương tác với andehit (5) theo chế trùng ngưng croton, sản phẩm trung gian 2-ankylidenxiclopentanon tạo thành tách tiếp tục hidro hóa có chọn lọc mối liên kết C = C: 103 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Thành phần tạo mùi thơm số mỹ phầm metyl[2-(3-oxo-2-npentylxiclopentyl)]etanoat (9), hợp chất mang mùi hương hoa nhài Đây hợp chất thiên nhiên tìm thấy trà Quá trình tổng hợp gedion (9) trải qua giai đoạn bao gồm ankyl hóa theo phản ứng Michael dẫn xuất xiclopenten (6) malonat (7) thành este (8) Những phản ứng gồm thủy phân dieste (8), monodecacboxyl hóa este hóa sản phẩm trung gian cho sản phẩm thơm cần thiết (9) Cần phải ghi nhận tinh dầu hoa nhài có chứa lượng khơng lớn metyljasmonat (10) 3.1.2 Xiclopenten với mùi thơm đàn hương (bạch đàn) Một số hợp chất thơm (3-6) có thành phần cấu tạo giống với nhân 1,1,2trimetyl-xiclopenten-2 mang mùi thơm bạch đàn mạnh, mức độ xác định cấu trúc mạch nhánh ankanol C-5 Chúng sử dụng với vai trò chất tạo mùi thơm cho xà phòng, chất mỹ phẩm tẩy rửa, sản phẩm khác Các hợp chất (3-6) tổng hợp phương pháp ngưng tụ aldol-croton sở andehit vòng (campholen) (1) với propanal, n-butanal hay 2-butanon: 104 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Trong số dẫn xuất xiclopenten, este (10) 2-axetoxymetyl-1-metyl-3-(propen1-yl-2)xiclopenten-1đã có ứng dụng thực tế làm hương liệu Nó đem đến cho loạt hỗn hợp hương liệu mỹ phẩm mùi thơm hoa với tông hương thơm họ rẻ quạt Dẫn xuất tổng hợp qua giai đoạn từ dehidrolinalool (7), chất nung nóng đến 1900C chuyển hóa thành 2-metilenxiclopentan-1-ol (8) Rượu (8) sau đồng phân hóa tác dụng nhiệt với có mặt (NH4)2 MoO4 thành 2hidroxymetylxiclopenten-1 (9) Axetyl hóa (9) axít axetic thu este thơm (10): 105 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com 3.1.3 Xiclopentenon với hương thơm hoa nhài Jasmon Khi đưa vào nhân xiclopentenon liên kết đôi, tức chuyển từ dẫn xuất xiclopentanon (xem phần 3.11) sang xiclopentenon đem đến mùi hương nhài đặc trưng cho chất đại diện đó, ví dụ, cho hợp chất tổng hợp (1, 2) Điều cho phép mở rộng giới hạn sử dụng hợp chất thơm, không chất thành phần hỗn hợp hương liệu cho mỹ phẩm trang điểm, mà sử dụng sản phẩm mỹ phẩm, chất tạo mùi cho xà phịng, hóa chất tẩy rửa tổng hợp sản phẩm hóa học gia dụng Đưa thêm liên kết bội C=C - lần vào nhóm (nhưng với đồng phân cis-) làm tăng thêm hương hoa nhài góp phần tăng đáng kể giá trị hương liệu Do vậy, hợp chất có tên gọi cis-jasmon (3) ứng dụng để sản xuất loại nước hoa đắt tiền (sản phẩm tổng hợp trans-isomer có hương thơm yếu) cis-Jasmon tách từ tinh dầu hoa nhài Một số lượng không lớn có tinh dầu cam cis-Jasmon thường thường thay chất tổng hợp rẻ tiền dihidrojasmon (1, 2), nhiên chúng khơng có hương thơm tinh túy hoa nhài tự nhiên “Dihidrojasmon” (2-hexyl-2-xiclopenten-2-ol-1, (1)) tổng hợp q trình đóng vịng γ-undecalacton (4) nung nóng axít photphoric Xeton (1) tổng hợp phương pháp trùng ngưng đóng vịng axít chưa bão hịa (5): 106 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Dihidrojasmon người ta tổng hợp từ undecan-2, 5-dion (6) q trình đóng vòng nội phân tử dạng aldol-croton với xúc tác dung dịch kiềm: Dixeton (6) tổng hợp phản ứng cộng hợp heptanal (9) với nhóm vinyl xeton (11) Để phản ứng xảy theo chế Michael khơng phải aldol hóa cần tiến hành phản ứng với có mặt muối thiazolium (7) Các muối tác dụng trimetylamin chuyển hóa thành hệ liên hợp (8), kết nối với nhóm cacbonyl heptanal (9) bảo vệ nhóm andehit Việc chuyển hóa nhóm chức andehit cho phép dẫn xuất (10) vừa tạo kết nối với (11) theo Michael cho sản phẩm trung gian carbanion (12) - tiền chất trực tiếp dixeton (6) cis-Jasmon (3) tổng hợp điều kiện có chất xúc tác chuyển pha bị ankyl hóa metylxiclopenten-2-on-1 nhờ vào 1-cloro-cis-penten-2 107 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com 3.2 Tổng hợp dẫn xuất xiclohexan 3.2.1 Các dẫn xuất ankyl xiclohexan Dẫn xuất xiclohexanol Mentol Tinh dầu bạc hà Một số dẫn xuất ankyl xiclohexan ứng dụng làm hương liệu thành phần tạo hương thơm mỹ phẩm Cụ thể như, theminol (5) victol (6) hương liệu tổng hợp sử dụng xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp, làm hương liệu nước hoa nhờ mùi xạ hương chúng với tông mùi bạch đàn rẻ quạt Cả hai xiclohexylankanol (5, 6) tổng hợp từ citral (1) phản ứng trùng ngưng croton với metyletyl- metylisobutylxeton (2) tương ứng Dẫn xuất enon trung gian (3) sau đóng vịng có mặt axít photphoric ankylionon (4) vừa tạo thành bị hidro hóa hồn tồn Me Me O CHO + Me C CH2R (2) OH , R Me Me (1) citral Me Me H+ O (3) Me Me H2/Ni Me Me (4) ankylionon R Me O Me (5, 6) R OH ( ) R = Me, theminol (mù i xạ hửơng vớ i tông mù i bạ ch đàn) ( ) R = 2-Pr, victol (mù i gỗ-xạ hửơng vớ i tông mù i rẻ quạ t) Arnilate (10) thành phần hương liệu – với mùi hương đặc trưng họ kim Dẫn xuất axetat hidroxymetylxiclohexan điều chế theo phản ứng đóng vịng [4 + 2] 2-metylpropenal (7) với hexan-2,4-dien (8) Fomylxiclohexen (9) vừa tạo thành bị hidro hóa xúc tác niken, sản phẩm trung gian hidroxymetylhexan bị axetyl hóa anhiđrit axetic: 108 Sách khơng bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Cuối cùng, dẫn xuất fomyl ankenylxiclohexan (13), với mùi hương hoa, tổng hợp sở mircen (11) qua trình hidro hóa có chọn lọc mircenal (12) (xem phần 3.2.3.4) Các dẫn xuất xiclohexenol tạo thành nhóm hợp chất thơm có ứng dụng quan trọng thực tiễn Một hợp chất tạo mùi thơm quan trọng cho mỹ phẩm dược phẩm mentol (14) Nó sử dụng rộng rãi loại hóa mỹ phẩm để chăm sóc vịm miệng (trong thuốc đánh răng, rượu thuốc, nước súc miệng, kẹo cao su…) đem lại thở thơm tho với mùi hương bạc hà dễ chịu, giảm mùi khó chịu Hợp chất bổ sung thêm cho crem thuốc mỡ dùng sau cạo râu, mentol làm giảm tính nhậy cảm đầu dây thần kinh Nó cịn sử dụng để tạo mùi thơm cho thuốc thực phẩm khác Trong y học, mentol biết đến chất giảm đau da diệt khuẩn (khi bị bệnh viêm đường hơ hấp trên) Bên cạnh đó, cịn sử dụng thành phần chống co thắt bị đau co thắt ngực dược phẩm validon hỗn hợp 25% mentol với 75% este axít isovaleric rượu metanol Một điều thú vị việc sức thơm phòng thi mentol, có giúp thí sinh huy động tốt khả trí tuệ có ảnh hưởng tới mức độ điểm số sinh viên Bản thân methol 2-hidroxy-1-isopropyl-4-metyl-xiclohexan, tất nhóm nằm vị trí equatorial Chính dẫn xuất có hương thơm bạc hà tinh khiết đem lại tác dụng mát lạnh so với đồng phân hình học khác Bên cạnh đó, xác định (-)-enantiomer đặc tính thể mức độ lớn Những nghiên cứu tương tự, cho thấy đồng phân đối quang có khác biệt khơng đặc tính quay mặt phẳng phân cực ánh sáng 109 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com (-)-Mentol tự nhiên tách với quy mô công nghiệp từ khô bạc hà (một loại rau thơm) (Mentha piperita) phương pháp chưng cất nước (hiệu suất khoảng 2%) Khi làm lạnh đến -50C, mentol chuyển thành tinh thể tách ly tâm Trong tinh dầu này, mentol tồn dạng tự do, dạng liên kết (chủ yếu dẫn xuất este) Vì để nâng cao hàm lượng mentol tiến hành trình thủy phân môi trường kiềm/rượu tinh dầu Sau tiến hành chưng cất loại rượu, thêm nước tiến hành chiết lấy mentol ête Sau làm bay dung môi dịch chiết làm khơ, phần cịn lại xử lý với axít boric để tạo liên kết với mentol dạng borat không bay hơi, tất sản phẩm phụ dễ bay (tới 30% khối lượng tinh dầu) loại bỏ chưng cất áp suất thấp Hình 3.1 Sơ đồ phân lập mentol Trong công nghiệp tổng hợp hữu tinh vi, mentol điều chế từ dạng nguyên liệu khác Một phương pháp tổng hợp mentol dạng raxemat, dựa sở cho q trình gồm giai đoạn: ankyl hóa meta-cresole (16) 2cloropropan theo chế electrophin có mặt axít Lewis Nhóm isopropyl, bản, thay nguyên tử hidro vị trí opto- hiệu ứng khơng gian Isomer sau bị hidro hóa áp suất cao, nhiệt độ cao, xúc tác niken cho hỗn hợp diastereomer mentol Bằng phản ứng ête hóa mentol ta thu chất tạo hương thơm khác - mentylaxetat (15): 110 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Hương thơm bạc hà mentylaxetat thu hút ý nhà nghiên cứu tổng hợp hương liệu cho mỹ phẩm thực phẩm Hợp chất có chứa tinh dầu bạc hà Trong phương pháp khác tổng hợp mentol có sử dụng trình chuyển hóa hợp chất tự nhiên (+)-citronellal (18) (-)-piperiton (20) Thứ nhất, tiến hành đóng vòng (18) thành isopulegol (19), piperiton (20) bị hidro hóa với xúc tác Ni thành hỗn hợp diastrereomer mentol (14) Sau đó, từ hỗn hợp này, mentol (14) tách phương pháp phân tách quang học Isopulegol (19) tự thân có giá trị thành phần đem lại cho thực phẩm mỹ phẩm mùi hương bạc hà Piperiton (20) tách từ tinh dầu bạch đàn dạng (-)-enanthiomer Quá trình sản xuất mentol xuất phát từ hợp chất thiên nhiên (+)-3-caren (3,7,7trimetylbixiclo[4.1.0]hepten-2, (21)) nghiên cứu kỹ 3-Caren tách từ tinh dầu thông loại kim Dưới tác dụng axít hay TiO2 3-caren (21) đồng phân hóa thành 2-caren (22), sau nung nóng bị mở vịng tạo thành xiclohexen (23): 111 Sách khơng bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Dưới tác dụng xúc tác axít, q trình đồng phân hóa tiếp tục tạo thành dẫn xuất dien liên hợp (24) Hợp chất (24) hidro hóa thành monoen (25) chuyển hóa tiếp thành oxiran (26) tác dụng peroxy axít Phân hủy vịng oxiran tác dụng axít tạo thành (27), khử hợp chất có mentol (14) Dễ dàng tách hỗn hợp raxemat mentol dạng (±) mentylbenzoat, sử dụng (+)- hay (–)- metylbenzoat Vào đầu năm 1990, công nghiệp sử dụng phương pháp tổng hợp bất đối xứng (sử dụng xúc tác) điều chế thành công (–)-mentol (14) sở chuyển hóa mircena (11) tác dụng dietylamin (28) thành geranylamin (29), tiếp xảy trình đồng phân hóa bất đối xứng thành đồng phân (R) (32) Q trình đồng phân hóa – chuyển vị 1,3-prototrop kiểm soát bới chất xúc tác (S)-BINAP – phức chất rhodi (30) [2.2’-Bis(diphenylphotphino)-1,1’-binaphthyl]bis-(hidrofuran)rhodi (30) chuyển tính chất chiral (bất đối xứng) cho nguyên tử nitơ thông qua kim loại chuyển tiếp phức chất trung gian (31) Đã chứng minh rằng, gốc phenyl thúc đẩy tính bất đối trung tâm phối trí Enamin bất đối (32) tổng hợp dạng đồng phân quang học có độ tinh khiết cao Khi thủy phân, chuyển thành R-citronellal (18) tinh khiết Hợp chất (18) lại bị đóng vịng và, xúc tác axít Lewis chuyển hóa thành sản phẩm (33), dẫn xuất vừa tạo thành bị hidro hóa xúc tác niken cho sản phẩm (-) - mentol (14) Tổng sản lượng (-)mentol tồn giới vào khoảng nghìn năm 112 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Dẫn xuất khơng có nhóm indoflor (3) có mùi hoa nhài, đưa hai nhóm metyl thay đổi mùi hương sản phẩm magnolan (4) – gợi đến mùi hương hoa mộc lan thiên trúc quỳ Cả hai hợp chất thơm bổ sung vào xà phòng loại mỹ phẩm trang điểm khác Một loạt pirazin (5-9) thể rõ đặc tính tạo mùi thơm có hương vị Etylpirazin (5) cho thêm vào thuốc để tạo mùi thơm mạnh 2-Metoxy-3metylpirazin (6) tạo mùi vị đậu phộng, hạt cà phê cacao rang Khi phát triển từ từ mạch ankyl, mùi thơm thay đổi sau: Dẫn xuất 2-metoxy- 3-(2-propyl)- 3-(2-nbutyl)pirazin (7 8) có mùi thơm hạt đậu xanh, cịn 2-metoxy-3-n-hexylpirazin (9) đem lại mùi vị hạt tiêu 2,3,5-trimetyl-6-etylpirazin (10) bổ sung vào chocolat để tăng mùi hương cacao : Khi tiến hành annel hóa vịng pirazin pyrrole tạo thành hệ pyrrolo[1,2-a]pirazin, dẫn xuất 8-metyl (11) thành phần tạo hương thơm quan trọng mùi thịt quay Chất tạo mùi thơm (10) thu hai cách Tại bước (như hai cách) tiến hành ngưng tụ butadion-2,3 (dimetylglyoxal, 12) với diaminoankan (13) Khi đó, phụ thuộc vào cấu tạo diamin ban đầu (13) tạo thành dẫn xuất dạng dihidropirazin (16), tác dụng với kiềm dehidro hóa thành pirazin (14 17) Trong trường hợp tetrametylpirazin (14) nhóm metyl bị brom hóa theo chế gốc tự N236 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com bromsucxinimit (NBS), cịn nhóm bromometyl hợp chất (15) bị chuyển hóa tác dụng tác nhân Grignard Trong phương pháp tổng hợp khác phụ gia thực phẩm (10), sản phẩm trung gian trimetylpirazin (17) bị etyl hóa vào vị trí khơng có nhóm theo điều kiện phản ứng Friedel-Crafts: Hương liệu tạo mùi vị (7 8) tổng hợp từ 2-metylpirazin (18) theo phản ứng liên tục, clo hóa nhiệt độ cao nhân heteroaren, nucleophil nguyên tử clo (metoxy hóa choloropirazin, 19) gắn nhóm ankyl vào hợp chất (20 21) ankyliodua với có mặt kiềm mạnh (NaNH2): 6.4 Mononucleotit thuộc dãy purin Muối inosinat guanylat vai trị chất tăng mùi thơm Axít inosinic (1) axít guanylic (3) với muối chúng (2, 4) chất tăng mùi (làm hồi phục) làm biến đổi mùi vị thực phẩm (đồ hộp, súp, gia vị …) Những nucleosidmonophotphat thu thủy phân axít ribonucleic mơi trường kiềm (ví dụ, axít guanylic thu với số lượng lớn từ vảy cá) 237 Sách khơng bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Axít inosinic (inosin-5’-monophotphoric) thu từ lên men glucozơ Axít guanylic (3) muối guanylat (4) thu từ xanthin (5), clo hóa thành dicloropurin (6) Sau thực tương tác purin (6) với axylhalogenose (7) (ribose, nhóm hidroxyl glycoside nguyên tử halogen, cịn nhóm OH cịn lại bảo vệ nhóm benzoyl) Trong sản phẩm nucleoside (8) tạo thành trình trùng ngưng, tiến hành nucleophil nguyên tử clo nhóm amin (tác dụng với dung dịch amoni rượu), nhóm amoni vị trí C-6 chuyển thành nhóm hidroxyl thơng qua tạo muối diazonium Sau photphor hóa axít polyphotphoric (PPA) thực giải phóng nhóm benzoyl mảnh ribose Tương tự ribosyl hóa bazơ guanin với nhóm NH, NH2, OH bảo vệ bis-(trimetylcilyl)amin: 238 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Xanthin (5) thu phương pháp tổng hợp Theo phương pháp, hợp chất tổng hợp qua axít uric (10) Trong trường hợp này, trước tiên, tiến hành trùng ngưng nhiệt hai phân tử ure với axetal (9) Khi tạo thành axít uric (10) Khi nung nóng hợp chất (hay dạng triaxetat) với fomandehit xảy q trình khử mở vịng đóng vịng kèm theo tách loại CO2 NH3 Kết qua sản phẩm trung gian (11) tạo thành xanthin (5) với hiệu suất cao: Trong phương pháp công nghiệp khác (nhiều giai đoạn hơn), phương pháp tổng hợp axít uric (10) xanthin (5) từ cacbamit axít malonic – 2-xyanaxetat (12) Phản ứng trùng ngưng chúng đun sôi có mặt natri etylat Phản ứng xảy thơng qua sản phẩm trung gian nitril (13) với tạo thành muối 4-aminouracil (14) Sau đó, muối bị nitro hóa 0÷2оС dung dịch axít axetic hỗn hợp đươc kiềm hóa Muối nitrouracil thu (15) bị khử thành diamin (16) nung nóng với natri hidrosulfua Diamin (16) bị đóng vịng thành xanthin (5) trùng ngưng với axít fomic Nếu diamin nóng chảy với ure (1600C), sau đó, hỗn hợp hịa tan kiềm, lọc kết tủa kết tủa thu phản ứng với HCl NH4Cl thu muối amoni axít uric Muối xử lý với H2SO4 thu axít uric tự do: 239 Sách khơng bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Sau axít uric sử dụng để tổng hợp xanthin đề cập 6.5 Dẫn xuất đại dị vòng Đại dị vòng với mùi xạ hương Tinh dầu đương quy (bạch chỉ) Một loạt hợp chất, có cấu tạo dựa đại dị vòng chứa oxy (thường từ 13 đến 17 nguyên tử cacbon), có mùi xạ hương Phần lớn số chúng có cấu trúc este vịng – macrolacton, gọi macrolide Theo danh pháp IUPAC, lacton gọi tên sau, tên mạch cacbon từ axít gốc thêm phần vĩ tố “olide” Phần tiền tố số, ký hiệu vị trí nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử oxy để đóng vịng lacton, ngun tử cacbon thuộc nhóm cacboxyl Như vậy, macrolacton (1) có danh pháp 15-pentadecanolide, cịn macrolide (2) – 16-haxadecen-7-olide 240 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Dẫn xuất đại dị vịng thơm (1, 2) ngồi mùi thơm xạ hương q giá, cịn có tơng mùi long diên hương, mang tính chất đồng vận – tăng cường mùi thơm cho chất thơm khác hỗn hợp hương liệu mỹ phẩm Ambrettolide (2) hợp chất có giá trị lớn, sử dụng chủ yếu để sản xuất nước hoa Các dẫn xuất exaltolide (1) ambrettolide (2) có nguồn gốc thực vật Macrolide (1) thành phần nhiều tinh dầu, tách từ rễ hạt đương quy (bạch chỉ, Angelica officnalis) Hàm lượng tinh dầu khơng lớn – 1-2,5% lại đem đến cho tinh dầu mùi xạ hương Tinh dầu có giá thành cao Trong hương trị liệu, hữu ích để điều trị bệnh cảm cúm, ho hen xuyễn Ambrettolide (2) có chứa tinh dầu tách từ hạt Hibiscus abelmoschus Một phương pháp tổng hợp macrolacton trình trùng ngưng đóng vịng este (3) thành axyloin (4) tiếp tục khử hợp chất thu macroxeton (5) (xem phần 3.3) Macroxeton thu chuyển hóa tiếp thành sản phẩm macrolide mong muốn Như vậy, oxy hóa chuyển vị theo Baeyer-Villiger, macroxeton (5, n=11) tác dụng peroxy axít (axít Caro, 6) oxy hóa thành exaltolide (1): Trong phương pháp khác, việc hình thành vịng macrxeton macrolide trình trải qua nhiều giai đoạn Ví dụ, xeton (7) chuyển hóa thành exaltolide sơ đồ sau: Tại giai đoạn thứ nhất, thực phản ứng kết hợp theo chế gốc tự (khi có mặt bis-tret-butơxít, 8) prop-2-en-1ol (rượu allylic) với vị trí α- xeton (7) Tại giai đoạn 241 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com thứ hai, xảy q trình đóng vịng với xúc tác axít thành vịng xetonol (9) bixiclo (10) Sau đó, tác dụng axít HNO2 hợp chất bixiclo bị oxy hóa hợp vịng vị trí liên kết đơi Kết bixiclo chuyển thành macrolacton (11), nguyên tử cacbon vị trí 12 bị oxim hóa Tại giai đoạn cuối cùng, hydrazinhidrat môi trường kiềm khử nhóm oxim thành nhóm OH Dẫn xuất dihidropiran (10) bị oxy hóa tác dụng H2O2 thành hidroperoxit (12), hợp chất sau tác dụng nhiệt, đun xylen thành exaltolide (1): Để tổng hợp macrolacton dạng (1) sử dụng dẫn xuất ω-brom-, (14) ω-hidroxy, (13) ω-alcoxycacbonyl-, (15) axít béo: O (CH2)5 (13) OH (CH2)6 (CH2)6 O COOH H+, -H2O (CH2)11 (1) exaltolide COOH (CH2)5 CH2 (15) O COMe NaOH, -HBr (CH2)5 Br (CH2)6 COOH (14) , H+ -MeCOOH Điều kiện để thực phản ứng đóng vịng tồn cấu hình linh động, (có thể gấp lại được), trung tâm phản ứng tiến gần lại với Dễ dàng nhận thấy, trường hợp cấu hình mạch thẳng tạo thành sản phẩm dạng oligomer Trong trường hợp nồng độ dẫn xuất axít béo thấp, tính chọn lọc của phản ứng theo q trình đóng vịng nội phân tử tăng lên đáng kể, xác suất va chạm phân tử Nhưng cơng nghiệp, sử dụng phương pháp pha lỗng khơng có hiệu kinh tế người ta giải vấn đề nhờ phương pháp thioeste hóa axít béo (13) dipyridyldisulfua (16) Phương pháp cho phép tăng cường q trình lacton hóa nhờ hoạt hóa khơng nhóm cacbonyl mà cịn nhóm hidroxyl phân tử thioeste (17) 242 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Nhờ định hướng nhóm hidroxyl vào nguyên tử nitơ thioeste (17) xảy trình chuyển điện tử thu hẹp khoảng cách hai trung tâm phản ứng tạo thành sản phẩm trung gian zwitter-ion (18) Phản ứng đun hồi lưu xylen với hiệu suất tạo thành macrolacton (1) tới 50% Axít ω-hidroxypentadecanic (13) este (15) tổng hợp từ dodecan-1,12diol (19) theo sơ đồ sau: Diol (19) kết hợp với phân tử este (20) theo chế gốc tự Trong este 4,15dihidroxypentadecanat (21) vừa thu được, cần loại bỏ nhóm OH vị trí C-4 Điều thực sau Trước tiên este (21) đóng vịng γ-butyrolacton (22), sau tiến hành bảo vệ nhóm hidroxyl cuối mạch, cịn phần lacton bị khử mở vòng xúc tác Raney nickel Kết nhóm OH vị trí C-4 bị loại bỏ tạo thành dẫn xuất Oaxyl (15) Axít (13) tạo thành từ este (15) phương pháp thủy phân Một phương pháp điển hình tổng hợp axít (13) (15) dựa sở phản ứng brom hóa axít undecanoic (23), thực tác dụng ánh sáng UV Điều dẫn đến việc tạo thành hỗn hợp dẫn xuất brom Nhưng có mặt xúc tác Al2O3 tạo thành phức với nhóm cacboxyl định hướng bề mặt ơxít (nhờ hấp phụ hóa học), cịn gốc aliphatic – hướng ngoài, đảm bảo tăng đáng kể độ chọn lọc tạo dẫn xuất ω-brom 243 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Axít ω-bromundecanoic (24) thu bị O-axyl hóa dạng muối natri (25) tham gia vào phản ứng trùng ngưng điện hóa với muối monoester axít adipinoic (26) Khi điện phân hỗn hợp muối dung dịch rượu anode tạo thành gốc tự do, gốc bị decacboxyl hóa thành gốc ankyl tự tham gia vào trình kết hợp C-C tạo thành este (27): Quá trình thủy phân dieste thu axít (15) (13) Axít ωbrompentadecanoic (14) tổng hợp phương pháp tương tự brom hóa axít pentadecanoic theo chế gốc tự (28): Một lượng axít undecanoic (23) pentadecanoic (28) tổng hợp phương pháp oxy hóa cắt mạch parafin (29) khơng khí với có mặt hợp chất Mangan vai trò chất khơi mào xúc tác Q trình oxy hóa xảy kèm theo phá vỡ liên kết C-C, tạo thành axít béo (30) với mạch cacbon ngắn chưng cất thu axít (23) (28): Trong mối liên quan đến phát triển phương pháp có chọn lọc dehidro hóa xúc tác nhiệt dẫn xuất parafin có mạch cacbon lớn (31) tới olephin (32) sử dụng phương pháp hidrocacboxyl hóa cắt mạch -olephin thành axít béo (23, 28) Xúc tác trình cacbonyl kim loại (150oC, 5-10 atm, 0,49 – 0,98 MPa): 244 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Việc sử dụng chất xúc tác biến tính, dạng tris(triphenylphotphin)-cacbonylrhodi hydrua, cho phép tăng tính chọn lọc hạ nhiệt độ trình Giả sử rằng, anken kết hợp với kim loại, sau monơxít gắn vào liên kết ankyl-kim loại thành phức axylkim loại Khi hidroxyl hóa nhóm –(CO)-Ph, nhóm oxo chuyển hóa thành nhóm cacboxyl phá vỡ liên kết với kim loại, bão hòa hidro lại liên kết với phân tử anken Xúc tác rhodi có tính chọn lọc (cho sản phẩm axít mạch thẳng), có giá thành cao Trong cơng nghiệp có sử dụng xúc tác coban, rẻ tạo thành hỗn hợp axít mạch thẳng mạch nhánh Dãy dẫn xuất macrolide có nguồn gốc tổng hợp dường có mùi xạ hương bền lâu, cho phép sử dụng chúng vai trò hương liệu quan trọng Cụ thể, vòng lacton 25 cạnh (33) vòng lacton 17 cạnh (34, 35) chất tạo mùi thơm cho xà phòng, mỹ phẩm (cả ba chất), thực phẩm (chỉ hợp chất 34) Để sản xuất nước hoa eau de cologne sử dụng macrolide (33 34) Tất macrolide tổng hợp theo công nghệ Tại bước đầu tiên, tiến hành trùng ngưng 1, ω-ankandiol (36) dạng dẫn xuất O-natri với axít ω-bromaliphatic mạch 245 Sách khơng bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com thẳng (37) Monoeste (38) dễ dàng polimer hóa thành polyeste (39), sau tác dụng nhiệt depolimer hóa đóng vịng tạo thành sản phẩm thơm cuối heteromacrolide (3335) Đại dị vòng dieste macrolide dạng (40, 41) có mùi thơm xạ hương tìm thấy ứng dụng dạng chất tạo mùi thơm xà phòng, mỹ phẩm trang điểm thành phần hương liệu khác Ngồi ra, este (41) cịn ứng dụng làm chất định hương Trong tổng hợp dị vòng macrolide, vai trò chất ban đầu có sử dụng axít béo dicacbonoic (42) – axít sebacic (n=8) 1,10-decandinoic (10) Các axít nung nóng với etilenglycol, trước tiên chuyển thành monoeste (43), sau tự ngưng tụ thành dạng polyeste mạch thẳng (44) Khi tăng nhiệt độ, polyeste chịu tác động nhiệt depolymer hóa tồn dạng đại dị vịng dieste bền (40, 41) : Trong phần cuối, có xem xét thêm hai hợp chất đại dị vòng, đã, có vai trị quan trọng đời sống nhiều người dân Đó thành phần tạo mùi thơm trầm hương tinh dầu trầm hương – incessol (45) dạng O-axetat (46), thuộc nhóm bixiclo[10.2.1]oxapentadecadien : 246 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com Cơng mà nói, mùi hương trầm hợp chất thứ ba đem lại – xiclotetradecadienol (47) Ngồi ra, tinh dầu trầm hương, có mùi thơm balsam với tông mùi hương chanh, chứa tới 60% monotecpen tới 10% dẫn xuất chứa oxy chúng Một số tinh dầu làm giàu octanol (tới 60%) dạng axetat Trầm hương (hay olibanum) - nhựa Boswelli sacra F., chiết dung dịch rượu, dịch chiết làm bay dung môi, thu absolute hương trầm (hiệu suất 10%) bổ sung vào nước hoa Nước hoa bổ sung hương trầm có tơng mùi «Phương Đơng» Trong hương trị liệu có sử dụng tinh dầu trầm hương trường hợp bị viêm khớp, cảm lạnh, để chăm sóc da ngăn hói đầu Hàng năm, sản lượng trầm hương đạt 2-3 nghìn Nó sản xuất chủ yếu Ethiopia, Eritrea, Yemen, Ấn Độ Phần tốt sử dụng việc xông hương nơi thờ tự, tín ngưỡng nhiều tơn giáo khác Cơng dụng sử dụng từ 5000 năm trước 247 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Хейфиц Л.А., Дашунин В.М Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии М.: Химия, 1994 256 с Братус И.Н Химия душистых веществ, М : Агропромиздат, 1992 240с Шулов Л.М., Хейфиц Л.А Душистые вещества и полупродукты парфюмернокосметического производства М.: Агропромиздат, 1990 208с Риммель Э Энциклопедия парфюмерии М.: Пищевая промышленность, 1998 Войткевич С.А 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии М.: Пищевая промышленность 1994 Войткевич С.А Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии М.: Пищевая промышленность, 2001 284с Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А Промышленная органическая химия М: Мир, 1977 702 с Евстигнеева Р.П Тонкий органический синтез М.: Химия, 1991 184 с Общая органическая химия В 12 т.: Пер с англ./ Под ред Н.И.Кочеткова и др М.: Химия,1981-1988 10 Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П Органическая химия М.: МГУ, 1999 Ч 560 с.; Ч 624 с.; М.: БИНОМ Лаборатория знаний, 2004 Ч.3 544 с.; Ч.4 726 с 11 Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т Органическая химия/Под ред М.Д Стадничука Санкт-Петербург: Иван Фёдоров, 2003 624 с 12 Шабаров Ю.С Органическая химия М.: Химия, 2000 848 с 13 Березин Б.Д., Березин Д.Б Курс современной органической химии М.: Высшая школа, 2001 758 с 248 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com 14 Ласло П Логика органического синтеза М.: Мир, 1998 Т.1 229 с.; Т.2 200 с 15 Смит В., Бочков А., Кейпл Р Органический синтез Наука и искусство М.: Мир, 2001 573 с 16 Быков Г.В История органической химии М.: Наука, 1978 379 с 17 Пожарский А.Ф., Солдатенков А.Т Молекулы-перстни М.: Химия, 1993 257 с 18 Роzharskii A.F., Soldatenkov A.T., Katritzky A.R Heterocycles in Life and Society An introduction to heterocyclic chemistry and biochemistry and the role of heterocycles in science, technology, medicine and agriculture Chichester New York: J.Wiley, 2011 301 p (2-nd Ed.) 19 Солдатенков А.Т., Колядина Н.М., Шендрик И.В Основы органической химии лекарственных веществ М.: Химия, 2001, 192 с (1-е издание); М.: Мир, 2003 192 с (2-е издание, исправленное и дополненное) 20 Солдатенков А.Т., Колядина Н.М., Шендрик И.В Средства защиты, лечения и регуляции роста животных и растений Основы органической химии М.: Химия, 2004 264 с 21 Джилкрист Т Химия гетероциклических соединений М.: Мир, 1996 464 с 22 Иванский В.И Химия гетероциклических соединений М.: Высшая школа, 1978 559 с 23 Лазурьевский Г.В., Терентьева И.В., Шамшурин А.А Практические работы по химии природных соединений М.: Высшая школа, 1966 336 с 24 Кретович В.Л Биохимия растений М.:Высшая школа 1980 445с 25 Семёнов А.А Очерк химии природных соединений Новосибирск : Наука Сибирская изд Фирма РАН, 2000 664 с 249 Sách không bán – liên hệ tuananhchem@gmail.com 26 Лебедев Н.Н Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза М.: Химия, 1988 592 с 27 Нифантьев Э.Е., Парамонова Н.Г Основы прикладной химии М.: Владос, 2002 144 с 28 Авраменко Г.В., Войткевич С.А., Гулый С.Е., Ким В.Е., Коральник С.И., Пучкова Т.Б./под ред Т.В.Пучковой и А.А.Родюнина/ Толковый словарь по косметике и парфюмерии Том Сырье и биологически активные добавки ООО ”Фирма Клавель” М.: 2000 264с 29 Войткевич С.А., Хейфич Л.А От древних благовоний до современной парфюмерии и косметики М.: Пищевая промышленность, 1997 30 Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н Пищевые добавки М.: Колос, 2002 256 с 31 Сарафанова Л.А Пищевые добавки : энциклопедия Санкт-Петербург: ГИОРД, 2003 688 с 32 Браун Д.В Ароматерапия М.: ФАИР–ПРЕСС, 2004 272с 33 Артемова А Ароматы и масла исцеляющие и омолаживающие Санк-Петербург: Диля, 2004 160с 34 Ароматы и запахи в культуре / Сост О.Б.Вайнштейн./ М.: Новое литературное обозрение, 2003 Книга 1, 608 с и Книга 2, 664 с 250