Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Tổng hợp một số axit, este từ limonen và thymol

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến CôngB Phổ hồng ngoại của một số chất tổng hợp được.... Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến CôngTONG QUAN L/ GIƠÍ THIỆU VE TERPEN f“ Terpe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

GVHD: Th.S NGUYEN TIẾN CONG

SVTH : PHAM THỊ DAN LINH

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

I Giới thiệu chung VỀ terpenn - ¿5+5 scsczvsvsxrsrsrsrrzsrsrrrreersrre 7

Il Giới thiệu chung về limonen

JOR 0 a re 9 11.2 Một số loại cây chứa ham lượng limonen cao - 10

NI Ö —-————————- 11

(a l(c | -Ẽằ— ———— 12

II.5 Tinh chất hoá học

1 Tác:dụng của nhiệt và xúc es : :ccccecccaeecoreecccococeocecc- 13

Di FiiiR(DNB CÔNG sugtttdttedtdarrcGGrgrtrttrrtrticgartdtgrtoagtrdagi 14

3; Phan ứng epozl hoá HHiGEBseaazeearaggadargttttdtttiirdgtrise 18

4 Phan ứng hydroxi và ankoxibrom hoá limonen 20

6 Phan ứng với cacbontetraclorua ccccscseesessssesscseesseneeseeesseseees 21

TTR hợp reton:tÌÏHYOWNEN seocoosarunnenoaeearooarraaeneaeoeneni 21

SVOer NOs HONE tá sepinasceoxisocierdtoiiaiigGilii382ietcogaiagssgm 22

OD: PUA Ta UPA TRANG HỮI nncrsarcssansnsenarensosanannsnsacnsasnsasangeassasanononasnseans 24

I0LEBRDIE Gìi SNE GRC ca eecieesscsenncasrsnnnnsorasnnsassasstocmnaasiotensan 24

11 Phan ứng với anhydrit maleic ccscssscscsesesesesessesssenessesseseese 25 SVTH: Pham Thị Đan Linh |

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Cơng

II.6 Một số chuyển hố sinh học của limonen -. -‹ - 25

II Giới thiệu chung về thymol.

IH.2 Một số loại cây cĩ hàm lượng thymol ở Việt Nam 29

TUES Tiel chất VÊÍÏÍ:zsazosessesrnninnriiroiriritGsrrrrtifiS1426161208viẫ8a0g6535 29

I4 ỦNG ee ee 30

1 Phản ứng hidro WGa ccsesssesssesssessseessscesseessseesessveessnscessneeessneceessees 32 2.iPnniï tne hien NGAiseaareeareereeernroiornororiirrairnarentssseeitodaruggsgs- se32

3 Phăn ag nnkýl NUẾ:zsezrsrseurtrgtcorudarrrarrnaansnrareatrninarie 33

a Cơng anken 2-metyl prope ;acqdaagadểdqtqdaoiaayaaao: 33

bu BBIBOEDOEHRIueaesameeniessnsnseteneassossrasesaosseeesnseeesasasanesenssea 33

6 EHNH Ơng pha TA oe ners en cme es een mannan amis sO 34

8: VOUS -nitrO-2-TOr Sy lal ccaccc.cccaaaoaerooaeeeoeoeoaoaneooeoocee 34

b.VGi axit 4-{(4-metylphenyl)sulfonyl]phenylcarbamic 34

6: VũI gsiYRWIGGIORREUE atqtàtgoifA0Avepriddaseianaeaoaseeoa 35

IV SE GHI CHE EXERT Y nsncasssesiesnesnsononsoananssnnscanscansansasansannooasai 35

EVL1, KHI | eessesrssssessneessosssoooonseaooarnsssooiasauesresaoasssassies 35

1.2 Tổng hợp este etyllimonenaxetat - - -sscsstsverrrssrrrsrei 44

II Từ thymol

II.1 Tổng hợp axit thymoloxyax€tC «-sssx keo 46

tà SVTH: Phạm Thị Đan Linh

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

B) Phổ hồng ngoại của một số chất tổng hợp được ¿+ 5: 48

C) Thăm do hoạt tính điều hoà sinh trưởng của axit limonenaxetic và axit

II Đối với thực vật 2 lá mam (cu thể là hạt đậu xanh) - 49

PHẦN BỐN: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Tổng hợp axit limonenax€tiC 5s s St St sec srxrsrsscez 50

b) Nghiên cứu cấu tạo và tính chất

4 Tổng hợp este etylthymoloXyäX€taL 5c 65 55s sec csvs 55

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

LOI CAM ON!

Luận án tốt nghiệp phản ánh một phần kiến thức mà em tiếp

thu được sau 4 năm học tập Do thời gian hạn chế nên bài viết khôngtránh khỏi thiếu sót Kính mong quý thay cô góp ý, em chân thànhbiết ơn và em sẽ cố gắng trau déi-hoc hỏi nhằm hoàn thiện kiến thức

của mình.

Hoàn thành được luận văn tốt nghiệp, em xin bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc đến các thay, các cô đã truyền dạy cho em trong suốt quá

trình học tập.

Cho em gởi đến thay Nguyễn Tiến Công người đã tận tìnhhướng dẫn, tạo điểu kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn lờibiết ơn chân thành và lời chúc tốt đẹp nhất

Xin cảm ơn công sinh thành, dưỡng dục của Cha Mẹ, xin cảm ơn

anh Hai, chị Tuyển cùng bạn bè đã ủng hộ giúp đỡ cho em về vật chất

cũng như tỉnh thần trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận

văn.

Em xin chân thành cảm ơn

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 4

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

PHAN M

LOI NÓI Đầu

Công nghệ chế biến tinh dầu đã có từ xa xưa và không ngừng

phát triển cùng với sự phát triển của nén văn minh nhân loại Trong

những năm gần đây, nhu cầu về tỉnh dầu của các ngành công nghiệp,

công nghiệp dược phẩm, thực phẩm, hoá mỹ phẩm không ngừng phát triển.

Trên thế giới một số nước ở Đông Au, Balkan, chung quanhĐịa Trung Hải hàng năm sản xuất và sử dụng hàng ngàn tấn tinh dầu

các loại Ở một số nước việc trồng cây tinh dẫu còn được coi là chính

sách kinh tế của chính phủ

Nước ta có vị trí địa lí và địa hình đặc biệt, lãnh thổ nằm trên

bán đảo Đông Dương ven theo bờ biển đông kéo dài từ 6°30" đến 23°22’ vĩ độ bắc và từ 102”30' đến 110° kinh độ đông, nằm trong

vùng nhiệt đới ẩm, có gió mùa lại có cả khí hậu nhiệt đới điển hình

và cận nhiệt đới, nên hệ thực vật phong phú và đa dạng Do đó nguồn

tài nguyên thực vật chứa tinh dầu có tiểm năng rất lớn

Tuy nhiên việc khai thác, sản xuất, chế biến tỉnh dầu ở nước

ta vẫn còn ở tình trạng sản xuất nhỏ, manh mún, tạm bợ và thiếu cách

nhìn toàn điện, tổng hợp ở tầm vĩ mô Đặc biệt là chưa có một ý niệm

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 5

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

đẩy đủ trong việc xây dựng và phát triển vé mô hình hoàn chỉnh của

ngành công nghệ tinh dầu - hương liệu.

Tại sao các nước quanh ta có diện tích trồng cây cũng như san

lượng tinh dầu lớn gấp nhiều lần nước ta? Tại sao tinh dầu và sản

phẩm của tinh dầu của họ không chỉ thoả mãn nhu cầu của nhiều ngành công nghiệp trong nước mà còn đủ xuất khẩu hàng chục ngàn

tấn năm?

Mối quan hệ chặt chẽ giữa khoa học và công nghệ, sản xuất

nông lâm nghiệp và thị trường sẽ là cơ sở vững chắc để xây dựng và

phát triển ngành công nghệ tinh dầu-hương liệu.

Nhờ chính sách đổi mới của Đảng và nhà nước, chúng ta đã

cố gắng phát huy tiểm năng và nội lực sẵn có, hy vọng ngành công

nghiệp tinh dầu và hương liệu sẽ được quan tâm phát triển và có vị trí

xứng đáng trong nền kinh tế của đất nước trong thời kỳ công nghiệp

hoá, hiện đại hoá.

Với mong muốn đóng góp thêm vào việc nghiên cứu chuyển

hoá tinh dầu ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành để tài: “TỔNG HỢP

MỘT SỐ AXIT, ESTE TỪ LIMONEN VÀ THYMOL” Nhiệm vụ

chính của để tài:

e Tổng hợp axit, este từ limonen và thymol.

e Nghiên cứu cấu trúc của sản phẩm tổng hợp được.

e Thăm đò hoạt tính diéu hoa sinh trưởng thực vật của

các axit tổng hợp được đối với thực vật một lá mầm và

thực vật hai lá mầm

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 6

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

TONG QUAN

L/ GIƠÍ THIỆU VE TERPEN f“

Terpen là một trong những loại hợp chất thiên nhiên phổ biến nhất.

Mặc dù các terpen có cấu trúc rất đa dạng song chúng có điểm chung là

đều được tạo thành từ các đơn vị isôpren, vì thế các terpen đều có công

thức chung là (CsHg), Tùy thuộc vào số mắt xích isopren trong phân tử, có

thể có một số loại terpen sau:

Tetraterpen

Politerpenesterpen(cao su)

Tuy nhiên ngừơi ta chưa phát hiện ra terpen có n=7.

Với từng loại terpen trên, người ta lại phân thành các nhóm khác nhau

dựa trên cơ sở khác nhau về cấu trúc hóa học của chúng:

s* Terpen mạch hở.

*,

s Terpen đơn vòng.

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 7

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

s* Terpen đa vòng

Terpen trong tinh dầu chủ yếu nằm trong hai nhóm monoterpen và

sesquiterpen Những terpen này thường bất bão hoà và mang các nhóm

định chức khác nhau Tổng quát, cho đến năm 1993 có khoảng 1000

monoterpen và 3000 sesquiterpen có cơ cấu được xác định

Dưới đây là một số terpen và nguồn gốc thực vật của chúng:!*”!

Myrcen(tỦn nguyệt quế;

c=I72°C) Dầu cây

a-facnesen

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 8

Limonen có công thức phân tử C¡;oH;;, thuộc loại monoterpen đơn

vòng, ứng với công thức cấu tạo:

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

lôi cuốn hơi nước hay bằng phương pháp ép, phương pháp chưng cất lôi

cuốn hơi nước đạt hiệu suất cao hơn Ngoài ra nó còn có trong tỉnh dầu của

một số loại cây khác Dưới đây là một số cây có hàm lượng limonen cao ở

Việt Nam.

Cây bưởi Cây chanh

+Tinh dầu Eucalyptus camaldulensis

+Tinh dầu Eucalyptus camaldulensis

Exserta Hạt sa nhân

@ NAMP WN YS

Hạt sẻn

Hồ tiêuHồng bì

Châm châu

Hoắc hương núi

Kinh giới day

Cây mùi

Nghệ ten đồng

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 10

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

II.4.Ứng dụng:

Hàng năm trên toàn cầu có khoảng 900 triệu tấn thực vật chứa tinh dầu được khai thác Trong đó limonen chiếm một lượng lớn, tính cho đến nay có thể nói số lượng ứng dụng của limonen được xếp vào hàng kỉ lục

thế giới.

Trong hoá học limonen được sử dụng thay thế cho các dung môi hữu

cơ như rượu, etylmetylxeton, axeton, toluen Được dùng thay thế cho

chất làm nguội (CFC) một cách an toàn; Là nguyên liệu trong tổng hợp polimer; Sản phẩm nhiệt phân của limonen khi có mặt lưu huỳnh dùng làm chất ổn định trong dầu bôi trơn cho những thiết bị hoạt động trong

điều kiện chân không; Được dùng trong chế tạo lớp xe.!“'

Trong y học, limonen là nguyên liệu tổng hợp thuốc ho (terpin

hydrat); Khi kết hợp với Lovastatin tạo thành chất làm chậm phát triển

những tế bào ung thư; Limonen còn có tác dụng làm tan sỏi mật“! Ngoài

ra limonen còn có trong thành phan của nhiều thuốc diệt sinh vật phá

hoại, chẳng hạn: '°l

e Thuốc diệt sinh vật phá hoại cây trồng, côn trùng trong gia

đình: chứa 60% limonen; 7% emulsifier DOW 555; 3% IGEPAL CO-630 còn lại là nước.

e Thuốc diệt bọ chét: chứa 45% limonen; 5,4% emulsifier DOW

555; 1,8% IGEPAL CO-630 còn lại là nước

Limonen raxemic có nhiều trong tỉnh dầu thông làm thuốc uống

chữa bệnh phổi, giải độc lân tinh và tiêm sát trùng!""!,

Trong công nghiệp limonen là thành phần chính trong sản xuất chấtlàm sạch, chất lau chùi Sử dung để tay mỡ, dầu nhờn (chiếm 30%); Lau

chùi trong công nghiệp điện tử (chiếm 50-100%); Làm chất làm sạch

[68]

trong công nghiệp in (30-100%)".

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 12

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

Trong công nghiệp sản xuất phấn thơm, nước hoa, hương liệu mỹ

phẩm limonen và các dẫn xuất của nó (perillyl alcol) được đưa vào sử

dụng với một lượng lớn (6)

Một ứng dung quan trong nữa, các dẫn xuất của limonen được biết

đến là các chất diéu hoà sinh trưởng thực vat: Trans —

p-menth-8-en-1-ol-2-di-metyl amino-p-clorobenzylclorides; Trans -

p-menth-8-en-1-ol,2-di-metyl aminobenzylclorides; Trans - p-menth-8-en-1-ol,2-di-p-menth-8-en-1-ol,2-di-metylamino

benzyl clorides-2,4-diclorobenzy! chlorides'*'; 2,4-diclo-benzyldimethy]

* Ở 300°C có Ni là xúc tác ta có phan ứng chuyển 3 phân tử limonen

thành một phân tử p_menthan và hai phân tử p_cymen.

SƯTH: Phạm Thị Dan Linh 13

Tuỳ điều kiện dung môi và xúc tác sử dụng limonen có thể bị bão hoà

1 hay 2 nối đôi, thường nối đôi ngoài vòng dé no hoá hơn.

a Cộng hydro:

Với xúc tác là Cu chỉ có nối đôi ngoài vòng bị bão hoà, còn xúc tác là

Ni gây ra sự hydro hoá hoàn toàn.

regry Carvomenthan Limonen p-menthan

Limonen 1,2,8,9-tetrabrom p-menthan

SVTH: Pham Thj Dan Linh 14

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

c Cộng nước:

s* Limonen cộng hợp nước với sự có mặt axit tạo thành cis _ terpin

(terpinhydrat), chất này là thành phần chính của một loại thuốc ho long

OH

+H;O 2 =1

OH

Limonen terpinhidrat

d Cộng hợp axit clohidric, axit brômhydric:

Tuy theo dung môi sử dụng phản ứng xảy ra khác nhau: trong

cacbondisunfua phản ứng cộng chỉ ở liên kết đôi ngoài vòng; Trong axit

axetic thì phản ứng xảy ra ở cả hai liên kết đôi.

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

Sản phẩm tạo thành là chất kết tinh, trong clorofoc cho màu xanh, do đó

người ta dùng phản ứng này để xác định limonen.

% Từ sản phẩm cộng hợp nitrosyclorua người ta còn chuyển hoá tiếp thành

2-anilino-5-isoprenny|-2-SVTH: Phạm Thị Đan Linh 16

Luận văn tốt nghệp SG VHD: Ths Nguyễn Tiến Công Nguyễn Tiến Công

ttlimonennitrosoclo ]-clo-4-isopropenyl- carvoxim

I-metyl- 12-ma0itaioloeKin

eylimonennitrosoclorit nitrosolimonen carvoxim carvon

% Ngoài ra, từ các sản phẩm cộng khác người ta cũng đã thực hiện được các

day chuyển hoá tiếp theo và tạo ra những chất có nhiều ứng dụng trong

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

terpenylic axit pinol glieol

3 Phản ứng epoxi hoá limonene:l'°!

* Epoxit là một loại hợp chất trung gian cho nhiều chuyển hoá Một số tác

giả đã nghiên cứu phản ứng epoxit hoá limonen và từ limonen oxit đã

nhận được nhiều sản phẩm có ý nghĩa vé mặt hoá học lập thể và ứng

dụng.

* Tuy thuộc tác nhân epoxit hoá và các diéu kiện phản ứng, sự cộng hợp

vào nối đôi trong vòng và ngoài vòng của limonen xảy ra với những tốc

limonen- |-2-oxit limonen- I,2,8,9-dioxit

SƯTH: Phạm Thị Đan Linh 18

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

“+ Epoxit rất dễ tham gia phan ứng mở vòng

1 Dưới tác dung của axit sunfuric loãng ở 0C, limonen 1,2-oxit cho

trans-p-menth-8-en-1,2-diol dưới dạng tinh thể va cis -trans-p-menth-8-en-1,2-diol

Tương tự đối với limonen 8,9 - diol chúng ta thu được

p-menth-l-en-§,9- diol dưới dạng biến thể racemic.

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

4 Phản ứng hydréxi và ankoxibrôm hoá limonen:l'"Ì

* Phản ứng này đã được tiến hành với tác nhân NBS với sự có mặt của

nước hoặc anlcol tuyệt đối, trong điểu kiện này phản ứng đã xảy ra

chọn lọc ở nối đôi trong vòng

OR

Br

NBS/ROH

5 Phản ứng với paraformaldehit:

* Người ta có thể tổng hợp rượu

3-(4-metylxiclohex-3-en-1-yl)but-3-en-1-ol từ limonen và paraformaldehit trong dung môi axit axetic băng!''!

hoặc trong dung môi SnCl,'”! , Tuy nhiên nếu thực hiện trong dung mồi

axit axetic băng thì sẽ tạo ra este trước sau đó thuỷ phân este trong môi

trường kiểm/rượu mới thu được sản phẩm.

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

6 Phản ứng với cacbon tetraclorua:"°l

% Khi có xúc tác peroxit thì CCl, phản ứng với limonen ở liên kết đôi

C=C ngoài vòng theo cơ chế cộng gốc, sau khi tách loại HCI, thuỷ phân dẫn xuất triclorua người ta thu được axit limonenaxetic Theo sơ 46

phản ứng sau:

HCl _ thuỷ thuỷ phân

8

o col, SS CCls Ss COOH

Ngoài ra người ta cũng thấy trong dãy terpen thi peroxit làm xúc tác

cho các phản ứng của CCl, với pinen, nopinen.

7 Tổng hợp xeton từ limonen:!°!

Cho limonen tác dụng với CH,COCI (xúc tác SnCl,) trong dung môi

CH;C]; ở 100°C sau đó xử lí sản phẩm với hỗn hợp muối LiF, LiCO,

trong dung môi dimetylfocmamit(DMF) ở 120°C người ta thu được 3

xeton : (1) (Z)-4-(4-metylxiclohex-3-enyl)pent-3-en-2-on; (2) metyl-5-(prop-1-en-2-yl)xiclohex-2-enyl)etanon va (3) 1-(2-metyl-5- (prop-l-en-2-yl)xiclohex-1-enyl)etanon

1-(2-2S BE

8 Oxy hoá limonen:'TM!

* Oxyhod bằng cromylclorua (CrO;Cl;): theo Henderson thi ở 10°C dung

dịch CrO,Cl, trong CS; khan tương tác với limonen lạnh sẽ cho hợp chất

cộng C;oH;¿2CrO;Cl; Đây là chất rắn màu xám nâu, khi khô và có

nhiệt độ sẽ tách ra HCI Nếu đem xử lý với nước thì chất này phân huỷ

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 2I

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

kèm theo toả nhiệt, sản phẩm thu được là một chất nhựa, một lượng nhỏ

p_toly! propionaldehit (1) và p_tolyl metyl xeton (2).

| (1) CHO | r

% Oxy hoá bằng hỗn hợp axit cromic: Khi cho limonen hoà tan trong axit

axetic băng tác dụng với hỗn hợp axit crômic cho ra hemoterpenylmetyl

xeton (3) và p-menthan-l 2,8 triol (4).

_ SH

0 OH

(3) CHO (4)

% Oxy hoá bởi hydro peroxit: Swod mô tả rằng sự oxy hoá limonen bằng

cách lắc với hydrô peroxit trong axit axetic băng khoảng 14-15 ngày thu

được D-p-menth-8(10)-en-1,2-diol(5) và một lượng nhỏ terpinhydrat,

andehit, axit, ete

OH

(5)

Oxyhod bởi Pb(CH;COO);: Ward Jr đã nghiên cứu sự tương tác giữa

Pb(CH;COO), và limonen trong dung môi benzen hoặc axit axetic va

thấy rằng sự oxi hoá xảy ra theo hai hướng:

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 2

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

9 Phản ứng trang hgp:' Hai phân tử D-limonen ở diéu kiện nhiệt độ, áp

suất, xúc tác thích hợp sẽ trùng hợp với nhau tạo thành

1,6,9-trimetyl-4-(prop-l-en-2-yl)-1,2,3,4,4a,4b,7,8,8a,9,10,10a-dodecahydrophenanthren

SVTH: Phạm Thị Dan Linh 23

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

Hai phân tử D-limonen và L-limonen khi thực hiện phản ứng trùng

hợp sẽ cho ra I-metyl-I-(1-metyl-4-(prop-

l-en-2-yl)xiclohexyl)-4-(prop-l-en-2-yl)xiclohexan

2 O-Oy

10 Phản ng với ancol và phenol:'**'

“ Phan ứng giữa limonen và ancol dùng để tạo các terpinyl alkyl ete.

Phản ứng được xúc tác bởi axit sunfuric Theo một nghiên cứu mới đây

của Watnabe vé phản ứng của limonene và phenol trong dung môi

toluen, sản phẩm thu được là 1,8-bis (hydroxiphenyl)-p-menthan(7) va

8-phenoxy-p-menth-l-en(8)

11.Phản ứng với anhydrit maleic: '*°!

Khi thực hiện phản ứng giữa limonen với anhydrit maleic người ta

thấy xuất hiện hai sản phẩm: SƯTH: Phạm Thị Đan Linh 24

3-(3-metyl-6-(prop-I-en-2-yl)xiclohex-2-Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

enyl)-dihydrofuran-2,5-dion (9)và enyl)succinic acid(10)

2-(3-metyl-6-(prop-1-en-2-yl)xiclohex-2-COOH Oo

(9) b (10) COOH

11.6 Một số chuyển hoá sinh học của limonen:

Không những chỉ được quan tâm về chuyển hoá hoá học, limonen còn

là đối tượng nghiên cứu của nhiều công trình chuyển hoá sinh học Dưới đây là một số chuyển hoá sinh học khác nhau của limonen đã được giáo sư

Shulan Tian, trường đại học Minnesota công bố 190)

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

+ Diy 3:

% Diy 4:

Ngoài ra bằng việc nghiên cứu quá trình trao đổi chất của limonen

trong cơ thể người và động vật (mèo, chuột, chó ) người ta đã dé xuất

một số dẫy chuyển hoá sau:

SƯTH: Phạm Thị Đan Linh 26

Luận văn tốt nghỉ GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Côn,

+ Day 6: I°H

—— ————*> GLUCORONIDE

p-mentha-1,8-dien-10-yl-D-gluco

piranosiduronic axit CH;OH

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

+ Diy 9;!

Người ta đã tổng hợp được hợp chất yl)alyl liti(11) và từ chất này có thể thực hiện các chuyển hoá tiếp theo để

2-(4-metylxiclohex-3-en-1-tạo ra bisabolen(l2) (một sesquiterpen);

9-cacboxy-p-menta-l,8(10)-dien(13) và 9-cacbometoxy-p-menta-1,8(10)-dien(14), Các chất mới tổng

hợp này là các nguyên liệu quí cho ngành công nghiệp hương liệu:

HWUGIỚI THIỆU CHUNG VỀ THYMOL:

HI.1.Cấu tạo:

Thymol là một hợp chất dạng phenol, là thành phần chính trong

tỉnh dầu cây cơm rượu và một số loại cây có tỉnh dầu khác

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

IH.2.Một số loại cây có hàm lượng thymol ở Việt Nam: '°*!

Thymol được tìm thấy trong tinh dầu của một số loại cây, trong đó

tỉnh dầu cây cơm rượu chứa hàm lượng thymol nhiều nhất Dưới đây là một

số cây có thymol ở Việt Nam

Cây men rượu Cây nghệ

Cây thìa là Cây sau sau

101°C

Tan trong g

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

I11.4.Ung dụng:

Thymol là một chất có tác dụng kháng nấm kháng khuẩn tốt: Kháng

mạnh với 5 chủng nấm, đặc biệt là nấm Canolida Albicans!'”Ì!; Kháng khuẩn đối với vi khuẩn gam âm!"! Chính vì thế trong y học, thymol được

dùng làm chất bảo quản các tiêu bản giải phẫu và làm chất chống nấm khu

trú!'*Ì ứng dụng gan đây nhất là tu bổ tượng Thiển Sư Vũ Khắc Trường

bằng việc xông chất thymol””! Dẫn xuất của thymol có trong thành phan

của thuốc diệt các loại nấm kí sinh như: Rhizoctonia Solani, Coniophoia

Cerebella, Selerotium Rolfsu, Tilletie Tritia!TM!

Thymol là một chất sát trùng tốt nên nó có rất nhiều ứng dụng trongđời sống: thymol có trong thành phần của thuốc mỡ bôi da trị các bệnh do

kí sinh trùng gây ra như: hắc lào, vay nến, ngứa ngáy đau rát”Ì; Ngoài ra

thymol còn có mặt trong các loại nước sát trùng chẳng hạn như:

se Nước súc miệng Listerine (diệt vi khuẩn nguyên nhân chính

gây ra chứng viêm lợi): 75}

- Thymol.

-Eucalyptol

-Mety] salicylate

-Menthol

Nhờ vào hoạt tính chống oxy hoá tốt”: hoạt tính diệt côn trùng và

độc tố gen'**!, thymol được dùng để diéu chế các loại thuốc như: diệt muỗi;

thuốc chữa bệnh ecpect mảng tràn; thuốc đau dạ dày, đau bụng, cảm ho,

SVTH: Phạm Thị Dan Linh 30

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

tim mạch”! : Thuốc trị bệnh ấu trùng cho bê nghé'”!, Người ta đã phát hiện

ra thymol có hiệu ứng độc cấp tính, gây chết, chán ăn đối với sâu cắn rễ

hại thuốc lá Spodupteralitura!*”!; Một số dẫn xuất của thymol dùng làm

thuốc diệt giun sán, thuốc trừ sâu (dithymylmetan)!”Ì, Thymol còn có tác

dụng kìm hãm sự phát triển của các tế bào ung thư??!,

Trong công nghiệp hương liệu thymol được dùng để diéu chế nước

hoa '!: Được dùng trong việc phát tán mùi từ các chất thải gia súc!!!

Trong hoá học, thymol được dùng để điều chế chất chi thị màu

axit-bazơ: thymol phtaleinf?* (Môi trường axit: không màu; Môi trường bazd

PH: 9.3-10.5 : màu xanh); Thymol blue”'! (Môi trường axit PH: 1.2-2.8:

màu d6 màu vàng; Môi trường bazơ PH:7.8-9.5: màu vàng > mau xanh);

Bromthymol blue!”'! (Môi trường axit PH: 5.8-7.6: màu vàng màu xanh).

Ngoài ra, những dẫn xuất của thymol tách từ Eupatorium

Stoechaclosmum có hoạt tính sinh hoc!”

>» Ete va Este hoá.

1 Phan ứng hidro hoa:'*"!

Dmirry Y cùng các công sự của ông đã nghiên cứu động học phản ứng

hydro hoá thymol dùng xúc tác là Ni-Cr,O, tạo ra một dẫn xuất của rượu,mentol, chất này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống như làm hương

phẩm, tạo mùi vị

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 31

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

—tH;„

OH OH

2-isopropyl-5-metylphenol 2-isopropyl-Š5-metylxiclohexanol

2 Phan ứng halogen hoá: ''*!

Người ta thực hiện phản ứng halogen hoá thymol bằng cách đun hỗn hợp gồm thymol và PBr; ở 160°C trong 60 phút và tiếp tục đun ở 250°C

trong 40 phút thu được 25% 2-brom-l-isopropyl-4-metylbenzen(l) và 75%

tri(2-isopropyl-5-metylphenyl)photphat Sau đó lấy sản phẩm (1) tiếp tục thực hiện các phan ứng tiếp theo để tạo ra 5-isopropyl-3,8-dimetyl-l-

metylen-1,2,3,4-tetrahydronaph tha len (4), là một trong các loại thuốc diệtnấm rất tốt

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

b,Cong norbornen: '°”

Vào năm 1964 Yu.Gura và cộng sự đã công bố công trình nghiêncứu của mình, thực hiện phản ứng ankyl hoá thymol bằng norbornen trong

dung môi AcOH với xúc tác BF, thu được 84% norbornylthymol rồi từ chất

này tiếp tục điều chế norbornylmentol va norbornylmenton, hai chất này có

nhiều ứng dụng trong thực tế

SVTH: Phạm Thị Dan Linh 33

Luận văn tốt nghiệ GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Côn

Người ta thực hiện phản ứng este hoá của thymol với

5-nitro-2-furoylazide tạo ra (5-nitro-2-furyl)metyl 2-isopropyl-5-metylbenzoat là

một loại dược phẩm

Phản ứng este hoá được tiến hành giữa thymol và

(4-(4-clorophenylsulfonyl)phenyl)carbamic axit thu được este metylphenyl 4-(4-clorophenylsulfonyl)phenylcarbamat

2-isopropyl-5-Cl

£ƒOooH 7 e

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 34

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Tiến Công

c.Phản ứng với axit monocloaxetic:

Đây là phản ứng ete hoá xảy ra theo cơ chế SN? để thực hiện phan

ứng này, đầu tiên người ta phải chuyển thymol và axit monocloaxetic sang

dạng muối sau đó thực hiện phản ứng này trong môi trường kiểm tạo ra axit

thymoloxyaxetic Axit này có hoạt tính điều hoà sinh trưởng thực vật (làm

tăng khả năng phát triển mam của thực vật một lá mdm và thực vật hai lá

+

mam).

Từ axit người ta thực hiện phản ứng este hoá trong môi trường axit

H;SO, đậm đặc, và từ este điều chế được người ta lại tiếp tục cho chuyển thành hidrazit và hidrazit thế, tất cả các sản phẩm này đều có hoạt tính

điều hoà sinh trưởng thực vật.

H,CONNCOPh OCH;CONHNH; H;COOEt

N-(2-(2-isopropyl-5-metyl 2-(2-isopropyl-5-metyl este etylthymoloxyaxctat

phenoxy) phenoxy)

axetyl)benzohydrazit axetohydrazit

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 35

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

IV/ SƠ LƯỢC VỀ HỢP CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG THỰC VẬT

221

IV.1 Khái niệm:!"!

Thuật ngữ "chất điểu hoà sinh trưởng thực vật” (plant growth

regulator) được dùng để chỉ một cách tổng quát hợp chất hữu cơ có tác

dụng kích thích hay kìm hãm, nói cách khác làm biến đổi quá trình sinh lý

thực vật nào đó, có những nồng độ rất thấp chúng không phải là những chất

dinh dưỡng (nutrients), tức là những vật liệu cung cấp năng lượng hay

những nguyên tố khoáng cần thiết cho thực vật.

Ngày nay, các nhà sinh lý thực vật thừa nhận có 5 nhóm điều hoà sinh

trưởng thực vật (DHSTTY) chính: auxin, giberelin, citokinin, acid abcisic

và etilen Mở đầu thực sự cho các nghiên cứu về các chất ĐHSTTV được

đánh dấu bởi các thực nghiệm của Darvin (1880) về hiệu ứng của ánh sáng

trên sự cong của diệp tiêu Avene Vent(1928) phát hiện vai trò kích thích

sự kéo đài tế bào của auxin, các chất ĐHSTTV khác lan lược được khám

phá ra sau đó:

> Giberelin trên sự tăng trưởng của cây mạ lúa.

> Citokinin trên sự tạo mô bướu.

>» Axit abcxixis trên sự rụng trái bông vải.

> Vai trò của etilen trong sự chín trái được biết từ lâu nhưng mãi tới

năm 60 của thé kỉ này etilen mới được xem là chất DHSTTV thực

SỰ.

IV.2 Phân loại: Được chia thành 2 nhóm có tác dụng đối kháng về sinh lí

> Các chất kích thích sinh trưởng (stimulator).

> Các chất ức chế sinh trưởng (inhibitor)

Bảng phân loại các chất điều hoà sinh trưởng thực vật:

| Chất diéu hoà sinh trưởng tự Chất điều hoà sinh trưởng tổng hợp

| nhiên(phytohoocmon)

A-Chất kích thích sinh trưởng (stimulator)

SVTH: Phạm Thị Dan Linh 36

Luận văn tốt nghiệp

Auxin: AIA, IAN, APA

AIA: axit Øđ-indol axetic.

IAN: Ø-indoly] axetonitril.

APA: axit phenyl axetic,

AIB: Ø - indol butiric.

a - ANA: axit @ - naphtyl axetic.

24D: axit 2,4 — diclo phenoxiaxetic.

ACMP: axit 4 clo — 2 metyl phenoxiaxetic.

-IPA: izopentenyl adenin.

IV.3.Nguyén tắc sử dụng: !°'!

GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

BA: benzyl adenin.

PBA: trưahidro piranyl benzyl adenin.

AAB: axit absxixic.

MH: malein hidrazit.

CCC: clo colin clorit.

ATIB: axit 2,3,5 — triiot benzoic.

Boy, Bogs: axit N — dimetyl

-aminosucxinamic.

ACEP: axit 2 - clo ety! photphoric.

a Nguyên tắc I : Là nguyên tắc néng độ Hiệu quả của chất ĐHSTTV phụ

thuộc vào nồng độ tác dụng Thông thường nếu nồng độ quá thấp thì hiệu quả sinh lí kém hay không có gì; Néng độ sử dụng ở mức thấp sẽ

gây hiệu quả kích thích sinh trưởng; Néng độ sử dụng cao sẽ gây ảnhhưởng ức chế và nếu néng độ cao quá sẽ gây ảnh hưởng phá huỷ dẫnđến huỷ diệt

o Muốn kích thích sinh trưởng: sử dụng nồng độ thấp vài ppm đến

vài chục ppm.

© Muốn ức chế: sử dụng nồng độ cao vài nghìn ppm

© Muốn huỷ diệt (diệt cỏ dại, rung lá, khô lá ): sử dụng nồng độ

rất cao, thường đưới dang bột vài kg/ha

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

b Nguyên tắc 2 : là nguyên tắc phối hợp tức là phối hợp một cách hợp lí

giữa việc xử lí chất diéu hoà sinh trưởng với việc thoả mãn nhu cầu về

nước và dinh dưỡng của thực vật.

c Nguyên tắc 3 : là nguyên tắc đối kháng sinh lí giữa các chất xử lí ngoại

sinh và các chất nội sinh Sự đối kháng sinh lí này sẽ triệt tiêu tác dụng

của nhau Ví dụ: sự đối kháng sinh lí giữa auxin xử lí và etilen nội sinh

trong việc phòng ngừa sự rụng hoa, quả, lá.

d Nguyên tắc 4: là nguyên tắc chọn lọc Nguyên tắc này thường áp dụng

với các herbixit (thuốc trừ cỏ) Khi sử dụng các herbixit phải lưu ý đến

khả năng độc chọn lọc đối với các loại cỏ dại khác nhau và đối với các

loại cây trồng khác nhau.

IV.3 Ung dụng : '"!

Chất DHSTTV ngày nay đã và dang được sử dụng rất rộng rãi trong trồng trọt như là một phương tiện điều chỉnh hoá học quan trọng đối với sự

sinh trưởng và phát triển của cây nhằm thu được năng suất cao và phẩm

chất tốt Sau đây là một số lĩnh vực được ứng dụng phổ biến và có hiệu

quả:

* _ Kích thích nhanh sự sinh trưởng của cây, tăng chiéu cao, tăng sinh khối,

tăng thu hoạch.

s Kích thích sự ra rễ phụ của cành giâm, cành chiết ứng dụng vào việc

nhân giống vô tính cây trồng.

* Điều chỉnh sự phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô Trong nuôi cấy

mô, người ta sử dụng auxin để diéu khiển sự phát sinh callus và rễ, sử dụng xytokinin để diéu khiển sự phát sinh chỗi.

* Điểu khiển sự ngủ nghỉ của hạt, củ, căn hành Chất diéu hoa sinh

trưởng vốn có khả năng can thiệp vào trạng thái ngủ nghỉ của thực vật

hoặc phá vỡ hoặc kéo dài thời kì ngủ nghỉ của chúng Điều đó rất có ý

nghĩa trong sản xuất

SVTH: Phạm Thị Đan Linh 38

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.s Nguyễn Tiến Công

s Điều chỉnh sự ra hoa của cây, giới tính của hoa; Tăng sự đậu quả và tạo

quả không hạt đồng thời điều chỉnh sự chín của nó.

* Ngan chặn sự rụng của lá, nụ và quả.

* Làm thui hoa thuốc lá, ức chế mầm nách thay thế cho ngắt hoa, tỉa mầm

bằng tay

* Tang tinh chống chịu của cây với điều kiện bất thuận; Tăng năng suất

và sản lượng đường của mía

“ Kích thích hoạt tính của enzim trong kĩ nghệ sản xuất malt bia(nha bia);

Kích thích sự tiết nhựa của các cây có nhựa mủ

* Trừ cỏ dại hại cây trồng

IV.4.Điều kiện để một chất thuộc nhóm auxin có hoạt tính DHSTTV:"*"!

Theo Keopfli và các cộng sự (1938) một chất được xem là có hoạt tính

khi thoả mãn các điều kiện sau:

* Od

Hợp chất có cấu trúc vòng đóng vai trò như một nhân auxin

Có ít nhất một nối đôi trong vòng

Mạch nhánh phải có chứa nhóm carboxyl hoặc nhóm dễ dàng

auxin của nhiều hợp chất mà nhóm carboxy! gắn trực tiếp vào vòng.

Mối quan hệ đặc thù lập thể giữa vòng và nhóm carboxyl có nghĩa

là nhóm carboxyl phải không nằm trên mặt phẳng vòng và hoạt tính cực đại khi lưỡng cực vuông góc với mặt phẳng đó (kết luận của

Veldstra- 1944).

Một số hợp chất giữa nhóm carboxyl và vòng xuất hiện cầu nối oxy

hoặc lưu huỳnh, -NH- , cũng mang hoạt tính sinh học.

Dưới đây là cấu trúc của một số chất thuộc loại auxin có hoạt tính

sinh học đã được nghiên cứu :!”?!

SƯTH: Phạm Thị Đan Linh 39