NGHIÊN cứu TỔNG hợp LỎNG ION họ IMIDAZOLIUM và ỨNG DỤNG TRONG CHUYỂN hóa HESPERIDIN THÀNH DIOSMIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP LỎNG ION HỌ IMIDAZOLIUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHUYỂN HÓA HESPERIDIN THÀNH DIOSMIN Trình độ đào tạo: Đại học Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học Chuyên ngành: Hóa Dầu Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Dung Sinh viên thực hiện: Đỗ Thanh Tâm MSSV: 1152010199 Lớp: DH11H1 Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CNTP PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR -VT) Họ và tên sinh viên: Đỗ Thanh Tâm Ngày sinh: 04/11/1993 MSSV : 1152010199 Lớp: DH11H1 Địa chỉ : Tổ 17, Khóm 2, P11, Tp.Cao Lãnh, Đồng Tháp E-mail : dodinhhien1993@gmail.com Trình độ đào tạo : Đại Học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp lỏng ion họ imidazolium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin thành diosmin. 2. Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Dung 3. Ngày giao đề tài: 20/01/2015 4. Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: 01/07/2015 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày…….tháng… năm …… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi tự nghiên cứu thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.Hoàng Thị Kim Dung và Th.s Huỳnh Thị Kim Chi. Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi. Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Sinh viên thực hiện Đỗ Thanh Tâm LỜI CẢM ƠN Với khoảng thời gian hơn bốn năm ngồi trên ghế giảng đường, và đặc biệt là hơn bốn tháng làm luận văn tốt nghiệp vừa qua, em đà trưởng thành rất nhiều trong việc nghiện cứu cũng như trong rèn luyện nhân cách. Để có được những điều này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các quý thầy cô trong trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu và đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn công nghệ kỹ thuật hóa học, những người đã giúp đỡ và dìu dắt em rất nhiều trên con đường trở thành một kỹ sư trong tương lai. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Hoàng Thị Kim Dung, chị Huỳnh Thị Kim Chi và các anh chị trong phòng hóa hữu cơ-polymer Viện Công Nghệ Hóa Học đã hướng dẫn và chỉ bảo em trong thời gian làm luận văn vừa qua. Con xin cảm ơn gia đình đã hết lòng yêu thương, chăm sóc và cổ vũ tinh thần cho con, giúp con vượt qua những giai đoạn khó khăn nhất trong công việc cũng như trong cuộc sống. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè tôi, những người đã luôn ở bên cạnh tôi động viên và giúp đỡ trong những lúc khó khăn Mục lục 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ 6 DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ HPLC sản phẩm thô dùng dung môi pyridine Phụ lục 2: Phổ HPLC sản phẩm thô dùng dung môi [Bmim]Br Phụ lục 3: Phổ HPLC sản phẩm thô dùng dung môi [Bmim]Br, H 2 O Phụ lục 4: Phổ HPLC sản phẩm thô dùng dung môi [Bmim]Br, NaOH Phụ luc 5: Phổ HPLC diosmin thô dùng dung môi [Bmim]BF 4 Phụ lục 6: Phổ HPLC diosmin thô dùng dung môi [Bmim]OTf Phụ lục 7: Phổ 1 H-NMR [Bmim]Br Phụ lục 8: Phổ dãn rộng 1 H-NMR [Bmim]Br Phụ lục 9: Phổ 1 H-NMR [Bmim]BF 4 Phụ lục 10: Phổ dãn rộng 1 H-NMR [Bmim]BF 4 Phụ lục 11: Phổ 1 H-NMR [Bmim]OTf Phụ lục 12: Phổ dãn rộng 1 1 H-NMR [Bmim]OTf Phụ lục 13: Phổ dãn rộng 2 1 H-NMR [Bmim]OTf Phụ lục 14: Phổ 13 C-NMR [Bmim]Br Phụ lục 15: Phổ 13 C-NMR [Bmim]BF 4 Phụ lục 16: Phổ 13 C-NMR [Bmim]OTf Phụ lục 17: Phổ HRMS [Bmim]Br Phụ lục 18: Phổ HRMS [Bmim]BF 4 Phụ lục 19: Phổ HRMS [Bmim]OTf 7 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT [Bmim]Br: 1-butyl-3-methylimidazolium bromide [Bmim]BF 4 : 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborat [Bmim]OTf: 1-butyl-3-methylimidazolium trifloromethansunfonat [Bmim]NTf 2 : 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide DMSO: Dimethyl sulfoxide DMF: N,N-Dimethylformamide [Emim]Br: 1-etyl-3-methylimidazolium bromide [Emim]BF 4 : 1-etyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborat [Hmim]Br: 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide [Hmim]PF 6 : 1-hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate HPLC: High performance liquid chromatography HRMS: High resolution mass spectrometry ILs: Ionic liquids KOTf: Potassium trifluoro-methanesulfonate NMR: Nuclear magnetic resonance spectroscopy [PiP 14 ]Br: N-butyl-n-methylpiperidinium bromide [PiP 14 ]BF 4 : N-butyl-n-methylpiperidinium tetrafluoroborat [PiP 14 ]NTf 2 : N-butyl-n-methylpiperidinium bis(trifluromethanesulfonyl) imide 8 LỜI GIỚI THIỆU Diosmin và hesperidin là một trong những dược phẩm thuộc họ flavonoid có nguồn gốc thực vật, có tác dụng chống oxy hóa, giảm mỡ máu và chống ung thư, điều trị mãn tính suy tĩnh mạch (CVI), trĩ, phù bạch huyết, và giãn tĩnh mạch, kháng viêm, chống dị ứng, hạ huyết áp, kháng khuẩn. Diosmin lần đầu tiên được phân lập vào năm 1925 và trở thành tác nhân điều trị năm 1969. Diosmin khác hesperidin bởi sự hiện diện của một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon trong vòng carbon trung tâm của diosmin. Diosmin có thể được sản xuất bằng cách chiết hesperidin từ cam quýt, sau đó chuyển đổi hesperidin thành diosmin. Diosmin được sản xuất bằng các phương pháp trước đây thường có chứa các sản phẩm phụ khác nhau như hesperidin, isorhoifin, acetyl lisovanilone, diosmetin và các tạp chất cơ học dễ bay hơi khác, không đảm bảo độ tinh khiết cuối cùng của diosmin với chất lượng dược phẩm theo yêu cầu. Quá trình chuyển đổi hesperidin trong dung môi hữu cơ truyền thống độc hại khó thu hồi. Việc tìm ra một dung môi phản ứng thích hợp, khắc phục được những nhược điểm của các quy trình tổng hợp hữu cơ truyền thống luôn là mục tiêu nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới. Trong những năm gần đây, chất lỏng ion được biết đến như một lựa chọn “xanh” để thay thế cho các dung môi hữu cơ thông thường nhờ vào những tính chất hóa lý nổi bật như không có áp suất hơi, độ bền nhiệt cao, có khả năng hòa tan được nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. Mỗi năm, trên thế giới, có hàng ngàn công trình nghiên cứu về các phương diện khác nhau của chất lỏng ion nói chung và việc sử dụng chất lỏng ion làm dung môi xanh cho tổng hợp hữu cơ nói riêng đã được công bố trên các tạp chí chuyên ngành quốc tế có uy tín. Trong đó, chất lỏng ion nguồn gốc từ muối alkylimidazolium bất đối xứng được nghiên cứu khá phổ biến với những ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ mà còn nhiều ngành khoa học công nghệ khác. Từ những lý do trên trong nghiên cứu này chúng tôi quyết định chon chất lỏng ion làm dung môi trong phản ứng chuyển hóa chuyển đổi hesperidin thành diosmin. 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đồ án tốt nghiệp 2015 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Chất lỏng ion 1.1.1Định nghĩa Chất lỏng ion được định nghĩa là những chất lỏng chỉ chứa toàn bộ ion mà không có phần tử trung hòa trong đó. Chất lỏng ion là những hợp chất ion (muối) có điểm chảy dưới 100 o C và thường là chất lỏng ở nhiệt độ phòng. Nó được tạo thành từ cation gốc hữu cơ (chủ yếu là amoni, photphoni và sunfoni) và anion vô cơ (thường là halogen, cũng có một số trường hợp là anion sunfat hữu cơ) [4]. Chất lỏng ion có màu từ vàng đến cam tùy cấu trúc. Đặc điểm quan trọng nhất của ILs là sự tương tác cation-anion thấp dẫn đến hai tính năng quan trọng nhất của ILs: nhiệt độ nóng chảy thấp và tồn tại ở trạng thái ion. Như vậy, mức giảm của các tương tác ion là yếu tố quyết định để ILs có đặc tính tối ưu [5]. Hình 1.1 Công thức tổng quát muối ion họ imidazolium 1.1.2 Phân loại  Dựa trên phân loại cations, thì ILs có 3 nhóm chính: 10 GVHD : TS. Hoàng Thị Kim Dung SVTH : Đỗ Thanh Tâm [...]... tính kinh tế và hạn chế ô nhiễm môi trường Hiện nay, trong các loại ILs thì chất lỏng ion thuộc họ imidazolium là được nghiên cứu phổ biến nhất, với đặc điểm dễ tổng hợp, bền nhiệt, ổn định cao và dễ thay đổi cấu trúc anion Vì vậy trong quy trình tổng hợp diosmin, chúng tôi lưa chọn chất lỏng ion thuộc họ imidazolium làm dung môi, với tác nhân phản ứng là iodine Đây là một hướng phản ứng mới chưa thấy... Alder thực hiện trong chất lỏng ion họ imidazolium b) Phản ứng Heck Một phản ứng đặc quan trọng trong tổng hợp hóa hữu cơ là phản ứng ghép nối Heck Ví dụ phản ứng ghép nối aryl halides and anhydrides với xúc tác palladium trong chất lỏng ion Phản ứng cho thấy rằng nhiều phức palladium hòa tan trong chất lỏng ion và cho phép các sản phẩm chính và các sản phẩm phụ của phản ứng Heck được chiết với nước... rằng đây các chất lỏng ion trung tính đã được nghiên cứu rộng rãi làm dung môi cho các phản ứng hydro hóa Một lợi thế quan trọng của chất lỏng ion là chất xúc tác kim loại chuyển tiếp tạo thành phức đồng thể có thể thu hồi và được sử dụng lại, các sản phẩm của phản ứng có thể dễ dàng tách ra khỏi chất lỏng ion và chất xúc tác.[4] 1.1.6.1 Ứng dụng trong khai thác dầu khí Chất lỏng ion có khả năng hoà... thiết bị và có thể gây ra các vụ nổ “Năm 2008, phòng thí nghiệm chất lỏng ion thuộc Đại học Tổng hợp Queen – một trong những cơ sở đi tiên phong trong nghiên cứu và thương mại hoá các chất lỏng ion – đã được Công ty hoá dầu Petronas của Malaysia đề nghị nghiên cứu và phát triển một loạt chất lỏng ion có khả năng loại bỏ thuỷ ngân ra khỏi khí thiên nhiên một cách hiệu quả Nhờ kết quả nghiên cứu này,... Petronas áp dụng trên khắp Malaysia.[2] 1.1.6.2 Ứng dụng trong dược phẩm Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hoá học và Sinh học (TCB, Bồ Đào Nha) đang tìm cách điều chế các hợp chất dược phẩm ở dạng chất lỏng ion Họ cho biết, loại dược phẩm mới này có những ưu điểm rõ ràng so với dược phẩm dạng viên Các nhà nghiên cứu nói trên đã tổng hợp 5 loai kháng sinh ampicillin ở dạng chất lỏng ion Họ cho... chế khi tồn tại trong ion Khác với phản ứng Heck thông thường, trong đó các chất xúc tác thường bị mất vào cuối phản ứng, dung môi sử dụng thường độc hại [16,17] Hình 1.10: Phản ứng Heck giữa aryl halides and anhydrides trong chất lỏng ion 1.1.6.4 Ứng dụng làm xúc tác Hydrocacbon thơm đa vòng hòa tan trong chloroaluminate (III) chất lỏng ion tạo thành hợp chất vòng no [18] Ví dụ: pyrene và anthracene... trình nghiên cứu kĩ thuật chuyển đổi hesperidin thành diosmin bằng các nhân khác nhau như: NBS kết hợp benzoyl peroxide, tác nhân selen dioxide, tác nhân iodine, tác nhân bromo lỏng [27,28] Diosmin chỉ khác hesperidin một nối đôi tại vị trí 2-3, qúa trình chuyển đổi hesperidin thành diosmin là quá trình tách loại 2 hydro ở vị trí 2-3 bằng các tác nhân oxi hóa Tác nhân oxi hóa chuyển đổi hesperidin thành. .. là tạo muối để hình thành cation, các cation tạo ra bằng cách 'trung hòa' một acid Lewis, thường alkylimidazole, trialkylamines, pyrolles và piperidines và giai đoạn II là trao đổi anion để hình thành chất lỏng mong muốn Sau khi chất lỏng ion hình thành, tùy thuộc vào tính chất và độ tan của chất lỏng ion, chất lỏng ion được tinh chế bằng các phương pháp khác nhau Do chất lỏng ion không bay hơi nên... hesperidin thành diosmin thường là tác nhân halogen trong đó tác nhân iodine và brom thường dùng nhất, còn chlorine và florine có độ âm điện lớn khó tách loại sau khi phản ứng nên ít dùng a) Một số công trình nghiên cứu chuyển đổi hesperidin thành diosmin [21] Zemplén và Bogner, dùng tác nhân brom lỏng trong dung dịch chloroform với sự hỗ trợ bức xạ tia cực tím chuyển đổi hesperidin thành diosmin với hiệu... trồng và nó hoạt động như một chống oxy hóa Hesperidin có tác dụng làm bền thành mạch và giảm tính thấm của mao mạch nên được sử dụng trong điều trị bệnh cao huyết áp và bệnh trĩ Tác dụng chữa ho của hesperidin là do khả năng chống dị ứng nhờ tính chất ức chế việc giải phóng histamine từ các tế bào lớn Hesperidin khi dùng phối hợp với vitamin C có tác dụng cộng hưởng và hỗ trợ hấp thụ vitamin C - - Hesperidin . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP LỎNG ION HỌ IMIDAZOLIUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHUYỂN HÓA HESPERIDIN THÀNH DIOSMIN Trình độ đào tạo: Đại học Ngành:. Đại Học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp lỏng ion họ imidazolium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin thành. pyrolles và piperidines và giai đoạn II là trao đổi anion để hình thành chất lỏng mong muốn. Sau khi chất lỏng ion hình thành, tùy thuộc vào tính chất và độ tan của chất lỏng ion, chất lỏng ion