Nghiên cứu tổng hợp phẩm màu sunset yellow từ acid sulfanilic

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA  TRẦN THỊ THU THÙY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHẨM MÀU SUNSET YELLOW TỪ ACID SULFANILIC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA DƯỢC Đà Nẵng – 2013 MỞ ĐẦU Ngày với phát triển ngành kinh tế, khoa học kỹ thuật, nhu cầu sử dụng phẩm màu dùng ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm ngày tăng lên nhanh chóng Trong đó, màu tự nhiên ngày cạn kiệt, với số lượng có hạn nên đáp ứng đủ nhu cầu người Do đó, màu tổng hợp dùng nhiều hơn, đa dạng màu tự nhiên Tuy nhiên, phẩm màu tổng hợp nước ta dùng ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm phần lớn phải nhập từ nước ngoài, với giá thành cao Việc nắm vững thành phần loại, lựa chọn phẩm màu để sử dụng đảm bảo đạt chất lượng, đem lại hiệu cao điều không dễ dàng Phần lớn phẩm màu bán thị trường phẩm màu pha trộn với loại màu phức tạp, không rõ nguồn gốc nhằm giảm giá thành, hợp với túi tiền người tiêu dùng mặt khác gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, gây nhiễm mơi trường Do đó, việc nghiên cứu tạo loại phẩm màu đáp ứng nhu cầu người sử dụng nước vấn đề cần quan tâm Nhằm củng cố kiến thức trình tổng hợp phẩm màu để từ giúp người hiểu sâu chúng góp phần vào việc sản xuất, phát triển tổng hợp phẩm màu nước sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm - mỹ phẩm ngày đa dạng phong phú Từ lý trên, em chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp phẩm màu Sunset yellow từ acid sulfanilic” CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phẩm màu Phẩm màu nhóm màu khơng thể thiếu ngành công nghiệp Trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm – mỹ phẩm vậy, phẩm màu sử dụng với nhiều mục đích khác che dấu mùi vị, làm dấu hiệu nhận biết làm tăng tính hấp dẫn, hình thức sản phẩm người tiêu dùng Phẩm màu chia làm loại chính: 1.1.1 Màu vơ - Thường có cấu tạo đơn giản muối oxit kim loại: PbCrO 4, HgS màu đỏ, vàng chanh ZnCrO4 + K2 Cr2O7 - Các chất màu vô rẻ, bền với nhiệt ánh sáng, bền với acid, bazơ, cường độ màu không cao dùng để chế tạo sơn, mực in công nghiệp, màu cho thủy tinh, đồ sứ, [5] 1.1.2 Màu hữu 1.1.2.1 Phẩm màu tự nhiên: chất màu chiết xuất chế biến từ nguyên liệu hữu (thực vật - động vật) sẵn có tự nhiên Ví dụ: Caroten tự nhiên chiết xuất từ loại có màu vàng như: gấc, cà chua, …; chất màu vàng curcumin củ nghệ; màu xanh indigo có chàm; màu măng cụt; màu đỏ điều, …[5] Nhóm phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên với nhược điểm cường độ màu kém, màu dễ bị yếu tố: tác động ánh sáng, nhiệt độ, tác dụng CO với nồng độ cao để bảo quản thực phẩm rau quả, biến đổi enzim, tác dụng tác nhân hóa học (acid, kiềm, oxi hóa,…) Tuy nhiên có nguồn gốc tự nhiên không gây độc cho người sử dụng nên ưa chuông giá thành sản phẩm cao [5,14] 1.1.2.2 Phẩm màu tổng hợp: phẩm màu tạo phản ứng tổng hợp hoá học Phẩm màu tổng hợp phân loại dựa theo cấu tạo có phẩm màu như: - Phẩm màu azo: Phẩm màu tổng hợp mà phân tử có chứa vài nhóm mang màu azo –N=N- liên kết với gốc thơm [2,5,14] - Phẩm màu antraquinon: Trong phân tử loại phẩm màu có nhiều nhân antraquinon dẫn xuất [13] - Phẩm màu inđigoit: Loại phẩm màu trước có nguồn gốc từ thực vật, có màu xanh sẫm trích từ chàm Khi cơng nghiệp phẩm màu phát triển, tổng hợp phẩm màu inđigoit với nhiều màu sắc phong phú [13] - Phẩm màu arylmetan: Là dẫn xuất metan mà nguyên tử cacbon trung tâm tham gia vào mạch liên hợp hệ mang màu - Ngoài ra, phẩm màu tổng hợp khác nitro, nitrozo, polymetyl, lưu huỳnh, arylamin, azometyl, phẩm màu hoàn nguyên đa vịng, [13] Các phẩm màu tổng hợp thường có cường độ màu cao, độ bền màu cao, màu sắc đa dạng phong phú, với lượng nhỏ cho màu đạt với yêu cầu đặt nhược điểm gây độc tính mạnh, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng đưa vào thực phẩm đưa vào thực phẩm phải kiểm nghiệm nghiêm ngặt y tế [5,14] 1.2 Phẩm màu thực phẩm - Phẩm màu thực phẩm nhóm chất màu dùng làm phụ gia thực phẩm, để tạo cải thiện màu sắc thực phẩm nhằm làm tăng tính hấp dẫn cho sản phẩm Phẩm màu thực phẩm chất làm tăng cảm quan không hồn tồn có giá trị dinh dưỡng ăn - Phẩm màu thực phẩm chia làm loại: + Phẩm màu tự nhiên: chất màu chiết xuất chế biến từ nguyên liệu hữu (thực vật, động vật) sẵn có tự nhiên + Phẩm màu tổng hợp: Là phẩm màu tạo phản ứng tổng hợp hoá học [5] Bảng 1.1 Các phẩm màu thực phẩm tổng hợp (được Bộ Trưởng Bộ Y Tế cho phép sử dụng thực phẩm) [7] STT Tên thông Chỉ số Chỉ số thường màu E Màu thực phẩm Tên hóa học Tartrazine 19140 E-120 Vàng thực phẩm Trisodium 5-hydroxy-psulfophenyl-(4sulfonatophenylazo) -6cacboxynat Sunset 15985 E-110 Vàng thực phẩm yellow Disodium 2-hydroxy-1-(4sulfonatophenylazo)-2naphtalen-6-sulfonat Carmoisine 14720 E-122 Đỏ thực phẩm Disodium -1-(4sulfonatophenylazo)-2naphtalen-6-sulfonat Ponceau 16255 E-124 Đỏ thực phẩm 4R Trisodium 2-hydroxy-1-(4sulfonatonaptylazo)-2naphtalen-6,8-đisulfonat Brilliant 28440 E-120 Đen thực phẩm Black-BN Tetrasodium 4-acetamido-5hydroxy-6-[7-sulfonato -4-(4sulfonatophenylazo)-1naphtylazo]naphtalen-1,7disulfonat Brown HT 20285 E-159 Nâu thực phẩm Disodium-4,4(2,4-dihydroxy5-hydroxy methyl-1,3phenylen bisazo)-di(naphtalen1-sulfonat) Patent 42051 E-131 Xanh thực phẩm Blue V Calcium sodium [(4,4dietylaminophenyl)-5hydroxyl-2,4disulfophenylmetyliden-2,5cyclohexadien-1-yliden]dietylamonium hydroxyl Quinoline 47005 E-134 yellow Vàng thực phẩm Disodium 2-(2-Quinolyl) -1,3- 13 indandione disulfonat Green S 44090 E-104 Xanh thực phẩm Sodium 5-[4-dimeylamino- (4-dimetyliminocyclohex-2,5dienylidene)benzyl]-6hydroxy-7-sulfonato naphtalen-2-sulfonat 10 42090 E-133 Xanh thực phẩm Brillant Dinatri 3–[N-ethyl-N-[4-[[4- blue FCF N-ethyl-N-(3-silfobenzyl)amino] phenyl] (2sulfophenyl)methylen]-2-5cyclohexandien-1-yliden] aminomethyl] benzensulfonat Những sản phẩm có chứa phẩm màu danh mục phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm Bộ Y tế, mức giới hạn dư lượng cho phép khơng gây ảnh hưởng cho sức khỏe người tiêu dùng Với lượng nhỏ phẩm màu cho màu đạt với yêu cầu đặt ra, nhiên lạm dụng mức sử dụng phẩm màu danh mục cho phép gây độc hại cho sức khỏe 1.3 Phẩm màu azo 1.3.1 Muối điazoni 1.3.1.1 Phản ứng điazo hóa - Điazo hóa q trình tạo dẫn xuất điazoni ( + N N) từ amin thơm bậc acid nitrơ tạo từ natri nitrit acid HX theo phương trình phản ứng sau: Ar-NH2 + NaNO2 + 2HX ArN2+X- + 2H2 O + NaX Trong Ar nhân thơm aryl, X -Cl, -Br, -NO2, -HSO4 tùy thuộc loại acid sử dụng phản ứng Đa số dùng acid clohydrit (HCl) để tạo muối điazoni [4] - Khi tạo muối điazoni cần ý điểm sau: + Ở dạng dung dịch có kết tủa màu trắng, tan nước + Là hợp chất không bền, có tính phản ứng nên khơng bảo quản lâu Vì tạo muối điazoni thường sử dụng + Dung dịch muối điazoni cho phản ứng với giấy quỳ tương tự muối acid mạnh bazơ yếu + Ở nhiệt độ cao, điazoni hút ẩm phân hủy thành phenol [4] [Ar + N N ]Cl- + H2 O Ar-OH + N2 + HCl → Vì vậy, trình tạo muối điazoni phải giữ nhiệt độ nhỏ C 1.3.1.2 Cơ chế phản ứng điazo hóa Phản ứng điazo hóa thực môi trường acid, tạo ion dương sau: HO-NO + H+ H2O+-NO H2O+-NO + Cl - NO-Cl H2 O+-NO + NO2- → + NO-NO2 H2 O + H2O Và chế giải thích sau: Theo Ingold Ridd (năm 1940) HO-NO + H + - NO2 H2O - NO Clch ch ArNH2 NO-Cl NO-NO Ar-NH2 Ar-NH2 + Ar-NH2 -NO nitrozo axidi ion nitrozo clorua ion nitrozo arylam oni + -H nhanh [Ar-NH-NO] nitrozam in rat nhanh [Ar-N=N-NO] diazo hydroxyl XH + - [Ar-N=N] X diazoni Hình 1.1 Sơ đồ chế phản ứng điazo hóa Các acid thường sử dụng phản ứng điazo hóa HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH Trong HCl sử dụng nhiều muối amoni clorua amin dễ hòa tan nước muối acid khác [4] 1.3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình điazo hóa - Tác dụng acid pH mơi trường + Tính bazơ amin yếu mơi trường điazo hóa phải mạnh, phải acid Môi trường tối ưu để thực phản ứng điazo hóa phải có tính acid với pH=1÷3, + Trong trường hợp dùng nồng độ acid vô lớn phải dùng phương pháp điazo hóa ngược Nghĩa nhẽ hịa tan amin acid vơ cơ, làm lạnh sau cho dần natri nitrit vào hỗn hợp lại phải tạo hỗn hợp amin-natri nitrit trước, làm lạnh sau cho dung dịch acid HCl vào hỗn hợp làm lạnh Với cách điazo hóa ngược khơng thừa amin tự nên xảy phản ứng tự ngưng tụ Hầu hết amin yếu (như dẫn xuất nitroanilin) điazo hóa theo phương pháp ngược [4,13] → Vậy pH ảnh hưởng đến q trình điazo hóa, phản ứng điazo hóa phải thực môi trường acid - Nhiệt độ + Nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng tăng kèm theo tăng khả phân hủy muối điazoni, nên nhiệt độ phản ứng phụ thuộc vào bền vững muối điazoni tạo thành + Thường phản ứng tiến hành nhiệt độ khoảng 0-5 0C Nhiệt độ thấp HNO2 tạo hòa tan tốt môi trường acid mạnh khả tạo khí NO nhỏ, bị mát, muối điazoni bền vững hơn, có điều bất lợi nhiệt độ thấp làm khả hòa tan nguyên liệu muối amin thấp, nồng độ muối phản ứng thấp làm cho tốc độ phản ứng chậm [4,13] → Vậy nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng đến q trình điazo hóa, phản ứng điazo hóa phải thực nhiệt độ từ 0-50 C Để đảm bảo điều kiện nhiệt độ 0C, người ta thường làm lạnh cách cho trực tiếp đá vụn vào hỗn hợp phản ứng, bên cạnh cho muối vào thau nước đá lạnh để giữ nhiệt độ phản ứng - Thời gian + Đối với dung dịch phản ứng có nồng độ amin lớn 0,2N thường thời gian phản ứng không kéo dài phút + Đối với amin có nồng độ dung dịch phản ứng nhỏ 0,2N amin hòa tan khơng tốt thời gian tiến hành phản ứng cần thiết phải dài (tùy thuộc vào chất amin) [4,13] Vì vậy, đa số hợp chất điazoni dễ bị phân hủy, sau tiến hành điazo hóa xong phải đem xử lý sử dụng không bảo quản lâu Đối với trình tạo muối điazoni acid sulfanilic tạo muối điazoni đem dùng 1.3.2 Phẩm màu azo - Phẩm màu tổng hợp mà phân tử có chứa vài nhóm mang màu azo –N=N- liên kết với gốc thơm [2,5,14] + Công thức tổng quát là: Ar-N=N-Ar’ + Các hợp chất azo hóa mạch hở khơng bền cịn hợp chất azo hóa mạch thơm bền vững nhiều liên hợp nhóm azo với nhân thơm - Danh pháp: đọc tên phẩm màu azo cách thêm vần azo vào hai tên hydrocarbon Ví dụ: CH3 N N N CH3 Benzen azo p-dimethylam inobenzen (p-dimethylamino azobenzen) - Cấu trúc phẩm màu azo: gồm nhóm + Nhóm mang màu (nhóm hút điện tử) –N=N– liên hợp với nhân thơm làm phân tử azobenzen có màu chất khơng tan nước nên khơng có khả phẩm màu + Nhóm tăng màu (trợ màu): thường nhóm phenol amin Tùy theo có mặt nhóm mà dùng phương pháp điều chế phẩm màu azo hợp lý Nhóm làm tăng đậm độ màu phân tử tăng độ tan tạo phenat kiềm + Nhóm phân cực: thường nhóm –SO3H nhóm –COOH Nhóm làm tăng độ tan chất tạo thành muối [2] Ví dụ: nhóm tang m àu nhóm m ang m àu HO NaO3S N N Nhóm phan cuc SO3Na - Phản ứng ghép đôi tạo phẩm màu muối điazoni với hợp chất (dẫn xuất phenol dẫn xuất amin) + Đối với dẫn xuất phenol (có chứa nhóm hydroxyl) (ngưng tụ mơi trường kiềm) cho thừa natri nitrit nồng độ kể trên, pH = 7÷9 [13] + Ngược lại, dẫn xuất amin (ngưng tụ mơi trường acid yếu trung tính, pH = 3,5÷7) khơng có lẫn natri nitrit q nhiều lượng thừa mơi trường acid điazo hóa amin, làm giảm lượng amin, đồng thời tạo sản phẩm phụ cho trình ngưng tụ + Đối với azo có chứa đồng thời nhóm amin nhóm hydroxyl: hợp chất azo có chứa đồng thời hai nhóm cho điện tử gây nên cạnh tranh vị trí kết hợp Khả cho điện tử thể theo thứ tự sau: OH < NH < OTrong môi trường acid yếu trung tính nhóm amin có xu định vị trí kết hợp Cịn mơi trường kiềm nhóm hydroxyl định vị trí kết hợp bị ion hóa + Ngồi ra, cịn có phản ứng ghép đơi muối điazoni với hợp chất cetonenol có nhóm metylen hoạt động (các dẫn xuất esteacetoacetat,…) → Phẩm màu azo chất rắn hòa tan nước phân tử có chứa nhóm SO3H, COOH R4N+ Nhiều phẩm màu azo (đặc biệt khơng có nhóm SO3 H có nhóm NO2) chất cháy dạng hỗn hợp dễ gây cháy nổ khơng khí Nhờ nguyên liệu đầu phong phú, phương pháp tổng hợp đơn giản, hiệu suất cao nên phẩm màu azo thuộc loại phẩm màu quan trọng thực nghiệm hoàn toàn so với lý thuyết, muối điazoni bền vững nhiệt độ thấp Đối với nhiệt độ cao, HONO muối điazoni bị phân hủy, làm hiệu suất tạo muối điazoni thấp, làm cho hiệu suất sản phẩm thấp + - N2 Cl OH H2O + + N2 + HCl SO3H SO3H NO2 2HONO NO + O2 + NO + H2O NO2 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol acid sulfanilic:NaNO 2:HCl đến hiệu suất sản phẩm (%) Lấy lượng acid sulfanilic, NaNO2 cố định với số mol 0.03 mol, thay đổi lượng acid HCl theo tỷ lệ mol khác Kết thể bảng 3.4 biểu diễn đồ thị (Hình 3.4) Bảng 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol acid sulfanilic:NaNO2:HCl đến hiệu suất (%) Tỷ lệ mol (mol) Hiệu suất (%) 0.03:0.03:0.03 37.90 0.03:0.03:0.06 56.90 0.03:0.03:0.09 69.90 0.03:0.03:0.12 47.02 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi tỷ lệ mol acid sulfanilic: natri nitrit:acid clohydric ảnh hưởng đến hiệu suất (%) → Nhận xét: Dựa vào bảng đồ thị trên, tỷ lệ mol acid sulfanilic:NaNO2:HCl tăng từ 1:1:1 đến 1:1:3 hiệu suất phản ứng tăng lên (37.90%→56.90%→69.90%), sau 1:1:3 hiệu suất lại giảm (69.90%→47.02%) Tỷ lệ mol acid sulfanilic:NaNO2:HCl = 1: 1: cho ta hiệu suất lớn Điều cho thấy: - Khi tăng tỷ lệ mol acid sulfanilic:NaNO2:HCl từ 1:1:1 đến 1:1:3 phản ứng chưa đạt cân tỷ lệ mol HCl tăng hiệu suất tăng Ngoài ra, tỷ lệ mol acid HCl làm cho hiệu suất giảm muối điazoni tạo bền vững môi trường acid thiếu acid dễ dẫn đến xảy phản ứng tự ngưng tụ: HO3S pH axit yeu N2Cl + HO3S NH2 hoac bazo HO3S N N NH SO3H diazo aminobenzen - Sau tiếp tục tăng tỷ lệ mol HCl hiệu suất phản ứng lại giảm, lúc phản ứng đạt cân , lượng acid HCl dư dẫn đến thừa acid nitrơ, dễ tạo phản ứng ngưng tụ amin với acid HNO2, làm giảm lượng amin, đồng thời tạo sản phẩm phụ cho q trình ngưng tụ 3.3 Phản ứng ghép đơi tạo phẩm màu Sunset yellow Thực phản ứng ghép đôi tạo phẩm màu Sunset yellow theo sơ đồ thể hình 2.5 Đối với phản ứng ghép đơi, ta cần khảo sát pH môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất * Khảo sát ảnh hưởng pH môi trường ghép đôi đến hiệu suất phản ứng Kết thu thể bảng 3.5 biểu diễn đồ thị (Hình 3.5) Bảng 3.5 Kết khảo sát pH môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất (%) pH môi trường 10 Hiệu suất (%) 43.90 52.00 69.90 58.50 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH ảnh hưởng đến hiệu suất (%) → Nhận xét: Dựa vào bảng đồ thị trên, pH môi trường tăng từ đến hiệu suất phản ứng tăng lên (43.90%→52.00%→69.90%), pH từ trở lên hiệu suất lại giảm (69.90%→58.50%) Hiệu suất sản phẩm đạt giá trị cao pH = Do muối 2-naphtol-6-sulfonat natri dẫn xuất phenol HO SO3Na Nếu thực phản ứng ghép đơi mơi trường acid HO NaO HCl SO3H SO3Na Nếu ghép đôi môi trường bazơ mạnh cation diazoni chuyển thành anion điazotat khơng cịn khả tham gia phản ứng ghép đôi + - N=N-O N=N-OH N N - - OH OH + + H H SO3H cation diazoni SO3Na diazohydrat SO3Na anion diazotat Trong môi trường bazơ yếu, gốc điazoni phân cực mạnh nên nhóm gắn vào vị trí octo para Nhưng vị trí gần para có nhóm SO Na cồng kềnh, nên vị trí para khó vị trí octo → Kết luận: Phẩm màu Sunset yellow có dạng bột hạt màu đỏ cam Hình 3.6 Bột phẩm màu Sunset yellow 3.4 Định tính Sunset yellow 3.4.1 Phương pháp hóa học 3.4.1.1 Khử kẽm - Kẽm tác nhân khử môi trường acid môi trường kiềm Sự khử nhẹ hợp chất azo kẽm môi trường acid kiềm thu hợp chất hidrazo không màu, thường làm màu sản phẩm azo Nếu khử mạnh cho sản phẩm amin - Với phẩm màu Sunset yellow khử kẽm môi trường acid xảy sau: HO HO H Zn/HCl NaO3S N N NaO3S N N H SO3Na SO3Na Màu đỏ cam Không màu - Cách tiến hành: Cho vài tinh thể phẩm màu Sunset yellow vào ống nghiệm có sẵn 10ml nước cất, thêm 1ml acid HCl đậm đặc vào khuấy đều, lúc dung dịch có màu cam Cho 1g hạt kẽm vào dung dịch, đun nhẹ khoảng phút, màu hỗn hợp nhạt dần cuối không màu Chứng tỏ, phẩm màu điều chế phẩm màu azo Hình 3.7 Sunset yellow khử kẽm môi trường acid 3.4.1.2 Tạo kết tủa với ion Ca 2+ Cho vài tinh thể phẩm màu Sunset yellow vào ống nghiệm, cho thêm vài giọt Ca2+, lắc Lúc dung dịch ống nghiệm có kết tủa màu cam Chứng tỏ, phẩm màu điều chế phẩm màu Sunset yellow 3.4.1.3 Khử SnCl - Trong môi trường acid, SnCl khử Sunset yellow làm màu phẩm màu hồn tồn Đó phân cắt khớp nối –N = N– tạo thành hai nhóm amin –NH2 - Phương trình phản ứng: NH2 HO SnCl2 NaO3S N HO + N H2N SO3Na SO3Na SO3Na Màu đỏ cam Không màu - Cách tiến hành: cho vài tinh thể phẩm màu vào cốc 50ml, thêm vào 10ml nước cất 2ml acid HCl đặc Khuấy nhẹ cho tan hoàn toàn, dung dịch ống nghiệm có màu Tiếp tục cho vào ống nghiệm 3ml SnCl2, đậm đăc Đun sôi khoảng 20 phút Dung dịch màu nhạt dần Chứng tỏ, phẩm màu điều chế phẩm màu azo 3.4.2 Phương pháp vật lý 3.4.2.1 Quang phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) Tiến hành đo quang phổ hấp thụ hồng ngoại mẫu sản phẩm ta thu dao động hóa trị ( ) dao động biến dạng ( ) cm-1 đặc trưng hình 3.8 sau: Hình 3.8 Phổ IR phẩm màu Sunset yellow tổng hợp Trong trình tìm kiếm tài liệu em có phổ IR chuẩn Sunset yellow Hình 3.9 Phổ IR Sunset yellow chuẩn Từ phổ hấp thụ hồng ngoại IR phẩm màu Sunset yellow tổng hợp ta có bảng sau: Bảng 3.6 Phổ IR Sunset yellow tổng hợp Dao động (cm-1) Nhóm chức 3448.14 OH (cm-1) 1622.11 C=C (nhân thơm) (cm-1) 1505.43 N=N (cm-1 ) 1189.54; 1123.29; 1037.79; 1007.28 (cm-1) đối xứng 837.31; 747.96 (cm-1 ) (thế para) 674.14 (cm-1) (thế octo) 600.08; 567.00; 530.90 (cm-1 ) Với : dao động hóa trị : dao động biến dạng Trên phổ IR thấy xuất pic hấp thụ mạnh đáy tù vùng 3448.14 cm -1 đặc trưng cho dao động hóa trị nhóm OH có liên kết hydro; pic 1622.11 cm-1 dao động hóa trị liên kết C=C thơm, nhóm azo hấp thụ 1505.43 cm-1; pic từ 1189.54 - 1007.28 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị đối xứng nhóm SO2 ; pic 837.31 747.96 cm-1đặc trưng cho dao động biến dạng =C-H vào vị trí para; pic từ 674.14 cm-1 đặc trưng cho dao động biến dạng =C-H vào vị trí octo; pic từ 600.08 - 530.90 cm-1 ứng với cho dao động biến dạng nhóm SO2 Phổ hấp thụ hồng ngoại sản phẩm Sunset yellow tổng hợp bị lệch so với phổ chuẩn sản phẩm, cịn so với lý thuyết pic phổ Sunset yellow tổng hợp phù hợp với nhóm chức phẩm màu Sunset yellow, hóa chất ban đầu không tinh khiết, thiết bị phịng thí nghiệm khơng đáp ứng đủ nhu cầu để làm thực nghiệm 3.3.2.2 Phổ khối lượng phẩm màu Sunset yellow: Khi đo phổ MS phẩm màu tổng hợp thu kết sau: Hình 3.10 Phổ MS phẩm màu tổng hợp Sunset yellow Sau phân tích phổ MS phẩm màu tổng hợp Sunset yellow, em nhận thấy phổ đồ xuất pic có phân tử khối phù hợp với phân tử khối Sunset yellow Sự phân cắt liên kết tạo ion dương phân mảnh sau: - Phân cắt ion Na cho pic ion phân tử (NaO3 SC16 H10 N2OSO3+.) có m/z = 429 - Phân cắt nhóm NaO3S cho pic ion phân tử (C16 H10 N2OSO3+) có m/z = 326 - Phân cắt nhóm OH cho pic ion phân tử (C16 H9 N2SO3+.) có m/z = 309 - Phân cắt vòng benzen gắn với liên kết điazo cho pic ion phân tử (C10H5N2SO3+.) có m/z = 233 - Phân cắt liên kết điazo cho pic ion phân tử (C10H5SO3+.) có m/z = 205 tách phân tử N2 Ngồi q trình phân cắt ion phân tử (C16H9N2 SO3 +.) có m/z = 309 cho ion phân tử (C10H5 SO3 +.) có m/z = 205 tách nhóm liên kết C6H4N2 có m/z = 104 Bảng 3.7 Phổ MS Sunset yellow tổng hợp m/z 452 429 326 309 233 205 429 23 / / / / / 326 126 103 / / / / 309 143 120 17 / / / 233 219 196 93 76 / / 205 247 224 121 104 28 / Sơ đồ phân mảnh Sunset yellow nêu hình 3.11 HO NaO3S |+ N N HO -Na NaO3S (M = 452) N N (M = 429) SO3Na |+ S O -NaO3S O O HO + N N (M = 326) O -HO + + (M = 205) O S O N N (M = 309) O S O O S O O O + N N (M = 233) O -N2 O | (M = 205) O + S O Hình 3.11 Sơ đồ phân mảnh Sunset yellow Từ sơ đồ phân mảnh ta viết chế phân mãnh sau: S O O HO HO NaO3S N N NaO3S + 1e N N NaO3S + |+ HO |+ NaO3S N N 2e SO3Na (M = 452) SO3Na HO |+ N N Na + (M = 23) SO3Na (M = 452) S O (M = 429) O O |+ HO NaO3S N HO N + N N O Na S O + O (M = 103) O O S (M = 429) O O O S O (M = 326) HO + + N O S (M = 326) O N N + N + N O + N N O S (M = 309) O OH (M = 17) O + N (M = 76) O (M = 309) S O O O (M = 233) S O O |+ +N N + N N (M = 28) S O O O S O O (M = 205) (M = 233) + N O + N + N N (M = 104) O S O (M = 309) O O S O O (M = 205) Từ kết phân tích trên, em khẳng định phẩm màu tổng hợp phẩm màu azo Sunset yellow KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong khóa luận này, em tổng hợp phẩm màu azo Sunset yellow qua bước: - Bước 1: Tổng hợp muối 2-naphtol-6-sulfonat natri từ q trình sulfo hóa β-naphtol với acid sulfuric đậm đặc điều kiện nhiệt độ phản ứng 94-96 0C Với điều kiện khảo sát như: thời gian, tỷ lệ mol H2SO4/β-naphtol ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm nhận thấy thời gian giờ, tỷ lệ mol H2SO4/β-naphtol 0.3:0.1 cho muối 2-naphtol-6-sulfonat natri có hiệu suất cao 77.80% Muối 2naphtol-6-sulfonat natri có dạng bột, màu tím nhạt gần màu trắng - Bước 2: Tổng hợp muối điazoni Muối điazoni acid sulfanilic phải thực mơi trường acid (pH=1÷3), nhiệt độ từ 0-50C Muối điazoni tạo thành có kết tủa màu trắng - Bước 3: Tổng hợp phẩm màu Sunset yellow dựa phản ứng ghép đôi muối điazoni acid sulfanilic với muối 2-naphtol-6-sulfonat natri phải thực môi trường kiềm yếu (pH=9) Phẩm màu tạo thành đạt hiệu suất 69.90% Phẩm màu Sunset yellow có dạng bột màu đỏ cam Kết quả: Sản phẩm Sunset yellow định tính phương pháp hóa học (khử kẽm, tạo kết tủa với ion Ca2+, khử SnCl2 ) phương pháp vật lý (phổ hấp thụ hồng ngoại, phổ khối lượng) KIẾN NGHỊ Nghiên cứu thêm khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất phẩm màu tổng hợp Nghiên cứu phương pháp phân tích định lượng phẩm màu tổng hợp Nghiên cứu tổng hợp phẩm màu đưa quy mô công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] GS TS TRẦN MẠNH BÌNH, PGS TS NGUYỄN QUANG ĐẠT - Hóa Học Hữu Cơ - Tập I - Nhà xuất Y Học (Hà Nội - 2007) [2] GS TS TRẦN MẠNH BÌNH, PGS TS NGUYỄN QUANG ĐẠT - Hóa Học Hữu Cơ - Tập II - Nhà xuất Y Học (Hà Nội - 2007) [3] Bộ Y Tế - Dược điển Việt Nam IV – Nhà xuất Y học (2010) [4] PGS TSKH PHAN ĐÌNH CHÂU - Các q trình tổng hợp hữu Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [5] ĐÀO HÙNG CƯỜNG - Hợp Chất Màu [6] NGUYỄN HIỀN HOÀNG, NGUYỄN THANH LÂM - Ứng dụng tin học hóa học – Nhà xuất Giáo Dục [7] Quyết định Bộ Trưởng Bộ Y Tế việc ban hành “Quy định danh mục chất phụ gia phép sử dụng thực phẩm” – Số 3742/2001/QĐ-BYT (Hà Nội - 2001) [8] ThS VÕ KIM THÀNH – Thực hành Hóa Hữu Cơ [9] ThS PHAN THẢO THƠ - Các phương pháp quang phổ Hóa Hữu Cơ Hóa Sinh [10] GS TS NGƠ THỊ THUẬN – Hóa học hữu (Phần tập) – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật (Hà Nội) [11] Tổ Hữu Cơ - Giáo trình Thí nghiệm chun ngành hóa dược [12] NGUYỄN ĐÌNH TRIỆU - Các phương pháp phân tích Vật Lý Hóa Lý - Tập I - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật (Hà Nội - 2000) [13] PGS PTS CAO HỮU TRƯỢNG, PTS HỒNG THỊ LĨNH - Hóa Học Thuốc Nhuộm - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật (Hà Nội - 1995) [14] ThS ĐỖ THỊ THÚY VÂN - Màu Hữu Cơ Tiếng Anh [15] KIRK OTHMER – Encyclopedia of chemical technology ... thành sản phẩm cao [5,14] 1.1.2.2 Phẩm màu tổng hợp: phẩm màu tạo phản ứng tổng hợp hoá học Phẩm màu tổng hợp phân loại dựa theo cấu tạo có phẩm màu như: - Phẩm màu azo: Phẩm màu tổng hợp mà phân... ngày đa dạng phong phú Từ lý trên, em chọn đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp phẩm màu Sunset yellow từ acid sulfanilic? ?? CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phẩm màu Phẩm màu nhóm màu khơng thể thiếu ngành... khối lượng phẩm màu Sunset yellow: Khi đo phổ MS phẩm màu tổng hợp thu kết sau: Hình 3.10 Phổ MS phẩm màu tổng hợp Sunset yellow Sau phân tích phổ MS phẩm màu tổng hợp Sunset yellow, em nhận