L ỜI MỞ ĐẦ U
4.2.4 Điều kiện thích hợp
Qua kết quả khảo sát, điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp
monoglyceride được trình bày ở Bảng 4.4.
Bảng 4.4 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp monoglyceride (3)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol methyl ester:glycerol 1:7
Nhiệt độ phản ứng 140oC Thời gian phản ứng 3 giờ Rf = 0,232 Rf = 0,744 Rf = 0,569 T 2h 3h 4h 5h
Hiệu suất tổng hợp monoglyceride từ methyl ester trong điều kiện thích hợp là 45,21%, thu được bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 4:1).
Hình 4.5 Sản phẩm monoglyceride (3) được điều chế theo điều kiện thích hợp
4.3 Tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)
Hỗn hợp monoglyceride (45,21%) đã được sử dụng để tổng hợp acetylated
monoglyceride bằng phản ứng ester hóa với acetic acid, xúc tác được chọn là H2SO4
đậm đặc (98%). Phương trình phản ứng như sau:
Monoglyceride (3) Acetylated monoglyceride (4a)
Trong đó, R là gốc hydrocarbon của acid béo.
Bảng 4.5 Điều kiện sơ bộ tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid 1:7
Nhiệt độ phản ứng 140oC
Thời gian phản ứng 3 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 (so với khối lượng monoglyceride) 5%
Hình 4.6 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, vết bên trái là tác chất monoglyceride được chấm đối chứng với vết bên trái là hỗn hợp thu được sau phản ứng. Theo tài liệu tham khảo [1] [5], vết có Rf = 0,471 là sản phẩm acetylated monoglyceride, vết tác chất monoglyceride có Rf = 0,117 (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).
Vết sản phẩm acetylated monoglyceride (Rf = 0,471) tương đối đậm. Tuy nhiên, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) vẫn còn đậm. Chính vì vậy, phản
ứng tổng hợp acetylated monoglyceride được tiến hành khảo sát lại tỉ lệ mol giữa các tác chất, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng để tìm ra điều kiện thích hợp.
4.3.1 Khảo sát tỉ lệ mol Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Nhiệt độ phản ứng: 140oC
Thời gian phản ứng: 3 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 : 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Tỉ lệmol monoglyceride:acetic acid được thay đổi lần lượt là 1:7; 1:8; 1:9 và
1:10. Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các tỉ lệ mol khảo sát được trình bày ở Hình 4.7. Rf = 0,471 Rf = 0,117 T 1:7
Hình 4.7 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm acetylated monoglyceride (Rf = 0,471) rất đậm.
Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) còn đậm ở các tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:7, 1:8 và 1:9
Ở tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) mờ dần.
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride là 1:10.
4.3.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10 Thời gian phản ứng: 3 giờ
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút Yếu tố thay đổi: Nhiệt độ phản ứng: 100oC, 110oC, 120oC và 130oC. Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các nhiệt độ khảo sát được trình bày ở Hình 4.8. Rf = 0,471 Rf = 0,117 T 1:7 1:8 1:9 1:10
Hình 4.8 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản phẩm acetylated monoglyceride (Rf = 0,471). Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) khá mờở cả bốn nhiệt độ, mờ nhất là ở nhiệt độ 110oC. Kết luận Từ kết quả sắc ký bản mỏng, nhiệt độ thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride là 110oC. 4.3.3 Khảo sát thời gian phản ứng Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10 Nhiệt độ phản ứng: 110oC
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút Yếu tố thay đổi: Thời gian phản ứng: 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ và 5 giờ. Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các thời gian khảo sát được trình bày ở Hình 4.9. Rf = 0,471 Rf = 0,117 T 100oC 110oC 120oC 130oC
Hình 4.9 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn thời gian đều xuất hiện vết sản phẩm acetylated monoglyceride (Rf = 0,471) khá đậm.
Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) vẫn còn đậm ở các thời gian 2 giờ, 4 giờ và 5 giờ. Tuy nhiên, ở thời gian 3 giờ, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) rất mờ.
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, thời gian thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride là 3 giờ.
4.3.4 Điều kiện thích hợp
Qua kết quả khảo sát, điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated
monoglyceride được trình bày ở Bảng 4.6.
Bảng 4.6 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid 1:10
Nhiệt độ phản ứng 110oC
Thời gian phản ứng 3 giờ
Rf = 0,471
Rf = 0,117
Hiệu suất tổng hợp acetylated monoglyceride từ monoglyceride và acetic acid
trong điều kiện thích hợp là 51,2 %, thu được bằng phương pháp sắc kí cột
(PE:EtOAc = 7:1).
Hình 4.10 Sản phẩm acetylated monoglyceride (4a) được điều chế theo điều kiện thích hợp
Từ kết quả khảo sát trên, acetic acid được cho phản ứng với monoglyceride
với lượng dư khá nhiều. Thời gian phản ứng được khảo sát kéo dài 3 giờ mà vẫn
chưa hết tác chất monoglyceride. Chính vì vậy, acetic anhydride được cho phản ứng
với monoglyceride để tổng hợp acetylated monoglyceride, xúc tác được sử dụng là
H2SO4. Phương trình phản ứng:
Monoglyceride (3) Acetylated monoglyceride (4a)
Trong đó, R là gốc hydrocarbon của acid béo.
Bảng 4.7 Điều kiện tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) từ acetic anhyride
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic anhyride 1:2
Nhiệt độ phản ứng 110oC
Thời gian phản ứng 1 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 (so với khối lượng monoglyceride) 5%
Hình 4.11 Bản mỏng sắc ký thu được khi tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) từ acetic anhydride (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)
Nhận xét
Trên bản mỏng, vết acetylated monoglyceride (Rf = 0,471) rất đậm, đồng thời vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) đã mờ dần.
Kết luận
Acetic anhyride được sử dụng cho phản ứng tổng hợp acetylated
monoglyceride vừa tiết kiệm được thời gian và acetic anhyride được sử dụng lượng
thừa thấp hơn rất nhiều so với acetic acid được sử dụng mà vẫn đạt được hiệu suất
cao hơn. Hiệu suất tổng hợp acetylated monoglyceride từ monoglyceride và acetic
anhydride là 60,94%, thu được bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 7:1).
4.4 Tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)
Lactylated monoglyceride được tổng hợp bằng phản ứng ester hóa giữa hỗn hợp monoglyceride (45,21%) và lactic acid với xúc tác được chọn là H2SO4 đậm
đặc (98%). Phương trình phản ứng như sau:
Monoglyceride (3) Lactylated monoglyceride (4b)
Trong đó, R là gốc hydrocarbon của acid béo.
T 1:2
Rf = 0,471
Bảng 4.8 Điều kiện sơ bộ tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid 1:2
Nhiệt độ phản ứng 140oC
Thời gian phản ứng 2 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 (so với khối lượng monoglyceride) 5%
Bản mỏng sắc ký hỗn hợp sau phản ứng được trình bày ở Hình 4.12.
Hình 4.12 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3) Nhận xét
Trên bản mỏng, vết bên trái là tác chất monoglyceride được chấm đối chứng với vết bên trái là hỗn hợp thu được sau phản ứng. Theo tài liệu tham khảo [1] [5], vết có Rf = 0,476 là sản phẩm lactylated monoglyceride, vết tác chất monoglyceride có Rf = 0,357 (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3).
Vết sản phẩm lactylated monoglyceride (Rf = 0,476) tương đối đậm. Tuy nhiên, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,357) vẫn còn đậm. Chính vì vậy, phản
ứng tổng hợp lactylated monoglyceride được tiến hành khảo sát lại tỉ lệ mol giữa các tác chất, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng để tìm ra điều kiện thích hợp.
Rf = 0,476 Rf = 0,357
4.4.1 Khảo sát tỉ lệ mol Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Nhiệt độ phản ứng: 140oC
Thời gian phản ứng: 2 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 : 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid được thay đổi lần lượt là 1:2; 1:3; 1:4 và 1:5.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các tỉ lệ mol khảo sát
được trình bày ở Hình 4.13.
Hình 4.13 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm lactylated monoglyceride (Rf = 0,476) rất đậm.
Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,357) còn đậm ở các tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:2, 1:4, và 1:5
Ở tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:3, vết monoglyceride (Rf = 0,357) mờ dần.
Rf = 0,476 Rf = 0,357
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride là 1:3.
4.4.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:3 Thời gian phản ứng: 2 giờ
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Nhiệt độ phản ứng: 110oC, 120oC, 130oC và 140oC.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các nhiệt độ khảo sát
được trình bày ở Hình 4.14.
Hình 4.14 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản phẩm lactylated monoglyceride (Rf = 0,476). Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,357) khá mờở cả bốn nhiệt độ, mờ nhất là ở nhiệt độ 130oC. Rf = 0,476 Rf = 0,357 T 110oC 120oC 130oC 140oC
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, nhiệt độ thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride là 130oC.
4.4.3 Khảo sát thời gian phản ứng Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:3 Nhiệt độ phản ứng: 130oC
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Thời gian phản ứng: 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ và 5 giờ.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các thời gian khảo sát
được trình bày ở Hình 4.15.
Hình 4.15 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn thời gian đều xuất hiện vết sản phẩm lactylated monoglyceride (Rf = 0,476). Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,357) khá mờở cả
bốn thời gian. Tuy nhiên, ở thời gian 4 giờ, vết sản phẩm lactylated monoglyceride
(Rf = 0,476) đậm nhất so với các vết khác trong hỗn hợp sau phản ứng.
Rf = 0,476 Rf = 0,357
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, thời gian thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride là 4 giờ.
4.4.4 Điều kiện thích hợp
Qua kết quả khảo sát, điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated
monoglyceride được trình bày ở Bảng 4.9.
Bảng 4.9 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid 1:3
Nhiệt độ phản ứng 130oC
Thời gian phản ứng 4 giờ
Hiệu suất tổng hợp monoglyceride từ methyl ester trong điều kiện thích hợp là 40,53 %, thu được bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 5:1).
Hình 4.16 Sản phẩm lactylated monoglyceride (4b) được điều chế theo điều kiện thích hợp
4.5 Tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)
Tartarylated monoglyceride được tổng hợp bằng phản ứng ester hóa giữa hỗn
hợp monoglyceride (45,21%) và tartaric acid với xúc tác được chọn là H2SO4 đậm
đặc (98%). Phương trình phản ứng như sau:
Monoglyceride (3) Tartarylated monoglyceride (4c)
Bảng 4.10 Điều kiện sơ bộ tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)
Các yếu tố Giá trị
Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid 1:1
Nhiệt độ phản ứng 140oC
Thời gian phản ứng 1 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 (so với khối lượng monoglyceride) 5% Bản mỏng sắc ký hỗn hợp sau phản ứng được trình bày ở Hình 4.17.
Hình 4.17 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, vết bên trái là tác chất monoglyceride được chấm đối chứng với vết bên trái là hỗn hợp thu được sau phản ứng. Theo tài liệu tham khảo [1] [5], vết có Rf = 0,442 là sản phẩm tartarylated monoglyceride, vết tác chất monoglyceride có Rf = 0,117 (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).
Vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442) tương đối đậm. Tuy nhiên, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) vẫn còn đậm. Chính vì vậy, phản
ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride được tiến hành khảo sát lại tỉ lệ mol giữa
các tác chất, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng để tìm ra điều kiện thích hợp.
4.5.1 Khảo sát tỉ lệ mol Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Nhiệt độ phản ứng: 140oC
Thời gian phản ứng: 1 giờ
Lượng xúc tác H2SO4 : 5% so với khối lượng monoglyceride Rf = 0,442
Rf = 0,117
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid được thay đổi lần lượt là 1:1; 1:1,5; 1:2 và 1:2,5.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các tỉ lệ mol khảo sát
được trình bày ở Hình 4.18.
Hình 4.18 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1) Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442) rất đậm. Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) đã mờ
dần ở tất cả các tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid được khảo sát.
Ở tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid = 1:1, vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442) khác biệt khá rõ với vết diglyceride (Rf = 0,5).
Sở dĩ vết sản phẩm rất gần với vết diglyceride (Rf = 0,5) là vì tác chất
monoglyceride được sử dụng là một hỗn hợp gồm monoglyceride, diglyceride,
methyl ester. Như vậy, hỗn hợp sau phản ứng cũng còn diglyceride, digyceride của
các acid béo có chuỗi carbon trung bình gần giống với tartarylated monoglyceride.
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid thích hợp cho phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride là 1:1.
Rf = 0,442
Rf = 0,117 Rf = 0,5
4.5.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid = 1:1 Thời gian phản ứng: 1 giờ
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Nhiệt độ phản ứng: 120oC, 130oC, 140oC và 150oC.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các nhiệt độ khảo sát
được trình bày ở Hình 4.19.
Hình 4.19 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)
Nhận xét
Trên bản mỏng, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442). Vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) khá mờở cả bốn nhiệt độ, mờ nhất là ở nhiệt độ 140oC. Kết luận Từ kết quả sắc ký bản mỏng, nhiệt độ thích hợp cho phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride là 140oC. Rf = 0,442 Rf = 0,117 Rf = 0,5 T 120oC 130oC 140oC 150oC
4.5.3 Khảo sát thời gian phản ứng Yếu tố cố định: Yếu tố cố định:
Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid = 1:1 Nhiệt độ phản ứng: 140oC
Lượng xúc tác H2SO4: 5% so với khối lượng monoglyceride
Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút
Yếu tố thay đổi:
Thời gian phản ứng: 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút.
Kết quả sắc ký bản mỏng của sản phẩm với tác chất ở các thời gian khảo sát
được trình bày ở Hình 4.20.
Hình 4.20 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)
Nhận xét
Trên bản mỏng, ở ba thời gian 30 phút, 60 phút, 90 phút đều xuất hiện vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442). Vết monoglyceride (Rf = 0,117) khá mờở cả bốn thời gian.
Tuy nhiên, ở thời gian 60 phút, vết tác chất monoglyceride (Rf = 0,117) khá
mờ, đồng thời vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442) cũng có khác
biệt khá rõ so với các vết diglyceride (Rf = 0,5).
Riêng ở thời gian 120 phút, không có vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (Rf = 0,442), nhưng có vết triglyceride (Rf = 0,523) được tạo thành. Do thời gian khá dài nên cả diglyceride và sản phẩm tartarylated monoglyceride đều được
Rf = 0,442
Rf = 0,117
T 30’ 60’ 90’ 120’
Rf = 0,5
chuyển hóa thành triglyceride. Điều này được giải thích rõ hơn bằng phương trình phản ứng sau:
Diglyceride Triglyceride
Tartarylated monoglyceride (4c) Triglyceride
Trong đó: R là gốc hydrocarbon của acid béo.
R’COOH là tartaric acid.
Kết luận
Từ kết quả sắc ký bản mỏng, thời gian thích hợp cho phản ứng tổng hợp tartarylated monoglyceride là 1 giờ.
4.5.4 Điều kiện thích hợp