Đồ án tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT LỎNG ION HỌ PIRIDINIUM VÀ ỨNG
DỤNG TRONG CHUYỂN HÓA HESPERIDIN THÀNH DIOSMIN
Giảng viên hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Kim Dung
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Đức
Lớp : DH11H1
MSSV : 1152010035
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 1
Đồ án tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 30 tháng 06 năm 2015
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 2
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CNTP
PHIẾU ĐĂNG KÝ 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: Nguyễn Hoàng Đức Ngày sinh: 20/02/1993
MSSV : 1152010035 Lớp : DH11H1
Địa chỉ : Xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
E-mail :
Trình độ đào tạo : Đại học
Hệ đào tạo : Chính quy
Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học
Chuyên ngành : Hóa dầu

con bước vào đời.
Em xin chân thành cảm ơn:
 TS. Cô Hoàng Thị Kim Dung đã tận tâm giúp đỡ em trong suốt thời gian thực
hiện đồ án.
 Chị Huỳnh Thị Kim Chi, Anh Nguyễn Đình Tuyết cùng các anh chị phòng
Công nghệ Hữu cơ cao phân tử - Viện Hàn lâm Công nghệ Hóa học rất nhiệt
tình giúp đỡ và chỉ bảo em xuyên suốt quá trình thực hiện đồ án.
 Thầy trưởng khoa PGS.TS Nguyễn Văn Thông và cô Th.S Vũ Thị Hồng
Phượng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu đã dẫn đường chỉ lối và động viên em suốt
quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
 Cùng tất cả các bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn
ABSTRACT
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 5
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
As we know, synthesized ionic liquids have been a hot issue that is attractive
the scientists on around the world to study. Because of their advantages as high
melting point, high viscosity, low vapor pressure, stable characteristics over time,
they are suitable as solvent, catalyst in organic synthesis and petroleum industry. For
these reasons, we conducted to study application of pyridinium ionic liquids in
organic synthesis, especially in the preparation of diosmin that can treat
hemorrhoids, colon cancer, diabetes, varicose circuit. The reactants were used to
synthesize diosmin: hesperidin, sodium hydroxide, iodine. Using N-butyl pyridinium
bromide as solvent in the convertion, diosmin was obtained 84.46% purity. The yield
was 63.68%.
TÓM TẮT
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 6
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Phương pháp truyền thống chuyển hóa hesperidin thành diosmin bằng dung
môi pyridine tuy được sử dụng rộng rãi nhưng với tính chất độc hại, ô nhiễm môi

- [HMIM]Br: Chất lỏng ion 1-heptyl-3-methylimidazonium bromide
- [PMIM]Br: Chất lỏng ion 1-propyl-3-methylimidazonium bromide
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 8
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
- [BMIM]Br: Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium bromide
- [PMIM]I: Chất lỏng ion 1-propyl-3-methylimidazonium iodine
- [BMIM]I: Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium iodine
- [HMIM]I: Chất lỏng ion 1-heptyl-3-methylimidazonium iodine
- [BMIM]BF
4
:

Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium tetrafloborat
- [BMIM]BF
6
:

Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium hexafluorophosphate
- [HMIM]BF
4
: Chất lỏng ion 1- heptyl -3-methylimidazonium tetrafloborat
- [BMIM]NTf
2
:

Chất lỏng ion 1-butyl-3-methylimidazonium
bis(trifluoromethylsulfonyl)imide
- [EMIM]NTf
2
:

SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 10
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
DANH MỤC HÌNH
Hình I.1 Sử dụng kết hợp CO2 và ILs để tránh kết tụ asphaltene 4
Hình I.2 Cơ chế phá vỡ sự kết tụ asphaltene 4
Hình I.3 Phản ứng ghép đôi Suzuki giữa bromobenzene và phenyl boronic acid 5
Hình I.4 Phản ứng oxi hóa rượu bởi xúc tác ruthenium trong ILs
1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorphosphate 6
Hình I.5 Ảnh hưởng của các loại dung môi khác nhau lên độ chuyển hóa phản ứng
tổng hợp biodiesel từ dầu đậu nành và methanol được xúc tác bởi Novozym 435 8
Hình I.6 Một số ứng dụng của chất lỏng ion 9
Hình I.7 Cấu trúc của một số cation thường gặp trong chất lỏng ion 10
Hình I.8 Tính đa dạng của chất lỏng ion họ imidazolium 10
Hình I.9 Các bước điều chế chất lỏng ion 13
Hình I.10 Cấu cáo của Heaperidin 14
Hình I.11 Công thức tổng quát Diosmin 15
Hình I.12 Sơ đồ biến đổi hóa học từ flavanone (hesperidin) sang flavone (diosmin)19
Hình I.13 Sơ đồ chuỗi phản ứng tổng hợp diosmin bằng tác nhân NBS 20
Hình I.14 Sơ đồ chuỗi phản ứng tổng hợp diosmin bằng tác nhân ILs 22
Hình III.1 Cấu tạo [BPY]Br 37
Hình III.2 Sắc ký bản mỏng [BPY]Br 37
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 11
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Hình III.3 Cấu tạo [BPY]BF
4
38
Hình III.4 Sắc ký bản mỏng [BPY]BF
4
38
Hình III.5 [BPY]OTf 39

4
Phụ lục 5. Phổ
1
H-NMR của [BPY]OTf
Phụ lục 6. Phổ dãn rộng
1
H-NMR của [BPY]Otf
Phụ lục 7. Phổ
13
C-NMR của [BPY]Br
Phụ lục 8. Phổ dãn rộng
13
C-NMR của [BPY]Br
Phụ lục 9. Phổ
13
C-NMR của [BPY]BF
4
Phụ lục 10. Phổ dãn rộng
13
C-NMR của [BPY]BF
4
Phụ lục 11. Phổ
13
C-NMR của [BPY]OTf
Phụ lục 12. Phổ dãn rộng
13
C-NMR của [BPY]OTf
Phụ lục 13. Phổ HRMS của [BPY]Br
Phụ lục 14. Phổ HRMS của [BPY]BF
4

Phụ lục 29 Phổ giãn 1
13
C−NMR của diosmin
Phụ lục 30 Phổ giãn 2
13
C−NMR của diosmin
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 14
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Mở Đầu
Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, con người không ngừng tác động
trực tiếp cũng như gián tiếp đến môi trường, làm cho môi trường ngày càng xấu đi,
từ đó tác động xấu đến sức khỏe con người, ngày càng gây ra nhiều bệnh tật. Vì thế
nhu cầu điều trị bệnh là tất yếu cho nên nhu cầu về dược phẩm sản xuất từ các dung
môi, xác tác không độc hại và không ô nhiễm môi trường ngày càng cao. Một trong
các dung môi đó là chất lỏng ion. Chất lỏng ion là hợp chất làm hoàn toàn bằng ion,
không độc hại và thân thiện với môi trường [1]. Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi
tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất lỏng ion họ pyridinium để ứng dụng trong phản
ứng chuyển hóa hesperidin thành diosmin. Diosmin là loại thuốc đã được sử dụng
trong hơn 30 năm như là một tác nhân bảo vệ thành mạch, và gần đây đã bắt đầu
được nghiên cứu cho các mục đích trị liệu khác bao gồm cả ung thư, hội chứng tiền
kinh nguyệt, viêm đại tràng và bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, giá thành các dược liệu
chứa diosmin còn khá cao, và còn phải phụ thuộc nhiều từ nước ngoài. Bước đầu
chúng tôi sẽ tiến hành tìm hiểu quy trình, sau đó sẽ tiến hành tổng hợp diosmin từ
nguồn nguyên liệu ban đầu là hesperidin bằng các cách khác nhau, và đánh giá lại
các ưu nhược điểm cũng như hiệu suất của từng quy trình. Từ đó làm cơ sở để có thể
đưa quy trình tổng hợp diosmin ra sản xuất với quy mô công nghiệp.
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức 15
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Chính vì những lý do trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng
hợp chất lỏng ion họ pyridinium và ứng dụng trong chuyển hóa hesperidin

4000 công trình/năm, trong khi đó có hơn 1000 phát minh sáng chế về các chất lỏng
ion hoá đã được đăng ký bản quyền [5].
Mặc dù chất lỏng ion
được
khám phá khá sớm tuy nhiên khái niệm chất lỏng
ion chỉ
được
quan tâm trong những năm gần đây, khi mà người

ta bắt đầu quan tâm
hàng loạt vấn về gây ô nhiễm môi trường, nổi bật nên là sự ô nhiễm môi trường

do
sự bay hơi của các dung môi, cũng như

các nguyên nhân gây cháy nổ [4].
Sau 20 năm chất lỏng ion bị chìm lắng thì đến năm 1934 xuất hiện một sáng
chế khẳng định muối chứa nitơ (như là n-benzylpyridinium chloride,
1-ethylpyridinium chloride,…) đã tạo thành hỗn hợp với cellulose ở nhiệt độ
trên 100
0
C, làm cellulose tan ra và thành hỗn hợp có độ nhớt khác, đã tạo thành dung
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 18
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
dịch mới chứa cellulose rất hoạt động, phù hợp với các phản ứng khác nhau [3].
Năm 1992, Wilkes và Zaworotko đã báo cáo đề tài “Chất lỏng ion 1-ethyl-3-
methylimidazolium bền trong môi trường không khí và nước”[3]
Ngày nay chất lỏng ion phát triển rất mạnh mẽ và được ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực: xúc tác, dược phẩm, dầu khí,…
c Ứng dụng

các cation hydroxit hữu cơ. Các cation này được thay thế bằng các muối ammoniac,
phosphorus, pyridinium và metylimidazolium, chúng được chuyển hoá thành các
hydroxide trong cột trao đổi ion. Hiệu suất thu hồi ampicilin đạt 75 – 95 %.
Ứng dụng làm xúc tác
Hydrocarbon thơm đa vòng hòa tan trong chloroaluminate (III), chất lỏng ion tạo
thành hợp chất vòng no. Điều này trái ngược với phản ứng hydro hóa xúc tác, trong
đó yêu cầu nhiệt độ và áp suất cao, xúc tác platinum oxide đắt tiền, sản phẩm tạo ra
có nhiều đồng phân [5]
Chất lỏ n

g ion l à

m d u

ng m ôi
Phản ứng ghép đôi Heck và Suzuki
Phản ứng ghép đôi Suzuki giữa bromobenzene và phenyl boronic acid (hình
1.3) sử dụng hệ xúc tác Na
2
CO
3
và [BMIM]BF
6
đạt hiệu suất đến 92% sau 1 giờ ở
100
o
C với 0.25 mol% Pd.
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 20
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Br

sử dụng tác nhân oxy hoá, phản ứng ở 120
o
C trong thời gian 22 – 24 h, hiệu suất
đạt 95 %.
Phản ứng oxi hóa rượu
Thay vì sử dụng xúc tác Ru (IV), tác giả P. A. Jacobs đã sử dụng xúc tác Ru
(II) và Ru (III) cho phản ứng oxy hoá alcohol trong một số chất lỏng ion khác nhau
(như tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide) hiệu suất
trên 90% [46].
OH
R' R''
1% Ru-catalyst
O
2
or air, ionic liquid
R' = alkyl, H
R''= alkyl, phenyl
O
R' R''
Phản ứng oxi hóa rượu bởi xúc tác ruthenium trong IL 1-butyl-3-
methylimidazolium hexafluorphosphate.
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 21
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
Phản ứng polymer hóa [47-50]
Phản ứng polymer hoá gốc tự do trao đổi phân tử (Atom transfer radical
polymerization – ATRP) sử dụng xúc tác của kim loại chuyển tiếp là phương pháp
đơn giản, có kiểm soát và hiệu quả được sử dụng phổ biến để tổng hợp polymer có
khối lượng phân tử lớn và vùng phân bố khối lượng hẹp. Nhìn chung, quá trình
ATRP được thực hiện trong những dung môi hữu cơ truyền thống như toluene,
DMF, DMSO gây ra những khó khăn trong vấn đề thu hồi, tái sử dụng dung môi và

môi. [EMIM]TOf cho hiệu suất cao gấp 3 lần so với quá trình không sử dụng dung
môi và sau12 giờ, độ chuyển hóa sản phẩm đạt 80%
(Hình 1.5).
Gần đây, ở Nhật Bản, S. Arai và các cộng sự cũng thực hiện quá trình sản xuất
này trong chất lỏng ion gốc [BF
4
] và sử dụng trực tiếp nhiều loại vi nấm khác nhau
tạo ra enzyme lipase [54]. Kết quả cho thấy enzyme lipase đặc hiệu cho vị trí 1,3-
glyceride được sinh ra từ vi nấm R. oryzae chủng hoang dại (w-ROL) có hoạt tính
tốt nhất cho phản ứng biodiesel hóa trong chất lỏng ion [EMIM]BF
4
.
Hình I.4 Ảnh hưởng của các loại dung môi khác nhau lên độ chuyển hóa phản
ứng tổng hợp biodiesel từ dầu đậu nành và methanol được xúc tác bởi Novozym 435
[54]
Trên đây là hai ứng dụng quan trọng nhất, ngoài ra ILs còn nhiều ứng dụng
khác được thể hiện ở hình 1.6 dưới đây:
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 23



 !"
#$
Chế tạo thuốc%
&'()*+"
,-.
/%012
34
567,/
"

-
, CuCl
2
-
,
SnCl
3
-
, N(CF
3
SO
2
)
2
-
, N(C
2
F
5
SO
2
)
2
-
, N(FSO
2
)
2
-
,

Cl
10
-
, Au
2
Cl
7
-
, Fe
2
Cl
7
-
và Sb
2
F
11
-
. Trong đó, các chất lỏng ion
chứa các anion đa nhân vậy thường dễ bị phân hủy dưới tác động của không khí và
nước [22], [6].
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 24
F
Luận văn tốt nghiệp khóa 2011-2015 Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu
F
3
C
O
2
S

S C N
Anion
Cation
Hình I.6 Cấu trúc của một số cation thường gặp trong chất lỏng ion [7].
R
2
N
N
R
1
R
3
R
4
H, CH
3
CH
3
C
2
H
5
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3

2
CCH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
(CH
3
CH
2
)(CH
3
)CH
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2

2
N
(CF
3
SO
2
)N
(CF
3
SO
2
)
3
C
CF
3
CF
2
CF
2
COO
Hình I.7 Tính đa dạng của chất lỏng ion họ imidazolium [5]
SVTH: Nguyễn Hoàng Đức Trang 25