Lời cảm ơn

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Sời
áĩạ CẢN THƠ
TRƯỜNG ĐẠIảm
HỌC
♦- - - KHOA
HỌC
vinh dự và tựKHOA
hào khi được
trở thành
sinh viên của

Thật
Trường Đại
Học Cần Thơ, Khoa Khoa Học. Những kiến thức mà các Thầy cô đã
truyền đạt trong suốt thời gian qua, đặc hiệt là trong quá trình thực hiện
để tài tốt nghiệp sẽ ỉà hành trang quỉ háu giúp em vừng hước vào đời.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Lê Thanh Phước cùng
thầy Phan Thế Duy đã tận tình hưởng dẫn truyền đạt những kinh nghiệm
quỉ báu cho em trong suốt quả trình thực hiện để tài tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô Bộ Môn Hóa đã cung cấp
cho em những kiến thức quỉ báu trong quá trình học tập tại tnrờng. Đặc
biệt em xin cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Tuân đã tận tình giúp đỡ em
hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ
Hóa Học — Khoa Công Nghệ đã cung cấp cho em những dụng cụ, trang
VĂN
thiết bị cầnLUẬN
thiết khi em

Xỉn chân thành cảm ơn ĩ
Ngành Cử Nhân Hóa Học - Khóa 29
Cân Thư, ngày 15 tháng 6 năm 2007.
Sinh viên thưc hiên

Mai Bích Thoa

Tháng 06/2007
Trang i


Nhận xét và đánh giá của giáo viên hướng dẫn

Trường Đại Học cần Thơ

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa
Độc lập - Tự do - Hạnh

Việt Nam Khoa Khoa Học
phúc Bộ Môn Hóa Học

Cần Thơ, ngày.......tháng .... năm
2007

1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Lê Thanh Phước
Thầy
Phan
Thế Duy
2. Đề tài: TỐI Ưu HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP TERPĨN
HYDRATE TỪ TINH DẦU THÔNG

Phan Thế Duy

Lê Thanh phước

Trang iii


Nhận xét và đánh giá của giáo viên phản biện

Trường Đại Học cần Thơ

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa
Độc lập - Tự do - Hạnh

Việt Nam Khoa Khoa Học
phúc Bộ Môn Hóa Học

Cần Thơ, ngày.......tháng .... năm
2007

1. Cán bộ chấm phản biện: Thầy Nguyễn Trọng Tuân
2. Đề tài: TỐI ƯƯ HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP TERPIN
HYDRATE TỪ TINH DẦU THÔNG
3. Sinh viên thực hiện: Mai Bích Thoa
- MSSV: 2033467
- Lớp: Cử nhân hóa học - Khóa 29
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức LVTN:

b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):


LỜI MỞ ĐẦU

#

"

Terpin hydrate là một hợp chất thiên nhiên có trong nhiều loại trái cây
(như nho ...), các cây lương thực và hương liệu (như húng tây, cam thảo, nguyệt
quế,...) và trong các cây thuốc (như cây khuynh diệp, gôm arabic...). Tuy nhiên
do họp chất thiên nhiên có trong thực vật ít, muốn tinh chế đòi hỏi chi phí lớn và
tốn nhiều công sức. Chính vì vậy bằng những tìm tòi sáng tạo, chúng ta đã tổng
hợp được các hợp chất thiên nhiên nhằm tạo ra những sản phẩm giá trị cao phục
vụ cho con người mà vẫn bảo vệ được sinh thái tự nhiên. Hóa học tổng họp có
vai trò cực kỳ quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống con người.
Terpin hydrate là một dẫn xuất của a-pinene (thành phần chính của tinh
dầu thông) có hoạt tính trên màng nhầy của hệ hô hấp và trên hệ thần kinh trung
ương. Do đó ngày nay nó được sử dụng như là một tá dược chủ yếu để chừa các
bệnh liên quan đến hệ hô hấp và các chứng viêm nhiễm bên trong cơ thể khác.
Chính vì thế việc tìm ra qui trình để tổng họp terpin hydrate với sổ lượng lớn và
chi phi thấp là rất cần thiết.
Đất nước ta có hàng trăm ngàn hecta trồng thông, nhờ có nguồn thông

Trang vii


Mục lục

MỤC LỤC
Trang

2.2.1 Hóa chất và nguyên liệu...........................................................................29
2.2.2 Tiến hành thí nghiệm................................................................................29
2.2.2.1 Dụng cụ và thiết bị.....................................................................29
22.2.2

Cách tiến hành............................................................................30

2.2.3 Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp terpin
hydrate....................................................................................................................32
2.2.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy.....................................................32
2.2.3.2

Ảnh hưởng của nồng độ H2SO4 xúc tác.................................32

2.2.3.3

Ảnh hưởng của thời gian khuấy................................................33

2.2.4 Khảo sát các cặp yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp..................34
2.2.4.1 Cặp yếu tố nồng độ H2SO4 xúc tác và thời gian khuấy.........34
2.2.4.2

Cặp yếu tố tốc độ khuấy và thời gian khuấy............................34

Chương 3: KÉT QUẢ THựC NGHIỆM................................................................ 35

Trang viii


BẢNG

39
Bảng 3.4 Sự thay đổi của
khối
lượng
terpinKHẢO.............................................................................................47
hydrate thu được theo
TÀI
LIỆU
THAM
nồng độ H2SO4 xúc tác
Bảng 3.5 Sự thay đổi của khối lượng terpin hydrate thu được theo
thời gian khuấy41
Bảng 3.6 Khối lượng terpin hydrate thu được theo nồng độ và thời
gian khuấy43
Bảng 3.7 Khối lượng terpin hydrate thu được theo tốc độ khuấy và
thời gian khuấy44
HÌNH

TRANG

Hình 1.1 Nhựa thông 1
Hình 1.2 Khai thác nhựa thông 1
Hình 1.3 Thông 3 lá 3
Hình 1.4 Thông 2 lá 4
Hình 1.5 Thông đuôi ngựa 5
Hình 1.6 Tinh thê terpin hydrate 14
Hình 1.7 Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân 25
Hình 1.8 Máy trắc phổ khối 27
Hình 2.1 Máy khuấy đũa 30
Hình 2.2 Hồn họp phản ứng đang khuấy 30


Hình 1.1 Nhựa thông
Nhựa thông ở nước ta đang được đẩy mạnh khai thác trên qui mô công
nghiệp và nó được thu lấy bàng phương pháp giống như phương pháp lấy mủ cao
su và đang được áp dụng nhiều biện pháp để nâng cao năng suất.

Hình 1.2 Khai thác nhựa thông

Trang 1


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

Khả năng tăng sản lượng nhựa bàng cách áp dụng qui trình công nghệ
khai thác tối ưu, sử dụng kích thích tố và chọn giống thông cao sản.... Việc sử
dụng kích thích tố đã làm sản lượng nhựa thông 3 lá tăng từ 34 - 55%. Đây là
một tiến bộ kỳ thuật đưa vào trong sản xuất từ những năm 1990 đến nay. Bên
cạnh đó, chọn giống nhằm xây dựng những khu rừng chuyên doanh về khai thác
nhựa từ những cá thê ưu thế cao sản cần được quan tâm. Thông qua con đường
nhân giống hữu tính và vô tính chọn các cá thể có năng suất nhựa cao để gây
trồng.
Hai trung tâm chế biến nhựa lớn nhất trong cả nước là Quảng Ninh và
Quảng Bình đã liên doanh chế biến với Nhật Bản và phía Nhật bao tiêu toàn bộ
sản phẩm chế biến với tổng công suất 3.000 tấn nhựa/năm. Trong vòng 20 năm
qua trên thị trường thế giới giá cả collophane và tinh dầu thông tăng gấp đôi: 600
USD/tấn collophane; 650 USD/tấn tinh dầu thông. Do đó ta cần đây mạnh khai
thác và chế biến nhựa thông. Việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về công nghệ
khai thác, cải tiến các công cụ trong đó bộ dụng cụ chích nhựa dùng cho phương
pháp chích hình xương cá (chừ V) đối với thông 3 lá và áp dụng cho rừng thông
nhựa tỉa thưa, chích diệt đối với những cây tỉa thưa lần 2 và lần 3.

Trang 3


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

1.1.3 Thông 2 lá 11
Tên Khoa học: Pinus Merkusiana - E.N.G.Cooling et. H. Gaiiss
Thân: Cây gồ lớn, cao 30- 35 m, thân thắng, tròn, có nhiều nhựa, vỏ
dày màu nâu đỏ nhạt, nứt dọc sâu. Cành một năm màu nâu nhạt, không có phấn
trăng, nhăn.

Hình 1.4 Thông 2 lá
Lá: Lá màu xanh thẫm, hơi thô và cứng, lá dài 15- 25 cm, mỗi cành có
2 lá hình kim. Gốc lá có bẹ hình vảy, dài 1 - 2 cm.
Hoa: Nón cái chín sau 2 năm. Vảy ở quả non năm thứ nhất không có
gai. Quả năm thứ hai hình viên trụ hay trứng trái xoan dài, có cuống dài khoảng
1 cm. Mặt vảy hình thoi cạnh sắc mép trên dài và hơi lồi, phía duới dẹt, có 2 gò
ngang và dọc đi qua giữa mặt vảy, rốn hơi lõm, hạt chín sau 2 năm.
Hạt: Hạt hình trái xoan hơi dẹt, có cánh mỏng dài 1,5-2 cm.
Đặc điểm gỗ: Gồ có lõi màu sẫm, dác màu vàng nhạt. Tỷ trọng
0,670 - 0,889 g/cm3. Gồ dùng trong xây dựng, que diêm, trụ điện,...

Trang 4


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

Đặc điểm sinh thái: Thường mọc thành quần tụ lớn hoặc thành tùng
đám nhỏ. Cây ưa sáng chịu được nắng hạn, mọc tốt trên đất cát, đất sét. Cây con
trong 5 năm đầu mọc chậm về sau mọc tưong đối nhanh, cây 15 tuôi trở lên có

Đặt điếm gỗ: Gồ xấu, gồ giác gỗ lõi phân biệt rõ, gỗ lõi màu nâu vàng,
thớ gồ thô phang, gồ nhẹ (tỷ trọng 0,39 - 0,49 g/cm 3). Gỗ chứa khoảng 62% là
cellulose và có thể dùng để sản xuất giấy và sợi nhân tạo.
Đặc điếm sinh thái: Cây ưa đất sâu, hơi chua, lạnh, nhiều nắng và độ
ấm cao, phân bố tù' đồng bàng tới độ cao 2000 m, nhưng chủ yếu ớ độ cao dưới
1200 m.
Đặc điếm khác: Khai thác nhựa nhưng chỉ được tận dụng khai thác
trước khi chặt hạ gỗ.
Phân bố tại Việt Nam: Bắc Bộ (Đông Bắc).
Từ nhựa thông sau khi chưng cất ta thu được hai sản phẩm chính là dầu
thông và tùng hương.
Tinh dầu thông: được trình bày rõ hơn ở phần sau.
Tùng hương (rosin) thường được gọi là Collophane. Collophane là một
chất rắn, dòn, màu vàng sáng (chất lượng tốt) hoặc sẫm (chất lượng kém).
Collophane hòa tan tốt trong các dung môi hữu cơ đặc biệt ở nhiệt độ cao.
Khi đun nóng kéo dài ở nhiệt độ 250 - 300°c trong điều kiện không có sự hiện
diện của không khí, collophane bị phân hủy tạo thành các sản phẩm lỏng gọi là
dầu collophane. về thành phần hóa học, ngoài các acid nhựa nó còn chứa một
lượng nhỏ các hydrocarbon, các chất tan trong nước.
Collophane là một loại nguyên liệu được sử dụng rộng rãi trong nhiều
ngành công nghiệp khác nhau:

Trang 6


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

* Công nghiệp chất béo: Do khả năng thấm ướt tốt, nhiều bọt, hòa tan
tốt các chất béo, giá thành vừa phải nên collophane được sử dụng cùng với các
chất béo khác đổ nấu xà phòng.

Trang 7


Thành phân (% theo khôi luợng)
Xuất xứ

ữ-Pinene

j8-Pinene

Camphene

Tỷ trọng
Linmonene

3-Carene

Hy Lạp

CHƯƠNG
TÔNG
QUAN
CHƯƠNG ỉ:ỉ: GIỚI
GIỚI
THIỆU0TÔNG
QUAN
92-971-3
- THIỆU
1
0-2

-3
Tinh 1dầu
do sự1 chưng
cất lôi cuốn0,860-0,865
hơi nước của gỗ thông
-

1 -4

0,860-0,870

Nam Mỹ

4 5 - 855 - 4 5

1 - 3 cơ bản 0- 4 lượng tinh dầu
0,860-0,870
Chỉ tiêu
đổ2 đánh giá2 chất
thông là hàm lượng

Indonesia

6 5 - 8 ữ-pinene.
51 - 3
- phần và tính chất
10- hóa
1 81 -lý3 của tinh dầu thông
0,865-0,870
Thành


New Zealand

30-50

Ấn Độ

2 0 - 450- 2 0

Việt Nam

6 5 - 6 66-8

-

1-5

0,865-0,871
0,855-0,865
Sơ đồ
tinh chế tinh dầu thông:
0,855-0,865

sống
3 5 thành
0Nhựa
-trong
4 thông
2-20
Tỉ2lệ0 -các

Các thành phần có trong tinh dầu thông: a-pinene, |3-pinene, camphene,
“ - Không có dữ liệu.
limonene, 3-carene và terpinolene.

Trang
Trang 89


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

ứng dụng:
Tinh dầu thông đem đi chưng cất phân đoạn ta sẽ thu được: a-pinene,
P-pinene và các sản phâm khác, a-pinene, P-pinene là nguyên liệu đê tông họp
được nhiều hợp chất quan trọng như: terpin hydrate, benzyl propinonate và một
sổ dẫn chất hydrazone, semicarbazone, ....được sử dụng để bào chế thuốc, hương
liệu nhân tạo, chất khử mùi, chất tay uế, thuốc trừ sâu ...
Dầu thông được dùng trong công nghiệp hóa chất, dược liệu, mỳ phẩm,
trong việc chế tạo các loại sơn, vecni, long não tông hợp, cellulose và tông họp
nhiều loại chất thơm quí.
Trong cuộc sống hàng ngày dầu thông cùng được dùng để tẩy các vết dơ
trên đồ bàng da: nếu những vật dụng bàng da như giày, cặp, ... bị mốc, bạn có the
lấy vải sạch tẩm dầu thông đổ lau chùi nó.
Ngoài các ứng dụng trong sản xuất công nghiệp và đời sống, tinh dầu
thông còn được sử dụng rất phổ biến trong y học và có thể chừa được nhiều
chứng bệnh nghiêm trọng.
Tinh dầu thông là chất gây kích thích cục bộ và khử trùng yếu. Nó
hấp thu hết màng nhầy của ổng tiêu hóa và dường như của cả hệ hô hấp, và được
bài tiết phần nào qua hơi thớ nhờ đó mà thê hiện được mùi của nó, và qua đường
nước tiểu cho mùi giống như hoa Violet. Sau khi uống đủ liều vào cơ thể thì nó
gây ra cảm giác ấm trong bao tử, làm gia tăng sự tuần hoàn, và là nguyên nhân

về tác dụng bên ngoài, tinh dầu thông có thể tác động vào bên trong
da và được sử dụng rộng rãi trong các sản phấm dầu xoa bóp trong điều trị các
bệnh thấp khóp khác nhau như chứng đau lưng, viêm khóp, đau dây thần kinh, và
các bệnh về khớp khác. Để sử dụng cho mục đích này thì nó nên được pha loãng
với 1 - 3 phần dầu hạt bông hoặc loại dầu khác. Đổi với các sản phẩm thuốc đắp
dầu thông thì nó thuận lợi để sử dụng như là thuốc giảm đau ở các vị trí kích
thích khác nhau, đặc biệt là ớ vùng bụng.
1.2.2 ữ-Pinene:14
Tên IUPAC: 15,55-2,6,6-Trimethyl bicyclo[3.1 .l]hept-2-ene ((-)-Pinene)
Công thức phân tử: C1 0 H1 6
Công thức cấu tạo:

Trang 11


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

ữ-Pinene là một hợp chất hữu cơ của nhóm terpcne, là một trong hai
đồng phân của pinene. Nó là alken chứa vòng bốn cạnh có khả năng hoạt hóa lại.
Được tìm thấy trong nhiều loại thục vật thuộc họ tùng bách, đặc biệt là trong cây
thông.
Tính chất hóa lý:
Trạng thái vật lý: dung dịch lỏng, trong suốt, không màu.
Khối lượng phân tử: 136,23 g/mol.
Tỷ trọng: 0,858 g/ml (dung dich ở 20’ C).
Nhiệt độ nóng chảy: -64' c
Nhiệt độ sôi: 155' c
Khó tan trong nước, có thể tan được trong acetone, ethanol, acetic
acid.
Những thuộc tính hóa học:



CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

1.2.3

Terpin hydrate:1'4’9
Công thức phân tử:
C10H20O2.H2 O

Tên IUPAC: 1 -Methyl-4-isopropyl cyclohexane-l,8-diol
Tên thông dụng của terpin hydrate: Cyclohexanemethanol; Terpinum;
Terpinol;/?-Menthane-l,8 -diol monohydrate .
Tính chất hóa lý:

Hình 1.6 Tinh thế terpin hydrate.
Trạng thái vật lý: Tinh thể hình lăng trụ, màu trắng, dạng rắn.
Khối lượng phân tử: 190,28 g/mol
Mùi: Có mùi đặc trung (nhưng yếu)
Vị: Không vị (hoặc hơi đắng)
Nhiệt độ nóng chảy: 116' c
Nhiệt độ sôi: Không có giá trị
Tan một phần trong nước, tan trong cồn, tan tốt trong cồn đun nóng.
Trang 14


CHƯƠNG ỉ: GIỚI THIỆU TÔNG QUAN

Terpin có hai dạng đồng phân là: cis và trans, trong đó chỉ có đồng phân
cis tạo được dạng hydrate (Cữ-terpin hydrate).