Tài liệu Khảo sát tinh dầu một số giống cây thuộc họ rutaceae miền nam việt nam. cô lập limonen và tổng hợp một số dẫn xuất theo các phương pháp mới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THỊ THẢO TRÂN KHẢO SÁT TINH DẦU MỘT SỐ GIỐNG CÂY THUỘC HỌ RUTACEAE MIỀN NAM VIỆT NAM. CÔ LẬP LIMONEN VÀ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Tp. HỒ CHÍ MINH - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ THẢO TRÂN KHẢO SÁT TINH DẦU MỘT SỐ GIỐNG CÂY THUỘC HỌ RUTACEAE MIỀN NAM VIỆT NAM. CÔ LẬP LIMONEN VÀ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ Mã số chuyên ngành: 62.44.27.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS. LÊ NGỌC THẠCH Tp. HỒ CHÍ MINH - 2012 LỜI CAM ĐOAN Luận án Tiến sĩ Khoa học Hóa học “Khảo sát tinh dầu một số giống cây thuộc họ Rutaceae miền nam Việt Nam. Cô lập limonen và tổng hợp một số dẫn xuất theo các phương pháp mới” do tôi thực hiện. Theo sự hiểu biết và tìm hiểu từ thực tế cũng như từ các nguồn tài liệu tham khảo khoa học tìm thấy được, tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu của tôi là mới chưa có ai công bố tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Nghiên cứu sinh   LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn: - - - - - DANIDA đã hỗ trợ kinh phí thông qua chương trình ENRECA (GS.TS. Erik W. Thulstrup và GS.TS. Fritz Duus điều phối chương trình). GS.TS. Lê Ngọc Thạch luôn là người thầy đã dạy dỗ, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trên con đường học tập, nghiên cứu khoa học và giảng dạy. GS.TS. Chu Phạm Ngọc Sơn, GS.TSKH. Nguyễn Công Hào, PGS.TS. Đặng Văn Tịnh, PGS.TS. Trần Thị Việt Hoa, PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Hạnh, TS. Lê Khắc Tích đã luôn đóng góp những ý kiến quý báo cho kết quả nghiên cứu khoa học của tôi. GS.TS. Fritz Duus cùng cô Tove Duus, GS.TS. Erik W. Thulstrup cùng cô Lizzi Dencker Thulstrup đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong học tập, nghiên cứu khoa học cũng như hỗ trợ rất nhiều về tinh thần, cuộc sống trong nhưng năm tháng tôi học tập, nghiên cứu tại trường Đại học Roskilde (Đan Mạch) cũng như ở Việt Nam. GS.TS. Torben Lund luôn có những bài giảng thú vị về các phương pháp phân tích sắc ký cũng như cách sử dụng thiết bị một cách thuần thục. Cảm ơn thầy đã không quên động viên tinh thần chúng em qua những chuyến đi thực tế bổ ích thông qua các chuyến tham dự Hội nghị, tham quan và sử dụng các thiết bị phân tích hiện đại tại các trường Đại học tại Đan Mạch. GS.TS. Jens Spanget-Larsen cùng gia đình đã mang lại cho chúng em những giây phút ấm áp của một gia đình những ngày xa nhà. GS.TS. Poul Erik Hansen cùng các thầy Fadhil S. Kmounah, thầy Wei Zhang đã giúp đỡ tôi rất nhiều về kiến thức khoa học trong nghiên cứu và học tập. Tất cả các thầy cô Đại học Roskilde cùng các anh chị, các bạn – các em Việt Nam, bạn Kristin Tropp và Fengbin, Cô Cathi – thầy Lenart, anh Vấn – Thông – Thăng cùng gia đình Nguyên – Kim – Klaos và gia đình Thanh – Martin – Dennis đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong những ngày tháng sống xa nhà. PGS.TS. Trần Lê Quan, TS. Tôn Thất Quang đã giảng dạy và hướng dẫn tôi kiến thức về phân tích phổ. TS. Trần Hữu Anh, TS. Lưu Thị Xuân Thi, TS. Đoàn Ngọc Nhuận, TS. Đỗ Quang Hiền, TS. Hoàng Việt, ThS. Diệp Thế Tài, ThS. Trần Hoàng Phương, ThS. Châu Nguyễn Duy Khiêm cùng các em trong nhóm Nghiên cứu Hóa học Xanh cùng tất cả các thầy cô, đồng nghiệp Khoa Hóa học, đặc biệt là Bộ môn Hóa học Hữu cơ đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong học tập và nghiên cứu. Cảm ơn những học trò bé nhỏ như Nga Mi (SV02), Thanh Vân (SV03), Ngọc Hà (SV03), Minh Chung (SV04), Thu Thảo – Trúc Anh+… (SV05), Thu Hương (SV05), Trà My (SV06), Linh Giang – Vân Quỳnh+… – Thanh Huyền – Thúy Uyên – Đình Vĩnh (SV07) và Minh Châu – Phương Thảo – Phượng – Thùy Dung (SV08), … luôn là nguồn động viên đáng yêu nhất của cô. Cảm ơn các em đã luôn bên cạnh cô ngay cả những lúc cô nặng kg nhất. Tất cả các anh chị, các bạn và các em sinh viên đã luôn động viên tinh thần cho tôi trong cuộc sống cũng như trong quá trình nghiên cứu. Phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh. Và lời cảm ơn cả cuộc đời này đến: -   Ba mẹ “em”, ba mẹ “anh” cùng đại gia đình từ các gia đình bé nhỏ luôn hi sinh, luôn là chỗ dựa vững chắc cho con trong cuộc sống này. MM luôn luôn @MN+BC trong những ngày qua cũng như hôm nay và ngày mai. Ba Tuân hãy luôn và mãi là nguồn động viên, tình yêu vĩnh cửu của mẹ Trân cùng thiên thần Sunny nhé. Sunny thiên thần bé nhỏ của mẹ. Con là nguồn động viên dũng mãnh nhất của mẹ trong những lúc mẹ bế tắc nhất. Con là sức mạnh của mẹ trong những lúc mẹ yếu đuối nhất. LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC MỤC LỤC MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 1.1. Một số giống cây phổ biến thuộc họ Rutaceae ở miền nam Việt Nam................ 3 1.1.1. Citrus, Citrofortunella....................................................................................... 3 1.1.1.1. Nguồn gốc ...................................................................................................... 3 1.1.1.2. Ứng dụng ........................................................................................................ 4 1.1.2. Murraya........................................................................................................... 10 1.1.2.1. Càri ............................................................................................................... 10 1.1.2.1.1. Thực vật học .............................................................................................. 10 1.1.2.1.2. Ứng dụng ................................................................................................... 11 1.1.2.2. Nguyệt quới .................................................................................................. 12 1.1.2.2.1. Thực vật học .............................................................................................. 12 1.1.2.2.2. Ứng dụng ................................................................................................... 13 1.2. Phương pháp RTL trong GC .............................................................................. 15 1.2.1. Khái niệm ........................................................................................................ 15 1.2.2. Nguyên tắc ...................................................................................................... 17 1.2.3. Phương pháp.................................................................................................... 18 1.2.4. Phân tích tinh dầu theo phương pháp GC/FID & GC/MSD kết hợp RTL ..... 20 1.2.4.1. Lý do sử dụng............................................................................................... 20 1.2.4.2. Phương pháp RTL ........................................................................................ 21 1.3. Limonen ............................................................................................................. 23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC MỤC LỤC 1.3.1. Nguồn cung cấp............................................................................................... 23 1.3.2. Phương pháp cô lập ......................................................................................... 24 1.3.3. Ứng dụng ......................................................................................................... 24 1.3.4. Tình hình sản xuất ........................................................................................... 25 1.4. Dẫn xuất của limonen......................................................................................... 26 1.4.1. Oxid limonen ................................................................................................... 27 1.4.2. Carvenon ......................................................................................................... 31 1.4.3. Carvon ............................................................................................................. 32 1.4.4. p-Cimen ........................................................................................................... 34 1.4.5. α-Terpineol ...................................................................................................... 35 1.5. Sơ lược về xúc tác montmorillonite sử dụng trong nghiên cứu ......................... 36 CHƯƠNG 2. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................ 39 2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................... 39 2.2. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................................. 41 2.2.1. Khảo sát tinh dầu ............................................................................................. 41 2.2.1.1. Tuyến tinh dầu.............................................................................................. 42 2.2.1.2. Hàm lượng tinh dầu...................................................................................... 45 2.2.1.3. Tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu...................................................... 51 2.2.1.4. Thành phần hóa học của tinh dầu................................................................. 57 2.2.1.5. Hoạt tính sinh học của tinh dầu .................................................................... 63 2.2.2. Cô lập limonen ................................................................................................ 67 2.2.3. Bán tổng hợp các dẫn xuất limonen ................................................................ 68 2.2.3.1. Carvenon ...................................................................................................... 68 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC MỤC LỤC 2.2.3.2. Carvon .......................................................................................................... 77 2.2.3.3. p-Cimen ........................................................................................................ 88 2.2.3.4. α-Terpineol ................................................................................................... 94 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ............................................................................. 99 3.1. LY TRÍCH TINH DẦU ..................................................................................... 99 3.1.1. Định danh ........................................................................................................ 99 3.1.2. Giải phẫu học tuyến tinh dầu .......................................................................... 99 3.1.3. Xử lý nguyên liệu ............................................................................................ 99 3.1.4. Khảo sát hàm lượng tinh dầu ....................................................................... 100 3.2. PHÂN TÍCH TINH DẦU ................................................................................ 101 3.2.1. Xác định tính chất vật lý và hóa học ............................................................ 101 3.2.1.1. Tính chất giác quan .................................................................................... 101 3.2.1.2. Tính chất vật lý........................................................................................... 101 3.2.1.3. Chỉ số hóa học ............................................................................................ 102 3.2.1.4. Phân tích thành phần hóa học .................................................................... 103 3.3. THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA TINH DẦU ........................ 105 3.3.1. Kháng khuẩn ................................................................................................. 106 3.3.1.1. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 106 3.3.1.2. Phương pháp tiến hành ............................................................................... 106 3.3.2. Kháng nấm .................................................................................................... 107 3.3.2.1. Nguyên tắc ................................................................................................. 107 3.3.2.2. Phương pháp tiến hành ............................................................................... 107 3.4. CÔ LẬP LIMONEN ........................................................................................ 108 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC MỤC LỤC 3.5. BÁN TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT LIMONEN .......................................... 109 3.5.1. Điều chế oxid 1,2-limonen ............................................................................ 109 3.5.2. Điều chế carvenon ......................................................................................... 111 3.5.3. Điều chế l-carvon .......................................................................................... 113 3.5.3.1. Nitrosoclorur d-limonen ............................................................................. 114 3.5.3.2. l-Carvoxim ................................................................................................. 117 3.5.3.3. l-Carvon...................................................................................................... 119 3.5.4. Điều chế p-cimen .......................................................................................... 119 3.5.5. Điều chế α-terpineol ...................................................................................... 120 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ..................................................................................... 121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH...................................................................... 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 127 PHỤ LỤC LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AI: Chỉ số acid (acid index) CXSA: Chiếu xạ siêu âm CXVS: Chiếu xạ vi sóng CXVS-CN: Chiếu xạ vi sóng có nước CXVS-KN: Chiếu xạ vi sóng không nước DMF: Dimetil formamid ĐKT: Đun khuấy từ ĐNTT: Đun nóng truyền thống EI: Chỉ số ester (esterfication index) GC: Sắc ký khí (gas chromatography) GC/FID: Sắc ký ngọn lửa ion hóa (gas chromatography/flame ionization detector) GC/MS: Sắc ký khí ghép khối phổ (gas chromatography/mass spectrometry) LRI: Chỉ số lưu tuyến tính (linear retention index) hay còn gọi là AI (chỉ số số học, arithmetic index) hay PTRI = IT (chỉ số lưu chương trình nhiệt, programmedtemperature retention index) MS: Khối phổ (mass spectrometry) NMR: Cộng hưởng từ hạt nhân (nuclear magnetic resonance) RI: Chỉ số lưu (retention index) RT: Thời gian lưu (retention time) RTL: Khóa thời gian lưu (retention time locking) SI: Chỉ số savon (saponfication index) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC TLC: Sắc ký bảng mỏng (thin layer chromatography) % GC: % sản phẩm có trong hỗn hợp được phân tích bằng GC d: tỉ trọng (specific gravity hay relative density, g/cm3) αD: góc quay cực (optical rotation) nD: chỉ số khúc xạ (refractive index) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Lá và trái càri ....................................................................................................... 11 Hình 1.2. Cây nguyệt quới cùng với hoa và trái .................................................................. 13 Hình 1.3. Sơ đồ minh họa sự dịch chuyển thời gian lưu khi cột bị thay đổi hoặc bị cắt và sự chênh lệch thời gian lưu giữa đầu dò FID và MSD ............................................................. 17 Hình 1.4. Cửa sổ được dùng để tính áp suất RTL và cập nhật phương pháp 6890 ............. 19 Hình 1.5. Cửa sổ phần mềm chuyển đổi Method giữa hai hệ thống GC ............................. 23 Hình 1.6. Cơ cấu limonen .................................................................................................... 24 Hình 1.7. Các dẫn xuất limonen ......................................................................................... 27 Hình 1.8 Các sản phẩm từ sự epoxid hóa limonen .............................................................. 28 Hình 1.9. Phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác acid vô cơ ..................... 29 Hình 1.10. Đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác acid Lewis ................................. 29 Hình 1.11. Bán tổng hợp oxid 8,9-limonen từ limonen ....................................................... 30 Hình 1.12. Sinh chuyển hóa các oxid 8,9-limonen thành bisabolol .................................... 31 Hình 1.13. Qui trình điều chế carvon từ (+)-limonen .......................................................... 32 Hình 1.14. Sự hình thành sản phẩm p-cimen qua phản ứng đồng phân hóa limonen ......... 35 Hình 1.15. Bán tổng hợp -terpineol từ limonen ................................................................ 36 Hình 2.1. Vị trí tuyến tinh dầu trên vỏ trái .......................................................................... 42 Hình 2.2. Xoang tiết đang hình thành (x60) ........................................................................ 42 Hình 2.3. Quá trình tiêu bào (x150) .................................................................................... 42 Hình 2.4. Quá trình ly bào (x60) .......................................................................................... 43 Hình 2.5. Hình ảnh giải phẫu vỏ trái giống Citrus chụp qua kính hiển vi ........................... 43 Hình 2.6. Sự phân bố túi tiết trong lá giống Citrus và Citrofortunella ............................... 44 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hình 2.7. Sự phân bố túi tiết trong lá càri (x10) và (x40) ................................................... 43 Hình 2.8. Sự phân bố túi tiết trong lá nguyệt quới (x10) và (x40) ...................................... 43 Hình 2.9. Bán tổng hợp carvenon từ limonen ...................................................................... 68 Hình 2.10. Một số sản phẩm chính từ phản ứng phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi montmorillonite ............................................................................................................. 69 Hình 2.11. Phản ứng nitrosoclor hóa d-limonen .................................................................. 78 Hình 2.12. Cơ chế cộng clorur nitrosil vào limonen vị trí 1,2 thông qua nitrit etil ............. 78 Hình 2.13. Phản ứng khử clorur hidrogen của nitrosoclorur d-limonen .............................. 80 Hình 2.14. Cơ chế khử HCl của nitrosoclorur d-limonen theo cơ chế E1 ........................... 81 Hình 2.15. Thủy giải l-carvoxim thành l-carvon trong môi trường acid ............................. 85 Hình 2.16. Cơ chế thủy giải l-carvoxim thành l-carvon trong môi trường acid .................. 85 Hình 2.17. Các sản phẩm chính của phản ứng đồng phân hóa limonen bởi montmorillonite Việt Nam .............................................................................................................................. 88 Hình 2.18. Cơ chế hình thành p-cimen từ phản ứng đồng phân hóa limonen ..................... 89 Hình 2.19. Phản ứng tổng hợp -terpineol từ d-limonen .................................................... 94 Hình 2.20. Cơ chế phản ứng ester hóa limonen với TFA .................................................... 95 Hình 2.21. Cơ chế phản ứng thủy giải ester trifluoroacetat ................................................. 96 Hình 3.1. Sơ đồ (trái) và hệ thống (phải) chưng cất tinh dầu ĐNTT................................... 99 Hình 3.2. Sơ đồ (trái) và hệ thống (phải) chưng cất tinh dầu dưới sự CXVS ................... 100 Hình 3.3. Tỉ trọng kế 2 ml ................................................................................................. 102 Hình 3.4. Khúc xạ kế ......................................................................................................... 102 Hình 3.5. Triền quang kế ................................................................................................... 102 Hình 3.6. Hệ thống GC/MS ............................................................................................... 104 Hình 3.7. Hệ thống chưng cất áp suất kém ........................................................................ 108 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hình 3.8. Biểu đồ áp suất-nhiệt độ theo de Waard-Milliams ............................................ 109 Hình 3.9. Lò nung chân không .......................................................................................... 109 Hình 3.10. Chuẩn độ H2O2 với KMnO4 ............................................................................. 110 Hình 3.11. Hệ thống siêu âm ............................................................................................. 111 Hình 3.12. Hệ thống phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen tạo carvenon với lò vi sóng gia dụng cải tiến KENWOOD SJW17 ............................................................................... 113 Hình 3.13. Bồn siêu âm Branson 3510 .............................................................................. 114 Hình 3.14. Lò vi sóng chuyên dụng CEM MDS-2000 ...................................................... 114 Hình 3.15. Hệ thống phản ứng nitrosoclor hóa d-limonen ................................................ 115 Hình 3.16. Trầm hiện nitrosoclorur d-limonen .................................................................. 116 Hình 3.17. Cơ cấu của nitrosoclorur d-limonen ................................................................ 116 Hình 3.18. Cơ cấu của l-carvoxim ..................................................................................... 117 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Một số loại trái cây có múi nổi tiếng ở miền nam Việt Nam ................................ 5 Bảng 1.2. Tóm tắt một số công trình nghiên cứu tinh dầu vỏ trái và lá giống cây có múi đã công bố ................................................................................................................................... 8 Bảng 1.3. Báo cáo sản lượng limonen nhập khẩu từ năm 1998-2001 ................................. 26 Bảng 1.4. Sản phẩm phụ của Citrus tại Brazil ..................................................................... 26 Bảng 1.5. Kết quả điều chế nitrosoclorur d-limonen từ d-limonen đã công bố ................... 33 Bảng 1.6. Kết quả điều chế l-carvoxim từ nitrosoclorur d-limonen đã công bố.................. 34 Bảng 1.7. Kết quả điều chế l-carvon từ l-carvoxim được công bố đã công bố ................... 34 Bảng 1.8. Thành phần hóa học montmorillonite tinh chế và montmorillonite biến tính ..... 36 Bảng 1.9. Các thông số tính chất của montmorillonite biến tính......................................... 38 Bảng 2.1. Các loài được sử dụng trong nghiên cứu ............................................................. 41 Bảng 2.2. Thể tích nước chưng cất và hàm lượng tinh dầu thu được theo thời gian chưng cất qua các phương pháp chưng cất hơi nước ...................................................................... 45 Bảng 2.3. Kết quả đo chỉ số vật lý tinh dầu ly trích theo các phương pháp chưng cất hơi nước ..................................................................................................................................... 51 Bảng 2.4. Kết quả đo chỉ số hóa học tinh dầu ly trích theo các phương pháp chưng cất hơi nước ..................................................................................................................................... 53 Bảng 2.5. Thành phần hóa học tinh dầu vỏ trái giống Citrus và Citrofortunella lý trích theo phương pháp ĐNTT ............................................................................................................. 59 Bảng 2.6. Thành phần hóa học tinh dầu vỏ trái giống Citrus và Citrofortunella ly trích theo phương pháp CXVS ............................................................................................................. 59 Bảng 2.7. Thành phần hóa học tinh dầu lá giống Citrus và Citrofortunella ly trích theo phương pháp ĐNTT ............................................................................................................. 60 Bảng 2.8. Thành phần hóa học tinh dầu lá giống Citrus và Citrofortunella ly trích theo phương pháp CXVS ............................................................................................................. 61 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Bảng 2.9. Thành phần hóa học tinh dầu lá giống Murraya theo phương pháp chưng cất hơi nước ..................................................................................................................................... 62 Bảng 2.10. Kết quả khảo sát đường kính vòng kháng vi sinh vật của tinh dầu vỏ trái Citrus, Citrofortunella nguyên chất ................................................................................................. 65 Bảng 2.11. Kết quả khảo sát đường kính vòng kháng vi sinh vật của tinh dầu lá Citrus, Citrofortunella nguyên chất ................................................................................................. 65 Bảng 2.12. Kết quả khảo sát đường kính vòng kháng vi sinh vật của tinh dầu lá Murraya nguyên chất .......................................................................................................................... 66 Bảng 2.13. Hiệu suất cô lập limonen từ tinh dầu vỏ trái Citrus, Citrofortunella và các tính chất vật lý ............................................................................................................................. 67 Bảng 2.14. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theophương pháp ĐKT ...................................... 69 Bảng 2.15. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp ĐKT ..................................... 71 Bảng 2.16. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng xúc tác trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp ĐKT ............................. 72 Bảng 2.17. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXSA ................................... 73 Bảng 2.18. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của biên độ chiếu xạ trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXSA........................... 74 Bảng 2.19. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của công suất chiếu xạ trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXVS .................... 75 Bảng 2.20. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ trên phản ứng đồng phân hóa oxid 1,2-limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXVS .................... 76 Bảng 2.21. Hiệu suất carvenon theo các phương pháp kích hoạt ........................................ 77 Bảng 2.22. Khảo sát nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất điều chế nitrosoclorur dlimonen ................................................................................................................................ 79 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Bảng 2.23. Hiệu suất nitrosoclorur d-limonen theo thời gian với tác nhân EtNO2 sinh ra từ sự kích hoạt bằng ĐKT và CXSA ....................................................................................... 80 Bảng 2.24. Ảnh hưởng của phương pháp hoạt hóa và thời gian phản ứng khử HCl của nitrosoclorur d-limonen tạo l-carvoxim ............................................................................... 81 Bảng 2.25. Ảnh hưởng của công suất và thời gian chiếu xạ lên phản ứng khử HCl của nitrosoclorur d-limonen tạo l-carvoxim dưới sự CXVS ...................................................... 82 Bảng 2.26. Ảnh hưởng của tác nhân khử lên phản ứng khử HCl của nitrosoclorur dlimonen tạo l-carvoxim ........................................................................................................ 83 Bảng 2.27. Hiệu suất l-carvon theo thời gian phản ứng bởi phương pháp ĐNTT .............. 86 Bảng 2.28. Hiệu suất l-carvon theo thời gian phản ứng bởi phương pháp ĐKT ................. 86 Bảng 2.29. Hiệu suất l-carvon theo thời gian phản ứng bởi phương pháp CXSA .............. 86 Bảng 2.30. Hiệu suất l-carvon theo thời gian phản ứng bởi phương pháp CXVS .............. 87 Bảng 2.31. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trên phản ứng đồng phân hóa limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp ĐKT.......................................................... 90 Bảng 2.32. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian trên phản ứng đồng phân hóa limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp ĐKT............................................ 91 Bảng 2.33. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng xúc tác trên phản ứng đồng phân hóa limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp ĐKT............................................ 92 Bảng 2.34. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của công suất chiếu xạ trên phản ứng đồng phân hóa limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXVS .................................. 92 Bảng 2.35. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ trên phản ứng đồng phân hóa limonen bởi xúc tác montmorillonite theo phương pháp CXVS .................................. 93 Bảng 2.36. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và hiệu suất -terpineol đạt được trong phản ứng ester hóa limonen trong điều kiện CXSA ..................................................................... 96 Bảng 3.1. Kết quả phân tích 1H-NMR và 13C-NMR hợp chất l-carvoxim ........................ 117 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 2.1. Hàm lượng tinh dầu vỏ trái Citrus và Citrofortunella theo các phương pháp chưng cât hơi nước............................................................................................................... 46 Đồ thị 2.2. Hàm lượng tinh dầu lá Citrus và Citrofortunella theo các phương pháp chưng cất hơi nước ......................................................................................................................... 49 Đồ thị 2.3. Hàm lượng tinh dầu lá Murraya theo các phương pháp chưng cất hơi nước .... 50 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Qui trình điều chế montmorillonite .................................................................... 37 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với xu hướng phát triển tột bậc ngành công nghiệp mỹ phẩm, nhu cầu sử dụng tinh dầu trên thế giới hiện nay ngày càng cao. Tại Việt Nam đã có nhiều nhà máy sản xuất mỹ phẩm nổi tiếng như Công ty Cổ phần Mỹ phẩm Sài Gòn nổi tiếng với sản phẩm nước hoa đã có mặt tại nhiều thị trường trên thế giới; Công ty TNHH Sản xuất Mỹ phẩm Lan Hảo – Thorakao nổi tiếng với nhiều sản phẩm dưỡng da được cả nước ưa chuộng; và nhiều công ty, tập đoàn mỹ phẩm nổi tiếng trên thế giới cũng có mặt tại Việt Nam từ rất lâu như Procter & Gamble, Unilever, Johnson & Johnson, Rohto, …. Tuy nhiên, hầu hết hương liệu bao gồm tinh dầu mà các nhà máy tại Việt Nam sử dụng đều được nhập từ nước ngoài. Các loại tinh dầu Việt Nam sản xuất thành công và có mặt trên thị trường thế giới có thể kể đến là tinh dầu xá xị, tinh dầu bạc hà, tinh dầu nghệ, tinh dầu sả chanh chủ yếu phục vụ cho sản xuất dầu xoa cũng như xuất khẩu dạng thô sang các nước khác. Tinh dầu vỏ trái các loài thuộc giống Citrus, Fortunella, Citrofortunella (còn gọi là giống cây có múi) – họ Rutaceae hầu hết đã được cả thế giới quan tâm nghiên cứu và sản xuất từ rất xa xưa. Do vậy, cho đến nay, khối lượng công trình nghiên cứu trên thế giới đã đạt đến con số khổng lồ so với Việt Nam. Bên cạnh đó, tinh dầu thuộc giống Murraya – họ Rutaceae, trồng phổ biến ở các nước Trung Đông, Địa Trung Hải, thuộc họ Rutaceae cũng được nghiên cứu từ rất lâu đời nhưng chưa phổ biến tại Việt Nam. Từ thực tế này, để đóng góp vào việc hoàn thiện công trình khảo sát tinh dầu tại Việt Nam, đặc biệt là tinh dầu họ Rutaceae, với thời gian và phạm vi nghiên cứu có hạn, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu với các mục tiêu: - Khảo sát tinh dầu một số giống cây trồng phổ biến thuộc họ Rutaceae tại miền Nam Việt Nam bao gồm tinh dầu vỏ trái và lá cây giống Citrus, Citrofortunella và tinh dầu lá Murraya nhằm mục đích hệ thống hóa lại một phần thông tin về ly trích, tính chất hóa lý, thành phần hóa học, hoạt tính sinh 1 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC học của từng loài khảo sát. Bên cạnh khảo sát ly trích tinh dầu từ nguồn nguyên liệu thu hái từ tự nhiên, bước đầu kết hợp với Công ty TNHH SXTM Hưng Hợp chuyên sản xuất và xuất khẩu nước ép tắc (thuộc giống Citrofortunella), tận dụng nguyên liệu vỏ trái tắc sau khi ép và dịch dầu thu được từ dịch tắc ép đang bị bỏ phí để ly trích tinh dầu. - Cô lập limonen, thành phần chính của tinh dầu vỏ trái Citrus để làm rõ hơn tầm quan trọng của nguồn cấp limonen từ tự nhiên này. - Bán tổng hợp các dẫn xuất có giá trị của limonen với phương pháp xanh hơn nhằm xanh hóa điều kiện phản ứng đáp yêu cầu giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng, thời gian cho ngành tổng hợp hữu cơ. 2 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Một số giống cây phổ biến thuộc họ Rutaceae ở miền Nam Việt Nam Họ Rutaceae chứa khoảng 150 giống với khoảng hơn 900 loài, mọc chủ yếu ở vùng khí hậu nhiệt đới và ôn hòa. Trong đó, giống cây có tầm quan trọng kinh tế to lớn nhất có thể kể đến là Citrus với sản lượng trái cây (cam, quýt, bưởi, chanh) chiếm khoảng 30% thị trường trái cây tươi của thế giới.[1,28,55,86] Với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiều giống cây thuộc họ Rutaceae cũng hiện diện Việt Nam. Đặc biệt tại miền Nam, điều kiện thời tiết tương đối ổn định, ôn hòa và mưa nhiều, tạo điều kiện cho các giống Citrus, Citrofortunella, Murraya phát triển. Trong đó, giống cây có múi (Citrus và Citrofortunella) là giống cây chủ lực đã và đang phát triển rất mạnh ở các vùng đồng bằng sông Cửu Long. Việc trồng trọt giống cây có múi tại Việt Nam nói chung chủ yếu phục vụ cho thị trường trái cây.[1,5,10,105] 1.1.1. Citrus, Citrofortunella 1.1.1.1. Nguồn gốc Citrus: Theo Dugo (2002), việc trồng trọt các cây giống Citrus có thể bắt nguồn ít nhất 4000 năm trở lại đây ở khu vực các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới của lục địa Châu Á (đặc biệt là các nước Đông Nam Á) và quần đảo Malaysia. Trong thời gian gần đây hơn, cây Citrus đến đầu tiên ở các nước Địa Trung Hải, do vậy, vùng trồng cây Citrus mở rộng khắp thế giới. Theo Lã Đình Mỡi và các cộng sự (2001), giống Citrus gồm khoảng trên dưới 20 loài phân bố tự nhiên từ Ấn Độ, miền Nam Trung Quốc, Việt Nam, Lào, Campuchia, Malaysia, Myanmar, Philippines, Thái Lan, Indonesia cho đến miền Bắc Australia và New Caledonia.[1,4,5,11,55,82,86] Citrofortunella: còn gọi là giống x Citrofortunella, là giống lai giữa giống Citrus với loài cây quất thuộc giống Fortunella. Cây thuộc giống này cứng và chắc hơn cây Citrus. Các cây này đa số cho ra trái chua. Ngoài ra, chúng được sử dụng làm cây trang trí rất đẹp. Trong đó, giống Fortunella trước kia được gọi là giống Citrus. 3