SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
THÀNH ðOÀN TP. HỒ CHÍ MINH
CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KH-CN TRẺ
BÁO CÁO NGHIỆM THU
(ðã chỉnh sửa theo góp ý của Hội ñồng nghiệm thu ngày 08 tháng 07 năm2008)
(TÊN ðỀ TÀI/DỰ ÁN)
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CARBONAT DIMETIL TRONG SỰ ðIỀU CHẾ
METILEUGENOL
CHỦ NHIỆM ðỀ TÀI:
HUỲNH THỊ LAN PHƯƠNG
ðịa chỉ cơ quan : số 1 Mạc ðỉnh Chi, F bến nghé, Q1
ðiện thoại cơ quan: 08-8275039
CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 07/ 2008
Mục lục
1. Tổng quan................................................................................................. 5
1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................ 5
1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................ 5
1.3 Ðại cương về carbonat dimetil ............................................................. 5
1.3.1 Cơ cấu .................................................................................................. 6
13.2 Danh pháp ............................................................................................ 6
1.3.3 Tính chất vật lý ................................................................................. 6
1.3.4 Cơ chế phản ứng ................................................................................. 6
1.3.5 Công dụng ........................................................................................... 8
1.4 Eugenol .................................................................................................. 8
1.4.1 Cơ cấu và danh pháp.......................................................................... 8
1.4.2 Tính chất vật lý ................................................................................... 8
1.4.3. Công dụng .......................................................................................... 9
1.5 Metileugenol ........................................................................................... 9
1.5.1 Cơ cấu và danh pháp.......................................................................... 9
1.5.2 Tính chất vật lý ................................................................................... 9
1.5.3 Công dụng ......................................................................................... 10
2. Nội dung nghiên cứu.............................................................................. 11
2.1. Phương pháp ñun khuấy từ kết hợp chưng cất ............................... 12
2.1.1.Khảo sát nhiệt ñộ phản ứng............................................................. 12
2.1.2. Khảo sát thời gian phản ứng .......................................................... 12
2.1.3. Khảo sát lượng xúc tác K2CO3 ....................................................... 13
2.1.4. Khảo sát lượng mol Eugenol và DMC ........................................... 13
2.2. Phương pháp vi sóng kết hợp chưng cất .......................................... 14
2.2.1. Lò vi sóng gia dụng ......................................................................... 14
2.2.1.1. Khảo sát công suất của lò vi sóng................................................ 14
2.2.1.2. Khảo sát thời gian của phản ứng ............................................... 15
2.2.2. Lò vi sóng chuyên dùng kết hợp chưng cất ................................... 15
2.2.2.1. Khảo sát công suất của lò vi sóng................................................ 15
2.2.2.2. Khảo sát thời gian của phản ứng ............................................... 15
2.2.3 Nhận xét phương pháp..................................................................... 17
2.3 Thử hoạt tính dẫn dụ côn trùng ......................................................... 18
3. Kết quả và thảo luận ............................................................................. 19
4. Kết luận và ñề nghị ................................................................................ 20
5. Thực nghiệm........................................................................................... 21
Ngày nay, việc ñiều chế các chất có tính ứng dụng vào thực tế là rất quan
trọng. Nhất là các chất góp phần bảo vệ thực vật. Metileugenol là chất có
hoạt tính sinh học cao như chất dẫn dụ côn trùng, kháng nấm[1,2,3]… Thực
hiện phản ứng O-metil hoá eugenol.
Trước ñây việc thực hiện phản ứng O-metil hoá ñi từ các tác chất khác
nhau như: Sulfat dimetil, Iodur metil, Diazometan[4,5,6]…Tuy nhiên việc
dùng các tác chất này ñã gây nhiều trở ngại: ñộc hại, ô nhiễm môi trường và
con người, ñắt tiền…
ðể khắc phục những trở ngại trên, trong nghiên cứu này, tôi ñiều chế
Metileugenol bằng một phương pháp thân thiện với môi trường hơn, ñó là sử
dụng tác chất Carbonat dimetil, trong các ñiều kiện cổ ñiển, vi sóng.
Danh sách chữ viết tắt
Viết tắt
DMC
Thuật ngữ tiếng việt
Dimetil carbonat
Sơ ñồ
Sơ ñồ 1
Sơ ñồ 2
Tên sơ ñồ
Cơ chế phản ứng BAC2
Cơ chế phản ứng BAL2
Trang
7
7
Danh sách bảng
Số
1.3.3
1.4.2
1.5.2
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.2.1.1
2.2.1.2
2.2.2.1
2.2.2.2
2.2.3
2.3
3
Tên bảng số liệu
Bảng 1 Một số tính chất vật lý của DMC
Bảng 2 Một số tính chất của Eugenol
Bảng 3 Một số tính chất của Metileugenol
Bảng 4 Kết quả khảo sát nhiệt ñộ phản ứng
Bảng 5 Kết quả khảo sát thời gian phản ứng
Bảng 6 Hiệu suất phản ứng khi thay ñổi lượng xúc
tác K2CO3
Bảng 7 Khảo sát lượng mol Eugenol và DMC
Bảng 8 Khảo sát công suất lò vi sóng gia dụng
Bảng 9 Khảo sát thời gian phản ứng ở lò vi sóng gia
dụng
Bảng 10 Khảo sát công suất lò vi sóng chuyên dùng
Bảng 11 Khảo sát thời gian phản ứng
Bảng 12 So sánh kết quả của hai loại lò vi sóng
Bảng 13 Kết quả thử nghiệm bẫy ruồi vàng ñục quả
Bảng 14 So sánh kết quả hai phương pháp
Trang
6
8
9
12
13
13
14
14
15
16
16
17
18
19
PHẦN MỞ ðẦU
Tên ñề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CARBONAT DIMETIL TRONG
SỰ ðIỀU CHẾ METILEUGENOL
Chủ nhiệm ñề tài: HUỲNH THỊ LAN PHƯƠNG
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
1. Thời gian thực hiện: tháng 12/2006-12/2007
Kinh phí ñược duyệt: 50.000.000 ñ
Kinh phí ñã cấp: 45.000.000 ñ
2. Mục tiêu:
- ðiều chế metileugenol, chất có hoạt tính dẫn dụ côn trùng.
- Sản phẩm ñiều chế có sử dụng carbonat dimetil là một tác chất xanh.
- Nhằm thay thế sự ñộc hại của những tác chất truyền thống như: sulfat dimetil,
iodur metil,….
3. Nội dung
- Thực hiện phản ứng ở ñiều kiện ñun khuấy từ.
Ở phương pháp này chúng tôi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như:
+ Nhiệt ñộ phản ứng, thay ñổi nhiệt ñộ từ 145oC ñến 185oC, nhằm tìm ra
nhiệt ñộ tối ưu của phản ứng.
+ Thời gian phản ứng, thay ñổi thời gian phản ứng từ 30 phút ñến 5 giờ
nhằm tìm ra thời gian tối ưu của phản ứng.
+ Tỉ lệ mol của các chất tham gia phản ứng, thay ñổi tỉ lệ mol giữa Eugenol
và DMC từ: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, tìm ra ñiều kiện tối ưu của phản ứng.
Phản ứng ở những ñiều kiện thích hợp, sau ñó tiến hành khảo sát tỉ lệ mol của
K2CO3 từ 0.25 mol ñến 1 mol ñể tìm ra ñiều kiện tối ưu của toàn bộ phản ứng.
Giữ nguyên ñiều kiện tối ưu của phản ứng, ñể thực hiện cho phương pháp chiếu xạ
vi sóng (vi sóng gia dụng và chuyên dùng).
- Thực hiện phản ứng trong ñiều kiện hóa học xanh: hoạt hóa bằng nguồn
năng lượng mới, vi sóng. Sau ñó chúng tôi thay ñổi công suất của lò gia
dụng từ 80W ñến 900W, lò chuyên dùng từ 30W ñến 300W, xác ñịnh ñược
công suất tối ưu, thay ñổi thời gian phản ứng của hai lò vi sóng ñể tìm ra
thời gian tối ưu.
- So sánh kết quả phương pháp chiếu xạ vi sóng với các phương pháp ñun
nóng cổ ñiển.
- Sử dụng các phương pháp phân tích hiện ñại ñể xác ñịnh cơ cấu, hiệu suất
phản ứng và ñịnh danh sản phẩm: sắc ký ghép khối phổ GC-MS, GC.
- Thăm dò hoạt tính dẫn dụ côn trùng, so sánh hoạt tính các sản phẩm ñiều
chế từ tác chất khác.
4. Sản phẩm của ñề tài: chất lỏng metileugenol 5g
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Trên thế giới ñã và ñang nghiên cứu phản ứng O-Metil hóa trên một số
phenol sử dụng những tác chất khác nhau như: iodur metil, sulfat dimetil,
diazometan và cabonat dimetil thực hiện ở ñiều kiện cổ ñiển.
1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước:
Hiện nay, ngoài nhóm nghiên cứu của chúng tôi, chưa ai nghiên cứu phản
ứng O-metil hóa một số phenol sử dụng carbonat dimetil làm tác chất.
Liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu có liên quan:
+ Lê Ngọc Thạch, alkil hóa eugenol trong ñiều kiện không dung môi, tạp chí
hóa học, 32, số 2, 1-2,1994.
+ Samedy Ouk, Sophie Thiebaud, Elisabeth Borredon, Pierre Legars And
Loic Lecomte, O-Methylation of Phenolic Counds With Dimethyl Carbonate
Under Solid/Liquid Phase Transfer System, Tetrahedron Letters, 43, 2661- 2663,
2002.
+ Samedy Ouk, Sophie Thiebaud, Elisabeth Borredon, Pierre Legars,
Dimethyl Carbonate And Phenols To Alkyl Aryl Ether Via Clean Synthesis,
Green Chemistry, 4, 431- 435, 2002.
- Sản phẩm ñiều chế sử dụng tác chất Carbonat dimetil là một tác chất xanh, góp
phần bảo vệ môi trường.
- Sản phẩm ñược ứng dụng vào thực tiễn, góp phần bảo vệ thực vật.
1.3 Ðại cương về carbonat dimetil
Carbonat dimetil ( DMC) là một hợp chất hoạt ñộng, nó tiện lợi hơn iodur metil,
sulfat dimetil (DMS) trong phản ứng metil hóa và phản ứng carbonil hóa.
Thực tế hoạt tính của DMC tỏ ra êm dịu, tại nhiệt ñộ cao phản ứng metil hóa tùy
thuộc vào những chất thân hạch khác nhau.
Ngày nay, DMC ñược ñiều chế bằng những quy trình sạch. DMC có tính chất không
ñộc, dễ bị phân hủy bởi vi khuẩn, chính những ñiều này làm cho nó trở thành một tác chất
xanh thật sự và ñược sử dụng nhiều trong tổng hợp hữu cơ.
1.3.1 Cơ cấu :
Công thức phân tử: C3H6O3
OCH3
CH3O
Công thức cấu tạo:
O
13.2 Danh pháp :
Carbonat dimetil (DMC) còn ñược gọi là dimetoxiceton.
1.3.3 Tính chất vật lý
DMC là chất lỏng, dễ cháy, mùi giống metanol, cả khi tiếp xúc hoặc hít phải thì
DMC cũng không gây kích thích nào. Vì vậy nó an toàn tuyệt ñối và không cần phải
ñề phòng ñặc biệt như là ñề phòng ñối với ñộc tính của halogenur metil, sulfat
dimetil, và ñộc tính cực mạnh của phosgen. Một vài tính chất hóa lý của DMC ñuợc
liệt kê trong bảng 1.
Bảng 1: Một số tính chất vật lý của DMC
Khối lượng phân tử (g)
90.00
Nhiệt ñộ sôi (oC)
90.30
Nhiệt ñộ nóng chảy (oC)
4.60
Tỷ trọng d420
1.07
Ðiểm cháy (oC)
21.70
Momen lưỡng cực (µ, D)
0.91
Ðộ nhớt (η20)
0.63
Hằng số ñiện môi (ε 25)
3.09
Ðộ hòa tan trong nước (g/100g)
13.90
1.3.4 Cơ chế phản ứng [7][8]
DMC tỏ ra có hoạt tính hóa học linh ñộng và êm dịu, ñiều này phụ thuộc vào
những ñiều kiện thực nghiệm. Trong sự hiện diện của một tác nhân thân hạch Y-,
DMC có thể tham gia phản ứng với vai trò là tác nhân metil hóa và metoxicarbonil
hóa.
( T= 90oC : DMC hoạt ñộng như là tác chất metoxicarbonil hóa, tác nhân thân hạch
sẽ tác kích vào nhóm carbon carbonil của DMC).
Sơ ñồ 1: Cơ chế phản ứng BAC2
CH3
O
Y
BAC
O
+
2
YCOOCH3
+
CH3O
O
CH3
Vì khi ở nhiệt ñộ thấp sự sonvat hóa Y- còn cao, tính thân hạch của Y- giảm ñi,
vì vậy Y- sẽ chỉ tác kích vào carbon carbonil của DMC vì C này có tính dương ñiện
nhiều hơn carbon metil. Phản ứng xảy ra theo ñộng học.
( T>120oC : DMC hoạt ñộng chủ yếu như là tác chất metil hóa, tác nhân thân hạch sẽ
tác kích vào carbon metil của DMC).
Sơ ñồ 2: Cơ chế phản ứng BAL2
CH3
O
Y
2
O
+
BAL
YCH3
+
[CH3OCOO]
O
CH3
CH3O
+
CO2
Ở nhiệt ñộ cao sự sovat hóa giảm làm cho tính thân hạch của Y- tăng lên, hoạt
ñộng hơn. Do ñó Y- sẽ chọn carbon ít chướng ngại lập thể và có tính dương ñiện hơn
ñể tác kích. Ðó là carbon metil, lúc này cơ chế BAL2 ưu ñãi hơn cơ chế BAC2. Phản
ứng xảy ra theo nhiệt ñộng lực học.
Cơ chế này cũng áp dụng cho những hợp chất có CH2 hoạt ñộng khác.
CH3
R
CN
+ CH3OCOOCH3
K2CO3
o
180 -210 C
CN
R
+ CH3OH + CO2
1.3.5 Công dụng
Thay thế iodur metil và sulfat dimetil trong phản ứng O-metil hóa, DMC còn là
một giải pháp an toàn thay thế phosgen trong phản ứng metoxicarbonil hóa.
DMC ñược dùng làm dung môi. Khi dùng làm dung môi thì DMC tỏ ra an toàn, có
khả năng dung môi hóa tốt, dễ bay hơi trong ñiều kiện tốt nhất, dễ bị vi khuẩn phân
hủy, tính quang hóa ozon thấp, chính những ñiều này ñã tạo nên những tiềm năng và
ñặc tính tốt rất rõ ràng về phương diện ñời sống lẫn môi trường.
1.4 Eugenol [9]
1.4.1 Cơ cấu và danh pháp
CH2 CH=CH2
CASN : 97-53-0
Công thức phân tử: C10H12O2;
Công thức cấu tạo:
OCH3
OH
Eugenol
Danh pháp: Eugenol; 2-metoxi-4-(2-propenil)phenol; 4-hidroxi-3-metoxi-2propenilbenzen.
1.4.2 Tính chất vật lý [2]
Bảng 2: Một số tính chất vật lý của eugenol
Khối lượng phân tử (g)
164.22
Nhiệt ñộ sôi (oC)
253.00
Tỷ trọng d425
1.06
Chỉ số khúc xạ (nD20)
1.54
Liều ñộc ñối với chuột LD50= 2680 mg/kg
Eugenol là thành phần của nhiều tinh dầu như: hương nhu, ñinh hương, nhục
ñậu khấu, quế (chủ yếu là ở lá). Là chất lỏng màu vàng nhạt, thơm dịu, tan trong
alcol, cloroform, eter etil, không tan trong nước.
Người ta ly trích eugenol từ tinh dầu hương nhu hay ñinh hương bằng cách lắc
các tinh dầu với dung dịch kiềm, tách riêng dung dịch eugenat ra, sau ñó dùng acid
phóng thích eugenol. Sau ñó, tinh chế lại bằng cách chưng cất hơi nước.
1.4.3 Công dụng [1][13]
Eugenol là chất ñơn hương trong kỹ nghệ hương liệu, mỹ phẩm, xà phòng, y
khoa như làm thuốc sát trùng, gây tê. Eugenol làm hương thơm cho thựïc phẩm, ñặc
biệt là thịt, xúc xích, nước sốt. Là nguyên liệu ñể tổng hợp vanilin, là chất có giá trị
cao trong thực phẩm.
1.5 Metileugenol [16]
OCH3
1.5.1 Cơ cấu và danh pháp
OCH3
CASN: 93-15-2
Công thức phân tử: C11H14O2
Công thức cấu tạo:
CH2 CH=CH2
Metileugenol
Danh pháp: 4-alilveratrol; 1,2-dimetoxi-4-(2-propenil)benzen; eugenil metil eter; 4alil-1,2-dimetoxibenzen.
Metileugenol ñược tìm thấy trong dầu citronella, nó còn có trong một loại rong biển
có tên Ulva lactuva.
1.5.2 Tính chất vật lý
Bảng 3: Một số tính chất vật lý của metileugenol
Khối lượng phân tử (g)
Nhiệt ñộ sôi (oC)
Nhiệt ñộ nóng chảy (oC)
Tỷ trọng d425
Ðiểm chớp cháy (oC)
Chỉ số khúc xạ (nD20)
Liều ñộc với chuột LD50 = 810 mg/kg
178.21
249.00
-4.00
1.03
117.00
1.53
Metileugenol là chất lỏng có màu vàng nhạt, có mùi ñặc trưng của trà mốc. Nó
có mùi dịu hơn eugenol, không tan trong nước, tan trong alcol và eter.
1.5.3 Công dụng [15]
Metileugenol là chất ñơn hương chính trong công thức phối hương một số mùi
thơm và nước hoa, sử dụng trong nha khoa như làm thuốc sát trùng, gây tê. Là chất
dẫn dụ côn trùng.
Ðược sử dụng ñể ñiều chế chất ổn ñịnh và chống oxid hóa cho nhựa và cao su.
Trên thế giới, metileugenol là chất dẫn dụ tốt ñối với côn trùng có tên Bactrocera
dorsalis [10], chất dẫn dụ mạnh ñối với ruồi trái cây Dacus dorsalis, chất dẫn dụ bọ
cánh cứng Oxythurea spp, chất dẫn dụ sâu bắp Diabrotica barleri. chất ức chế một số
loại nấm trên da. [11][12][13][14]
CHƯƠNG II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Qui trình thực hiện
Eugenol + DMC + K2CO3
- ðun khuấy từ
- Chiếu xạ vi sóng
Hỗn hợp sau phản ứng
Lọc
Hỗn hợp sản phẩm
1. Acid hóa
2. Trích bằng dietil eter
Dịch nước
Dịch eter
1. Rửa
2. Làm khan
3. Thu hồi dung môi
Sản phẩm
1. Cân
2. Phân tích bằng GC
% Metileugenol
thử hoạt tính
OH
OCH3
OCH3
OCH3
K2CO3
+ CH3 O C O CH3
+ CH3OH + CO2
O
CH2 CH
CH2 CH
CH2
Eugenol (1)
CH2
Metileugenol (2)
2.1. Phương pháp ñun khuấy từ kết hợp chưng cất
2.1.1. Khảo sát nhiệt ñộ phản ứng
ðiều kiện chung của các chất
-
Eugenol : DMC là 1 : 3
-
Xúc tác K2CO3 : 50% mol
-
Thời gian 2 h
Bảng 4: Kết quả khảo sát nhiệt ñộ phản ứng O-metil hoá
Nhiệt ñộ
(oC)
145
155
165
175
185
Phụ lục
% GC
(1)
51
31
23
5
2
(2)
48
68
76
95
98
1
2
3
4
5
Bảng 4 cho thấy nhiệt ñộ 175oC, hàm lượng phần trăm metileugenol là 95%,
khi tăng lên 185oC, phần trăm GC tăng lên không ñáng kể, vậy chúng tôi chọn
nhiệt ñộ 175oC làm nhiệt ñộ tối ưu cho Eugenol ñể khảo sát tiếp thời gian phản
ứng.
2.1.2. Khảo sát thời gian phản ứng
- Cố ñịnh mol chất nền 1 mmol
- Cố ñịnh mol tác chất 3 mmol
- Nhiệt ñộ phản ứng 175oC
- Lượng K2CO3 50% mol so với chất nền
Khảo sát thời gian phản ứng kết quả thu ñược trong bảng 5
Bảng 5: Khảo sát thời gian phản ứng
Thời gian
(h)
1
2
3
Phụ lục
% GC
(1)
22
5
7
(2)
77
95
92
6
4
7
Bảng 5 cho thấy ở thời gian 1h, hàm lượng phần trăm metileugenol là 77%. Khi
tăng lên 2h thì hàm lượng của phần trăm metileugenol là 95%. Nhưng khi tăng lên
3h, hiệu suất hầu như không tăng, mà còn giảm. Vậy thời gian phản ứng có ảnh
hưởng ñến hàm lượng phần trăm metileugenol của phản ứng. vậy thời gian tối ưu
cho phản ứng là 2h.
2.1.3. Khảo sát lượng xúc tác K2CO3
- Chất nền : DMC 1 : 3
- Nhiệt ñộ phản ứng: 175oC
- Thời gian: 2h
Kết quả khảo sát lượng xúc tác ghi nhận trong bảng 6
Bảng 6: Hiệu suất phản ứng khi thay ñổi lượng xúc tác K2CO3
K2CO3
(% mol)
25
50
75
% GC
(1)
26
5
7
Phụ lục
(2)
74
95
93
8
4
9
Từ kết quả trên cho thấy lượng xúc tác K2CO3 có ảnh hưởng hàm lượng phần
trăm metileugenol của phản ứng. Khi tăng lên 50% mol hiệu suất tăng ñến 95% và
khi tăng lên 75% hàm lượng phần trăm metileugenol hầu như không tăng. Vì vậy
chúng tôi chọn lượng xúc tác K2CO3 50% mol làm ñiều kiện tối ưu ñể khảo sát
tiếp phản ứng.
2.1.4. Khảo sát lượng mol Eugenol và DMC
- Cố ñịnh mol chất nền:1mmol
- Nhiệt ñộ phản ứng: 175oC
- Thời gian: 2h
- Lượng xúc tác K2CO3: 50% mol
Kết quả ghi nhận trong bảng 7 khi khảo sát số mol tác chất
Bảng 7: Khảo sát lượng mol Eugenol và DMC
Eugenol : DMC
1:2
1:3
1:4
Phụ lục
% GC
(1)
32
5
2
(2)
68
95
98
10
4
11
Tỉ lệ mol Eugenol : DMC là 1 : 3 thì hàm lượng phần trăm metileugenol ñạt tối
ña 95%. Khi tăng lên 1 : 4 thì hàm lượng phần trăm metileugenol tăng lên 98%.
Nhưng lượng DMC vẫn còn nhiều trong bình phản ứng và một phần bay ra ngoài.
Vì vậy chọn tỉ lệ 1 : 3 là ñiều kiện tối ưu cho phản ứng.
Chúng tôi sử dụng tỉ lệ mol Eugenol và DMC là 1 : 3, khi phản ứng thực hiện
xong lượng DMC còn dư chúng tôi chưng cất lại và dùng tiếp. Vì vậy thực tế
lượng DMC chỉ sử dụng một phần theo ñúng tỉ lệ phản ứng .
2.2. Phương pháp chiếu xạ vi sóng
Chúng tôi sử dụng tỉ lệ mol tối ưu: Eugenol: DMC là 1:3 và 50% mol K2CO3 ñể
khảo sát thời gian và công suất của lò vi sóng gia dụng và chuyên dùng.
2.2.1. Lò vi sóng gia dụng
2.2.1.1. Khảo sát công suất của lò vi sóng
Sử dụng tỉ lệ mol nói trên , chọn thời gian 6 phút ñ ể tiến hành khảo sát công
suất của phản ứng. Kết quả thu ñược ghi trong bảng 8
Bảng 8: Khảo sát công suất của lò vi sóng gia dụng
Công suất
(W)
300
450
750
900
% GC
(1)
49
38
27
Phân hủy
phụ lục
(2)
51
62
73
12
13
14
Từ bảng kết quả trên ta thấy, khi tăng công suất lên thì hàm lượng phần trăm
metileugenol phản ứng tăng, nhưng khi tăng ñến 900 W kết quả các chất phản ứng bị
phân hủy. Do ở công suất cao, tốc ñộ nhiệt cung cấp ban ñầu cao, các chất phản ứng
ban ñầu bị cháy.
Ðiều này cho thấy có thể là do phần kĩ thuật lò vi sóng gia dụng, sự thiết kế các
mức công suất không ñược chi tiết, nên khó chọn ñược công suất như ý ñể thực hiện
phản ứng. Nên chọn công suất 750 W là công suất thích hợp ñể khảo sát thời gian.
2.2.1.2. Khảo sát thời gian của phản ứng
Tỉ lệ mol như trên, công suất 750 W thích hợp ở trên ñể khảo sát thời gian phản
ứng. Kết quả khảo sát ñược trình bày trong bảng 9.
Bảng 9: Khảo sát thời gian phản ứng
%GC
Thời gian
Phụ lục
(phút)
(1)
(2)
10
20
79
15
15
16
84
16
20
13
87
17
Từ bảng kết quả trên ta thấy, tăng thời gian thì hàm lượng phần trăm
metileugenol phản ứng tăng theo. ðặc biệt là tăng ñến 15 phút thì hàm lượng phần
trăm metileugenol là 84%, nhưng khi tăng ñến 20 phút hầu như hàm lượng phần trăm
metileugenol không tăng nhiều. Do khi kéo dài thời gian, lượng DMC bay ra ngoài
một phần. Vì vậy thời gian thích hợp cho phản ứng này là 15 phút.
Vì vậy chọn ñiều kiện tỉ lệ tối ưu cho phản ứng trong lò vi sóng gia dụng là
Eugenol : DMC là 1 : 3, K2CO3 50% mol, thời gian (15 phút), công suất (750 W).
2.2.2. Lò vi sóng chuyên dùng kết hợp chưng cất
Lò vi sóng chuyên dùng MAXIDIGEST MX-350 ñược thiết kế cố ñịnh nên
chúng tôi chỉ có thể ráp thêm hệ thống chưng cất, máy khuấy từ không thể gắn.
2.2.2.1. Khảo sát công suất của lò vi sóng
Tỉ lệ các hóa chất vẫn sử dụng như trên Eugenol : DMC 1 : 3 và K2CO3 50%
mol, thời gian phản ứng ñược chọn là 5 phút ñể tiến hành khảo sát công suất của
phản ứng. Kết quả ñược trình bày trong bảng 10.
Bảng 10: Khảo sát công suất lò vi sóng chuyên dùng
%GC
Công suất
Phụ lục
(W)
(1)
(2)
120
80
20
18
135
75
25
19
150
52
48
20
165
44
56
21
180
38
62
22
195
28
72
23
210
Phân hủy
Từ bảng kết quả trên ta thấy khi tăng công suất lên thì thì hàm lượng phần trăm
metileugenol tăng, nhất là khi tăng ñến 195 W thì thì hàm lượng phần trăm
metileugenol ñạt cao nhất (72%), nếu tiếp tục tăng công suất lên nữa thì các chất
phản ứng bị phân hủy
2.2.2.2. Khảo sát thời gian phản ứng
Tỉ lệ mol như trên, công suất 195 W tiến hành khảo sát thời gian phản ứng. Kết
quả khảo sát ñược trình bày trong bảng 11.
Bảng 11: Khảo sát thời gian phản ứng
%GC
Thời gian
Phụ lục
(phút)
(1)
(2)
8
18
82
24
12
9
91
25
15
6
94
26
Bảng 11 cho thấy khi thực hiện phản ứng ở công suất 195 W, tăng thời gian
phản ứng lên thì thì hàm lượng phần trăm metileugenol tăng lên, nhất là khi ở thời
gian 12 phút thì hàm lượng phần trăm metileugenol thu ñược là 91%, nhưng khi tăng
lên 15 phút thì hiệu suất hầu như không tăng 94%. Vì vậy thời gian thích hợp cho
phản ứng là 12 phút.
2.2.3. Nhận xét phương pháp vi sóng
So sánh ñiều kiện tối ưu của lò vi sóng multimode có khuấy từ kết hợp chưng
cất và vi sóng monomode kết hợp chưng cất. Với các ñiều kiện về hóa chất như nhau:
Eugenol : DMC là 1 : 3 và K2CO3 50% mol.
Bảng 12: So sánh kết quả của hai loại lò vi sóng
Vi sóng
%GC
Phụ lục
Công suất
Thời gian
(W)
(phút)
(1)
(2)
Gia dụng
750
15
16
84
16
Chuyên dùng
195
12
9
91
25
Bảng 12 cho thấy với tỉ lệ mol các chất như nhau, nhưng ñối với vi sóng gia
dụng sử dụng công suất 750 W, thời gian 15 phút thì hàm lượng phần trăm
metileugenol tối ña là 84%, còn vi sóng chuyên dùng sử dụng công suất 195 W, thời
gian 12 phút thì hàm lượng phần trăm metileugenol tối ña là 91%. Ðiều này giải
thích, do trong lò vi sóng chuyên dùng, vi sóng ñược chiếu xạ tập trung và công suất
lò có thể ñiều chỉnh chi tiết gần nhau, nên ta có thể thay ñổi công suất theo ý muốn.
Còn ñối với lò gia dụng do vi sóng chiếu xạ theo kiểu multimode, bộ phận ñiều chỉnh
công suất không ñược chi tiết như ý muốn nên khó tìm ñược công suất thích hợp ñể
ñược hiệu suất tối ña của phản ứng.
Nếu bộ phận công suất của lò vi sóng gia dụng càng chi tiết thì tôi tin rằng
việc làm tăng hàm lượng phần trăm metileugenol của phản ứng rất dễ dàng.
2.3. Thử hoạt tính dẫn dụ côn trùng
- Mồi nhử gồm 50mg metileugenol chứa trong ống nhựa PE loại 200µl.
- Mẫu 4 là metileugenol tổng hợp và chưng cất sạch
Bảng 13 kết quả thử nghiệm bẫy ruồi vàng ñục quả
Thủ ðức
ðịa
Hóc môn
Gò vấp
ñiểm
Ngày
Blank 1
2
3
4
Blank 1
2
3
4
Blank 1
2
3
4
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0
2
1
2
2
2
0
0
0
0
2
0
0
1
0
2
0
2
3
1
3
3
0
1
2
1
1
0
1
1
2
2
0
1
1
2
1
4
0
0
0
0
2
0
0
1
0
1
0
1 0
0
1
5
0
2
1
2
1
0
2
0
1
2
0
0
2
0
2
6
0
0
0
0
2
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
7
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
8
0
1
0
2
2
0
1
1
0
2
0
0
1
0
0
9
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
11
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
12
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
13
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
14
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Nhận xét hai phương pháp
Tỉ lệ các hóa chất vẫn sử dụng như nhau Eugenol : DMC 1 : 3 và K2CO3 50%
mol
Bảng 14 : So sánh kết quả của hai phương pháp
Thời
Nhiệt ñộ
Công suất
Phương pháp
gian
(oC)
(W)
ðun khuấy từ
2h
175
Vi sóng
%GC
Phụ lục
(1)
(2)
5
95
4
Gia dụng
15 phút
750
16
84
16
Chuyên
12 phút
195
9
91
25
dùng
Chúng ta thấy rằng ở phương pháp ñun nóng cổ ñiển cho kết quả hàm lượng
phần trăm metileugenol cao hơn phương pháp chiếu xạ vi sóng, nhưng thời gian thực
hiện phản ứng quá lâu (2h). trong khi ñó ở phương pháp chiếu xạ vi sóng chỉ cần 12
phút, hàm lượng phần trăm metileugenol ñạt ñược 91%.
Tuy nhiên nếu muốn ñưa phản ứng vào sản xuất ở quy mô công nghiệp thì
phương pháp vi sóng bi hạn chế không thực hiện ñược. Vì vậy chúng tôi thực hiện
phương pháp này nhằm mục ñích nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, và áp dụng
ñối với những chất qúy. ðể tạo ra lượng lớn thử hoạt tính dẫn dụ côn trùng chúng tôi
chọn phương pháp ñun nóng cổ ñiển.
Bảng 14 cho biết kết quả thử nghiệm bẫy ruồi vàng ñục quả là không cao, so
với các chất chuẩn cũng như nhau. Do chúng tôi muốn thử nghiệm vào mùa khô xem
mức ñộ dẫn dụ như thế nào so với mùa mưa. Chúng ta ñã biết mức ñộ dẫn dụ vào mùa
mưa có khi ñạt tới mức 100%.
- Xem thêm -