TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ETHANOLAMIDE VÀ ETHANEDIAMIDE TỪ MỠ CÁ BASA

Khi cho hỗn hợp methyl ester tổng hợp từ mỡ cá basa phản ứng với ethanolamine hoặcethylenediamine ở nhiệt độ cao, hai loại chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) không ion N-(2-hydroxyethyl)amide (4) và N,N-(ethane-1,2-diyl)dienamide (5) được tạo thành vớihiệu suất khá tốt. Hai loại alkanolamide béo này thể hiện hoạt tính bề mặt rất tốt. Bằngphản ứng oxy hóa sử dụng hệ HCOOH/H2O2, các vị trí C=C trên khung sườn carbon củamethyl ester đã được epoxy hóa và tiếp theo là mở vòng epoxy tạo ra hỗn hợp sản phẩmgồm methyl formyloxyhydroxy và methyl dihydroxy tương ứng. Hỗn hợp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ETHANOLAMIDE VÀ ETHANEDIAMIDE TỪ MỠ CÁ BASATạp chí Khoa học 2011:19a 47-52 Trường Đại học Cần ThơTỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ETHANOLAMIDE VÀ ETHANEDIAMIDE TỪ MỠ CÁ BASA Hà Thanh Mỹ Phương và Bùi Thị Bửu Huê1 ABSTRACTTreating catfish fat based methyl esters with ethanolamine or ethylenediamine at elevatedtemperature has led to the formation of N-(2-hydroxyethyl)amide (4) or N,N-(ethane-1,2-diyl) dienamide (5), respectively, in good to reasonable yields. These types of fattyalkanolamide showed good surface activities. Upon oxidation using HCOOH/H2O2system, the carbon-carbon double bonds on the hydrocarbon side chains weresuccessfully epoxidized and subsequently undergone ring opening to form thecorresponding formyloxyhydroxy and dihydroxy ester products. This mixture was thendirectly treated with ethanolamine or ethylenediamine to afford the final dihydroxyN-(2-hydroxyethyl) amide (6) in good yield although an extra formate hydrolysis step wasnecessary in the synthetic case of (7). The introduction of the hydroxy groups in factbrought benefit by increasing the surface activities of the synthetic alkanolamide andalkanediamide surfactants.Keywords: biosurfactant, alkanolamide, alkanediamide, fatty acid, biodegradabilityTitle: Synthesis of catfish fat-based surfactant ethanolamide and ethanediamide TÓM TẮTKhi cho hỗn hợp methyl ester tổng hợp từ mỡ cá basa phản ứng với ethanolamine hoặcethylenediamine ở nhiệt độ cao, hai loại chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) không ion N-(2-hydroxyethyl)amide (4) và N,N-(ethane-1,2-diyl)dienamide (5) được tạo thành vớihiệu suất khá tốt. Hai loại alkanolamide béo này thể hiện hoạt tính bề mặt rất tốt. Bằngphản ứng oxy hóa sử dụng hệ HCOOH/H2O2, các vị trí C=C trên khung sườn carbon củamethyl ester đã được epoxy hóa và tiếp theo là mở vòng epoxy tạo ra hỗn hợp sản phẩmgồm methyl formyloxyhydroxy và methyl dihydroxy tương ứng. Hỗn hợp này sau đó đượccho phản ứng trực tiếp với ethanolamine tạo ra sản phẩm -(2-hydroxyethyl)amide (6) vớihiệu suất khá tốt trong khi để tạo ra sản phẩm (7) cần phải thực hiện thêm bước thủy giảicác nhóm formate. Việc đưa thêm các nhóm hydroxy vào trong khung sườn carbon thựcsự ảnh hưởng đến hoạt tính bề mặt của các chất hoạt động bề mặt alkanolamide vàalkanediamide tổng hợp được.Từ khóa: chất hoạt động bề mặt sinh học, alkanolamide, alkanediamide, acid béo, tínhphân hủy sinh học1 GIỚI THIỆUNgày nay, chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) giữ một vị trí quan trọng trong nhiềulĩnh vực khác nhau của đời sống với vai trò như chất tạo nhũ, chất tạo bọt, chấtphân tán, chất diệt khuẩn…(Linda et al.,2007; Richard, 2006; Drew Myer, 2006).Tuy nhiên, việc sử dụng các CHĐBM tổng hợp từ dầu mỏ có khả năng phân hủychậm đã gây ra những quan ngại liên quan đến môi trường. Song song đó là tìnhtrạng cạn kiệt dần của nguồn nguyên liệu hóa thạch này. Chính vì vậy, nhu cầu tìm1 Khoa Khoa Học Tự Nhiên, Trường Đại học Cần Thơ 47Tạp chí Khoa học 2011:19a 47-52 Trường Đại học Cần Thơkiếm một nguồn nguyên liệu mới có thể tái tạo đồng thời ít gây ô nhiễm môitrường đang trở nên ngày càng bức thiết không chỉ ở Việt Nam mà cả trên thế giới.Một trong những nguồn nguyên liệu tái tạo được nhắm đến hiện nay là nguồn dầuthực vật, mỡ động vật. Đồng bằng sông Cửu Long có tiềm năng to lớn về cácnguồn nguyên liệu dầu thực vật đặc biệt là nguồn mỡ cá tra, cá basa. Việc nghiêncứu tận dụng các nguồn nguyên liệu này để tổng hợp các sản phẩm sinh học trongđó có CHĐBM là một hướng nghiên cứu thiết thực. Tiếp theo những kết quảnghiên cứu về tổng hợp alkanolamide và alkanediamide từ oleic acid (Bùi Thị BửuHuê, 2010), bài báo này công bố những kết quả nghiên cứu bước đầu trong việctổng hợp CHĐBM không ion loại alkanolamide và alkanediamide từ mỡ cá basa ởquy mô phòng thí nghiệm.2 THỰC NGHIỆM2.1 Hóa chất - Thiết bịCác hóa chất có xuất xứ Merck, Đức và được sử dụng ngay sau khi mua mà khôngtrải qua quá trình tinh chế. Các dữ liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR được ghi trên máyBruker Advance 500MHz (Viện Công Nghệ, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, HàNội). Độ dịch chuyển hóa học, δ, được tính bằng ppm; hằng số ghép cặp, J, tínhbằng Hz. Silica gel 60 F254 (0.04-0.06), bản mỏng TLC xuất xứ Merck.2.2 Tổng hợpTổng hợp alkanolamide (4)Khuấy ở tốc độ 600 v/p hỗn hợp gồm methyl ester tổng hợp từ mỡ cá (2) (28,8 g,0,1 mol) và ethanolamine (30,04 g, 0,5 mol) ở 140oC trong 4 giờ. Hỗn hợp ngaysau phản ứng thu được là chất lỏng sệt màu vàng, để yên trong 15 phút tạo dạngwax. Kết tinh trong dung môi EtOAc thu được tinh thể rắn alkanolamide (4) màutrắng mịn (23,4 g, Rf = 0,36, EtOAc).Tổng hợp ethylenedia ...