tổng hợp chđbm sinh học anion từ dầu dừa - ứng dụng trong gia công thuốc bảo vệ thực vật

Mục tiêu của đề tài Đề tài nhằm mục tiêu thiết lập quy trình tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh học anion từ dầu dừa và nghiên cứu quy trình phối trộn thuốc bảo vệ thực vật sử dụng CH

KHOA CONG NGHE

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

TONG HOP CHDBM SINH HOC ANION

TU DAU DUA - UNG DUNG TRONG

GIA CONG THUOC BAO VE THUC VAT

PGS.TS Bui Thi Biru Hué Nguyễn Thị Xuân Vân

MSSV: 2082205

Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 34

Cần Thơ - 2012

TRƯỜNG ĐẠI HOC CAN THO Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Cần Thơ, ngày 01 tháng 02 năm 2012

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI TOT NGHIEP CUA SINH VIÊN

Năm học: 2011 — 2012

1 Họ và tên sinh viên

Ngành: Công nghệ hóa học Khóa: 34

2 Tên đề tài: Tổng hợp CHĐBM sinh học anion từ dầu đừa - Ứng dụng trong gia công thuôc bảo vệ thực vật

3 Địa điểm, thời gian thực hiện

Phòng thí nghiệm chuyên sâu — bộ môn Hóa — khoa Khoa Học Tự nhiên — trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian thực hiện từ 02/01/2012 đến 13/04/2011

4 Họ và tên cán bộ hướng dẫn

PGS TS Bùi Thị Bửu Huê

Bộ môn Hóa — Khoa Khoa Học — Trường Dai Hoc Cần Thơ

5 Mục tiêu của đề tài

Đề tài nhằm mục tiêu thiết lập quy trình tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh

học anion từ dầu dừa và nghiên cứu quy trình phối trộn thuốc bảo vệ thực vật sử

dụng CHĐBM tổng hợp được

6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài

Tổng hợp được methyl ester từ dầu dừa

Tìm được điều kiện tối ưu tổng hợp monoglyceride từ methyl ester

monoglyceride

Tổng hợp được CHĐBM sinh học anion từ DATEM

Phối trộn thuốc bảo vệ thực vật sử dụng chất hoạt động bê mat va methyl

ester tổng hợp được

7 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài

Hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn, phòng thí nghiệm, thiết bị, hóa chất, kinh

phí và một sô dụng cụ cân thiệt khác

8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 1,000,000 đồng

Sinh viên đê nghị Y kiên của cán bộ hướng dân

li

Tôi cũng xin gởi lời cám ơn đên các anh chị và các bạn cùng thực hiện luận

văn với tôi tại phòng hữu cơ chuyên sâu đã giúp đỡ tôi rât nhiêu trong quá trình làm

luận văn

Tôi cũng xin cảm ơn quý thầy cô của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học — Khoa

Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua

Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành nhất tới ba mẹ, anh chị em - những người

thân yêu nhất trong cuộc đời đã luôn thương yêu, lo lắng, che chở, quan tâm và giúp

đỡ mọi mặt cho tôi trong cuộc sống

Mặc dù đã rất có gắng để hoàn thành tốt luận văn trong phạm vi và khá năng

cho phép, nhưng vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Vì vậy, kính

mong nhận được cảm thông, chỉ bảo từ thầy cô và ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên

Cần thơ, ngày 13 tháng 04 năm 2012

Nguyễn Thị Xuân Vân

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Bùi Thị Bửu Huê

2 Tên đề tài: Tống hợp CHĐBM sinh học anion từ dầu dừa - Ứng dụng trong

gia công thuôc bảo vệ thực vật

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Vân - MSSV: 2082205

Lớp Công Nghệ Hóa Học — Khóa 34

4 Nội dung nhận xét

a Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp

b Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp

e Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: . 2-2 5+ 652 +c+csssczcsscxee

TRƯỜNG ĐẠI HOC CAN THO Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NHAN XET VA DANH GIA CUA CAN BO PHAN BIEN

1 Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Bùi Thị Bửu Huê

2 Tên đề tài: Tổng hợp CHĐBM sinh học anion từ dầu dừa - Ứng dụng trong

gia công thuôc bảo vệ thực vật

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Vân - MSSV: 2082205

Lớp Công Nghệ Hóa Học — Khóa 34

4 Nội dung nhận xét

a Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp

b Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp

e Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: . ¿2© 5+ 5+52+c+csscsczcsscxee

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012

Cán bộ phản biện

1.1 Khái quát về chất hoạt động bỀ mặt .- 2 - + +x+Ee+kreererxee 2

1.1.1 Giới thiệu chung << S1 HH khe 2

1.1.1.1 Khái niệm chất hoạt động bể mặt xxx cE sec cee 2

1.1.1.2 Câu tạo chất hoạt động bề mặt . - - 2 se cs+xeesced 2

1.1.3.4 Cần bằng ưa nước — ky nước (HLB) . - - 9

1.1.4 Các tính chất đặc trưng của chất hoạt động bề mặt 10

vi

1.1.4.1 Khả năng tây rửa + 5c Set t SE xx rkrterrkrrred 10

ID VÀ ái: on — 11

1.1.4.3 Khả năng tạo bọt . HH ng 11

1.1.4.4 Khả năng tạo huyền phù 2225555 cczccceecsee 11 1.1.4.5 Khả năng thẫm ướt . + 2 + SE SEEEEEcE rkrkererkrrsred 12 1.1.5 Ứng dụng -. 2< 2E SE BS E3 111 15111113 11x Ere 12

1.1.5.1 Ứng dụng trong công nghệ nhuộm . - 2 - 12 1.1.5.2 Ứng dụng trong công nghiệp xây dựng - 12 1.1.5.3 Ứng dụng trong bảo quản nông sắn . 5-5- +: 13 1.1.5.4 Ứng dụng trong công nghệ được phẩm, sản xuất thuốc sát trùng, điệt khuân - G G0 0H TT nọ TT 13 1.1.5.5 Ứng dụng trong các sản phẩm tây rửa .- - 13 1.1.6 Chất hoạt động bề mặt sinh học có nguồn gốc từ monoglyceride 14 1.1.6.1 Giới thiệu chung về monoglyceride s- 2s sszszszcxẻ 14 1.1.6.2 Các phương pháp tông hợp monoglyceride s- «+ 14 1.1.6.3 Tổng hợp dẫn xuất ester của monoglyceride -s- 17 1.1.6.4 Một số dẫn xuất ester của monoglyceride 17 1.1.6.5 Ứng dụng của monoglyceride . -2 25s +cs+s+secee 19 1.2 Giới thiệu về lipid -. -:- 255 252 SE tk S22 EEEEErkrrrkrrrerred 22

1.2.2 Phan 10ad 0 22

II ÄỄ Co 22 IV» c0 24 1.1.2.3 Steride và sf€TOlÌL - << SH SH TH ng nh 25 1.1.2.4 SAD 26 1.2.3 Tính chất vật lý của lipid_ -¿- + 5-5655 StszeEcrreererreee 26

1.2.4 Tính chất hóa học của lipid 2 - 2 s+s+£z+E+sevezkeszrererrsred 27

1.2.4.1 Phản ứng thủy phân .- ĂĂ Ăn S1 se, 27

Vil

1.2.5 Các chỉ số đặc trưng cho lipid -. 2-5 2 e+s+ssc+keesrxd 28

1.2.5.1 Chỉ số acid -¿- 5c Sc+ SH EkS.2212 1111111 111111011111 28 1.2.5.2 Chỉ số xà phòng hóa . -2 + 2-52 E22 £E£E£E+EEzvzEErEzrree 28 1.2.5.3 Chi 86 iodine - ¿2-56 +E+Ek£ESEEEEEEEEEEEeEEEEEErEe re 29 1.2.6 Sơ lược về đầu đừa +: + S<Eke S3 E1 311 161111 1111k, 29 1.2.6.1 Thành phần hóa học của dầu đừa . 2 25+ 5 29 1.2.6.2 Ứng dụng của dầu dừa . - 2 +22 + ezkeserrerrsred 31

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

“Ä R\[UNuì-gi14iì1 iu: 07 — 33

2.2 Phuong phap nghién CU 0n 34

3.1 Phuong tién nghién CU 0.0 36

3.1.1 Dụng cụ và thiẾt bị escsecscscsscsescessscssssesesscstessstsesseansesees 36

3.1.3 Nguyên liệu - 52 2< 1213115 1215131311111 1111k 37

3.2 Tông hợp methy] ©S(€T 2-22 2 +E+E SE EEEE SE EEEevrkrverererrsred 37

3.2.1 Ester hóa đầu đừa (1) -¿- + ¿5+ ©k ke SkE*EkEEEEkEEEEkEErrkrrererred 37

3.2.2 Transester hóa hỗn hợp methyl ester và triglyceride (2) 37 3.3 Tông hợp monoglyceride (4)) -s5< se z+z+keEzEEkeverkreerererrsred 37

3.4 Tổng hợp acid diacetyl tartaric (6) - <<scsxxkexerkeeerereersred 38

3.5 Tổng hop DATEM (7) _ -©- + 2 kẻ EEE£ESEE£EeEEE ke EerkrEererkrrsred 38

3.6 Tổng hợp chất hoạt động bề mặt anion (8)_ .-. 5- <<: 39

4.1 Đánh giá chất lượng nguyên liệu . + 2 s2 x+ e£Erxerrerrsred 40

4.2 Tổng hợp monoglyceride (4)) - + + <+k+k+E<+k£EeEEEkekerkrkererkrrsred 41

4.3 Tông hợp acid điacetyl tartariC (6) ¿- + 6 <+kEEkeE£ke St ckek 47

Vili

4.4 Tông hợp DA TEM (7) + 22+ SE EEEEEEEEEEECEeErkrkrrerkrrerered 49

4.5 Tổng hợp chất hoạt động bé mat anion (:) AA ẼẼ 55

4.6 Tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh học anion (10) từ

90043.,06)017— 56

4.7 Đánh giá chất lượng của CHĐBM anion (8) . -5- 25 58 4.8 Đánh giá khả năng ứng dụng của chất hoạt động bề mặt anion (8) trong

gia công thuôc bảo vệ thực vật .- - - SH HH HH HH re 59

4.8.1 Sơ lược về hoạt chất thuốc bảo vệ thực vật .- 59

4.8.1.1 PfODanlÌ . - E- << SH vn 59 4.8.1.2 Permethrin ae 59

4.8.2 Sơ lược về đầu khoáng - + - s+s+k+EEE£EExckerxreckee 60

4.8.3 Sơ lược về một số loại chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong

phối trộn thuốc bảo vệ thực vật .-. -+-:- 5< +s+sc2+EEESEEckeverkrkerererrred 60

4.8.4 Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt anion (8) trong gia công thuốc

Trang

Hình 1.1 Câu trúc của chất hoạt động bề mặt . - 2 ccs+xccee 2

Hình 1.2 Hình ảnh các hạt micelle - - 5 5< 555 << c2 8

Hình 1.3 Dầu dừa chưa tinh luyện (trái) và dầu đừa đã qua quá trình tinh luyện

Hình 4.1 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp monoglyceride

(Hệ giải ly PE:EtOACc = ]:Ì) Q- S HHnHHH nHk 42 Hình 4.2 Bán mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol methyl ester:glycerol (HE gidi ly PE:EtOAc = 1:1) ooo 43

Hình 4.3 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ

(Hé giai ly PE:EtOAc = 1:1) woe 45

Hình 4.4 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian

(HE giai ly PE:EtOAc san 46

Hình 4.9 Bán mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol acid điacetyl tartaric:

monoglyceride (Hệ giải ly PE:EtOAc = 2:]) . <5 ĂSS<Ă se 51 Hình 4.10 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ

(HE giai ly PE:EtOAc = 2:1) ooo — 52 Hình 4.11 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian

(s50 0353597 225007 53

Hinh 4.12 San pham DATEM i ccccecsscssssesscscscsscssscsscsesecsesesscsesessvsessatsteaeans 54

Hình 4.13 CHĐBM sinh học anion được tổng hợp từ DATEM 56 Hình 4.14 Bản mỏng sắc ký thu được khi tổng hợp CITREM

(Hệ giải ly PE:EtOACc = 2:]) - - GQ HH HH HH ng ngư 57

Hình 4.15 Hoạt chất propanil 96Ø6 <2 + Sz+E£ESEEcxvrErverererrsred 59

Hình 4.16 Hoạt chất permethrin 92% . + - 2 2+2 +scezcsz 60 Hình 4.17 Chế phẩm propanil 360EC với 2 loại dung môi khác nhau 62 Hình 4.18 Độ bám dính của hệ nhũ tương từ chế phẩm propanil 360EC với hai

loại dung môi khác nhau - - << ĂĂ +1 SE E913 1113 9 31183 x1 re 65

Hình 4.19 Chế phẩm permethrin 250EC với 2 loại dung môi khác nhau 66 Hình 4.20 Độ bám dính của hệ nhũ tương từ chế phẩm permethrin 360EC với

hai loại dung môi khác nhau - 5 - 2c 55 S523 33554 68

XI

Trang

Bảng 1.1 Giá tri HLB tương ứng với chất nhũ hóa thích hợp 9

Bảng 1.2 Giá trị HLB của các nhóm hảo nước và các nhóm ky nước 10

Bang 1.3 Thành phần các acid béo có trong dầu đừa 30 Bang 1.4 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu dừa theo tiêu chuẩn

Bảng 4.6 Điều kiện sơ bộ tổng hợp DATEM . -5- 2 s=sezsc<ẻ 49 Bảng 4.7 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp DATEM 54 Bang 4.8 Diéu kién tong hop CITREM . 2- 2 + 5 s+c>S2 set 57 Bảng 4.9 Công thức phối trộn chế phẩm propanil 360EC 62

Bang 4.10 Khảo sát khả năng tạo nhũ của chế phẩm propanil 360EC với dung

MOi 1A Methyl] ester 0 63 Bảng 4.11 Khảo sát khả năng tạo nhũ của chế phẩm propanil 360EC với dung

môi là dầu khoáng -¿- +2 <©E+E<+EEEECk SE 311 11131111111 11x11, 64

Bảng 4.12 Công thức phối trộn chế phẩm permethrin 250EC 65 Bang 4.13 Khảo sát khả năng tạo nhũ của chế phẩm permethrin 250EC với

dung mi 1a methyl ester 67

Bảng 4.14 Khảo sát khả năng tạo nhũ của chế phẩm permethrin 250EC với

dung môi là dầu khoáng . ¿2-5-2 2+2 £EEE+EtEE£kEEtEEcvzrkererred 67

xH

Bao vé thuc vat

Chat hoat động bề mặt Critical Micelle Concentration Citric Acid Esters of Mono and Diglyceride Diacetyl Tartaric Acid Esters of Monoglyceride Emulsifiable Concentrates

Ethyl acetate Hydrophilic Lipophilic balance Petroleum eter

Methanol Oil/Water p-Toluenesunfonic acid Retention factor

Trách nhiệm hữu hạn

Xiil

Trang

Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp monoglyceride bằng cách bảo vệ nhóm

20421077 16

Sơ đồ 1.2 Quy trình tổng hợp 1-monoglyceride - 55+: 16

Sơ đồ 1.3 Quy trình chung cho tổng hợp dẫn xuất ester của monoglyceride 17

Sơ đồ 1.4 Quy trình tổng hợp monoglyceride sulfate . 20

Sơ đồ 1.5 Quy trình tổng hợp CHĐBM anion từ monoglyceride 21

So dé 2.1 Quy trinh tong hop chat hoat dong bề mat sinh hoc anion tir dau

XIV

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Kết quả đo GC-MS từ mẫu methyl ester được tổng hợp từ dầu đừa

Phụ lục 2: Phổ mẫu methyl ester được tông hợp từ dầu đừa

XV

x Ll*

Su dung thuốc bảo vệ thực vật (BVTYV) trong công tác phòng trừ dịch hại đã trở thành một công cụ không thê thiếu đối với tất cả các nước trên thế giới Yêu cầu

của thuốc BVTV là hoạt chất phải bền vững, phải có tính loang tốt và bám dính lâu

dài trên bề mặt vật phun Đề đảm bảo yêu cầu trên, giọt thuốc phải có sức căng bề mặt nhỏ Do đó, để làm giảm sức căng bề mặt của giọt thuốc cần phải thêm vào chất hoạt động bề mặt (CHDBM) Nhung hiện nay hầu hết các loại CHĐBM sử dụng trong thuốc BVTV đều có nhược điểm là có thể tích tụ trong đất, nước gây hại cho các loại cây trồng và động vật máu nóng

Chính vì vậy, đề tài “Tống hợp CHDBM sinh học anion từ dầu dừa - Ứng dụng trong gia công thuốc bảo vệ thực vật” được thực hiện Đề tài nhằm mục tiêu thiết lập quy trình tổng hợp chất hoạt động bê mặt sinh học anion từ dầu dừa, nhằm tổng hợp CHĐBM có khả năng phân hủy sinh học cao, thân thiện với môi trường

đồng thời nghiên cứu quy trình phối trộn thuốc bảo vệ thực vật sử dụng CHĐBM

tông hợp được ở quy mô phòng thí nghiệm

CHUONG 1

TONG QUAN 1.1 Khái quát về chất hoạt động bề mặt

1.1.1 Giới thiệu chung°t?!

1.1.1.1 Khái niệm chất hoạt động bê mặt

Chất hoạt động bề mặt (CHDBM, surfactant hay surface active agent) là những chất có khả năng hấp phụ trên bề mặt phân chia pha, có tác dụng làm giám năng lượng tự do và sức căng bề mặt phân chia pha (khí - lỏng, lỏng — lỏng, lỏng — rắn)

1.1.1.2 Cấu tạo chất hoạt động bé mặt

Cấu trúc của một phân tử CHĐBM gồm hai phần: một phần phân cực hay còn gọi là đầu ưa nước (hydrophilic, lipophobic hoặc oleo-phobic) và một phần không phân cực hay còn gọi là đầu ky nước (hydropholic, lipophilic hoặc oleo-philic) Trong đó:

- Đầu ưa nước thường là những nhóm chức có khả năng bị hydrate hóa mạnh

- Đầu ky nước là mạch paraffin thắng hoặc nhánh, vòng benzene hay naphthalene

RQ”

Đầu ưa nước Đầu ky nước

Hình 1.1 Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt

Khi hòa tan CHĐBM trong hệ dầu — nước, đầu ưa nước hướng vào dung môi phân cực như nước, đầu ky nước hướng vào dung môi không phân cực như dầu

1.1.2 Phân loại ° LẺÌ

1.1.2.1 Chất hoạt động bé mat anion

CHDBM anion (anionic surfactant) là CHĐBM khi cho vào nước sẽ phân ly

thành một 1on âm và một 1on dương, đầu ưa nước mang điện âm

Kí hiệu của CHĐBM anion: ————

CHĐBM anIon có khả năng hoạt động bề mặt mạnh hơn so với các loại khác, thường được sử dụng trong giặt giũ, nước rửa chén, là thành phần chính trong các sản phẩm tây rửa gia dụng và chăm sóc cá nhân CHĐBM anion còn là tác nhân thấm ướt, chất nhũ hóa, chất phân tán cho các sản phẩm dùng trong nông nghiệp Tuy nhiên, các CHĐBM loại này bị thụ động hóa trong môi trường nước cứng (Ca?,

Mg”*) và các môi trường chứa các ion kim loại nặng (AI, Fe”)

Sau đây là một số CHĐBM anion thường gặp:

- Alkylbenzene sulfonate (ABS): đây là CHĐBM thường được sử dụng nhất, gồm hai loại là ABS nhánh và ABS thắng Trong đó, ABS nhánh chỉ được sử dụng

ở một số quốc gia do khả năng phân giải sinh học chậm Loại ABS thắng thường được sử dụng phô biến trong thuốc trừ sâu là đodecylbenzene sulfonate

HC -OCOR L(erhóa pr Sulfon héa 2

HC -OCOR ——————> R-CH,-C — “R-(H-C

|

SOaNa

1.1.2.2 Chat hoat dong bé mat cation

Chất hoạt động bề mặt cation là CHĐBM khi phân ly trong nước tạo thành một ion 4m va mot ion duong, đầu ưa nước mang điện dương, tạo thành các cation hoạt động bề mặt Chúng thường là các dẫn xuất của các muối amonium bậc 4

Kíhiệu ——— Œ

Do đầu ưa nước tích điện đương nên CHĐBM cation hấp phụ mạnh trên các

bề mặt tích điện âm như tóc, vải, màng tế bào của vi khuẩn Do vậy, CHĐBM

cation thường được sử dụng như chất làm mềm vải, dầu xả tóc và các tác nhân kháng khuẩn

AIkyl trimethy] amonium Dialky]l dimethyl amonium

e Muối alkyl benzyl dimethyl amonium va ethoxylate alkyl dimethyl amonium

dimethyl] amonium dimethyl amonium

- Nhóm cation đặt trong vòng: muối alkyl pyridinium va alkyl morpholinium

Alkyl pyridinium Alkyl morpholinium

- Chat hoat dong bé mat cation khong nito: muối sulfonium và phosphonium

1.1.2.3 Chất hoạt động bê mặt không ion

CHDBM khong ion la CHDBM co nhom phan cuc không bị lon hóa trong

dung dịch nước Phần ưa nước chứa những nguyên tử oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh

không ion hóa Sự hòa tan là do có sự tạo liên kết hydro giữa các phân tử nước và phần phân cực gồm nhóm alcohol và ester Phần ky nước là mạch hydrocarbon dài (alkylphenol, alcohol có nhánh, amine và mercaptane, acid béo dây dài)

Kíhiệu ———L_]

CHDBM khong ion không bị lon hóa nên không tích điện, do đó it bị ảnh

hưởng bởi nước cứng và pH của môi trường

Một số CHĐBM không ion thường gặp:

- Alkylphenol ethoxylate: chất hoạt động bề mặt không ion loại này được ứng dụng rộng rãi như làm chất thắm ướt, chất nhũ hoá, và các chất phân tán trong các loại sơn, trong thuốc trừ sâu và chế biến giấy Trong đó nonylphenol ethoxylate được sử dụng phổ biến nhất

CnHạn„ — À —oeH;ocH,o„m

Alkylphenol ethoxylate

- Aliphatic alcohol ethoxylate: có tính chất phụ thuộc vào chiều dài chuỗi alkyl và số lượng của các nhóm ethoxy CHĐBM loại này hòa tan tốt trong nước ở nhiệt độ thường cũng như ổn định trong môi trường acid và kiềm, có khả năng tương thích tốt với các bề mặt khác nên thường dùng làm chất nhũ hóa hay làm các chất phân tán, chất ôn định và các chất tạo âm trong thuốc bảo vệ thực vật

- Aliphatic alkylamine ethoxylate: có nhóm amin có thể trao đổi cation ở độ

pH nhỏ hơn 5 Aliphatic alkylamine ethoxylate có tính chất tượng tự như aliphatic alcohol ethoxylate nhưng tôn tại ở dạng lỏng

(CH,CH,O) H

CnH2n,IN

(CH,CH,O),H Aliphatic alkylamine ethoxylate 1.1.2.4 Chat hoat dong bé mat lưỡng tính

CHĐBM lưỡng tính (switterionic surfactant, amphoteric surfactant) 1a CHĐBM có chứa cả nhóm anion và cation trong đầu ưa nước Chúng có khả năng chuyền thành anion, cation hoặc không ion trong dung dịch phụ thuộc vào pH của môi trường

Kí hiệu: —€ŒX

Trong môi trường acid, đầu ưa nước thể hiện vai trò là cation nên chúng sẽ có

tính chất của CHĐBM cation Trong môi trường kiềm, đầu ưa nước thê hiện vai trò

là anion nên chúng sẽ có tính chất của CHĐBM anion Ở khoảng pH trung tính, đầu

ưa nước thể hiện vai trò là ion lưỡng tính (cả hai nhóm ion đương và ion âm đều thể hiện điện tích bằng nhau và được xem như trung hòa điện) nên chúng được gọi là CHĐBM lưỡng tính

CHĐBM lưỡng tính tương hợp tốt với các CHĐBM khác Chúng được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm như dầu gội đầu trẻ em, các sản phẩm tây rửa hàng ngày và xà phòng

Imidazoline và betain là các CHĐBM lưỡng tính phô biến, đặc biệt là betain thường được sử dụng nhất

1.1.3.1 Nong do micelle toi han (Critical Micelle Concentration, CMC)

Nong d6 micelle tới hạn là nồng độ mà tại đó các phân tử CHĐBM bắt đầu tạo đám hay còn gọi là micelle

Micelle là một tập hợp trật tự của các phân tử CHĐBM được hình thành tại

nông độ tới hạn của CHĐBM - micelle có thé là hình trụ, hình cầu, tùy thuộc vào điều kiện hình thành

Hinh 1.2 Hinh anh cac hat micelle

1.1.3.2 Diém Kraft

Điểm Kraft là nhiệt độ mà tại đó nồng độ CHĐBM bằng nông độ micelle toi

hạn Khi đạt đến nhiệt độ này, một lượng lớn CHĐBM sẽ được phân tán trong dung dịch ở dạng micelle Như vậy, ở nhiệt độ thấp hơn điểm Kraft, độ tan của CHĐBM không đủ lớn để hình thành micelle Khi nhiệt độ tăng độ tan của CHĐBM tăng và khi nhiệt độ đạt đến điểm Kraft, micelle được hình thành trong dung dich CHDBM

1.1.3.3 Diém duc

Điểm đục được do trong dung dịch nước chứa 1% CHĐBM Điểm đục dao

động từ 0°C — 100°C là đặc trưng của CHĐBM không ion CHĐBM anion dé tan

trong nước hơn CHĐBM không ion nên thường có điểm đục cao hơn 100°C

1.1.3.4 Cân bằng ưa nước - ky nước (Hydrophile-Lipophile Balance, HLB)

Cân bằng ưa nước - ky nước (HLB) cho biết tỷ lệ giữa tính ái nước so với tính

ky nước HLB được biểu diễn bằng thang đo có giá trị từ 1 — 40 Các CHĐBM có tính ái nước thấp sẽ có HLB nhỏ, các CHĐBM có tính ái dầu thấp sẽ có HLB lớn

Sự gia tăng HLB tương ứng với sự gia tăng của tính ái nước Mối liên hệ giữa giá trị HLB với chất nhũ hóa thích hợp được thê hiện trong Bảng 1.1

Bang 1.1 Giá trị HLB tương ứng với chất nhũ hóa thích hợp”

15-18 Chất hỗ trợ hòa tan

Giá trị HLB có thể được xác định bằng thực nghiệm hoặc tính toán theo công

thức Có nhiều công thức tính giá trị HLB trong đó phô biến là công thức tính theo

Trong đó: M - khối lượng phân tử

Theo phương pháp này thì giá trị HLB dao động từ 0 đến 20

- Công thức tính HLB theo Davies

HLB = 7 + (giá trị HLB các nhóm háo nước x số nhóm háo nước) — (giá trị

HLB của nhóm ky nước x số nhóm ky nước)

Giá trị HLB của các nhóm háo nước và nhóm ky nước cho trong Bảng 1.2

1.1.4 Các tính chất đặc trưng của chất hoạt động bề mặt

1.1.4.1 Khả năng tẩy rửa

Khả năng tây rửa của một CHĐBM là khả năng của đầu ưa dầu quyện vào các chất bân có gốc dầu, còn đầu ưa nước thì nằm trong nước Trong trường hợp có sự tạo micelle thì các hạt dầu chui vào micelle và do đó bị lôi cuốn ra khỏi quan áo hay

vật liệu tây rửa

CHĐBM làm giảm sức căng bề mặt của nước, vì vậy dung dịch xà phòng dễ thấm ướt vải sợi và ngẫm vào mao quản của vải, sợi bẩn Trong khi đó nước tỉnh khiết không thê thắm vào mao quản đó được vì nước có sức căng bề mặt cao Mặt khác, dung dịch xà phòng dễ tạo bọt do đó một phần chất bân sẽ tách vào bọt, nhất

là những hat ban tham ướt kém sẽ dính vào bọt khí giống như qua trình tuyển nổi khi làm giàu quặng

Khả năng tây rửa được tính theo công thức sau:

v 2 (Ry — R,)

Kha nang tay ra = ————_ * 100%

(R, — R,)

Trong đó

R„: chỉ số phản xạ của vải ban đã được tây rửa

R,: chỉ số phản xạ của vải bân trước khi tây rửa

R„: chỉ số phản xạ của vải mới ban đầu

để làm bền nhũ tương phải cần đến thành phần thứ ba đó là chất nhũ hóa Chất nhũ

hóa thường được sử dụng CHĐBM Khả năng tạo nhũ của CHĐBM là khả năng hấp phụ lên bề mặt phân chia pha và làm giảm sức căng bể mặt giữa các pha ngăn trở việc tách ra các thành phân riêng lẻ trong hỗn hợp Vì các phân tử nước chỉ tạo liên kết hydro trong khi các phân tử dầu chỉ tạo các liên kết Van der Waals Phần

phân cực của CHĐBM có thể tạo liên kết hydro và liên kết với các chất lỏng ưa

nước hoặc nước, trong khi phần không phân cực của phân tử CHĐBM sẽ tạo liên kết Van der Waals và liên kết với các chất ky nước

Những hạt nhỏ trong hệ nhũ tương phản xạ ánh sáng khi có tia sáng rọi vào, kết quả là hỗn hợp nhũ tương thường có màu xám mờ hoặc trắng đục

1.1.4.3 Khả năng tạo bọt

Bọt chỉ là hệ phân tán khí với lỏng mà hàm lượng khí rất lớn Khả năng tạo bọt của CHĐBM là khả năng tập hợp liên diện không khí - nước và làm giảm sức căng

bề mặt Thông thường phân tử CHĐBM bị hấp phụ ở liên diện không khí — chất

lỏng khi một bọt khí hình thành trong dung dịch chứa phân tử CHĐBM

1.1.4.4 Khả năng tạo huyén phù

Huyền phù là một hệ lơ lửng các hạt rắn trong chất lỏng Khả năng tạo huyền

phù của CHĐBM là khả năng ngăn các hạt kết dính lại với nhau Trong quá trình tây rửa, CHĐBM phân tán đều trong nước ngăn cản không cho chất bân bám vào bề mặt của vật đã tây rửa

hay lỏng bằng nước hay dung dịch nước Như vậy, hiện tượng thấm ướt cũng liên

hệ đến bề mặt và các liên diện Vì nước cũng có sức căng bề mặt cao nên rất khó trải ra trên bề mặt các chất rắn cộng hóa trỊ có sức căng bề mặt bé hơn Thêm một CHĐBM thích hợp vào trong nước có tác dụng làm thay đỗi sức căng bề mặt của hệ thống vi vay tao điều kiện thuận lợi cho sự thắm ướt

Hiện tượng thấm ướt có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật sơn, nhuộm, tây trắng trong các chất diệt sâu bọ, diệt ký sinh trùng

1.1.5 Ung dung”)?!

Nhờ có cấu trúc gồm đầu ưa nước và đuôi ky nước cùng tồn tại trong một phân

tử nên CHĐBM được ứng dụng nhiều trong thực tế Chúng được dùng với nhiều vai trò như chất tạo nhũ, chất phân tán, chất tây rửa, chất tạo bọt, chất chống ăn mòn, chất điều chỉnh bề mặt, chất tăng độ tan, chất diệt khuẩn hay các tác nhân tạo độ ầm 1.1.5.1 Ung dung trong công nghệ nhuộm!°Ì

Quy trình nhuộm khá đa dạng tùy theo bản chất của sợi và các loại thuốc nhuộm nhưng tất cả các quy trình điều sử dụng các CHĐBM (được gọi là các chất trợ nhuộm) Tác dụng của CHĐBM trong công nghệ nhuộm:

- Làm chất làm ngắm: giúp cho dung địch nhuộm ngẫm vào sợi vải Dung dịch nhuộm có sức căng bề mặt lớn, không thấm ướt vải sợi nên không ngẫm vào được Khi cho CHĐBM vào sẽ làm giảm sức căng bề mặt cho phép các phân tử thuốc

nhuộm đi chuyển vào bên trong sợi vải

- Làm chất phân tán: đối với thuốc nhuộm dạng huyền phủ (thuốc nhuộm phân tán), khi đó CHĐBM sẽ tạo điều kiện cho thuốc nhuộm phân tán đồng đều và giúp

thuốc ngẫm vào xơ sợi tốt hơn

- Làm chất tây rửa trong các giai đoạn giặt sau quá trình nẫu vải Do sợi đọc của vải khá dễ đứt nên người ta phải hồ sợi để tăng khả năng chịu đựng ma sát của sợi trước khi dệt, do vậy trước khi nhuộm phải giặt để loại hồ chưa được rũ sạch 1.1.5.2 Ủng dụng trong công nghiệp xây dựng

Chất chống thấm phô biến trên thị trường là dung dịch Radcon 7 Dung dịch

này được giới thiệu là trên cơ sở thuỷ tỉnh lỏng kết hợp với các CHĐBM nhằm nâng

cao hiệu quả thấm sâu của dung dịch vào trong lòng vữa và bê tông

CHĐBM thường được sử dụng trong các hệ sơn nhũ tương và trong công thức

sơn Người ta có thể dùng CHĐBM như là chất trợ phân tán giúp phân tán bột màu

vào sơn Ngoài ra nó làm tăng độ tan, điều chỉnh bề mặt, chống nhiễm tĩnh điện và chống ăn mòn

1.1.5.3 Ủng dụng trong bảo quản nông sản

Dựa trên nguyên lý phá lớp biểu bì, làm mất nước, mất dầu và ngăn cản quá

trình hô hấp qua da của côn trùng, các CHĐBM tất hữa hiệu trong việc tiêu điệt côn

trùng, nên chúng được sử dụng trong bảo quản hạt lương thực Các chất này có tác dụng diệt mọt suốt thời gian dài mà không gây ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Hiệu quả của các CHĐBM khác nhau, tùy thuộc vào kỹ thuật, nhiệt độ, áp suất

xử lý, kích thước hạt ngũ cốc, thành phân, đặc tính và mật độ phối trộn Một số chất

có tác dụng phá hủy biểu bì côn trùng, làm cho côn trùng mất nước

1.1.5.4 Ứng dụng trong công nghệ dược phẩm, sản xuất thuốc sắt trùng, diệt khuẩn

Các CHĐBM được sử dụng trực tiếp làm chất diệt nắm, sắt trùng hoặc dùng

làm phụ gia để tăng cường tác dụng diệt khuẩn cho hoạt chất chính, hoặc làm chất tạo môi trường:

- Các CHĐBM cation thường được sử dụng dùng làm chất diệt nắm

- Một số CHĐBM anion cũng có tác dụng kháng nắm và diệt khuẩn Thường các CHĐBM loại này được sử dụng ở dạng hỗn hợp với các chất diệt khuẩn không

có hoạt tính bề mặt

Một số CHĐBM alkyl sulfate được dùng dưới dạng hoạt chất hay chất trợ trong các loại thuốc cao, thuốc mỡ đề thoa các vết thương ngoài da

1.1.5.5 Ứng dụng trong các sản phẩm tẩy rửa!"

Xà phòng là chất tây rửa đầu tiên được giới thiệu và sản xuất thương mại vào

thế kỷ XIII và đến nay vẫn có giá trị ứng dụng nhất định Tuy nhiên, từ năm 1940

chất tây rửa tổng hợp ra đời mở ra sự biến đổi lớn cho công nghiệp sản xuất sản pham tây rửa CHĐBM là thành phần cơ bản của tất cả các sản phẩm tây rửa như nước rửa chén, dầu gội, xà bông tắm, nước tây rửa gia dụng, bột giặt Vai trò của chúng là lẫy đi các vết bân và những chất lơ lửng trong nước đồng thời ngăn cản sự

tái bám của các chất ban

CHĐBM Linear Alkyl Sulfate (LAS) có trong các sản phẩm tây giặt, nước rửa chén và nước rửa tay Chúng kết hợp với một alkyl ether sulfate để tạo bột giặt (có khả năng nhũ hóa mỡ và tạo bọt cao)

Chương 1: Tổng quan

1.1.6 Chất hoạt động bề mặt sinh học có nguồn gốc từ monoglyceride

1.1.6.1 Giới thiệu chung về monoglyceridef°”!

Glyceride (acylglycerol) là ester của glycerol và acid béo Glycerol có ba nhóm hydroxyl được ester hóa với một, hai hay ba acid béo tự do hình thành tương ung monoglyceride, diglyceride hay triglyceride

Monoglyceride (hay còn gọi là monoacylglycerol) là glyceride bao gồm một mạch acid béo liên kết cộng hóa trị với một phân tử glycerol qua liên kết ester Monoglyceride có thể được chia thành hai nhóm: 1 - monoglyceride và

2 - monoglyceride, phụ thuộc vào vị trí liên kết trén glycerol

mà nó còn có thể được biến đổi cấu trúc để tổng hợp ra các dẫn xuất tương ứng

Một hoặc cả hai nhóm hydroxyl này có thê bị thay thế bởi các nhóm chức khác tạo

thành ester có các hoạt tính đặc biệt gọi là dẫn xuất ester của monoglyceride

1.1.6.2 Các phương pháp tổng hợp monoglyceride!”!

> Ester hóa trực tiếp glycerol với các acid béo

Monoglyceride sinh ra từ con đường ester hóa trực tiếp glycerol với acid béo Phương trình phản ứng:

HạC—OH tử H,C—OCOR RCOOH + HC—OH HC—OH + HO

Tuy nhiên, xuất hiện đồng thời với phản ứng hình thành monoglyceride là

phản ứng tạo ra diglyceride Chính phản ứng này làm giảm đi nồng độ

monoglyceride nhưng không thê tránh được trong phương pháp nảy vì hai phản ứng này xảy ra gần như cùng lúc

Phương trình phản ứng tạo diglyceride:

> Transester héa glycerol vdi các ester cua acid béo

Phản ứng transester hóa là phản ứng giữa ester của acid béo với glycerol để tạo thành monoglyceride

Phương trình phản ứng:

H,C—OH xúc tác H,C—OCOR RCOOCH3 + HC—OH HC—OH + CH30H

Xúc tác cho phản ứng này thường là: acid (H;SO¿, p-TsOH., ), base (KOH, NaOH, CHONa, ) hoặc zeolite (MgO, L1i/MgO, ) Ngoài ra, việc dùng xúc tác enzyme cũng đang ngày càng phổ biến vì nó đem lại hiệu suất rất cao, khoảng hơn 90%, lại thân thiện với môi trường Một số loại enzyme được dùng trong quá trình tổng hợp này là: chromobacterium viscosum, pseudomonas fluorescens, mucor miehei, lipozyme, Đặc biệt người ta cũng có thể dùng dịch chiết protein khoai tây như là enzyme xúc tác

> Transester hóa glycerol với dầu thực vật hoặc mỡ động vật

Thành phần chính trong dầu thực vật và mỡ động vật là triglyceride, chất này

có khả năng tham gia phản ứng transester hóa với glycerol để tạo thành monoglyceride

Phương trình phản ứng:

xúc tác

Phản ứng này ít hao tốn hơn so với phản ứng ester hóa, bởi vì acid béo có giá thành cao hơn so v6i triglyceride

Chương 1: Tổng quan

> Bảo vệ nhóm hydroxyl của ølycerol 17]

Đề tránh vấn đề tạo thành các sản phẩm phy diglyceride hay triglyceride tir cdc

phương pháp tông hợp trên, người ta đã tìm cách bảo vệ nhóm hydroxyl của

glycerol dé dam bao chi tao ra san pham monoglyceride

Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp monoglyceride bằng cách bảo vệ nhóm hydroxyl

Bên cạnh đó, cũng có thể dùng 1,2-O-isopropylidene glycerol dé thay thé glycerol

Ngoài ra, 1-monoglyceride còn được tổng hợp theo Sơ đồ 1.2

1.1.6.3 Tổng hợp dẫn xuất ester của monoglyceride

Dan xuat ester cua monoglyceride được tổng hợp qua chất trung gian monoglyceride bằng phản ứng ester hóa với các acid như acid acetic, acid lactic, acid citric, acid 2,3-điacetoxysuccinic hay bằng phản ứng transester hóa với các ester khác

Monoglyceride đóng vai trò quyết định trong việc hình thành nên các dẫn xuất ester tương ứng Vì vậy, tổng hợp monoglyceride là giai đoạn chính đề tổng hợp các

dẫn xuất ester của nó

Quy trình chung tông hợp dẫn xuất ester của monoglyceride được thể hiện tóm tắt qua Sơ đồ 1.3

Glycerol Acidbéo Glycerol Dầu mỡ Glycerol Methyl ester

Ester héa | Transester hoa | | Transester héa

Sơ đồ 1.3 Quy trình chung cho tổng hợp dẫn xuất ester của monoglyceride

1.1.6.4 Một số dẫn xuất ester của monoglyceride! 3? HH, Hải

> Acetylated monoglyceride (AMG)

AMG là ester của acid acetic với monoglyceride AMG được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như làm lớp phủ ngoài trái cây, làm bánh pho mát, xúc xích

HạC—OCOR HC—OH ELỎ—OCOCH AMG

Chương 1: Tổng quan

> Lactylated monoglyceride (LMG)

LMG là ester của acid lactic với monoglyceride Tính tạo bọt của LMG mạnh hơn tính tạo nhũ và thường được sử dụng trong việc làm mềm bánh, và tạo bọt cho kem

HạC—OCOR

HC—OH

OH

LMG

> Ethoxylated monoglyceride (EMG)

EMG được điều chế bằng cách ethoxy hóa monoglyceride (xử lý với khí ethylen oxide dưới áp suất khí quyển) với xúc tác kiềm Trong phân tử

monoglyceride, nhóm hydroxyl bậc một có hoạt tính mạnh hơn nhóm hydroxyl bac

hai, nhưng cả hai nhóm đều sẽ tạo thành liên kết ester với polyethylen oxide, mac

dù ở mức độ khác nhau

H,C—OCOR HC—OH HạC—O-€CH„——CH;——O>—H

SMG

> Ester cua acid diacetyl tartaric với monoglycerides (DA TEM)

DATEM là những dẫn xuất monoglyceride chiếm ưu thế về số lượng và quan trọng nhất về giá trị kinh tế, do đó, chúng phần nào được quan tâm nhiều hơn các chất khác DATEM cũng là dạng chất nhũ hóa, được tạo thành do acid điacetyl tartaric liên kết với monoglyceride DATEM có thê phân tán trong nước lạnh và nước nóng, hòa tan trong mỡ và dầu DATEM được sử dụng tạo nhũ và tạo bọt cho

bơ thực vật, mayonaIse và nước sốt

HạC-OCOR

HC-OH

HC —OCO — CH — CH —COOH

OAc OAc DATEM

1.1.6.5 Ung dung ctia monoglyceride

> Ung dung lam chat nhii héa!”!

Monoglyceride là những chất béo đầu tiên được dùng làm chất nhũ hóa trong thực phẩm Monoglyceride có cầu trúc gồm một acid béo liên kết với một nhóm OH

của phân tử glycerol và hai nhóm OH tự do còn lại trên khung sườn glycerol, với

cầu trúc này đã làm cho bản thân monoglyceride vừa có tính ưa nước vừa có tính ưa dầu Các đuôi acid béo trong phân tử monoglyceride có tính ái dầu nên đễ dàng tiếp cận với các nguyên vật liệu béo, trong khi đó hai nhóm hydroxyl có tính ái nước

nên có xu hướng hòa tan trong nước Do đó, monoglyceride thường được dùng làm

chất nhũ hóa, đồng thời cũng là chất trung gian tổng hợp nên các dạng chất nhũ hóa khác Monoglyceride cũng thường được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm như

bánh mì, nước giải khát, kem, bơ thực vật, và kẹo

> Ung dụng trong tổng hợp chất hoạt động bề mặt”

Dẫn xuất monoglyceride được sử dụng trong tong hop chat hoat dong bé mat, đặc biệt là chất hoạt động bề mặt anion

" Monoglyceride sulfate

Monoglyceride sulfate được tổng hợp từ monoglyceride qua hai giai đoạn

được trình bày ở Sơ đồ 1.4

H,C—OH H,C—OSO3H

Giai doan transester héa (2)

HC—OSO3H + HC—OCOR —— > HC—OH + 2H,SO,

Sơ đồ 1.4 Quy trình tông hợp monoglyceride sulfate

Ở giai đoạn (1) glycerol được sulfate hóa bằng oleum và cả ba nhóm hydroxyl của glycerol đều bị sulfate hóa tạo thành triglyceride sulfate Ở giai đoạn (2), sản phẩm trung gian ở giai đoạn đầu được transester hóa với chất béo trung tính (triglyceride) (thường là dầu dừa ở tỉ lệ 2:1) tạo thanh monoglyceride sulfate

Trong giai đoạn (2), sau khi trung hòa sản phẩm với ammoniac hoặc dung dịch Na¿CO; thu được 1,3-acid béo monoglyceride sulfate Trong g1a1 đoạn trung hòa tạo

ra một lượng lớn muối Na;SOx Các muối không mong muốn được loại khỏi

monoglyceride sulfate bằng quy trình chiết như sau: thêm rượu có nhiệt độ sôi thấp

như ethanol, thêm nước Hỗn hợp tách thành hai pha, pha nước nặng chứa dung dịch Na;SOa, còn pha rượu chứa monoglyceride sulfate Pha nước được tách ra, và CHĐBM thu được bằng cach cho bay hoi ethanol Hiéu suat dat duoc monoglyceride sulfate mong muốn là khoảng 80%

Monoglyceride sulfate dựa trên nền dầu dừa nên có khả năng phân hủy sinh học, là CHĐBM anIon tạo bọt cao Chúng rất tương thích với da, có thể so sánh với CHDBM anion êm dịu như sulfosuccinate hoặc ether sulfate Với tính chất này nó

đã được sử dụng sớm trong dầu gội đầu từ những năm 1935, sử dụng trong các sản phẩm gia dụng như chất tây rửa, kem đánh răng, các sản phẩm chăm sóc cá nhân

= Dan xuat tartaric monoglyceride (DATEM)

DATEM là các chất nhũ hóa phố biến trong thực phẩm, đồng thời cũng là các CHĐBM anion Vì vậy, chúng cũng có những tính chất và ứng dụng của chất nhũ hóa và cả CHĐBM Acid tartaric được phản ứng với acetic anhydride để tạo ra acid

diacetyl tartaric, nhằm bảo vệ 2 nhóm hydroxyl Sau đó sản phẩm này phản ứng với

monoglyceride trong sự hiện diện của xúc tác acid để tạo thành DATEM Trung hòa

DATEM bằng NaOH sẽ thu được CHĐBM anion Quy trình tổng hợp CHĐBM

anion từ monoglyceride được trình bày theo Sơ đồ 1.5

HạC—OH HE—OAc HạC—OCO-CH—CH-COOH

Monoglyceride COOH DATEM OAc OAc

Acid diacetyl tartaric | NaOH

H2 ~OCOR HC—OH H,C—OCO-CH—CH-COONa

OAc OAc

CHDBM anion

Sơ đồ 1.5 Quy trình tổng hợp CHĐBM anion từ monoglyceride

> Ung dung trong gia công thuốc bảo vệ thực vật”) 1Ì

CHĐBM được sử dụng làm chất phụ gia nông dược chủ yếu là CHĐBM anion và không lon

Trong đó các CHĐBM anion thường được sử dụng trong các loại thuốc bảo vệ thực vật như là các muối sulfonate như akyl sulfonate, alkyl arene sulfonate, lingo sulfonate Cac mu6i sulfate: alkyl sulfate, alkyl phosphate

Cac CHDBM khong ion:

- Fatty alcohol ethoxylate (AEO): RO(C,H,O),H

- Alkyl phenol ethoxylate ( APEO): RC;H;0(C2H;O),H

- Fatty acid ethoxylate : RCOO(C,H;0),H

- Amide poly oxyethylene: RCON(C,H,O),(C.H,O)

Chương 1: Tổng quan

Tác dụng chính của CHĐBM trong các chế phẩm nông nghiệp là giúp thuốc

hấp thụ và phân tán đều trên thực vật sau khi phun xit, bên vững, không bị rửa trôi

trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt Đồng thời CHĐBM cũng là tác nhân chống

đông, chống lắng, chống tạo bọt, chống lại sự tan công của vi khuẩn khi dự trữ

trong kho chứa

Việc ứng dụng các CHĐBM amion từ monoglyceride là một hướng mới đang

được các nhà khoa học quan tam Vao nam 2002, Mueninghoff, Jane C (The Woodlands, Texas, Mỹ) đã hoàn thành nghiên cứu của mình với việc cho ra đời một công thức thuốc bảo vệ thực vật sử dụng monoglyceride sulfate được tổng hợp từ

dầu đừa!! Trong công thức này monoglyceride sulfate đóng vai trò là chất nhũ hóa, chất làm ướt, chất phân tán Monoglyceride sulfate còn được dùng để kết hợp

đồng thoi véi cac CHDBM anion hoặc nonlon khác như silicone, alkyl polyglycosides,

1.2 Giới thiệu về lipid

1.2.1 Định nghĩa

Các chất béo động vật (mỡ) và chất béo thực vật tự nhiên (dầu) là các

ølyceride tức là ester của glycerol và các acid béo

HC —r OCOR 3

Trong đó Rạ, R¿, Ra là gốc hydrocarbon của acid béo Chúng có thể giống nhau hoặc khác nhau Vì vậy, có thể có các glyceride thuần khiết (như triolein, tristearin ) hoặc glyceride hỗn tạp (oleodistearin, oleopami(ostearin)

HC—OCOC 1 Ha 3 HạC—OCOC 1 nHa 5

Triolein (có trong mỡ cừu) Tristearin

H;C—OCOC ;„Haa

HC—OCOC 15H3 1 H,C—OCOC 1 7H3 5

Một số acid béo có chứa 6 + 14 nguyên tử carbon:

- Acid caproic, CH3(CH,),COOH cé trong dau hat co, dầu dừa

- Acid caprylic, CH;(CH;)¿COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa

- Acid capric, CHạ(CH;)sCOOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa

- Acid lauric, CH;(CH;);oCOOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa

- AcId myristic, CH;(CH;)¡;;COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa

Các acid béo có chứa 16 nguyên tử carbon:

- Acid palmitic, CH3(CH»),4COOH có trong mỡ động vật, dầu hạt cọ, dau dita

- Acid palmtoleic, CHa(CH;)zCH=CH(CH;);COOH có trong mỡ động vật,

dầu thực vật

Một số acid béo chứa 18 nguyên tử carbon:

- Acid oleic, CH;(CH;);CH=CH(CH;);COOH có trong mỡ lợn, dầu olive, dầu dừa và nhiều loại dầu thực vật khác

- Acid stearic, CH:(CH;);¿COOH có trong mỡ động vật, ca cao

Chương 1: Tổng quan

- Acid linoleic, CH3(CH»2)4CH=CHCH,CH=CH(CH,),COOH c6 trong đậu

nanh, dau lanh, dau bap

- Acid linolenic, CH;CH,CH=CHCH,CH=CHCH,CH=CH(CH,),COOH có trong dau hat gai, dau lanh

- Acid eleostrearic, CH3(CH»)3CH=CH-CH=CH-CH=CH(CH,),;COOH có

trong dau hat khé qua

Một số acid béo chứa 20 nguyên tử carbon:

- Acid arachidic, CH;(CH;);sCOOH có trong dầu đậu phộng và dầu bắp

- Acid arachidonic, CH;(CH;)„(CH=CHCH;)¿CH;CH;COOH có trong dầu đậu phộng

1.2.2.2 Phospholipid

Phospholipid 14 ester cua glycerol véi céc acid béo phân tử lượng cao va ester ctia acid phosphoric Phospholipid gém các loại sau:

- Lecithin hay choline phospholipid cting 1a triglyceride nhung chi c6 hai

nhém hydroxyl cua glycerol tao ester với hai acid béo phân tử lượng cao (R;COOH

và R;COOH), còn nhóm hydroxyl thứ ba của glycerol tạo ester với acid phosphorIc,

va nhom hydroxyl tht hai cua acid phosphoric lai tạo ester với choline (trong lecithin) hay cholamine (trong cephalin) hoặc với serine (trong phosphatidylserine) Lecithin có trong đậu tương, đậu nành, gắc, trứng, gan

- Cephalin (hay phosphatidylethanolamine) giống như lecithin, nhưng nhóm hydroxyl thứ hai của acid phosphoric lại tạo ester với ethanolamine (trong cephalin) Cephalin thường được tìm thấy trong trứng, gan, não