BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TỔNG HỢP TERPIN HYDRATE TỪ
TINH DẦU THÔNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. Phan Thế Duy

Văn Thành Phước
MSSV: 2063997
Ngành: Công Nghệ Hóa Học-K32

Tháng 11/2010


Trường Đại học Cần Thơ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Khoa Công Nghệ
Bộ môn Công nghệ hóa học

-----------------------Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2010

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2009 – 2010
1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Phan Thế Duy.
2. Tên đề tài: “Tổng hợp Terpin hydrate từ tinh dầu thông”.
3. Địa điểm thực hiện: PTN Hóa học hữu cơ – Bộ môn Công nghệ hóa học Khoa Công nghệ - Trường Đại học Cần Thơ.
4. Số lượng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên.
5. Họ và tên sinh viên: Văn Thành Phước
Lớp: Công Nghệ Hóa Học

MSSV: 2063997
Khóa: 32

6. Mục đích của đề tài
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Terpin hydrate từ tinh
dầu thông từ đó đưa ra các thông số tối ưu cho quá trình tổng hợp.
7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Nội dung chính
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, bao gồm:
-

Nồng độ chất xúc tác H2SO4.

-


Nhiệt độ thực hiện phản ứng.

-

HLB của hỗn hợp chất nhũ hóa.

-

Pha thực hiện phản ứng.

Giới hạn của đề tài: sản phẩm Terpin hydrate tổng hợp được phải đạt tiêu
chuẩn trong Dược điển Việt Nam để có thể sử dụng làm nguyên liệu trong
sản xuất dược phẩm.


8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài
Một số dụng cụ, thiết bị và hóa chất có sẵn trong phòng thí nghiệm CNHH2.
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 250.000 đồng.

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

DUYỆT CỦA CBHD

Phan Thế Duy

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN



 ....................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN


.....................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................

..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Cần
Thơ đã tạo điều kiện học tập tốt nhất cho chúng em. Cám ơn các Thầy Cô đã tận
tình dạy bảo và truyền đạt kiến thức để em có một nền tảng tri thức vững chắc về
nhân cách lẫn chuyên môn như hiện nay.
Kế đến, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô trong Bộ môn
Công Nghệ Hóa Học đã rất nhiệt tình chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ chúng em
trong suốt thời gian 4,5 năm học. Nhất là, cám ơn Bộ môn đã tạo điều kiện tốt nhất
để em và các bạn có thể hoàn thành Luận văn lần này.
Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Thế Duy đã rất nhiệt tình hướng
dẫn em không chỉ về mặt kiến thức để thực hiện luận văn mà còn kiến thức sống,
kinh nghiệm làm việc.

Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn đã đồng hành, chia sẻ và giúp đỡ mình trong
thời gian vừa qua.
Trong quá trình thực hiện đề tài, dù đã cố gắng hết mình nhưng do kinh
nghiệm còn khá ít ỏi nên không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Rất mong
nhận được sự góp ý của quý Thầy Cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày 10 tháng 11 năm 2010
Sinh viên thực hiện

Văn Thành Phước

i


LỜI MỞ ĐẦU

Từ xa xưa, tinh dầu thông đã được biết đến như là một phương thuốc để chữa
một số bệnh về đường hô hấp như viêm phế quản, ho, … và nó còn có tính năng
diệt khuẩn. Vào những năm đầu thế kỷ XX, người ta đã xác định được thành phần
chủ yếu và có tác dụng chính trong tinh dầu thông là  - pinen. Từ thành phần này,
người ta đã tổng hợp ra được Terpin hydrate, một chất đã được thử nghiệm là có
hoạt tính trên màng nhầy của hệ hô hấp và hệ thần kinh trung ương. Từ đó, Terpin
hydrate được ứng dụng rộng rãi vào dược phẩm để phối hợp với các chất khác tạo
nên các loại thuốc chữa bệnh về hô hấp và thần kinh.
Tuy nhiên, theo nhiều nguồn tài liệu thì điều kiện để tổng hợp Terpin hydrate
từ tinh dầu thông là có khác nhau và tùy thuộc vào nguồn tinh dầu thông ở mỗi
nước. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, cũng đã có một số công trình nghiên
cứu về đề tài này và quy trình tổng hợp này cũng đã được đưa vào sản xuất ở một số
nhà máy dược trong nước. Tuy vậy, phản ứng tổng hợp Terpin hydrate từ tinh dầu
thông bị ảnh hưởng bởi rất nhiều điều kiện khác nhau mà các bài nghiên cứu trước

chưa khảo sát hết. Do vậy, tôi thực hiện đề tài luận văn này để tiếp tục khảo sát
thêm các yếu tố ảnh hưởng còn lại nhằm hoàn chỉnh quy trình tổng hợp, giúp đạt
được hiệu suất tổng hợp cao nhất.

Văn Thành Phước

ii


MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ ii
MỤC LỤC............................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ............................................................................ viii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN................................................................................... 1
1.1 Tổng quan về tinh dầu thông ......................................................................... 1
1.1.1Giới thiệu về các loài thông và tình hình sử dụng rừng thông
ở Việt Nam ............................................................................................. 1
1.1.2 Tinh dầu thông ....................................................................................... 5
1.1.3 Tùng hương ............................................................................................ 7
1.2 α-pinene - thành phần chính trong tinh dầu thông.......................................... 9
1.3 Terpin hydrate ............................................................................................. 11
1.4 Cơ sở lý thuyết ............................................................................................ 12
1.4.1 Phản ứng hydrate hóa α-pinene ............................................................ 12
1.4.2 Vai trò của chất nhũ hóa đối với phản ứng tổng hợp
Terpinhydrate ...................................................................................... 15

1.4.2.1. Lý thuyết về chất nhũ hóa ............................................................ 15
1.4.2.2 Cách lựa chọn chất nhũ hóa có giá trị HLB thích hợp
cho từng loại nhũ tương ............................................................... 17
1.4.2.3 Giới thiệu về Tween80 và Tween20 ............................................. 19
1.4.2.4 Vai trò của Tween 20 và Tween 80 trong phản ứng
tổng hợp Terpin hydrate ..................................................................

Văn Thành Phước

iii


Mục lục

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 23
2.1 Mục tiêu ...................................................................................................... 23
2.2 Phương tiện nghiên cứu ............................................................................... 23
2.2.1 Nguyên liệu và hóa chất sử dụng .......................................................... 23
2.2.2 Tiến hành thí nghiệm ............................................................................ 23
2.2.2.1 Dụng cụ và thiết bị ........................................................................ 23
2.2.2.2 Cách tiến hành thí nghiệm ............................................................ 24
2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng sản phẩm thu được ...... 26
2.2.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ .............................................................. 26
2.2.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác H2SO4 ....................................... 26
2.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của cặp yếu tố giá trị HLB của hỗn hợp
Tween80 - Tween20 và pha thực hiện phản ứng ............................ 27
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ......................... 28
3.1 Kết quả thực nghiệm theo các yếu tố ảnh hưởng .......................................... 28
3.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác H2SO4 ......................................... 28
3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................... 29

3.1.3 Ảnh hưởng của HLB của hỗn hợp chất nhũ hóa .................................. 31
3.1.4 Ảnh hưởng của pha thực hiện phản ứng ............................................... 33
3.2 Kết quả tổng hợp đánh giá chất lượng sản phẩm .......................................... 34
3.2.1 Kiểm tra sản phẩm – phương pháp và phương tiện nghiên cứu ............. 34
3.2.1.1 Tính chất chế phẩm ....................................................................... 35
3.2.1.2 Độ tan ........................................................................................... 35
3.2.1.3 Độ trong và màu sắc dung dịch ..................................................... 35
3.2.1.4 Giới hạn acid ................................................................................. 35
3.2.1.5 Tạp chất liên quan ......................................................................... 35
3.2.1.6 Xác định độ ẩm, hàm lượng nước.................................................. 36
3.2.1.7 Tro sulfate ..................................................................................... 36
3.2.1.8 Định tính sản phẩm ....................................................................... 37

Văn Thành Phước

iv


Mục lục

3.2.1.9 Định lượng sản phẩm .................................................................... 37
3.2.2 Bảng tóm tắt đánh giá chất lượng sản phẩm.......................................... 37
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN .................................................................................... 39
CHƯƠNG 5 KIẾN NGHỊ ................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 41
PHỤ LỤC............................................................................................................. 42
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

Văn Thành Phước


v


DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình1.1 Rừng thông........................................................................................ 1
Hình 1.2 Tinh dầu thông ................................................................................. 6
Hình 1.3 Colophane ........................................................................................ 7
Hình 1.4 Các hướng phản ứng của α-pinene .................................................. 10
Hình 1.5 Terpin hydrate dạng bột và dạng tinh thể ........................................ 11
Hình 1.6 Tween 80 ........................................................................................ 20
Hình 1.7 Tween 20 ........................................................................................ 21
Hình 2.1 Thí nghiệm thực ............................................................................. 24
Hình 2.2 Lọc sản phẩm ................................................................................. 24
Hình 2.3 Quy trình tổng hợp Terpin hydrate từ tinh dầu thông ...................... 25
Hình 3.1 Đồ thị khối lượng sản phẩm theo nồng độ xúc tác H2SO4 ............... 29
Hình 3.2 Đồ thị khối lượng sản phẩm theo nhiệt độ thực hiện phản ứng ........ 30
Hình 3.3 Đồ thị khối lượng sản phẩm theo HLB của chất nhũ hóa ................ 32
Hình 3.4 Đồ thị so sánh khối lượng giữa hai pha dầu và pha nước ................ 34
Hình 3.5 Sắc ký của các mẫu thử khác nhau .................................................. 36
Hình 3.6 Kết quả định tính hóa học ............................................................... 37

Văn Thành Phước

vi


DANH MỤC BẢNG


Trang
Bảng 1.1: Sản lượng nhựa thông và tùng hương .............................................. 3
Bảng 1.2: Sản lượng nhựa thông khai thác trong các năm 1995-1999.............. 3
Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng tinh dầu thông .................................................. 6
Bảng 1.4: Chỉ tiêu chất lượng tùng hương ....................................................... 8
Bảng 1.5: Mối liên hệ giữa độ hòa tan của các CHĐBM với giá trị HLB ...... 16
Bảng 1.6: Giá trị HLB của các nhóm ưa dầu và ưa nước ............................... 17
Bảng 1.7: HLB “yêu cầu” của một số chất thuộc pha dầu.............................. 18
Bảng 3.1: Khối lượng sản phẩm thu được theo nồng độ dung dịch H2SO4..... 28
Bảng 3.2: Khối lượng sản phẩm thu được theo nhiệt độ phản ứng ................. 30
Bảng 3.3: Khối lượng sản phẩm thu được theo HLB của chất nhũ hóa .......... 32
Bảng 3. Tóm tắt đánh giá chất lượng sản phẩm ............................................. 37

Văn Thành Phước

vii


DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

Trang
1. Phương pháp kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm Terpin hydrate ............... 42
2. Tài liệu đính kèm

Văn Thành Phước

viii


CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về tinh dầu thông
Sau khi chưng cất nhựa thông người ta thu được khoảng 20% tinh dầu thông
và 60-70% tùng hương (colophan), còn lại 10% là nước và các tạp chất.
Nhựa thông là loại nhựa sinh lý của cây, chứa trong các mạch dẫn nhựa của
gỗ. Khi có vết chích nhựa chảy ra qua các mạch thông ngang, hợp lại chảy vào rãnh
máng chích. Nhựa thông là dung dịch của tùng hương trong tinh dầu thông. Tinh
dầu trong sản xuất thường vào khoảng 20-25% (trọng lượng). Nhưng nếu tìm cách
giảm thiểu sự mất mát do sự bay hơi của những chất dễ bay hơi trong tinh dầu thì tỷ
lệ tinh dầu thu được có thể tới 35%. Nhựa thông khai thác bằng cách chích, tạo
thành một vết thương trên thân cây thông.
1.1.1 Giới thiệu về các loài thông và tình hình sử dụng rừng thông ở Việt Nam
[1, 3, 4]
Thông thuộc họ thực vật
Abietaceae có nhiều chi: Pinus,
Sequola,
Agathis,Cryptomeria,
Keteleeria, v.v
Thông Pinus gồm 110 loài
phân bố rộng rãi ở Bắc bán cầu,
chủ yếu ở vùng ôn đới, từ trung
Mỹ đến Bắc Phi, Bắc Ấn Độ,
Philippin.
Hình 1.1 Rừng thông
Thông được chia thành hai nhóm chính: thông miền núi (pin sylvestre) và
thông miền duyên hải (pin maritime). Ngoài tác dụng cung cấp gỗ và nhựa, thông
miền duyên hải còn bảo vệ vùng đá ven biển, ngăn chặn cát tiến sâu vào bên trong
đất liền.
Trên thế giới người ta đã sử dụng 30 loài thông để khai thác nhựa ở qui mô
công nghiệp. Ở nước ta có 5 loài thông phân bố tự nhiên: Thông nhựa (thông 2 lá),



Chương 1: Tổng quan

thông 3 lá, thông đuôi ngựa, thông 5 lá, thông lá dẹp. Trong đó, chỉ có 3 loài đầu
tiên có giá trị kinh tế về gỗ và có thể sử dụng để khai thác nhựa thông.
Tổng diện tích rừng thông tự nhiên và rừng trồng các loại có khoảng 300.000
ha. Tập trung chủ yếu các tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng
Bình, Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum... Ngành khai thác nhựa thông Việt Nam có
những ưu thế:
- Diện tích đồi trọc, đất trống của ta có thể qui hoạch trồng rừng thông còn
nhiều.
- Các loài thông ở nước ta sinh trưởng nhanh (tăng trưởng bình quân hàng năm
10-15 m3/ ha) và khoảng 25 năm có thể sử dụng để khai thác nhựa.
- Thời gian để khai thác nhựa trong 1 năm lớn (hầu như quanh năm).
- Khả năng tăng sản lượng nhựa bằng cách áp dụng qui trình công nghệ khai
thác tối ưu, sử dụng kích thích tố và chọn giống thông cao sản... Việc sử dụng kích
thích tố CNMB (có thể chế tạo trong nước) đã làm sản lượng nhựa thông 3 lá tăng
từ 34% lên 55%. Bên cạnh đó, chọn giống nhằm xây dựng những khu rừng chuyên
doanh về khai thác nhựa từ những cá thể ưu thế cao sản cần được quan tâm. Thông
qua con đường nhân giống hữu tính và vô tính chọn các cá thể có năng suất nhựa
cao để gây trồng.
Hai trung tâm chế biến nhựa lớn nhất trong cả nước là Quảng Ninh và Quảng
Bình đã liên doanh chế biến với Nhật Bản và phía Nhật bao tiêu toàn bộ sản phẩm
chế biến với tổng công suất 3.000 tấn nhựa/năm. Trong vòng 20 năm qua trên thị
trường thế giới giá cả cô lô phan và tinh dầu thông tăng gấp đôi: 600 USD 1 tấn cô
lô phan; 650 USD 1 tấn tinh dầu thông. Do đó ta cần đẩy mạnh khai thác và chế
biến nhựa thông. Trong đó, sử dụng hợp lý các bộ dụng cụ cho khai thác nhựa
thông. Việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về công nghệ khai thác, cải tiến các công
cụ trong đó bộ dụng cụ chích nhựa dùng cho phương pháp chích hình xương cá

(chữ V) đối với thông 3 lá và áp dụng cho rừng thông nhựa tỉa thưa, chích diệt đối
với những cây tỉa thưa lần 2 và lần 3.
Khai thác dưỡng dùng phương pháp đẽo (cuốc đẽo) áp dụng cho rừng đạt tuổi
thành thục công nghệ đối với loài cây thông nhựa. Kèm theo bộ đá mài chuyên
dùng.
Tùng hương là vật liệu làm phụ gia cho giấy, là một thành phần của sơn dầu,
nguyên liệu của công nghiệp mực in, trong đó vai trò của tùng hương trong công
nghiệp giấy là quan trọng nhất vì nhu cầu đối với giấy tăng không ngừng và chưa có

Văn Thành Phước

Trang 2


Chương 1: Tổng quan

vật liệu nào có thể thay thế. Sản lượng tùng hương tăng với tốc độ nhanh ở Việt
nam do diện tích khai thác nhựa ngày càng mở rộng. Miền Bắc bắt đầu khai thác
nhựa thông năm 1955 ở Hoàng mai (Nghệ An), sản lượng 20 tấn tùng hương/năm.
Từ sau “Đổi mới”, tuy thị trường xuất khẩu chưa mở rộng, song sản xuất tùng
hương đã tăng lên khá nhanh, như thống kê trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1: Sản lượng nhựa thông và tùng hương
Năm

1986

1987

1988


1989

1990

Nhựa thông (tấn)

2400

2823

2560

2570

2500

Tùng hương (tấn)

1359

1511

1508

1500

1500

(Nguồn:Bộ Nông nghiệp và PTNT)


Trong giai đoạn 1986-1990, công nghệ chế biến nhựa còn rất lạc hậu, bán thủ
công, thiết bị chưng cất thô sơ đơn giản, công suất 300-500 tấn nhựa/năm. Từ khai
thác, bảo quản nguyên liệu đến qui trình chưng cất đều được thực hiện bằng lao
động thủ công do đó chất lượng sản phẩm rất thấp. Từ sau 1990, công nghệ chế biến
nhựa đã được đổi mới với việc nhập khẩu thiết bị tiên tiến. Hiện tại có 2 xí nghiệp
chế biến nhựa thông công suất 2000-3000 tấn nhựa/năm là Nhà máy Uông Bí
(Quảng Ninh) và Nhà máy Long Đại (Quảng Bình) có thiết bị tương đối hiện đại.
Ngoài ra còn có một số xí nghiệp chế biến nhựa thông qui mô công suất 500-1000
tấn/năm với công nghệ thủ công ở Vinh (Nghệ An), Lạng Sơn, Hà Tĩnh, Lâm
Đồng…Tổng sản lượng tùng hương đạt khoảng 2500 tấn và khoảng 700-800 tấn
tinh dầu thông. Chất lượng tùng hương đã được nâng cao gần tiêu chuẩn quốc tế.
Nhu cầu trong nước đối với tùng hương khoảng 1/3 sản lượng, còn lại phục vụ xuất
khẩu. Giá tùng hương xuất từ Việt Nam chỉ nằm trong khoảng 420-450 USD/tấn.
Tinh dầu thông chỉ để dùng trong nước, đáp ứng nhu cầu của công nghiệp dược,
công nghiệp sơn và thường ít xuất khẩu.
Bảng 1.2: Sản lượng nhựa thông khai thác trong các năm 1995-1999
Năm
Nhựa/tháng (tấn)

1995

1996

1997

1998

1999

5350,0


6348,0

6387,3

6778,8

7182,0

(Nguồn:Bộ Nông nghiệp và PTNT)

Hàng năm khối lượng nhựa thông khai thác trên toàn thế giới vào khoảng 1,2
triệu tấn, tiêu thụ 330.000 tấn tinh dầu thông, trong đó 30% được sản xuất từ nhựa,

Văn Thành Phước

Trang 3


Chương 1: Tổng quan

phần còn lại là tinh dầu thu hồi từ dịch đen của quá trình nấu bột giấy bằng phương
pháp sulphate.
Vai trò và lợi ích của thông
Rừng thông có vai trò to lớn trong việc bảo vệ môi trường sống và duy trì ổn
định sinh thái. Ngoài tác dụng phủ xanh đất trống đồi trọc, rừng thông còn là chiếc
máy lọc không khí khổng lồ và tinh vi. 1ha rừng thông trong 1 năm sản xuất được
5-7 tấn oxy làm trong sạch 18 triệu m3 không khí, giữ lại 30-70 tấn bụi và hấp thụ
3-7 tấn carbondioxide. Rừng thông còn có tác dụng bảo hộ, hạn chế lũ lụt, góp phần
tạo nên khung cảnh thiên nhiên tươi đẹp.

Cây thông mang đầy đủ tính chất của loài cây tiên phong. Ở nhiều lập địa hầu
như rất khắc nghiệt, thông vẫn sống và phát triển nhanh, làm thay đổi dần môi
trường theo hướng có lợi cho quần thụ - nhất là thông nhựa, mở đường cho các loài
cây khác có thể sinh tồn được. Cây thông có khả năng phát triển trên đất nghèo kiệt,
có lẫn nhiều đá, tầng mặt mỏng, đất chua. Thông có tác dụng giữ đất, giữ nước,
chống sói mòn rất tốt vì có bộ rễ phát triển mạnh. ngay trên đất đồi núi trọc khô cằn
rễ thông ăn lan rất rộng từ 8-10m ở lớp đất mặt và rễ cọc đâm sâu xuống hơn 2m. Ở
rễ lại có nấm cộng sinh giúp cho rễ hấp thụ chất khoáng trong đất được tốt.
Thông là một trong những nguồn quan trọng cung cấp gỗ. Gỗ thông nhẹ,
mềm, dễ xẻ, dễ bào được dùng rộng rãi trong xây dựng, đóng thùng, đàn, bàn ghế,
chế tạo diêm quẹt, ván ép, làm sàn nhà, nhiều mặt hàng thủ công mỹ nghệ (hộp,
tranh chạm bút lửa, ...). Các loại gỗ thông cũng được dùng để xây dựng cầu, sườn
nhà máy. Thân thông dài và thẳng được dùng để làm trụ điện, điện thoại, cột buồm
... Thông là nguyên liệu dùng làm bột giấy rất tốt vì thông cho sợi dài, tỷ lệ xeluloza
(cellulose) chiếm hơn 62%.
Về mặt y dược
Theo các nghiên cứu hiện đại, tinh dầu thông có tác dụng ức chế sự phát triển
của nhiều loài vi sinh vật gây bệnh (trực khuẩn lao, lỵ, thương hàn, tụ cầu, liên cầu
và phế cầu...). Nó cũng có khả năng chống co thắt cơ trơn và chống viêm.
Một công trình khoa học ở Nhật Bản cũng cho thấy, cao quả bạch thông giúp
ức chế sự phát triển của HIV trong các tế bào bạch huyết. Qua nghiên cứu loài
thông đỏ, các nhà khoa học trên thế giới đã chế tạo được một loại thuốc có tên là
Paclitaxel, dùng trong điều trị ung thư buồng trứng di căn và ung thư vú di căn.
Cây thông cũng được sử dụng rộng rãi trong nền y học cổ truyền của nhiều
nước. Các lương y Ấn Độ dùng dầu thông làm thuốc long đờm, trị viêm phế quản

Văn Thành Phước

Trang 4



Chương 1: Tổng quan

mãn tính, đau bụng do đầy hơi, chảy máu nhẹ ở chân răng và mũi. Người Ấn Độ
còn dùng dầu này làm thuốc bôi ngoài da để điều trị đau lưng, viêm khớp và đau
dây thần kinh. Tại Nhật Bản, cao quả thông được sử dụng để điều trị các u ở dạ dày
và bệnh bạch cầu.
Trong y học cổ truyền Việt Nam, tất cả các bộ phận của cây thông đều được
dùng làm thuốc, cụ thể là:
- Tinh dầu thông: Dùng làm thuốc bôi chữa các bệnh ngoài da như ghẻ (chỉ
bôi một lớp mỏng để tránh bị rộp da). Có thể phối hợp tinh dầu thông với cồn long
não để xoa bóp trị đau nhức.
- Tùng hương (nhựa thu được sau khi cất lấy tinh dầu thông): có tác dụng chữa
mụn nhọt, ghẻ lở, mủ rò. Dùng tùng hương đắp lên vết thương, vết thương sẽ
chóng lành. Tùng hương cũng được phối hợp với các vị thuốc khác (hoàng liên,
hoàng cầm, khổ sâm, đại hoàng, hạt xà sàng, khô phàn) để nấu cao dán nhọt.
- Tùng tiết (đốt mắt ở cành thông): Để chữa đau nhức răng, có thể ngâm tùng
tiết với rượu (tỷ lệ 50%) rồi chấm rượu thuốc vào nơi bị đau (hoặc pha loãng với
nước để ngậm). Tùng tiết còn được dùng để chữa tê thấp, nhức mỏi, khớp sưng đau
(mỗi ngày lấy 12-20 g phối hợp với các vị thuốc khác, sắc hoặc ngâm rượu uống).
- Tùng mao (lá thông): Có tác dụng chữa lở loét nếu kết hợp với một số loại lá
khác (long não, khế, thanh hao) để nấu nước tắm. Nếu bị đau cơ, nhức mỏi gân
xương, ứ máu bầm tím, có thể lấy lá thông tươi băm nhỏ, ngâm với nước, dùng
nước thuốc xoa bóp chỗ đau.
- Tùng hoàng (phấn hoa thông): Có tác dụng chữa đau đầu, choáng váng,
chóng mặt (ngày dùng 4-8 g sắc uống) hoặc trị mụn nhọt lở loét, chảy nước vàng
(lấy bột tùng hoàng rắc vào vết thương).
- Quả thông: Có tác dụng chữa ho (quả thông 10 g, lá hẹ và lá kinh giới mỗi
thứ 12 g sắc uống ngày 2 lần).
- Vỏ thông: Được dùng để chữa vết thương lở loét (lấy vỏ thông và vỏ cây

sung lượng bằng nhau, đốt thành than, tán nhỏ, rây lấy bột mịn, rắc vào chỗ tổn
thương)
1.1.2 Tinh dầu thông [16, 17, 18]
Tinh dầu thông (essence de térébenthine, turpentine) là một chất lỏng trong
suốt, có màu vàng xanh, có mùi vị đặc trưng, không có cặn và nước.

Văn Thành Phước

Trang 5


Chương 1: Tổng quan

Tinh dầu thông là một hỗn hợp của một số
terpenoid, chủ yếu là monoterpen (C10H16), như αpinen, β-pinen, limonen, Δ3 Karen,… và một
lượng nhỏ các sesquiterpen và các dẫn xuất của
các terpen. Trong đó α-pinen (65-70%) và β-pinen
(6-7%) có giá trị quan trọng nhất. Chất lượng của
tinh dầu thông tùy thuộc vào hàm lượng pinen
trong tinh dầu thông.
Tinh dầu thông được chia làm 2 loại: loại I
và II.
Hình 1.2 Tinh dầu thông
Chỉ tiêu đánh giá chất lượng tinh dầu thông như Bảng 1.3.
Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng tinh dầu thông
Các chỉ tiêu đánh giá chất
lượng tinh dầu

1. Cảm quan


Loại I

Loại II

Trong suốt, không Trong suốt, không
cặn và nước, mùi đặc cặn và nước, mùi
trưng.
đặc trưng.

2. Khối lượng riêng (20ºC) g/cm3

0,8570 - 0,8590

0,8605 - 0,8650

3. Chỉ số khúc xạ (25ºC)

1,4670 - 1,4720

1,4620 - 1,4725

153 - 157

157 - 160

95

95

6. Phần còn lại không bay hơi

(%), không quá

2,5

3,5

7. Chỉ số acid, không quá

0,5

0,7

4. Giới hạn sôi (ºC)
5. Thể tích thu được khi nhiệt độ
chưng tới 170ºC, không dưới (%)

(Nguồn : )

Văn Thành Phước

Trang 6


Chương 1: Tổng quan

Nhờ khả năng hòa tan tốt, tinh dầu thông được sử dụng phổ biến làm dung
môi trong công nghiệp sơn. Trong các xí nghiệp sản xuất chất dẻo và celluloid, tinh
dầu thông được dùng để hòa tan cao su và các chất nhựa khác. Tinh dầu thông còn
được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp ra các chế phẩm như long não, thuốc trừ
sâu, thuốc ho terpincol, terpin hydrate v.v...

1.1.3 Tùng hương (colophane)
Tùng hương (rosin) thường được gọi
là cô-lô-phan (colophane). Cô-lô-phan
(CLP) là một chất rắn, dòn, màu vàng sáng
(chất lượng tốt) hoặc sẫm (chất lượng
kém).

Hình 1.3 Colophane
CLP hòa tan tốt trong các dung môi hữu cơ đặc biệt ở nhiệt độ cao. Khi đun
nóng kéo dài ở nhiệt độ 250-300ºC trong điều kiện không có sự hiện diện của không
khí, CLP bị phân hủy tạo thành các sản phẩm lỏng gọi là dầu CLP.
Tùng hương là phần nhựa hoà tan trong tinh dầu thông. Khi chưng cất tách
tùng hương ra khỏi dung dịch tỷ lệ thu được 70-75% trọng lượng. Thành phần hoá
học chủ yếu của tùng hương gồm: các acid nhựa (90% trọng lượng tùng hương); các
acid béo (6%); những chất không xà phòng hóa (4%). Acid nhựa là phần quan trọng
nhất của tùng hương gồm: acid pimaric (có hai dạng đồng phân là dextro- và levopimaric), acid sapinic, acid abietic. Trong thành phần của tùng hương kỹ thuật còn
có những tạp chất lẫn vào trong quá trình khai thác nhựa, bảo quản và chưng cất.
Thành phần hoá học của tùng hương thông 3 lá: Palustric: 27,1%, Abietic: 37,3%,
Neoabietic: 13,7%, Dehydroabietic: 5,6%, Pimaric: 7,4%, Isopimaric: 3,8%,
Sandaracopimaric: 2,2%. Chất lượng tùng hương được đánh giá thông qua một số
chỉ tiêu vật lý quy định thành tiêu chuẩn như trong Bảng 1.4.

Văn Thành Phước

Trang 7


Chương 1: Tổng quan

Bảng 1.4: Chỉ tiêu chất lượng tùng hương

Các chỉ tiêu đánh giá chất
lượng

1. Cảm quan

Loại I

Loại II

Trong suốt, vàng sáng
đến đục, dòn, mùi đặc
trưng khi đun chảy.

Trong suốt, vàng sáng
đến đục, dòn, mùi đặc
trưng.

2. Hàm lượng tạp chất (%),
dưới

0,03

1,00

3. Nhiệt độ chảy mềm (ºC),
trên

70

65


160-190

150-170

5. Hàm lượng chất không xà
phòng hóa (%), không quá

3,00

5,00

6. Hàm lượng nước (%),
không quá

0,40

0,50

0,20

0,50

4. Chỉ số acid

7. Hàm lượng tro (%),
không quá

(Nguồn : )


Ứng dụng:
CLP là một loại nguyên liệu được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công
nghiệp khác nhau:
* Công nghiệp chất béo: do khả năng thấm ướt tốt, nhiều bọt, hòa tan tốt các
chất béo, giá thành vừa phải. CLP được sử dụng cùng với các chất béo khác để nấu
xà phòng.
* Công nghiệp giấy: CLP được dùng để chế keo phủ lên bề mặt giấy giữ cho
giấy không bị nhòe mực và làm xấu màu sắc của mực.
* Công nghiệp điện: chế tạo các vật liệu điện, phối hợp với các loại nhựa khác
để chế tạo sơn ngâm tẩm cách điện cho các dụng cụ điện.
* Công nghiệp sơn: chế tạo chất làm khô cho các loại sơn dầu.

Văn Thành Phước

Trang 8


Chương 1: Tổng quan

* Công nghiệp dược: nấu cao dán nhọt.
* Công nghiệp cao su: chế vải sơn, phủ bóng cho các sản phẩm làm bằng cao
su, cho thêm vào cao su để tăng độ đàn hồi.
* Công nghiệp dầu mỏ: chế tạo chất bôi trơn đặc quánh.
* Công nghiệp dệt: chế tạo các chất cắn màu dùng cho quá trình nhuộm.
1.2 α-pinene - thành phần chính trong tinh dầu thông [20]
Công thức phân tử: C10H16
Công thức cấu tạo:

α-pinene là một trong hai đồng phân của pinene – một hợp chất hữu cơ nhóm
terpene. Nó là alkene chứa vòng bốn cạnh có khả năng hoạt hóa lại được. α-pinene

được tìm thấy trong tinh dầu của nhiều loại thực vật, đặc biệt là họ tùng bách như
cây thông.
Một số tính chất hóa lý:
 Trạng thái vật lý: dung dịch lỏng, trong suốt, không màu.
 Khối lượng phân tử: 136,23 g/mol.
 Tỷ trọng: 0,858 g/ml (dung dịch ở 20ºC).
 Khả năng hòa tan trong nước thấp.
 Có thể tan được trong acid acetic, acetone, ethanol.
 Nhiệt độ nóng chảy: -64ºC (209K).
 Nhiệt độ sôi: 155ºC (428K).

Văn Thành Phước

Trang 9


Chương 1: Tổng quan

Các thuộc tính hóa học:

Hình 1.4 Các hướng phản ứng của α-pinene
Vòng bốn cạnh trong α-pinene (1) làm cho nó có hoạt tính của một
hydrocarbon, trong đó có sự chuyển vị trong cấu trúc phân tử như chuyển vị
Wagner-Meerwein. Điển hình như phản ứng hydrate hóa hay phản ứng cộng hydro
halogen vào nhóm chức alkene mà thường dẫn đến sự chuyển vị ở sản phẩm cuối.
Nếu thực hiện phản ứng với acid sulfuric đặc và ethanol thì sản phẩm chính là
terpineol (2) và ethyl ether (3), với acid acetic băng thì cho ra acetate ester tương
ứng. Còn với acid loãng thì sản phẩm chính là terpin hydrate.
Ở nhiệt độ thấp với sự có mặt của ether, thì α-pinene sẽ phản ứng với 1 mol
HCl khan để tạo thành sản phẩm 6a nhưng nó không ổn định. Còn ở nhiệt độ

thường hoặc là không có mặt ether thì sản phẩm chính là bonyl chloride (6b), cùng
với một lượng nhỏ fenchyl chloride (6c). Trong suốt một thời gian dài, 6b (long não
nhân tạo) được xem là “pinene hydrochloride” trước khi được xác nhận là bonyl
chloride được tạo thành từ camphene. Nếu sử dụng HCl nhiều hơn thì sản phẩm
chính là achiral (7) (dipentene hydrochloride) và lượng nhỏ 6b. Nitrosyl chloride
tạo cơ sở để điều chế oxime 8 , chất mà có thể biến đổi thành pinyl amine. Cả 8 và 9
đều là những hợp chất ổn định có chứa vòng bốn cạnh.
Với các tác nhân khác như iodine hoặc PCl3 sẽ gây ra sự “thơm hóa vòng” tạo
thành p-cymene 10.

Văn Thành Phước

Trang 10


Chương 1: Tổng quan

Ứng dụng: α-pinene là nguồn nguyên liệu quan trọng trong các ngành công
nghiệp hóa chất. Từ α-pinene có thể tổng hợp được nhiều hợp chất quan trọng như
terpin hydrate, benzyl pinonat và một số dẫn xuất hydrazon, semicarbazon, được
dùng để bào chế thuốc, hương liệu nhân tạo.
1.3 Terpin hydrate [14, 15, 16]
Công thức phân tử: C10H20O2.H2O
Công thức cấu tạo:

Tên thông dụng: Terpinum, Terpina, Terpirmm Hydratum, Cisterpine,
Cyclohexanemethanol,4-hydroxy-a,a-4-trimethyl-, terpinol p-Menthane-1,8-diol
monohydrate
Các thuộc tính đặc trưng của terpin hydrate:


Hình 1.5 Terpin hydrate dạng bột và dạng tinh thể

Terpin hydrate tồn tại ở dạng tinh thể lăng trụ có tiết diện hình thoi, không
màu, bóng láng hoặc ở dạng bột trắng. Nó gần như không mùi, có vị hơi đắng, bền
trong không khí. 1gam Terpin hydrate có thể hòa tan trong khoảng 200ml nước,
13ml rượu, 140ml chloroform hay trong 140ml ether ở 25ºC. Còn trong nước sôi thì
1gam Terpin hydrate có thể tan trong 35ml hay là trong 3ml rượu sôi.
Terpin hydrate bị nóng chảy và mất nước khi gia nhiệt nhanh đến 116 - 1170C.
Khi cho Terpin hydrate vào một cái bình (giống như bình chưng cất) và gia nhiệt

Văn Thành Phước

Trang 11


Chương 1: Tổng quan

lên thì trước tiên nó sẽ bị mất nước. Khi đến nhiệt độ 258ºC, terpin hydrate khan
(do mất hết nước) vẫn không bị phân hủy mà nhanh chóng rắn kết lại thành một
khối tinh thể có tính hút ẩm và có nhiệt độ nóng chảy 102 – 105ºC (phụ thuộc vào
lượng nước còn lại). Khi gia nhiệt mạnh trên nền platin, nó bốc cháy với ngọn lửa
sáng chói và tỏa khói, không còn gì lại sau khi cháy. Dung dịch tạo thành khi tinh
thể nóng chảy nếu được cho vào vài giọt acid sulfuric thì sẽ trở nên đục và bốc ra
một mùi thơm mạnh. Terpin hydrate phải không có mùi của tinh dầu thông và
không làm đổi màu giấy quỳ thành đỏ. Terpin hydrate khan (thu được bằng cách
loại nước) có đặc tính của một glycol. Dipentene dihydrochloride là ether của nó
với hydrochloric acid. Bằng cách làm mất nước của terpin, nó sẽ trở thành
terpinneol và sản phẩm cuối cùng là dipentene, terpinene hay terpinolene tùy thuộc
vào từng điều kiện cụ thể.
Ứng dụng:

Terpin hydrate được thử nghiệm sinh lý lần đầu tiên bởi Lepine vào năm 1855.
Ông đã phát hiện ra rằng nó có tác dụng trên màng nhầy và trên hệ thống thần kinh
tương tự như dầu thông. Kể từ đó nó được sử dụng trong điều trị bệnh viêm phế
quản mãn tính và trong giai đoạn gấp rút của bệnh viêm phế quản cấp tính, nhất là
khi dịch bài tiết ra nhiều. Ngoài ra, nó còn dùng để chữa viêm bàng quang mãn tính
và bệnh lậu.
Hiện nay, Terpin được sử dụng rộng rãi trong một số loại thuốc chữa ho như:
Terpin Cophan, Terpin benzoat, Terpin codein.

1.4 Cơ sở lý thuyết
1.4.1 Phản ứng hydrate hóa α-pinene [4, 5]
* Phương trình phản ứng

OH

OH
H2SO4
H2O

H2O
OH

α-pinene
Terpin

Văn Thành Phước

H2O
OH
Terpin hydrate


Trang 12