PP ly trích các hợp chất thiên nhiên

Phương pháp ly trích
hợp chất thiên nhiên
Giáo Viên Hướng Dẫn
NGUYỄN VĂN HÙNG
Nhóm Sinh Viên Thực Hiện
TRAÀN NGOÏC HOAØNG ANH
LEÂ NGOÏC MYÕ
VÖÔNG THÒ HAÏNH QUYØNH
NGUYEÃN THÒ MYÕTHAÛO
TRAÀN TRUNG TÍNH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nguyễn Văn Đàn-Ngô Viết Tựu ,các phương pháp
nghiên cứu hóa học cây thuốc. Nxb y học chi nhánh
TPHCM- 1986
2. Vũ Ngọc Lộ, Những Cây Tinh Dầu
Việt Nam. Nxb Khoa học và Kỹ thuật (1996)
3. Lê Văn Đăng, Chuyên Đề Một Số Hợp Chất
Thiên Nhiên. Nxb Đại học Quốc gia
Thành phố Hồ Chí Minh (2005)
4. Nguyễn Ngọc Sương, Alkaloid. Đại học
Khoa Học Tự nhiên- Thành phố Hồ Chí
Minh

5. B.s Durt Randerath-Dunnschicht-Choomatographie
Viện khoa học hữu cơ thuộc trường đại học kỹ thuật
Darmstadt (Đức).

6. R.H. Thomson, The Chemistry of Natural
Products. Chapman & Hall (2007)

http://vietnamnet.vn/khoahoc/quocte/
2006/08/602271/
http://www.ctu.edu.vn/colleges/tech/decuong/
CN246.htm
http://www.techmartvietnam.com.vn/Members/VDL/
200508308205464757
http://www.dlu.edu.vn/detail_subjectdraft_faculty.aspx?
orgId=60&subjectId=HH%202155&p=3


***Thiên nhiên chứa rất nhiều chất hay hợp chất phục vụ cho sự tồn tại và phát triển của con người.
PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH
HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
I. KHÁI QUÁT VỀ HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
II. PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH
II.1. LY TRÍCH LÀ GÌ?
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH
II.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH
III. PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH MỘT SỐ
HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN ĐIỂN HÌNH
III.1. ANCALOIT
III.2. STEROL
III.3. CUMARIN
III.4. TINH DẦU
I. KHÁI QUÁT VỀ HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
Về mặt phân loại hóa học, hợp chất tự nhiên được sắp xếp theo các nhóm chức cơ bản:
- Hidratcacbon (monosaccarit, oligosaccarit, polisaccarit).
- Lipid và axit béo.
- Axit amin (protein và phi protein).-
- Bazơ amin (ancaloit, amin).
- Axit hữu cơ.
- Tecpenoid (mono, sesqui, đi, tritecpen, carotenoid, steroid,…).
- Hợp chất phenol (Flavonoid, tannin, lignin, quinon,…).
- Glycozit…
II. PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH
II.1. LY TRÍCH LÀ GÌ?
Ly trích (chiết) là phương pháp dung một dung môi (đơn hay hỗn hợp) để tách lấy một chất hay một nhóm các chất từ hỗn hợp cần nghiên cứu. Trường hợp thường gặp nhất là sự chiết hoạt chất từ dung dịch nước vào dung môi hữu cơ. Dung môi có tỷ trọng nhỏ hơn sẽ ở lớp trên như: eter, benzene, các hyđrocacbua,… dung môi có tỷ trọng lớp hơn sẽ ở lớp dưới như: chloroform, tetracloriccacbon, đicloetan,… khi trộn lẫn 2 pha nước và dung môi hữu cơ với nhau
II.1. LY TRÍCH LÀ GÌ?(tt)
, pha này có thể khuếch tán một ít sang pha kia nhưng về cơ bản một pha vẫn là nước và pha kia vẫn là dung môi hữu cơ. Khi lắc 2 pha lại với nhau, thể tích 2 pha khi lắc không bằng đúng như thể tích trước khi lắc. Tuy nhiên để cho đơn giản, giả thiết rằng thể tích của pha là không đổi khi lắc. Ly trích nhằm mục đích điều chế hay phân tích.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH
Phương pháp chiết xuất là bao gồm cả việc chọn dung môi, dụng cụ chiết và cách chiết.
Một phương pháp chiết xuất thích hợp chỉ có thể được hoạch định một khi đã biết rõ thành phần của các chất cần li trích trong cây ra. Mỗi loại hợp chất có độ hòa tan khác nhau trong từng loại dung môi. Vì vậy không thể có một phương pháp chiết xuất chung áp dụng cho tất cả hợp chất thiên nhiên.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Phương pháp cổ điển li trích một hợp chất thiên nhiên là dung một dãy dung môi bắt đầu từ không phân cực đến phân cực mạnh để li trích, phân đoạn các hợp chất ra khỏi hợp chất thiên nhiên.
.
Ví dụ :
Dãy dung môi: ete dầu, ete, clorofom, cồn và cuối cùng là nước
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Cách li trích thông dụng là li trích nóng bằng máy li trích liên tục hoặc li trích hồi lưu. Sau mỗi lần li trích với một loại dung môi cần làm khô hợp chất thiên nhiên rồi mới tiếp tục li trích với loại dung môi tiếp theo. Mỗi phân đoạn li trích, cất thu hồi dung môi và tiến hành phân tích riêng
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Dựa vào tính phân cực của dung môi và của các nhóm hợp chất ta có thể dự đoán sự có mặt của các chất trong mỗi phân đoạn li trích.
-   Trong phân đoạn li trích ete và ete dầu sẽ có các hidrocacbua béo hoặc thơm, các thành phần của tinh dầu như monotecpen, các chất không phân cực như chất béo,carotene,các sterol, các chất màu thực vật,clorophyl.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
-   Trong dịch li trích clorofom sẽ có mặt sesquiterpen, diterpen, cumarin, quinon, các aglycol do glycozit thủy phân tạo ra, một số ancaloit bazơ yếu,…
- Trong dịch li trích nước sẽ có các glycozit, tannin, các đường, các hợp chất hidrat cacbon phân tử vừa pectin, các protein thực vật và muối vô cơ.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
- Khi cần li trích lấy toàn bộ thành phần trong hợp chất thiên nhiên thì dung môi thích hợp nhất là cồn 80%. Cồn, nhất là metanola được xem là dung môi vạn năng. Nó hòa tan được các chất không phân cực đồng thời cũng có khả năng tạo dây nối hidro với các nhóm phân cực khác
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Dịch ly trích cồn đem bốc hơi dung môi sẽ được cao toàn phần chứa hầu hết hợp chất thiên nhiên.
Khi cần tách phân đoạn các hợp chất trong cao thì sử dụng một dãy dung môi không hòa lẫn với nước và có độ phân cực từ yếu đến mạnh. Ví dụ dãy dung môi: ete dầu, ete, clorofom, etila axetat, butanola.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Cách ly trích: Có hai cách ly trích : ly trích ở nhiệt độ thường và ly trích nóng. Mỗi cách ly trích có dung môi và thiết bị riêng.
-   Hai cách ly trích thông thường ở nhiệt độ thường là ngâm kiệt và ngâm phân đoạn. Phương pháp ngâm kiệt cho kết quả tốt hơn vì ly trích được nhiều hoạt chất và ít tốn dung môi, nhất là khi áp dụng cách ly trích ngâm kiệt ngược dòng.
-   Ly trích nóng: nếu dung môi là các chất bay hơi thì áp dụng cách ly trích liên tục và ly trích hồi lưu. Nếu dung môi là nước thì sắc hoặc hãm phân đoạn.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Dụng cụ ly trích liên tục thông thường là bình Soxhlet. Có thể tự lắp lấy dụng cụ ly trích liên tục. Nếu ly trích nóng hồi lưu thì nên ly trích phân đoạn ít nhất là hai lần để ly trích hết hoạt chất.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Tính phân cực của hợp chất tự nhiên có quan hệ đến vấn đề li trích hợp chất thiên nhiên. Một yếu tố khác cũng có ảnh hưởng đến vấn đề li trích là các enzim vốn luôn có mặt trong cây. Trong quá trình chế biến, li trích nếu không khống chế được hoạt tính của men thì các glicozit có thể bị thủy phân một phần hoặc toàn phần làm thay đổi tính phân cực, do đó thay đổi độ hòa tan của hợp chất đối với dung môi.
II.2. NGUYÊN TẮC LY TRÍCH (tt)
Dung môi dung để li trích các hợp chất khỏi các hợp chất thiên nhiên rất đa dạng và thay đổi tùy theo bản chất của mỗi loại hợp chất thiên nhiên. Cơ sở để lựa chọn một dung môi li trích là tính phân cực của hợp chất chứa trong hợp chất thiên nhiên và của dung môi
II.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH
Ly trích đơn (Chiết một lần): thường cho hiệu suất thấp.
Ly trích lặp (chiết nhiều lần): nếu hệ số phân bố không đủ lớn để trích một lần thì phải trích thêm nhiều lần. Nghĩa là sau khi chiết một lần, trong dung dịch còn lại một lượng chất tan đáng kể thì thường người ta thêm một lượng dung môi chiết mới và chiết một hay nhiều lần nữa. Hiệu suất cao hơn hiệu suất chiết đơn nhưng tốn dung môi, thời gian và công suất.
II.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH (tt)
Ly trích ngược dòng: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc cho dung môi ly trích vào dung dịch cần ly trích chạy ngược chiều nhau. Hai pha tiếp xúc chặt chẽ, pha trộn và di chuyển ngược chiều nhau. Đây là một quá trình liên tục.
II.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH (tt)
Mục tiêu của sự phân chia ngược dòng là tách hai hay nhiều chất tan ra bằng một loạt sự phân chia giữa hai pha lỏng-lỏng.
Để tìm hiểu cơ sở lí thuyết của phương pháp này và để đơn giản hóa, hãy hình dung sự li trích được thực hiện một cách gián đoạn qua nhiều bước.
III. PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH MỘT SỐ
HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN ĐIỂN HÌNH
III.1. ANCALOIT
Trong cây, ancaloit tồn tại dưới dạng muối của các axits hữu cơ nhưng một số kết hợp với tannin (nhất là những cây có nhiều tannin) vì vậy đối với hợp chất thiên nhiên có nhiều tannin thì cần dung dung môi có độ phân cực mạnh hơn hoặc chiết nóng để tách các ancaloit ra khỏi tannin và hòa tan vào dung môi
III.1. ANCALOIT (tt)
Một số ancaloit là các este như: Atropin, cocain, heliotrin có thể bị thủy phân trong quá trình ly trích nên rất hạn chế sử dụng ở nhiệt độ cao. Ngược lại, một số ancaloit tồn tại trong cây dưới dạng glicozit(glicoancaloit) như solamacgin, solasonin trong các loài solanum. Để ly trích các ancaloit này cần có giai đoạn thủy phân
III.1. ANCALOIT(tt)
Nói chung ancaloit là một cấht tương đối bền vững so với nhiều hợp chất tự nhiên khác. Nhưng một số hợp chất thuộc dẫn xuất Indol rất dể bị hủy hoặc biến chất bởi ánh sang, và các tác nhân oxi hóa khử khác nên cần chú ý khống chế các yếu tố có thể làm hỏng ancaloit trong quá trình ly trích trong khí quyển.
III.1. ANCALOIT(tt)
Đại đa số ancaloit là chất kết tinh không màu và có điểm chảy xác định, chỉ có một số ancaloit có màu vàng (becberin, palmatin,…) có thể lợi dụng màu này theo dõi chúng trong quá trình ly trích
Ancaloit có thể ly trích từ hợp chất thiên nhiên khô tán bọt. Để hạn chế bớt khó khăn trong quá trình ly trích đối với hợp chất tiên nhiên chứa nhiều chất béo, chất màu nên có giai đoạn loại tạp sơ bộ.
Có 2 cách
- Ngâm bột hợp chất thiên nhiên với ete dầu hoặc ete trong vài giờ đến một ngày
- Chiết liên tục bằng Soxhlet hoặc hổi lưu với ete dầu, 1 đến 2 giờ.
Bột loại tạp xong, để khô tự nhiên.
III.1. ANCALOIT(tt)
Có hai phương pháp chính để ly trích ancaloit:
ly trích bằng dung môi hữu cơ và ly trích bằng dung
dịch nước axít hoặc cồn.
Ví dụ:
III.1. ANCALOIT (tt)
- Ly trích ancaloit toàn phần rể Ba gạc
- Ly trích ancaloit toàn phần Mức hoa trắng.
- Ly trích becberin từ vàng đắng.
III.2. STEROL
Sterol là chất không phân cực, rất ít tan trong nước tan trong dầu béo, carotene, letcitin. Tan trong các dung môikhông phân cực như: ete dầu, ete, bezen, CHCl3 nên các chất này thường được dung để làm dung môi ly trích chúng. Ngoài ra cón có thể ly trích sterol bởi cồn (dạng glycozit).
III.2. STEROL (tt)
Sản phẩm ly trích được bằng dung môi hữu cơ thường là hỗn hợp của các este sterol kết hợp với lipit, carotene, lezitin. Phải qua giai đoạn xà phòng hóa để tách các chất này ra khỏi sterol, sau đó ly trích sterol bằng dung môi hữu cơ. Tinh chế bằng kết tinh phân đoạn.
Vi dụ:
       
III.2. STEROL (tt)
- Ly trích sterol từ xáp lá mía Saccharium officinarnm cubana.
  - Ly trích Stigmasterol trong dầu đậu tương.
- Ly trích sterol từ trong sargassium sp.              
III.3. CUMARIN
Cumarin là chất phân cực yếu nên đa số tan trong ete dầu và ete etylic. Nhiều trường hợp có thể thu được tinh thể cumarin ngay trong dung dịch ete hoặc ete dầu. Do có mặt nhóm lacton, một số cumarin có thêm OH phenol nên chúng tan được trong kiềm nóng. Vì vậy có thể ly trích chúng bằng dung dịch kiềm nóng. Dịch ly trích kiềm đem axít hoá sẽ thu được kết tủa cumarin có thể tinh chế cumarin bằng cách thăng hoa nhưng chỉ áp dụng đối với các hợp chất bền vững với nhiệt độ
III.4. TINH DẦU
Tinh dầu có ở nhiều bộ phận khác nhau trong cây: lá, hoa, thân, rể, quả…nguyên liệu để ly trích tinh dầu có thể tươi hoặc khô, nhưng có điều kiện thì dung tươi tốt hơn vì thành phần không bị phân hủy hoặc hao hụt trong quá trình làm khô
Có nhiều phương pháp ly trích tinh dầu: cất với nước, ly trích bằng dung môi hoặc ép trong phòng nghiên cứu, để ly trích lượng nhỏ, có thể dung bình cầu và ống sinh hàn thủy tinh có nồi đun nước nóng để sụt nước nóng.
Cảm ơn thầy cô và các bạn
đã quan tâm theo dõi!
TẠM BIỆT!