Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu chế tạo tổ hợp vật liệu cao su cao su phế thải

  • Số trang: 44 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 19 |
  • Lượt tải: 0
tailieuonline

Đã đăng 27429 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC TRẦN THỊ THAO NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP MỘT SỐ HỢP CHẤT LIGNAN TỪ CÂY DỨA DẠI (PAND A N US ODORA TISSIMUS) KHÓA LUÂN TỐT NGHIẼP ĐAI HOC • • • • C huyên ngành: H óa học hữu cơ Người hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Văn Thanh HÀ NỘI - 2015 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN Khoá luận tốt nghiệp được hoàn thành tại phòng Dược liệu Biển, Viện Hoá sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với lòng biết ơn chân thành, em xin cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của TS. Nguyễn Văn Thanh, đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành khoá luận này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể các cán bộ phòng Dược liệu Biển, Viện Hoá sinh Biển đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS. Nguyễn Văn Bằng cùng các thầy cô giáo trong khoa Hoá học trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã tận tình dạy dỗ và chỉ bảo cho em trong suốt 4 năm học tại trường. Khóa luận tốt nghiệp không tránh khỏi một số thiếu sót vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo cả các thầy cô và các bạn sinh viên quan tâm. Em xỉn chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên Trần Thi Thao Sinh viên: Trần Thi Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẤT * 13c NMR Phổ cộng hưởng tò hạt nhân cacbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 1H NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy COSY 2D-NMR Chemical Shift Coưelation Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two-Dimensional NMR cc DEPT EI-MS Sắc ký cột Column Chromatography Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Phổ khối lượng va chạm electron Electron Impact Mass Spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy Me Nhóm metyl MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy TLC Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography Sinh viên: Trần Thi Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU * Trang Bảng 4.1: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất PT05............................................. 28 Bảng 4.2: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất PT07............................................. 32 Bảng 4.3: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất PT09............................................. 37 Hình 2.1: Dứa dại - Pandanus odoratissỉmus...................................................18 Hình 3.1: Sơ đồ chiết phân đoạn mẫu cây Dứa dại......................................... 21 Hình 4.1: Phổ JH-NMR của PT05......................................................................25 Hình 4.2: Phổ 13C-NMR của P T05....................................................................26 Hình 4.3: Phổ HSQC của PT05.........................................................................26 Hình 4.4: Phổ HSQC và HMBC của PT05.......................................................27 Hình 4.5: Cẩu trúc của hợp chất PT05............................................................. 28 Hình 4.6: Phổ JH-NMR của PT07......................................................................29 Hình 4.7: Phổ 13C-NMR của P T07....................................................................30 Hình 4.8: Phổ HSQC của PT07.........................................................................30 Hình 4.9: Phổ HSQC và HMBC của PT07.......................................................31 Hình 4.10: Cấu trúc của hợp chất PT07........................................................... 32 Hình 4.11: Phổ 1H-NMR của PT09....................................................................33 Hình 4.12: Phổ 13C-NMR của P T09................................................................. 34 Hình 4.13: Phổ HSQC của PT09.......................................................................35 Hình 4.14: Phổ HSQC và HMBC của PT09.....................................................35 Hình 4.15: Cẩu trúc của hợp chất PT09........................................................... 36 Sinh viên: Trần Thi Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1 Chương 1: TỔNG QUAN........................................................................................ 3 1.1. Tổng quan về cây Dứa dại.................................................................................3 1.1.1. Mô tả ...............................................................................................................3 1.1.2. Sinh học, sinh thái........................................................................................... 3 1.1.3. Thành phần hóa học....................................................................................... 3 1.2. Tổng quan về các phương pháp chiết [4]..........................................................5 Ỉ.2.Ỉ. Đặc điểm chung..............................................................................................5 1.2.2. Cơ sở của quá trình chiết.................................................................................5 1.2.3. Quá trình chiết thực vật.................................................................................. 6 1.3. Tổng quan về các phương pháp sắc kí [4].......................................................9 1.3.1. Đặc điểm chung của các phương pháp sắc k í................................................ 9 1.3.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí........................................................................ 9 1.3.3. Phân loại các phương pháp sắc k í...............................................................9 1.4. Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ.. 13 1.4.1. Đo điểm chảy..............................................................................................13 1.4.2. Phổ hồng ngoại............................................................................................. 13 1.4.3. Phổ tử ngoại khả kiến................................................................................... 14 1.4.4. Phổ khối lượng.............................................................................................. 15 1.4.5. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân......................................................................... 15 Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ......................................... 18 2.1. Mau thực vật.....................................................................................................18 2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất................................................................18 2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC)...............................................................................18 2.2.2. Sắc ký lớp mỏng điều chế.............................................................................19 Sinh viên: Trần Thi Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp 2.2.3. Sắc ký cột (CC).............................................................................................19 2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các họp chất................................... 19 2.3.1. Điểm nóng chảy (Mp).................................................................................. 19 2.3.2. Độ quay cực [a]D.......................................................................................... 19 2.3.3. Phổ khối lượng (ESI-MS).............................................................................19 2.3.4. Phổ cộng hưởng từ nhân (NMR)................................................................. 19 2.4. Dụng cụ và thiết bị.........................................................................................20 2.4.1. Dụng cụ và thiết bị tách chiết.......................................................................20 2.4.2. Dụng cụ và thiết bị xác đmh cấu trúc.......................................................... 20 2.5. Hoá chất..........................................................................................................20 Chinmg 3: THựC NGHIỆM..............................................................................21 3.1. Thu mẫu thực vật và xử lý mẫu....................................................................... 21 3.2. Phân lập các hợp chất...................................................................................... 21 3.3. Hằng số vật lý và các số liệu phổ của các chất............................................... 23 3.3.3. Hợp chất PT09: Balanophonin.....................................................................24 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..........................................................25 4.1. Xác định cấu trúc hoá học của các họp chất................................................... 25 4.1.1. Hợp chất PT05: Secoisolaritiresinol............................................................25 4.1.2. Hợp chất PT07: lawsonicm..........................................................................28 4.1.3. Họp chất PT09: balanophonin...................................................................... 33 KẾT LUẬN...........................................................................................................38 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 39 ■ Sinh viên: Trần Thi Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp MỞ ĐẦU Các sản phẩm thiên nhiên ngày càng được con người quan tâm và ứng dụng rộng rãi bởi đặc tính ít độc, dễ hấp thụ và không làm tổn hại đến môi sinh. Theo các tài liệu công bố hiện nay, có khoảng 60% - 70% các loại thuốc chữa bệnh đang được lưu hành hoặc trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có ngồn gốc tự nhiên. Bằng các phương pháp thử hoạt tính sinh học hiện đại, có kết quả cao, người ta đã tiến hành nghiên cứu các mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cứu các chất đã tách được từ các dịch chiết. Nhờ vậy mà phát hiện ra nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quý báu, tạo điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc phát triển ngành y dược trong công cuộc chữa bệnh cứu người. Nằm ừong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa lớn, độ ẩm cao (khoảng trên 80%), Việt Nam hiện có một hệ thực vật rất phong phú với khoảng 12000 loài, ừong đó có tới 4000 loài được nhân dân ta dùng làm thảo dược cùng các mục đích khác phục vụ cuộc sống con người. Cùng với bề dày phát triển 4000 năm lịch sử của dân tộc, ngành đông y đã dành được những thành tựu rực rỡ, nhiều phương thuốc cây cỏ động vật đã được ứng dụng hiệu quả lưu truyền cho đến ngày nay. Đó là cơ sở rất quan ừọng cho việc phát triển ngành hoá học các họp chất thiên nhiên. Tuy nhiên đối với một đất nước còn hạn chế về nguồn vốn và cơ sở vật chất như Việt Nam thì vấn đề đặt ra là làm thế nào để khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên một cách hiệu quả nhất cho xã hội. Vì vậy tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu phân lập một số họp chất lỉgnan từ cây Dứa dại - Pandanus odoratissimus”. Cây Dứa dại - Pandanus odoratissimus thuộc họ Pandanaceae là loại cây phổ biến ở các quần thể cây ngập mặn. Tuy nhiên, hiện chưa có nhiều tài liệu công bố về thành phần hoá học cũng như ứng dụng dược lý của loài này. Sinh viên: Trần Thi Thao 1 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Khoá luận này tập trung nghiên cứu thành phàn lignan của quả cây Dứa dại tạo cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo ừong lĩnh vực tìm kiếm thuốc mới, các giải pháp điều trị bệnh. Nhiêm vu của đề tài: • • 1. Phân lập hợp các hợp chất lignan từ quả cây Dứa dại bằng các phương pháp sắc ký. 2. Xác định cấu trúc hoá học của các họp chất đã phân lập được bằng các phương pháp phổ. Sinh viên: Trần Thi Thao 2 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây Dứa dại 1.1.1. Mô tả Cây bụi cao đến 5 m, đường kính thân cỡ 15 cm; thân có nhiều nhánh và nhiều rễ phụ. Lá hình máng, dài đến 1,5 m, rộng cỡ 6 -8 cm, mép và gẫn giữa có gai, chóp lá có đuôi dài đến 10 cm. Cụm hoa ở nách lá hoặc ở ngọn, hình đầu, mang 2-3 lá bắc cụm hoa. Lá bắc cụm hoa dạng lá, dài đến 25 cm. Chùm quả hình cầu hoặc hình trứng, đường kính đến 20 cm, dài đến 25 cm, mang đến 100 quả. Quả hình răng ngựa, dài 5-6 cm, rộng 3-4 cm, có vòi nhụy tồn tại, vòi nhụy xẻ đôi; mặt cắt ngang quả phía đính hình lục giác; khi chín màu vàng cam, có mùi thơm. 1.1.2. Sinh học, sinh thái Ở Vườn Quốc gia Xuân Thủy, cây có quả tháng 5-8. Chúng phân bố một số điểm ừên bờ đê và cồn cát phía ngoài cồn Lu. Đọt non và rễ được dùng trong nhân dân làm thuốc thông tiểu dùng trong những trường hợp đái dắt, đái ra sỏi, sạn. Còn dùng đắp chữa bệnh trĩ. [1] 1.1.3. Thành phần hóa học Năm 1998 Ting ting Jong và các cộng sự Đài Loan đã công bố 10 họp chất từ rễ cây dứa dại Pandanus odoratissimus, trong đó có 2 hợp chất phenolic và benzofuran mới là 4-hydroxy-3-(2',3'-dihydroxy-3'-methyl-butyl)benzoic acid methyl ester và 3-hydroxy-2-isopropenyl-dihydrobenzofuran-5carboxylic acid methyl ester. Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa cho thấy các họp chất pinoresinol và 3,4-bis(4-hydroxy-3-methoxy-benzyl)- tetrahydrofuran có hoạt tính mạnh. [2 ] Sinh viên: Trần Thi Thao 3 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp o HO H 2 . ( E ) - 3 - ( 3 ' - m e t h o x y - 4 ’- h y d r o x y p h e n y l ) p r o p -2 -e n a l 1 . V a n illin 0 CH3 1 1 l^ O H ^ OH ---------- 0 OH 3. 4 - h y d r o x y - 3 - ( 2 ' ,3 ' - d i h y d r o x y - 3 ' - m e t h y l - 4 . 3 -h y d r o x y -2 -is o p r o p e n y ld ih y d r o b e n z o fu r a n -5 -c a r b o x y lic a c id b u t y l) - b e n z o ic a c id m e th y l e s te r m e th y l e ster OCH3 V HIM.A— 7 5 “ 1 ^ (V V ễ /.MIH HiM.A— s/ .M H j x OCH3 0CH3 5 . e u d e s m in 6 . k o b u s in OCH3 0CH3 f j 0H rJ y H I„ „\ r 7^ -----/.IIIIH X T ' OCH3 OCH3 7 . p in o r e s in o l 8 . e p ip in o r e s in o l OCH3 J^^O C H 3 \9 H3CO OCH3 0 1 7/ " x X je ? * * OCH3 i 7 X T 10. 3 , 4 - b i s ( 4 - h y d r o x y - 3 - m e t h o x y - b e n z y l ) te tr a h y d r o f u r a n 9 . d e -4 '-0 -m e th y le u d e s m in Sinh viên: Trần Thi Thao 4 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Năm 2010 nhóm nghiên cứu của Dinesh Kumar (Ấn Độ) đã nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của các dịch chiết phân đoạn của lá cây Dứa dại ừên các chửng vi khuẩn Bacillus subtiỉis, Escherìchia coli, Staphlococcus aureus và Candỉda albicans. Kết quả cho thấy cả ba dịch chiết ete dầu hỏa, CHCI3 và methanol đều có tính kháng khuẩn tốt với các chủng vi khuẩn gram dương với nồng độ ức chế tối thiểu MIC làn lượt là 50 mg/ml, 50 mg/ml và 25 mg/ml. [3] 1.2. Tổng quan về các phương pháp chiết [4] 1.2.1. Đặc điểm chung Khái niệm: Chiết là quá trình tách và phân ly các chất dựa vào quá trình chuyển một chất hoà tan trong một pha lỏng vào một pha lỏng khác không hoà tan với nó. Mục đích: Sử dụng phương pháp chiết để chuyển một lượng nhỏ chất nghiên cứu trong một thể tích lớn dung môi này vào một thể tích nhỏ dung môi khác nhằm nâng cao nồng độ của chất cần nghiên cứu và được gọi là chiết làm giàu. Ngoài ra còn dung phương pháp chiết pha rắn để tách hay phân ly các chất ừong một hỗn hợp phức tạp với điều kiện thích hợp. Phương pháp này thường được dung để phân tách các hợp chất tự nhiên có trong thực vât. 1.2.2. Cơ sở của quá trình chiết Cơ sở của quá trình chiết là dựa vào sự phân bố khác nhau của các chất ừong hai chất lỏng không tan lẫn với nhau. Sự phân bố khác nhau là do tính tan khác nhau của các chất trong pha lỏng. Quá trình chiết dựa trên định luật phân bố Nerst: Ka = Ca/C b với KA: hằng số phân bố. Ca»Cb : nồng độ chất hoà tan ừong hai pha lỏng A, B không tan lẫn. Sinh viên: Trần Thi Thao 5 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.2.3. Quá trình chiết thực vật 1.2.3.1. Hợp chất tự nhiên trong cây Dựa vào chức năng sinh học, người ta chia các hợp chất trong cây thảnh hai nhỏm lớn: - Chất chuyển hoá sơ cấp (primary metabolite). - Chất chuyển hoá thứ cấp (secondary metabolite). Chất chuyển hoá sơ cấp là chất tham gia vào quá trình sinh trưởng của cây như các hydrat cacbon, lipit, axit amin. Nói chung chúng là thành phần không thể thiếu trong cây cỏ. Chất chuyển hoá thứ cấp là những chất mà vai trò chủ yếu của chúng không phải để nuôi sống và phát triển cây cỏ, chúng có thể có ở cây này và vắng mặt ở cây kia. Có rất nhiều giả thiết về vai trò của chúng ừong thực vật. Có ý kiến cho rằng chúng là những chất thải, góp phần giải độc cho cây (ancaloid, tinh dầu), góp phần bảo vệ chống các tác nhân làm hại cây (ílavonoid, saponin, tinh dầu, terpenoid...), hoặc góp phần tạo màu sắc, quyến rũ ong bướm giúp cho sự phát triển nòi giống (ílavonoid, carotenoid...) v.v... Do có các tác dụng sinh lý và dược lý như tác dụng kháng sinh, diệt nấm, tác dụng ức chế hoặc gây độc đối với tế bào, tác dụng kích thích hoặc ức chế sinh trưởng và các tác dụng khác mà các chất trao đổi bậc hai là đối tượng nghiên cứu quan trọng trong các lĩnh vực như y dược học, nông nghiệp. Trong cây các họp chất hữu cơ có tính chất hoá lý rất khác nhau, chúng tồn tại ở dạng hoà tan ừong nước, dầu béo hoặc tinh dầu. Các chất hoà tan ừong nước (dịch tế bào) là các hydro cacbon phân tử bé (monosacarit, oligosacarit), một số polysacarit (pectin, gôm), các glycozit (saponin, ílavonoid...), muối ancaloid của các axit hữu cơ, axit hữu cơ, axit amin, muối amin. Các chất tan trong dầu béo và tinh dầu là các hydro cacbon, monoterpen, secquiterpen, sterol, carotenoid và các dẫn xuất phenyl Sinh viên: Trần Thi Thao 6 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp propanoid. Dầu béo và tinh dầu được khu trú trong các bộ phận riêng biệt của cây như ở hạt (dầu béo), ở hạch tiết của lá, vỏ thân (tinh dầu). Ngoài ra trong cây còn chứa các muối vô cơ. Các muối vô cơ này ít tham gia vào tác dụng sinh lý của dược liệu, tuy nhiên đây chính là các nguồn nguyên tố vi lượng không thể thiếu đối với cây cỏ. Ở một số loài các muối vô cơ cũng có một số tác dụng như tác dụng lợi tiểu của muối kali (natri) trong râu ngô, tác dụng trị vi khuẩn của lưu huỳnh trong họ cải, tác dụng trị bướu cổ của các họp chất iốt của các loại tảo biển. Mặt khác trong cây cũng có mặt các loại enzyme, do đó trong quá trình nghiên cứu, nếu không khống chế sự hoạt động của các enzyme này thì các glycozit có thể bị thuỷ phân một phàn hoặc toàn phần làm thay đổi tính phân cực, do đó thay đổi độ hoà tan của họp chất trong dung môi. 1.2.3.2. Chọn dung môi chiết Các họp chất chuyển hoá thứ cấp trong cây có độ phân cực khác nhau, dung môi dùng cho các quá trình chiết phải được lựa chọn rất cẩn thận với các đặc điểm là cần hoà tan tốt những chất đang nghiên cứu, dễ dàng được loại bỏ, có tính trơ (không phản ứng với chất nghiên cứu), những dung môi này càn được chưng cất trước khi sử dụng vì nếu lẫn các chất khác sẽ làm ảnh hưởng đến hiệu quả và chất lượng của quá trình chiết. Một số chất dẻo lẫn trong dung môi như diankylphtalat, tri-n-butyl-axetylcitrat, tributylphosphat... do trong quá trình sản xuất hay bảo quản, sẽ làm sai lệch kết quả phân lập ừong các quá trình nghiên cứu hoá thực vật. Cloroform, etanol và metanol là những dung môi thường được lựa chọn trong quá trình chiết sơ bộ một bộ phận của cây như lá, thân, rễ, hoa... Người ta cho rằng dung môi thuộc nhóm rượu sẽ thấm tốt hơn lên màng tế bào nên quá trình chiết với các dung môi này sẽ thu được triệt để hơn các thành phần có ừong tế bào. Ngược lại, khả năng phân cực của cloroform thấp hơn, có thể rửa các chất nằm ngoài tế bào. Sinh viên: Trần Thi Thao 7 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Các ancol hoà tan phần lớn các chất chuyển hoá phân cực cùng với các họp chất phân cực trung bình và thấp, vì vậy khi chiết với ancol thì các chất này sẽ bị hoà tan đồng thời. Thường thì dung môi cồn trong nước dường như có đặc tính tốt nhất cho quá trình chiết sơ bộ. Sau khi chiết, dung môi được tách ra bằng máy cô quay ở nhiệt độ không quá 45°c, với các hợp chất chịu nhiệt thì có thể thực hiện ở nhiệt độ cao hơn. 1.2.3.3. Quá trình chiết Có thể thực hiện một trong hai phương pháp sau: * Quá trình chiết sử dụng bình chiết Soxhlet: Đây là phương pháp chiết nóng bằng cách đun hồi lưu dung môi với chất rắn một thời gian rồi rút ra, dùng thiết bị này để chiết nhiều lần liên tục và để tiết kiệm dung môi. * Chiết ngâm: Ngâm chất rắn vào dung môi trong một thời gian rồi chiết dung môi ra (chiết nguội). Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất ừong quá trình chiết thực vật vì nó không đòi hỏi nhiều công sức. Thông thường bình chiết ngâm không được sử dụng như phương pháp chiết liên tục vì mẫu được ngâm ừong dung môi khoảng 24h sau đó lấy chất chiết ra. Việc kết thúc quá trình chiết được xác định bằng một số cách như: - Với các ancaloid, có thể kiểm ừa sự xuất hiện của các họp chất này bằng sự tạo kết tủa với các tác nhân đặc trưng như: Dragendorff, M ayer... - Với các ílavonoid, do chúng thường là các chất màu nên khi dịch chảy ra không còn màu cho biết đã rửa hết chất này trong quá trình chiết. - Trong trường họp các lacton của secquiterpen và các glycozit ừợ tim phản ứng Kedde có thể sử dụng để biểu thị sự xuất hiện của chúng hoặc khi cho phản ứng với anilin axetat cho biết sự xuất hiện của các Hydratcacbon và từ đó có thể biết được khi nào quá trình chiết kết thúc. Sinh viên: Trần Thi Thao 8 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Như vậy tùy thuộc vào mục đích cần lấy chất gì để lựa chọn dung môi thích họp và thực hiện quy trình chiết họp lý để đạt hiệu quả cao nhất. 1.3. Tổng quan về các phương pháp sắc kí [4] 1.3.1. Đặc điểm chung của các phương pháp sắc kí Sắc kí là một phương pháp vật lý dùng để tách riêng các thảnh phần ra khỏi hỗn họp bằng cách phân bố chúng ra hai pha: một pha có bề mặt rộng gọi là pha tĩnh (hay là pha cố định) và pha kia là một chất lỏng hoặc khí gọi là pha động (hay là pha di động), di chuyển đi qua pha tĩnh. Trong quá trình sắc kí, pha động chuyển động dọc theo hệ sắc kí hết lớp pha tĩnh này đến lớp pha tĩnh khác, quá trình hấp phụ và giải hấp phụ lặp đi lặp lại. Kết quả là các chất có ái lực lớn hơn với pha tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn so với chất tương tác yếu hơn. Nhờ đặc điểm này mà người ta có thể tách các chất qua quá trình sắc kí. 1.3.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí Phương pháp sắc kí dựa vào sự phân bố khác nhau của các chất giữa pha động và pha tĩnh. Ở điều kiện nhiệt độ không đổi, định luật mô tả sự phụ thuộc của lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh với nồng độ dung dịch gọi là định luật hấp phụ đơn phân tử đẳng nhiệt Langmuir: n = ĩioo bc/(l + bC) Với: - n: lượng chất bị hấp phụ lên pha tình lúc đạt cân bằng. - riooi lượng cực đại của chất có thể bị hấp phụ lên một chất hấp phụ nào đó. - b: hằng số... - C: nồng độ của dung dịch. 1.3.3. Phân loại các phương pháp sắc kí Trong phương pháp sắc kí, pha động là các lưu thể (các chất ở trạng thái khí hay lỏng), còn pha tĩnh là các chất ở ừạng thái lỏng hoặc rắn. Dựa vào trạng thái tập họp của pha động người ta chia sắc kí thành hai nhóm: sắc kí khí và sắc kí lỏng. Sinh viên: Trần Thi Thao 9 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.3.3.1. sắc kí lỏng Đây là phương pháp sắc kí dùng chất lỏng làm pha động. Trong sắc kí lỏng có các loại cụ thể sau: a. Sắc kí giấy: Sắc kí giấy là phương pháp phân tích với pha tĩnh là một loại giấy đặc hiệu dùng trong sắc kí. Chất thử được chấm lên giấy rồi triển khai sắc kí bằng dung môi thích họp trong một bình triển khai kín. Sau khi đã triển khai xong, giấy được làm khô rồi làm hiện màu để xác định các vết chất có trong hỗn họp chất thử. Trừ các chất có màu có thể phát hiện ngay bằng mắt thường, các chất không màu có thể được phát hiện bằng 2 phương pháp: hóa học và vật lý. Với phương pháp hóa học, người ta dùng các thuốc thử hiện màu đặc trưng cho từng loại họp chất. Thuốc thử được pha thành dung dịch có nồng độ thích họp rồi cho tác dụng lên giấy bằng cách phun lên bề mặt giấy hoặc nhúng giấy vào thuốc thử. Với phương pháp vật lý, có thể hiện màu bằng cách soi vào đèn u v vì nhiều hợp chất hữu cơ hấp thụ được các tia cực tím. b. Sắc kí lớp mỏng Sắc kí lớp mỏng (SKLM) là phương pháp phân tích dung dịch chất phân tích di chuyển trên một lớp mỏng chất hấp phụ mịn, vô cơ hay hữu cơ, theo một chiều nhất định. Trong quá trình di chuyển, mỗi thành phần chuyển dịch với tốc độ khác nhau tùy theo bản chất của chúng và cuối cùng dừng lại ở các vị trí khác nhau. Chất hấp phụ thường được sử dụng trong SKLM là silicagel tráng trên đế nhôm hay đế thủy tinh. Trong quá trình hấp phụ, sẽ xảy ra sự tranh giành giữa dung môi và chất tan để chiếm chỗ trên bề mặt chất hấp phụ, và khi đạt được cân bằng, mỗi chất tan sẽ ở một vị trí khác nhau ừên bản mỏng. Để tiến hành sắc kí, chất tan được chấm lên bản thành từng vết chấm nhỏ, sấy cho dung môi bay hơi hết rồi triển khai với hệ dung môi thích hợp Sinh viên: Trần Thi Thao 10 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp trong một bình triển khai kín. Để kiểm tra vết chất có thể sử dụng thuốc thử hiện màu hoặc soi bằng đèn u v . Thuốc thử hiện màu có thể là hơi ammoniac hoặc dung dịch axit sunfuric 10%. Để hiện vết người ta nhúng bản vào thuốc thử hoặc phun lên bản mỏng sau đó hơ bản trên bếp điện hoặc sấy nóng để vết xuất hiện tò tò. Phương pháp này thường được sử dụng để kiểm ừa và định hướng cho sắc kí cột. Một hình thức SKLM khác cũng được sử dụng trong nghiên cứu hợp chất tự nhiên là SKLM điều chế, dung để điều chế, thu chất trực tiếp. Ở phương pháp này, quá trình thực hiện tương tự SKLM và sau khi triển khai xong, soi u v để xác định vết rồi cạo lấy lớp silicagel chứa chất càn điều chế, tiến hành rửa giải để thu chất, c. Sắc kí cột Đây là phương pháp sắc kí phổ biến nhất, chất hấp phụ là pha tĩnh gồm các loại silicagel (có kích thước hạt rất khác nhau) pha thường và pha đảo (YMC, ODS, dianion). Chất hấp phụ được nhồi vào cột (phổ biến nhất là cột thủy tinh). Độ mịn của chất hấp phụ rất quan trọng, nó phản ảnh số đĩa lý thuyết hay kha năng tách của chất hấp phụ. Độ hạt của chất hấp phụ càng nhỏ thì số đĩa lý thuyết càng lớn, khả năng tách càng cao và ngược lại. Tuy nhiên, nếu chất hấp phụ có kích thước hạt càng nhỏ thì tốc độ chảy càng giảm. Trong một số trường hợp nếu lực trọng trường không đủ lớn thì sẽ gây hiện tượng tắc cột (dung môi không chảy được), khi đó người ta phải sử dụng áp suất để kích thích dung môi chảy (áp suất trung bình - MPC, áp suất cao - HPLC). Tỷ lệ đường kính so với chiều cao cột (L/D) phụ thuộc vào yêu cầu tách (phụ thuộc vào lượng chất và chất cụ thể). Tỷ lệ giữa quãng đường đi của chất cần tách so với quãng đường đi của dung môi là Rf, với mỗi chất khác nhau giá trị Rf khác nhau. Nhờ sự khác nhau này mà ta có thể tách từng chất ra khỏi hỗn họp. Sinh viên: Trần Thi Thao 11 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Tùy thuộc vào lượng chất và dạng chất mà người ta có thể đưa lên cột bằng các phương pháp khác nhau. Nếu lượng chất nhiều và chạy thô thì phổ biến là tẩm chất vào silicagel rồi làm khô tơi hoàn toàn sau đó đưa lên cột. Neu tách tinh, thì đưa trực tiếp chất lên cột bằng cách hòa tan chất vào dung môi chạy cột với lượng tối thiểu. Có hai cách đưa chất hấp phụ lên cột: - Nhồi cột khô: theo cách này chất hấp phụ được đưa trực tiếp vào cột khi còn khô sau đó gõ nhẹ lên thành cột để đưa chất hấp phụ xếp chặt trong cột. Dùng dung môi chạy cột để rửa giải. - Nhồi cột ướt: chất hấp phụ được hòa tan trong dung môi chạy cột với lượng dung môi tối thiểu. Sau đó đưa dần lên cột đến khi đủ lượng cần thiết Khi chuẩn bị cột cần lưu ý không được để có bọt khí ừong cột (nếu có bọt khí sẽ gây nên hiện tượng chảy rối trong cột, và giảm hiệu quả tách). Và cột không được nứt, gãy, rò. Tốc độ chảy của dung môi cũng ảnh hưởng đến hiệu quả tách. Nếu tốc độ dòng chảy quá lớn sẽ làm giảm hiệu quả tách. Nếu tốc độ chảy quá chậm thì sẽ kéo dài thời gian tách và ảnh hưởng đến tiến độ công việc. 1.3.3.2. Sắc kí khỉ Đây là phương pháp sắc kí dùng chất khí làm pha động. Chất thử có thể là chất khí lỏng hoặc chất rắn được chuyển thành thể bay hơi và nhờ một luồng khí trơ làm chất tải dẫn đi qua pha tĩnh. Nếu pha tĩnh là một chất rắn thì gọi là sắc kí khí - rắn. Nếu pha tĩnh là chất lỏng thì gọi là sắc kí khí - lỏng. Ở sắc kí khí - rắn, chất rắn được dùng là những chất có tính hấp phụ như silicagel, than hoạt tính, oxit nhôm. Ở sắc kí khí - lỏng, chất lỏng được phân tán mỏng như một lớp phim ừên bề mặt một chất rắn ừơ gọi là nền. Khi chất thử được khí tải dẫn đi qua pha tĩnh, chúng bị tách riêng ra tùy theo hệ số phân bố của mỗi thành phần trong hỗn họp chất thử đối với pha tĩnh. Sinh viên: Trần Thi Thao 12 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.4. Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc của các họp chất hữu cơ [5] Khi đã phân lập được một hợp chất hữu cơ, điều quan trọng là phải xác định được cấu trúc của chúng. Đe có thể thực hiện được điều này càn phải phân tích bằng nhiều phương pháp kết hợp với nhau. 1.4.1. Đo điểm chảy Đối với chất rắn kết tinh thì điểm chảy là một tiêu chuẩn lý học rất quan trọng, nó là tiêu chuẩn để kiểm tra mức độ tinh khiết của họp chất. Nếu điểm chảy của hai loại tinh thể thu được qua hai lần kết tinh chỉ chênh lệch nhau không quá 0.5°c thì có thể xem sản phẩm kết tinh đã tinh khiết. Nếu một hợp chất kết tinh có điểm chảy còn thấp rất xa so với điểm chảy lí thuyết thì chứng tỏ sản phẩm thu được chưa tỉnh khiết và phải tinh chế và kết tinh lại. Trong nhiều trường họp, với việc xác định được điểm chảy có thể đưa ra được kết luận hoặc nhận định sơ bộ về hợp chất cần nghiên cứu bằng các đem đi so sánh, đối chiếu với các tài liệu đã có sẵn. 1.4.2. Phổ hồng ngoại Các hợp chất hữu cơ hấp thụ bức xạ hồng ngoại ở những tần số trong vùng 1 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0 0 cm ' 1 và biến thành năng lượng của dao động phân tử. Phổ hồng ngoại được xây dựng dựa ừên sự khác nhau của các dao động của các liên kết trong phân tử hợp chất dưới sự kích thích của các tia hồng ngoại, như vậy phổ hồng ngoại là phổ hấp thụ của 2 dạng năng lượng là năng lượng dao động và năng lượng quay. Tần số hay độ dài sóng hấp thụ của mỗi chất phụ thuộc vào khối lượng tương đối của các nguyên tử, liên kết và vào cấu trúc hình học của chúng. Với mỗi hợp chất khác nhau chứa các liên kết khác nhau thì sự hấp thụ hồng ngoại là khác nhau. Dựa trên những đặc điểm này mà ta có thể xác định được các nhóm chức trong hợp chất hữu cơ bằng cách đo và phân tích phổ hồng ngoại. Sinh viên: Trần Thi Thao 13 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Dưạ vào sự hấp thụ đặc trưng của các nhóm chất mà có thể chia phổ hồng ngoại thành 3 vùng: vùng sóng ngắn từ 4000 - 1300 em ', vùng sóng dài tò 909 - 650 cm' 1 và vùng sóng trung bình từ 1300 - 909 cm' 1 Trong vùng sóng ngắn các nhóm chức hữu cơ bị hấp thụ là OH, NH, CO,... Nếu không có dải hấp thụ trong vùng 1850 - 1540 cm ' 1 là không có nhóm CO, không có dải hấp thụ ở 3650 - 3200 cm' 1 là không có nhóm OH phenol hoặc ancol. Các hợp chất thơm hoặc tạp thơm thường có dải hấp thụ nằm trong khoảng 1600 - 1300 cm' 1 . Vùng sóng dài đặc trưng cho các hấp thụ của dao động biến dạng. Nếu không có dải hấp thụ trong khoảng 909 - 605 c m 1 là hợp chất không có cấu trúc thơm. Các hấp thụ của dao động biến dạng của vòng thơm và biến dạng c - H ngoài mặt phẳng của các hợp chất thơm và tạp thơm xuất hiện với cường độ mạnh và thường có liên quan đến nhóm thế của các họp chất. Nếu có dải hấp thụ rộng với cường độ mạnh thì rất có thể có mặt các dime của axit cacboxilic, của amin, amit. Nếu có các dải ở gần 1000 cm ' 1 thì rất có thể có cấu trúc olefin. Vùng sóng trung binhg được gọi là vùng chỉ vân tay vì nó được dùng để so sánh hình dạnh các dải hấp thụ với mẫu chuẩn xem có đồng nhất hay không. Ví dụ: nếu có dải hấp thụ OH ở 3550 - 3200 cm' 1 thì vị trí dải hấp thụ c-o tại đây sẽ giúp ta phân biệt được chi tiết hơn về cấu trúc của phenol hoặc ancol đó. 1.4.3. Phổ tử ngoại khả kiến Sự hấp thụ trong vùng tử ngoại và vùng khả kiến của hợp chất hữu cơ phụ thuộc vào cấu trúc điện tử của phân tử. Sự hấp thụ ấy gây ra sự chuyển dịch các điện tử từ orbitan ở ừạng thái cơ bản lên các orbtan có năng lượng cao hơn ở trạng thái kích thích. Tuy nhiên chỉ có một số dạng cấu trúc trong hợp chất hữu cơ mới có sự hấp thụ ấy nên việc ứng dụng phổ u v cũng chỉ giới hạn ừong một số lớp chất mà chủ yếu là các chất có cấu trúc dây nối đôi liên hợp. Sinh viên: Trần Thi Thao 14 Lớp K37B - Hóa học
- Xem thêm -