nghiên cứu, xác định thành phần hóa học trong vỏ cây chò nâu bằng dung môi hữu cơ phân cực

Vì thế, chúng tôi thực hiện đề tài “ Nghiên Cứu, Xác Định Thành Phần Hóa Học trong Vỏ Cây Chò Nâu Bằng Dung Môi Hữu Cơ Phân Cực” từ nguồn nguyên liệu là vỏ cây chò nâu ở Quảng Nam với

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

-   -

Nghiên Cứu, Xác Định Thành Phần Hóa Học trong Vỏ Cây Chò Nâu Bằng Dung Môi Hữu Cơ Phân Cực

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

LỜI CẢM ƠN

Đã từ rất lâu, việc sử dụng các thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên đã được rất nhiều người ưa chuộng, các công trình nghiên cứu về các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên ngày càng phát triển không ngừng Vì các thuốc có nguồn gốc thực vật ít có tác dụng phụ gây hại nên các sản phẩm thuốc này ngày càng chiếm được lòng tin của người tiêu dùng Nước ta là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng Trong số đó, nhiều loại cây có giá trị chữa bệnh to lớn thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà hóa học, dược học

Để góp phần cho việc nghiên cứu, phát hiện thêm các đặc tính chữa bệnh của loài cây mới như cây chò nâu Đây là loài cây mà người dân tộc Cơ Tu dùng vỏ của nó phơi khô và cho vào các can rượu Tà Vạt để tạo độ đắng cho rượu

Vì thế, chúng tôi thực hiện đề tài “ Nghiên Cứu, Xác Định Thành Phần Hóa Học

trong Vỏ Cây Chò Nâu Bằng Dung Môi Hữu Cơ Phân Cực” từ nguồn nguyên liệu là

vỏ cây chò nâu ở Quảng Nam với mong muốn góp phần nguyên cứu xây dựng quy trình chiết tách, ứng dụng hợp lý, đóng góp vào sự phát triển chung của ngành dược nước ta

Để hoàn thành đề tài này, em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ khoa Hóa đã tạo điều kiện cho mượn phòng thí nghiệm và các dụng cụ cần thiết để tiến hành làm luận văn, cô Thơ- Giảng viên hướng dẫn đã chỉ dẫn và góp ý những sai sót để giúp bài luận văn thêm chính xác hơn, anh Trung- Sở tài nguyên môi trường Tỉnh Quảng Nam đã cung cấp thêm một vài thông tin cần thiết cho đề tài và cung cấp nguyên liệu vỏ chò nâu của Huyện Nam Giang để em có thể tiến hành nghiên cứu Em xin chân thành cám

ơn Ban chủ nhiệm Khoa Hóa, Thầy cô quản lý các phòng thí nghiệm, cô Thơ và anh Trung rất nhiều, đã giúp em hoàn thành tốt luận văn này

MỤC LỤC

Danh mục các bảng và đồ thị 3

Danh mục các hình ảnh 4

Mở đầu 5

Chương 1: Tổng quan đề tài 1.1 Giới thiệu về cây chò nâu 8

1.2 Cacbohydrat 13

1.3 Phương pháp phân tích trọng lượng 20

1.4 Phương pháp chiết chất rắn 23

1.5 Phương pháp phân tích vật lý 25

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Quy trình nghiên cứu 30

2.2 Nguyên liệu 31

2.3 Xác định một số chỉ số hóa lý 31

2.4 Khảo sát các điều kiện chiết tối ưu của vỏ chò nâu 33

2.5 Xác định thành phần hóa học trong vỏ chò nâu 33

Chương 3: Kết quả và thảo luận 3.1 Kết quả 34

3.1.1 Các yếu tố hóa lý 34

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung môi 36

3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết 38

3.1.4 Xác định thành phần hóa học trong vỏ chò nâu 40

Kết luận và kiến nghị 46

Tài liệu tham khảo 47

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ

Bảng 1.1: Đường đi của dung môi trong chiết ngược dòng……… 24

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát độ ẩm ………34

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát hàm lượng hữu cơ ……….35

Bảng 3.3: Hàm lượng một số kim loại trong vỏ chò nâu……… 35

Bảng 3.4: Màu sắc của các dịch chiết với các tỉ lệ R/L khác nhau………36

Bảng 3.5: Mật độ quang các dịch chiết với các tỉ lệ R/L khác nhau……… 37

Đồ thị khảo sát thể tích dung môi chiết……… 37

Bảng 3.6: Màu sắc các dịch chiết ở các thời gian chiết khác nhau………38

Bảng 3.7: Mật độ quang các dịch chiết ở các thời gian chiết khác nhau……… 39

Đồ thị khảo sát thời gian chiết ……… 39

Bảng 3.8: Một số cấu tử chính trong dịch chiết chò nâu………42

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: cây chò nâu……… 8

Hình 1.2: chi Dầu……….11

Hình 1.3: hình ảnh hoa và gỗ cây chò nâu……… 12

Hình 1.4: cây chò nâu……… 12

Hình 1.5: vỏ chò nâu đã phơi khô……….13

Hình 1.6: mô tả chiết ngược dòng……….24

Hình 1.7: ống chiết soxhlet………25

Hình 1.8: quá trình phân tách chất trong sắc ký………26

Hình 1.9: sơ đồ thu gọn của thiết bị sắc ký khí……….26

Hình 1.10: hình ảnh sắc ký đồ……… 27

Hình 1.11: sơ đồ thiế bị sắc ký khí ghép khối phổ………28

Quy trình nghiên cứu……….30

Hình 2.1: vỏ cây a păng trên giàn bếp của đồng bào dân tộc K-Tu……… 31

Hình 3.1: dịch chiết thu được sau khi ngâm chiết……… 36

Hình 3.2: dịch chiết thu dược sau khi chiết soxhlet……… 38

Hình 3.3: dịch chiết vỏ chò nâu……… 40

Hình 3.4: dịch chiết vỏ chò nâu sau khi cô quay chân không……… 41

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, việc dùng các loại thuốc có nguồn gốc thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng và các công trình nghiên cứu về chúng cũng không ngừng được phát triển Qua các công trình nghiên cứu cho thấy, khi sử dụng các loại thuốc có nguồn gốc thực vật

có ít tác dụng phụ gây hại, và đây chính là lí do quan trọng mà ngày nay các loại thuốc

có nguồn gốc thiên nhiên ngày càng chiếm được lòng tin của người tiêu dùng Nước ta

là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng Trong số đó, nhiều loại cây có giá trị chữa bệnh to lớn thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà hóa học, dược học

Chò nâu là nguyên liệu dễ trồng, dễ kiếm, rẻ tiền mà lại có hiệu quả kinh tế cao Công dụng của vỏ cây chò nâu là lợi tiểu và kích thích tim Vỏ phơi khô nấu nước uống Tuy nhiên nên hạn chế uống vì tác dụng lợi tiểu làm lượng nước trong cơ thể thất thoát nhiều có thể dẫn đến suy kiệt và tác dụng kích thích tim có thể gây trụy tim Trong vỏ cây chò nâu có chứa polyphenol nên nó có tính kháng khuẩn nên có thể sử dụng trong chữa viêm ruột, dạ dày

Ngoài ra, hợp chất polyphenol nhóm tanin có thể được sử dụng để làm chất ức chế thân thiện môi trường trong chống ăn mòn kim loại và làm lớp lót cho màng sơn nhằm thay thế các lớp lót truyền thống gây độc hại môi trường

Thông thường hợp chất polyphenol được chiết suất từ lá chè, vỏ cây đước Nhưng theo một số thông tin gần đây của các nhà khoa học, vỏ cây chò nâu cũng chứa nhiều hợp chất polyphenol có giá trị Tuy nhiên, những công bố khoa học về loại cây này còn rất ít ỏi Trong vỏ cây có D-allose, là chất đã thu hút rất nhiều sự chú ý trong những năm gần đây do nhiều hoạt động dược phẩm, trong đó bao gồm chống ung thư, chống khối u, chống viêm, chống oxy hóa, chống tăng huyết áp, cryoprotective, và các hoạt động ức chế miễn dịch D-allose đã được sản xuất từ D-psicose bằng cách sử dụng D-allose sản xuất enzyme, L-rhamnose isomerase, isomerase ribose-5-phosphate, và các galactose-6-phosphate-isomerase Công dụng của cây chò nâu thì có rất nhiều, rất có

ích cho việc nguyên cứu sản xuất rượu Tà-vạt tại các vùng núi như Nam Giang, A Lưới,….của đồng bào dân tộc Kơ-Tu Nhưng tiềm năng của loại cây này vẫn chưa được khai thác và tận dụng đúng mức, nó được sư dụng nhiều trong sản xuất đồ cổ nội thất phục vụ cho đời sống hằng ngày chứ ít ai bíêt đến công dụng chữa bệnh của nó Đặc tính của cây chò vẫn chưa được các nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu chiết xuất và tinh chế các hoạt chất có hoạt tính sinh học trong vỏ cây chò nâu vẫn chưa phổ biến

Dựa vào những ưu điểm trên của cây chò nâu cùng với công dụng to lớn của allose, polyphenol và để góp phần tìm hiểu thêm về các hợp chất có trong vỏ cây chò

D-nâu em thực hiện đề tài “ Nghiên Cứu, Xác Định Thành Phần Hóa Học trong Vỏ

Cây Chò Nâu Bằng Dung Môi Hữu Cơ Phân Cực” từ nguồn nguyên liệu là vỏ cây

chò nâu ở Quảng Nam với mong muốn góp phần nguyên cứu xây dựng quy trình chiết tách, ứng dụng hợp lý, đóng góp vào sự phát triển chung của ngành dược nước ta

2 Đối tượng nghiên cứu

Vỏ cây chò nâu lấy từ Huyện Nam Giang, Quảng Nam

3 Mục đích nghiên cứu

- Tìm hiểu thành phần hóa học có trong vỏ cây chò nâu

- Khảo sát các điều kiện chiết tối ưu

- Xác định thành phần hóa học của một số chất trong vỏ cây chò nâu

4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

4.1 Nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài

- Tham khảo ý kiến, trao đổi kinh nghiệm với các anh chị đang tìm hiểu về cây chò nâu, thầy cô giáo và các bạn

4.2 Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu, thu hái và xử lý mẫu

- Phương pháp phân hủy mẫu phân tích để khảo sát hàm lượng hữu cơ

- Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử để xác định hàm lượng các kim loại trong vỏ cây chò nâu

- Chiết bằng phương pháp chiết nóng soxhlet và phương pháp ngâm kiệt với dung môi hữu cơ

- Phương pháp sắc ký GC-MS xác định thành phần định tính và định lượng các hoạt chất chính trong các dịch chiết

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

5.1 Ý nghĩa khoa học

- Cung cấp những thông tin khoa học về thành phần hóa học của một số chất trong

vỏ cây chò nâu ở Nam Giang

- Cung cấp những thông tin, tư liệu làm cơ sở cho việc nghiên cứu sau này

- Tổng hợp kiến thức về hợp chất thiên nhiên để giảng dạy bộ môn hóa trong nhà trường phổ thông được tốt hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu cây chò nâu

1.1.1 Đặc tính sinh thái

1.1.1.1.Tên gọi

Hình 1.1: Cây chò nâu Cây chò nâu ngoài tên gọi là chò nâu thì người dân tộc Cơ-Tu còn gọi là cây chuồn, cây a păng, cây zuôn Nó có tên khoa học là Dipterocarpus retusus

1.1.1.2.Phân loại khoa học

Cây chò nâu thuộc giới Plantae (thực vật), nghành Eudicots (thực vật hai lá mầm), lớp Rosids (hoa hồng), bộ Malvales (Cẩm quỳ), họ Dipterocarpaceae (họ dầu), chi Dipterocarpus (chi dầu), loài D retusus (quả có hai cánh)

1.1.1.3.Sơ lược về họ Dầu:

- Họ Dầu tên gọi khoa học của họ xuất phát từ chi điển hình là Dipterocarpus Các chi lớn nhất là Shorea (196-360 loài), Hopea (105 loài), Dipterocarpus (70 loài) và Vatica (60-65 loài) Nhiều loài là các loại cây nổi bật trong các cánh rừng, thông

thường có thể cao tới 40-70 m, đôi khi cao trên 80 m (trong các chi Dryobalanops, Hopea và Shorea), với cây còn sống cao nhất (Shorea faguetiana) đạt tới 88,3 m

- Chúng phân bổ rộng khắp vùng nhiệt đới, từ miền bắc Nam Mỹ tới châu Phi, Seychelles, Ấn Độ, Đông Dương và Malesia, với sự đa dạng và phổ biến nhất ở miền tây Malesia Một số loài hiện nay đang bị rơi vào tình trạng nguy cấp do kết quả của việc chặt hạ quá mức cũng như việc buôn lậu gỗ

 Phân loại:

Họ này nói chung được chia thành ba phân họ:

 Monotoideae: 3 chi, 30 loài

- Marquesia có nguồn gốc ở châu Phi

- Monotes có 26 loài, phân bổ rộng khắp ở châu Phi đại lục và đảo Madagascar

- Pseudomonotes có 1 loài (Pseudomonotes tropenbosii), nguồn gốc ở vùng Amazon thuộc Colombia

 Pakaraimoideae: Chứa một loài duy nhất là Pakaraimaea roraimae, được tìm

thấy ở vùng cao nguyên Guiana ở Nam Mỹ

 Dipterocarpoideae: Phân họ lớn nhất, chứa 13 chi và 470-650 loài Khu vực

phân bổ bao gồm Seychelles, Sri Lanka, Ấn Độ, Đông Nam Á, New Guinea, nhưng chủ yếu ở miền tây Malesia, tại đây chúng tạo thành quần thể thống lĩnh trong các cánh rừng vùng đất thấp Phân họ Dipterocarpoideae có thể chia thành hai nhóm:

- Nhóm Valvate – Dipterocarpi (Anisoptera, Cotylelobium, Dipterocarpus, Stemonoporus, Upuna, Vateria, Vateriopsis, Vatica) Các chi trong nhóm này có các lá

đài hoa có nắp (mở bằng mảnh vỏ) trong quả, các mạch đơn độc, các ống nhựa phân tán và số lượng nhiễm sắc thể cơ bản x = 11

- Nhóm Imbricate-Shoreae (Balanocarpus, Hopea, Parashorea, Shorea) Các chi trong nhóm này có các lá đài hoa lợp (gối lên nhau) trong quả, các mạch nhóm lại, các ống nhựa trong các dải và số lượng nhiễm sắc thể cơ bản x = 7

 Phát sinh loài:

- Nghiên cứu di truyền học gần đây đã phát hiện thấy các chi châu Á của họ này chia sẻ cùng một tổ tiên chung với họ Sarcolaenaceae, một họ thực vật đặc hữu của Madagascar

- Điều này được giả thiết rằng tổ tiên của họ Dipterocarpaceae có nguồn gốc ở miền nam đại lục Gondwana và tổ tiên chung của các loài họ Dầu ở châu Á cũng như Sarcolaenaceae đã được tìm thấy trên khu vực rộng lớn Ấn Độ-Madagascar-Seychelles hàng triệu năm trước và chúng di chuyển tới phía bắc vùng Ấn Độ, là tiểu lục địa sau

đó đã va chạm với châu Á và điều này đã làm cho các loài cây họ Dầu phát tán rộng khắp vùng đông nam châu Á và Malesia

 Pakaraimaea

 Parashorea

 Pseudomonotes

 Shorea (bao gồm cả Caryolobis, Doona, Isoptera, Pachychlamys, Pentacme)

 Stemonoporus (bao gồm cả Monoporandra)

 Upuna

 Vateria

 Vateriopsis

 Vatica (bao gồm cả Pachynocarpus, Retinodendron, Sunaptea, Synaptea)

1.1.1.4 Sơ lƣợc về chi Dầu:

 Chi Dầu (danh pháp khoa học: Dipterocarpus) là một chi thực vật có hoa và lá

chi điển hình của họ Dầu (Dipterocarpaceae)

 Chi này có khoảng 70 loài, có mặt ở Châu Á, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á Chúng là thành phần quan trọng của các rừng dầu Chi này chứa một số loài cây lấy gỗ quan trọng

Hình 1.2: Chi Dầu (Dipterocarpus)

1.1.2 Sự phân bố của cây chò nâu

- Phân bố rộng ở Đông Nam Á.Trên thế giới có ở các nước: Trung Quốc (Vân Nam), Ấn Độ (Arunachal Pradesh, Assam, Manipur, Meghalaya, Nagaland, Tripura, West Bengal), In-đô-nê-xi-a (Jawa, Lesser Sunda là Sumatera.); Malaysia (bán đảo Malaysia), Myanmar, Thái Lan,

- Ở Việt Nam, có từ Thừa Thiên - Huế trở ra, nhiều nhất ở Phú Thọ, Hà Giang, Tuyên Quang, Quảng Bình

1.1.3 Ứng dụng của cây chò nâu

- Thân cây dùng làm cầu thang gỗ: Chủ yếu tay vịn, con tiện, và cột trụ, ít làm mặt bậc và cổ bậc

Ưu điểm: Giá thành rẻ, tương đối mền, dễ gia công, chế biến

Nhược điểm: bị mối mọt, dễ nứt vỡ, cong vênh

- Vỏ cây chò nâu: Có tác dụng lợi tiểu và kích thích tim

Vỏ phơi khô nấu nước uống Nên hạn chế vì lợi tiểu làm lượng nước trong cơ thể thất thoát nhiều có thể dẫn đến suy kiệt và kích thích tim có thể gây trụy tim

Hình 1.3: Hình ảnh hoa và gỗ cây

chò nâu

1.1.4 Đặc tính thực vật

Hình 1.4 Cây chò nâu

Cây chò nâu là một loại cây gỗ lớn, họ Dầu (Dipterocarpaceae) Thân thẳng, tròn, cao 35 - 40 m, đường kính 1 m, phân cành ngang Lá hình bầu dục Hoa lưỡng tính, mọc thành chùm, ra hoa vào tháng 8 - 9 Quả hình trứng, có cánh to ở đỉnh, thu hoạch quả từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau Là cây ưa sáng và ẩm, ưa đất có tầng sâu

dễ thoát nước Hạt tái sinh mạnh

1.1.5 Công dụng của vỏ cây chò nâu

Đồng bào dân tộc Kơ-Tu sử dụng vỏ cây chò nâu ( cây chuồn) dần cho mềm rồi cho vào can rượu theo liều lượng thích hợp để lên men dung dịch rượu được lấy từ cây

Tà vạt (tiếng dân tộc Cơ Tu) (là một loại cây giống như cây dừa - người Kinh gọi là cây dừa núi hoặc cây đoát - mọc tập trung thành từng cụm ở các triền núi thấp, gần khe, hố… nơi đất có độ ẩm cao, thân cây giống như cây dừa ở đồng bằng, rễ chùm, thân to, có nhiều đốt dày, bẹ lớn, lá thưa) Tuỳ theo khẩu vị, phong tục, tập quán từng vùng, từng bản mà người ta đưa vỏ cây chuồn vào can nhiều hay ít Muốn rượu có nồng độ cao hơn, vị đắng, thì cho vỏ chuồn nhiều và ngược lại Khi rượu đã xúc tác tốt với men thì có màu đục, trắng

Hình 1.5 Vỏ chò nâu (chuồn) đã phơi khô

Rượu Tà Vạt - một loại rượu thơm ngon, độc đáo, đậm đà bản sắc văn hoá của đồng bào dân tộc KơTu, một loại rượu “truyền thống” không thể thiếu được trong gia đình, lễ hội… Đặc biệt là uống mừng năm mới, xuân đến Tết về

1.2 CACBOHYDRAT

1.2.1 Khái niệm

Cacbohydrat là những thành phần rất quan trọng của thực vật Cacbohydrat là nơi tích trữ năng lượng từ ánh sang mặt trời qua quá trình quang hợp, là nguồn nuôi sống loài người và loài vật Sau khi nghiên cứu những loại đường đơn giản người ta thấy cấu tạo của đường tương ứng với công thức Cn(H2O)n nên gọi là cacbohydrat Về sau, khi người ta đã nghiên cứu kĩ người ta thấy một số đường không thể viết công thức cấu tạo theo công thức chung Cn(H2O)n mà lại đúng với công thức Cn(H2O)m, nên hội nghị

danh pháp quốc tế đề nghị gọi là glucid

1.2.2 Phân loại: Gồm 3 nhóm

 Monosaccharid là những đường đơn không thể cho cacbohydrat đơn giản hơn khi bị thủy phân, monosaccharid tồn tại trong tự nhiên từ tetroso tới nonose

 Oligosaccharide là những cacbohydrat khi thủy phân thì cho từ 1 tới 6 đường đơn giản hơn Ví dụ: maltose, cellobiose, lactose,…

 Polisaccharid có phân tử rất lớn gồm nhiều monosaccharid nối với nhau

Ví dụ: tinh bột, cenlulose, gôm, pectin, chất nhầy,…

Qua phân tích HPLC, ta thu được kết quả là trong thành phần vỏ cây chò nâu có chứa nhiều nhất là D-allose chiếm 32,65% nên ở phần này sẽ trình bày một số tính chất của monosaccharide

1.2.3 Monosaccharid

1.2.3.1.Định nghĩa: Là những hợp chất hữu cơ tạp chức hay còn gọi là những

polycacbonyl( có thể là andehyt hay xeton)

1.2.3.2.Phân loại: có 2 loại

 CH2OH(CHOH)nCHO: aldose

 CH2OH(CHOH)nCOCH2OH: xetose

1.2.3.1 Cấu tạo của monosaccharide

Bằng các phản ứng đặc trưng, phân tích được đặc điểm của mạch C:

 Phản ứng với thuốc thử Feling:

CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH  CH2OH(CHOH)4 COONa

 Phản ứng với thuốc thử Tolenes:

CH2OH(CHOH)4CHO + 2[Ag(NH3)2OH  CH2OH(CHOH)4COONH3 + 2Ag + 3NH3 + H2O

 Phản ứng với Anhidrit axetic

CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O  C5H6(OCOCH3)5CHO

+ 5CH3COOH

 Phản ứng với HI:

CH2OH(CHOH)4CHO + 6HI  CH3(CH2)3CHICH3 + 5HIO

 Phản ứng với HCN:

CH2OH(CHOH)4CHO + HCN  CH2OH(CHOH)5CN

CH2OH(CHOH)5CN + 2H2O  CH2OH(CHOH)5COOH + NH3

CH2OH(CHOH)5COOH + 6HI  CH3(CH2)5COOH + 6HIO

Từ các phản ứng trên, ta kết luận rằng: glucose là phân tử mạch thẳng không phân nhánh, có một nhóm –CHO ở đầu mạch C

Glucose có công thức là: CH2OH(CHOH)4CHO 1-alldohexose

Tương tự như trên, xác định được công thức của fructose là:

CH2OH(CHOH)3COCH2OH 2-xetohexose

1.2.3.2 Các đồng phân lập thể của monosaccharide:

Phân tử glucose có 4 C bất đối (C*) nên có số đồng phân quang học là 2n

(n là số C bất đối), glucose có 16 đồng phân quang học (8 cặp đồng phân đối quang)

a Cấu tạo đồng phân dãy D và dãy L:

Nhóm –OH của nguyên tử C* ở xa nhóm cacboyl nhất ở về phía bên phải thì đồng phân quang học đó thuộc dãy L, ngược lại nếu ở phía bên trái thì thuộc dãy D

Còn cấu hình của tất cả các nguyên tử C* khác đều giống nhau

Ví dụ: cặp D(+)-glucose và D(+)-manto là cặp đồng phân Epime

c Đồng phân ĐIA:

- Là loại đồng phân quang học thông thường Trong số 16 đồng phân lập thể của aldohexose thì chỉ có D(+)-glucose và L(-)-glucose là cặp đồng phân đối quang, còn lại 14 đồng phân kia được gọi là đồng phân ĐIA của D(+)-glucose

- Các đồng phân ĐIA có cấu hình khác nhau, có năng suất quay cực có thể cùng dấu hoặc khác dấu nhưng trị số tuyệt đối của góc quay là

khác nhau

1.2.3.6.Phân bố monosaccharide trong tự nhiên:

Monosaccharid nói chung (glucose nói riêng) là hợp chất rất quan trọng đối với sinh lí của thực vật và động vật Có nhiều trong tất cả các loài thực vật và cả cơ thể con người

Tiếp theo, ta sẽ đi tìm hiểu về hợp chất 1,2-benzendiol Đây cũng là hợp chất có thành phần tương đối lớn trong vỏ cây chò nâu

Catechol lần đầu tiên được phân lập vào năm 1839 bởi H Reinsch bằng cách

chưng cất catechin từ thực vật để nhuộm , nước trái cây Mimosa thực vật để nhu m (

Acacia thực vật để nhu m LF) Khi catechin nóng trên điểm phân hủy của nó, một chất

đầu tiên mang tên "pyrocatechol" hình thành ("Pyro" đề cập đến nhiệt) Điều này

"pyrocatechol" được gọi đơn giản như catechol

Catechol được sản xuất công nghiệp do hydroxyl của phenol bằng cách sử dụng hydrogen peroxide:

C6H5OH + H2O2 → C6H4(OH)2 + H2O Trước đây, catechol đã được sản xuất bằng cách thủy phân của 2-thay thế phenol, đặc biệt là 2-chlorophenol , với các giải pháp nóng dung dịch nước có chứa các hydroxit kim loại kiềm Methyl ether, dẫn xuất của nó guaiacol, chuyển đổi catechol qua thủy phân của CH3-O được thúc đẩy bởi axit hydriodic

Catechol sản xuất các quinon với việc bổ sung nitrate ammonium ceric(CAN)

 Phản ứng với kim loại:

Catechol là axit liên hợp của một đại lý chelating được sử dụng rộng rãi trong hóa học Giải pháp cơ bản của catechol phản ứng với sắt (III) để cung cấp cho các màu

đỏ [Fe(C6H4O2)3]

3 -.

Ferric chloride cho một màu xanh lá cây với dung dịch nước, trong khi các giải pháp kiềm nhanh chóng thay đổi một màu xanh lá cây và cuối cùng là một màu đen khi tiếp xúc với không khí Nó làm giảm các giải pháp bạc trong đồng cảm và kiềm nóng atechol cũng có thể được kết hợp để tạo phức [RuIII

(NH3)4(catechol)] + bị oxy hóa nhanh hơn so với catechol trong sự hiện diện của oxy, nhưng kiểm soát tiềm

năng điện phân cho thấy rằng quá trình oxy hóa của nó liên quan đến việc chỉ có một electron

 Hóa học Redox:

Catechol được sản xuất bằng cách đảo ngược 2 electron, proton giảm của benzoquinone

1,2-Catecholate dianion loạt oxi hóa khử, semiquinonate monoanionic, và benzoquinone

được gọi chung là dioxolenes Dioxolenes được sử dụng như là các phối tử

1.2.4.4.Sự phổ biến trong tự nhiên:

Một lượng nhỏ của catechol xảy ra tự nhiên trong trái cây và rau quả, cùng với các enzyme polyphenol oxidase (còn được gọi là catecholase, hoặc catechol oxidase) Sau khi trộn lẫn enzyme với các chất nền và tiếp xúc với oxy (như khi một củ khoai tây hoặc táo được cắt rời ra), catechol không màu oxy hóa sắc tố melanoid hơi đỏ-nâu, các dẫn xuất của benzoquinone Enzyme được bất hoạt bằng cách thêm vào một axit, chẳng hạn như nước chanh, và làm chậm lại với làm mát Không bao gồm oxy cũng ngăn ngừa các phản ứng hóa nâu Benzoquinone được cho là kháng khuẩn, làm chậm sự hư hỏng của trái cây bị thương và các bộ phận của cây khác

Catechol cũng được tìm thấy rộng rãi trong thế giới tự nhiên, động vật thân đốt lớp biểu bì bao gồm chitin được liên kết bởi catechol phân nữa protein Lớp biểu bì có thể được tăng cường bởi cross-liên kết ( thuộc da ) Đặc biệt là côn trùng, và tất nhiên bởi mối liên quan sinh hóa Catechols như DHSA được sản xuất thông qua sự trao đổi chất

của cholesterol do vi khuẩn Mycobacterium tuberculoss

Pyrocatechol cũng được tìm thấy trong Agaricus bisporus

Urushiols tự nhiên hiện có các hợp chất hữu cơ có cấu trúc bộ xương catechol

và chức năng diphenol nhưng với nhóm alkyl thay thế vào vòng thơm Urushiols là kích thích chất độc da được tìm thấy trong thực vật như cây thường xuân,… catecholamines kích thích tố sinh hóa quan trọng, các chất dẫn truyền thần kinh là phenethylamines phenyl nhóm có một cấu trúc bộ xương catechol

Các bộ phận của một phân tử của catechin , một hợp chất tự nhiên có trong trà ,

có cấu trúc bộ xương catechol trong nó

1.2.4.5.Sử dụng:

Khoảng 50% của tổng hợp catechol được tiêu thụ trong sản xuất thuốc trừ sâu, phần còn lại được sử dụng như là một tiền thân của hóa chất tốt đẹp như nước hoa và dược phẩm Đây là một khối xây dựng thông thường trong tổng hợp hữu cơ Một số hương vị công nghiệp quan trọng và nước hoa được chuẩn bị bắt đầu từ catechol Guaiacol được chuẩn bị methyl hóa catechol và sau đó được chuyển đổi sang vanillin trên thang điểm từ kg 10M mỗi năm (1990) Liên quan đến monoethyl ether của catechol, guethol , được chuyển đổi để ethylvanillin , một thành phần của bánh kẹo sô-

cô-la 3 - Trans-Isocamphylcyclohexanol, được sử dụng rộng rãi như là một thay thế

cho dầu gỗ đàn hương, được chuẩn bị từ catechol qua guaiacol và long não Piperonal, một mùi hương hoa, được chuẩn bị từ diether methylene catechol tiếp theo ngưng tụ với glyoxal và decarboxylation

Catechol được sử dụng như là một nhà phát triển hình ảnh đen và trắng , nhưng, ngoại trừ một số ứng dụng mục đích đặc biệt, việc sử dụng nó cho đến gần đây là phần lớn lịch sử Hiện đại catechol phát triển đi tiên phong lưu ý nhiếp ảnh gia Sandy vua Xây dựng của ông "PyroCat" được phổ biến rộng rãi trong số các nhiếp ảnh gia bộ phim hiện đại, màu đen và trắng

1.2.4.6.Dẫn xuất của catechol:

Bộ xương catechol xảy ra trong một loạt các sản phẩm tự nhiên như urushiols , kích thích chất độc da được tìm thấy trong thực vật như cây thường xuân, và catecholamine, các loại thuốc bắt chước họ (chẳng hạn như MDMA), kích thích tố chất dẫn truyền thần kinh, và catechin, được tìm thấy trong trà Nhiều dẫn xuất pyrocatechin đã được đề xuất cho các ứng dụng điều trị

1.3 Phương pháp phân tích trọng lượng

1.3.1 Bản chất của phương pháp

Phương pháp phân tích trọng lượng là phương pháp phương pháp phân tích định lượng dựa vào kết quả cân khối lượng của sản phẩm, hình thành sau phản ứng kết tủa bằng phương pháp hóa học hay phương pháp vật lý Do chất phân tích chiếm một tỉ lệ xác định trong sản phẩm đem cân nên dựa khối lượng của sản phẩm đem cân dễ dàng suy ra lượng chất phân tích trong đối tượng phân tích

Quá trình phân tích một chất theo phương pháp trọng lượng:

- Chọn mẫu và gia công mẫu

- Tách trực tiếp chất cần xác định hoặc các thành phần của nó khỏi sản phẩm phân tích dưới trạng thái tinh khiết hóa học hay dạng hợp chất có thành phần xác định bằng phản ứng kết tủa hay điện phân

- Xử lý sản phẩm đã tách bằng các biện pháp thích hợp (rửa, nung, sấy ) rồi đem cân để tính kết tủa

1.3.2 Phân loại các phương pháp

Phương pháp đẩy: Dựa vào việc tách thành phần cần xác định ở dạng đơn chất

rồi cân

 Phương pháp kết tủa: Trong phương pháp này ta dùng phản ứng kết tủa để

tách chất nghiên cứu ra khỏi dung dịch phân tích Các kết tủa tách ra có thành phần hóa học nghiêm ngặt được rửa, sấy hoặc đem nung Khi đó kết tủa thường được chuyển thành một chất mới có thành phần biết chính xác rồi đem cân trên cân phân tích

 Phương pháp điện phân: Người ta dùng điện phân để tách kim loại cần xác

định trên catốt bạch kim Sau khi kết thúc điện phân, đem sấy điện cực rồi cân và suy

ra lượng kim loại đã thoát trên điện cực bạch kim Phương pháp này thường được dùng xác định các kim loại trong môi trường đệm pH = 7

 Phương pháp chưng cất: Trong phương pháp này chất đem phân tích được

chưng cất trực tiếp hay gián tiếp Trong phương pháp chưng cất trực tiếp, chất đem phân tích được chuyển sang dạng bay hơi rồi hấp thụ nó vào chất hấp thụ thích hợp Khối lượng của chất hấp thụ tăng lên một lượng ứng với chất đã hấp thụ vào

1.3.3 Một số kĩ thuật của phương pháp

1.3.3.1 Lấy và hòa tan mẫu cân

Độ lớn của lượng cân chất lấy để nghiên cứu ảnh hưởng đến độ chính xác của sự phân tích Lượng cân của chất phân tích càng lớn, độ chính xác tương đối của các kết quả phân tích càng cao Để tính lượng cân, cần biết hàm lượng gần đúng của các cấu tử trong mẫu nghiên cứu của chất đem phân tích hoặc biết được công thức của nó

Các kết tủa tinh thể có thể tích nhỏ, các kết tủa vô định hình có thể tích lớn vì vậy lượng cân của chất cần phải khác nhau Kết tủa thu được không nên quá lớn vì vậy các khó khăn về thực nghiệm sẽ tăng lên Đồng thời lượng kết tủa cần phải đủ để tiện thao tác và xử lý nó Ngoài ra việc dùng những lượng cân quá nhỏ có thể là nguyên nhân của những sai số tương đối rất lớn khi cân Trong phân tích trọng lượng, sai số cho phép khi cân không được vượt quá 0,1% Hàm lượng phần trăm của cấu tử xác định trong mẫu càng nhỏ thì lượng cân phải càng lớn

 Lấy mẫu cân để phân tích

Để lấy mẫu cân của chất rắn người ta thường dùng các kính đồng hồ, các ống nghiệm đặc biệt, các cốc cân, còn đối với chất lỏng người ta dùng các ống nhỏ giọt, các bình nhỏ 1 – 2 ml, các loại capuxin keo hoặc pipet cần có khóa mài nhẵn Để lấy lượng cân của các chất dễ bay hơi người ta dùng các ampun có thành mỏng

 Sự chuyển lượng cân của chất rắn

Cẩn thận lấy cốc cân có chứa lượng cân ra khỏi đĩa cân và dốc ngược cân trên miệng cốc cân vào cốc cân cần theo dõi một cách cẩn thận để không làm mất dù chỉ một lượng mẫu cân rất nhỏ

 Sự chuyển lượng cân của chất lỏng

Để lấy lượng cân của chất lỏng người ta thường dùng các loại pipet đặc biệt có khóa Khi chuyển lượng cân lỏng ta mở khóa của pipet và cẩn thận rót chất lỏng vào trong cốc Sau đó đem cân pipet và phần mẫu còn lại trong đó

 Hòa tan lượng cân

Các chất không tan trong nước lạnh được hòa tan khi đun nóng trong cốc hoặc bình hóa học đặt trên nồi cách thủy hoặc cách khí Cốc được đậy bằng kính đồng hồ, nếu dùng bình thì đặt bình vào một phễu thủy tinh để ngưng hơi Đôi khi người ta tiến

hành hòa tan trong bát sứ

1.3.3.2 Kĩ thuật kết tủa

 Lượng dung môi: Với kết tủa tinh thể pha loãng đến 0,1N, còn nếu để từ dung

dịch tách ra kết tủa vô định hình thì lượng cân được hòa tan trong thể tích nước tối thiểu để thu được dung dịch đặc

 Lượng chất kết tủa: Để kết tủa các kết tủa tinh thể và vô định hình cần lấy

lượng dung dịch chất kết tủa lớn bằng 1,5 lần lượng đã tính toán Để kết tủa các kết tủa tinh thể người ta dùng các dung dịch loãng chất kết tủa, còn với kết tủa vô định hình thì dùng dung dịch đặc chất kết tủa

 Kết tủa: Thường được tiến hành trong cốc đã dùng để hòa tan mẫu Các kết

tủa tinh thể được kết tủa khi đun nóng trên nồi đun cách thủy hoặc cách không khí Còn kết tủa các kết tủa vô định hình được kết tủa từ dung dịch nóng, đặc bằng dung

dịch đặc chất kết tủa

1.3.3.3 Lọc rửa kết tủa

 Lọc: Trong phân tích định lượng thường dùng giấy lọc không tro Để lọc đôi

thì sử dụng bột giấy Tùy thuộc vào kích thước hạt của kết tủa mà dùng các loại giấy

lọc có mức độ xốp khác nhau Khi rót chất lỏng trên phễu lọc người ta dùng đũa thủy tinh

 Chọn nước rửa: Thường dùng nước cất có thêm lượng nhỏ các chất làm giảm

độ tan của kết tủa và ngăn cản sự pepti hóa

 Rửa kết tủa trên giấy lọc: Tia chất lỏng từ bình vào phễu để cho chất lỏng

chảy từ trên xuống dưới và làm cho kết tủa lấp đầy đỉnh của nón hình phễu Khi chất lỏng đầy khoảng 1/2 phễu thì ngừng rửa cho chất lỏng từ phễu chảy hết ra sau đó lại tiếp tục rửa cho đến khi hòa tan hoàn toàn hết tạp chất hòa tan

1.3.3.4 Chuẩn bị dạng cân

- Để thu được dạng cân, kết tủa cần được sấy trong tủ sấy hoặc được nung đến khi

có khối lượng không đổi

- Chén được rửa cẩn thận, sấy khô và được nung trong điều kiện nung kết tủa

- Bình hút ẩm đựợc đậy lại bằng nắp tủy tinh có vòi hút và được chuyển vào phòng cân

- Khi chén có được nhiệt độ của không khí phòng cân, dùng cặp lấy nó ra khỏi bình hút ẩm và cân trên cân phân tích với độ chính xác 0,002 g Việc nung chén sứ có kết tủa được tiến hành không ít hơn 2 lần nên hiệu số các kết quả 2 lần cân không vượt quá 0,002 g Nếu trường hợp ngược lại, việc nung chén sứ cần được lặp lại cho đến khi khối lượng chén sứ không đổi

1.3.3.5 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp phân tích trọng lượng

 Ưu điểm: Các phương pháp phân tích trọng lượng cho phép ta xác định được

với độ chính xác cao hàm lượng của các cấu tử riêng biệt Phân tích trọng lượng được dùng để xác định rất nhiều kim loại (các cation) và các phi kim (anion), thành phần của hợp kim, của quặng silicat, các hợp chất hữu cơ Bằng phân tích trọng lượng, người ta tiến hành các xác định với độ chính xác đạt tới 0,01÷ 0,005 %, độ chính xác đó vượt xa

độ chính xác các phương pháp chuẩn độ

 Nhược điểm: Nhược điểm chủ yếu của phân tích trọng lượng là thời gian xác

định kéo dài Vì nguyên nhân này mà các phương pháp phân tích trọng lượng bị mất đi

giá trị trước kia của mình và trong thực tiễn người ta thay thế bằng các phương pháp phân tích hóa học và hóa lý hiện đại nhanh hơn nhiều

1.4 Phương pháp chiết chất rắn

1.4.1 Chiết ngấm kiệt

Chất chiết bị biến đổi trong dung môi ở nhiệt độ cao, nên sử dụng phương pháp ngấm kiệt để chiết kiệt Dịch chiết đầu của mẫu 1 làm dung môi sau cho mẫu 4, dịch chiết sau mẫu 1 làm dung môi đầu cho mẫu 2 Dịch chiết sau của mẫu 2 làm dung môi đầu cho mẫu 3, dịch chiết sau mẫu 3 làm dung môi cho mẫu 4, dịch chiết sau mẫu 4 lấy

từ dịch chiết đầu mẫu 1 Thu toàn bộ dịch chiết Quy trình được tóm tắt hình 1.4, sơ đồ thu dịch chiết mô tả bảng 1.3

1 2 3 4

A1 B1 C1 D1

A2 B2 C2 D2

Hình 1.6 mô tả chiết ngược dòng

Bảng 1.1 Đường đi của dung môi trong chiết ngược dòng

=> dung môi A2

Hỗn hợp dung môi => dung môi B2

Hỗn hợp dung môi => dung môi C2

Dung môi A1

=> dịch D2

1.4.2 Chiết đơn giản, nhiều lần