Hình 2.2 Sơ đồ quy trình tổng quát tổng hợp dẫn xuất So sánh giữa dung môi phân tách rõ bên trái và dung môi rửa giải nhanh bên phải trong trường hợp sản phẩm là vết chấm thứ 2 23 Hình 2
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, phân tích tài liệu về phản ứng nhiều thành phần và các công trình nghiên cứu đã công bố về các phương pháp tổng hợp các dẫn xuất của pyrrolidine-2,3-dione
- Tiến hành phản ứng tổng hợp dẫn xuất của 1,4,5-trisubstituted pyrrolidine-2,3-dione từ dẫn xuất của 4-acetyl-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-one và amine béo
- Chứng minh cấu trúc sản phẩm dựa vào các phương pháp phổ hiện đại như NMR.
Nội dung nghiên cứu
4.1 Tổng quan về lý thuyết
- Tổng quan lý thuyết về phản ứng nhiều thành phần
- Tổng quan về phương pháp tổng hợp dẫn xuất pyrrolidine-2,3-dione dựa vào phản ứng nhiều thành phần
- Nghiên cứu tổng hợp hai dẫn xuất của 1,4,5-trisubstituted pyrrolidine-2,3-dione bằng phản ứng của dẫn xuất 4-acetyl-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-one và amine béo
- Xác định cấu trúc sản phẩm dựa vào các phương pháp phổ hiện đại như NMR.
Bố cục luận văn
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TỔNG QUAN
PHẢN ỨNG NHIỀU THÀNH PHẦN
1.1.1 Sơ lược về phản ứng nhiều thành phần
Trong thập kỷ qua, phát triển bền vững đã trở thành một tiêu chí hàng đầu trong lĩnh vực hóa học Việc áp dụng các chiến lược khéo léo để tổng hợp các hợp chất có cấu trúc phức tạp và các phân tử có tính thay thế cao, kết hợp sự đa dạng phân tử với khả năng tương thích sinh học, đã là trọng tâm chính của nhiều nhóm nghiên cứu Trên thực tế, việc thiết kế hợp lý các phản ứng biến đổi các chất đơn giản và sẵn có thành các cấu trúc phức tạp chỉ bằng một phản ứng là một trong những thách thức lớn hiện nay trong tổng hợp hữu cơ Trong bối cảnh này, phản ứng đa thành phần (MCRs) đã trở thành một trong những cách tiếp cận tốt nhất để đạt được những mục tiêu trên
Phản ứng nhiều thành phần (MCRs) là phản ứng hóa học trong đó có nhiều hơn hai chất đầu phản ứng với nhau để tạo thành sản chứa hầu hết các nguyên tử của chất phản ứng Xét về năng suất hóa học và tạo ra sự đa dạng phân tử, một phản ứng nhiều thành phần được coi là "lý tưởng" không chỉ bao gồm nhiều hơn hai chất ban đầu khác nhau mà tất cả hoặc hầu hết các nguyên tử của những chất ban đầu đó phải được kết hợp với nhau và tạo thành sản phẩm cuối cùng [27] Phản ứng nhiều thành phần phụ thuộc vào các điều kiện phản ứng như: dung môi, nhiệt độ, chất xúc tác, nồng độ các chất ban đầu [2]
Hình 1.1 Sơ đồ minh họa phản ứng nhiều thành phần
Một số nhà hóa học cho rằng phản ứng giữa dầu hạnh nhân đắng và ammonia, do Laurent thực hiện năm 1838, là phản ứng nhiều thành phần đầu tiên được công bố Trong phản ứng này, sự ngưng tụ của ammonia, hydrogen cyanide và benzaldehyde dẫn đến sự hình thành chất trung gian α‐aminonitrile, sau đó, một phân tử benzaldehyde kết hợp với chất trung gian vừa mới hình thành tạo ra base Schiff tương ứng [12]
Một trong những ví dụ về phản ứng nhiều thành phần đầu tiên là phản ứng Strecker để tổng hợp -amino cyanid Tuy nhiên, tại thời điểm đó rất ít nhà hóa học quan tâm đến phản ứng này Năm 1959, khi nhà hóa học Ivar Karl Ugi và các đồng nghiệp đã thực hiện phản ứng nhiều thành phần từ 4 chất ban đầu gồm ketone hoặc aldehyde với amine, isocyanide, acid carboxylic để hình thành một bis-amide Từ phát hiện của Ugi, phản ứng nhiều thành phần đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học nhằm tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học và những phân tử có nhóm chức [20]
Phản ứng nhiều thành phần được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực hóa học vì nó rất phổ biển và tạo ra một lượng lớn sản phẩm Trong quá trình này, những phân tử mục tiêu có độ chọn lọc cao sẽ được tạo ra và tinh chế tạo hợp chất trung gian cho các phản ứng tổng hợp tiếp theo Một thuận lợi khác của phản ứng này là sử dụng những nguyên liệu đơn giản và sẵn có, phản ứng đơn giản, những nguyên liệu có giá thành thấp và thân thiện với môi trường cũng như dung môi không độc hại Ngoài ra, phản ứng nhiều thành phần cho phép sự thay đổi có hệ thống và có khả năng tự động hóa Với tất cả các lý do này, phản ứng nhiều thành phần nhanh chóng trở thành con đường tổng hợp thuốc lý tưởng
1.1.2 Một số công trình nghiên cứu tổng hợp hợp chất hữu cơ bằng phản ứng nhiều thành phần
Phản ứng nhiều thành phần có nhiều loại khác nhau a Phản ứng Ugi [1]
Phản ứng bốn thành phần Ugi (4-CR) là phản ứng điều chế bis-amide từ hợp chất chứa nhóm cacbonyl như aldehyde (hoặc ketone), amine với isocyanide và acid carboxylic Phản ứng được đặt theo tên của Ivar Karl Ugi, người đầu tiên công bố phản ứng này vào năm 1959
Hình 1.3 Cơ chế phản ứng Ugi
Bước đầu tiên là sự hình thành imine từ phản ứng giữa amine với aldehyde, acid carboxylic sẽ tác dụng với imine để hình thành ion iminium Ion này phản ứng với isocyanide và anion của acid carboxylic tạo sản phẩm trung gian, cuối cùng sản phẩm trung gian này sẽ tham gia phản ứng acyl hóa để tạo thành bis-amide b Phản ứng Hantzsch [1]
Phản ứng Hantzsch là một phản ứng ba thành phần (3-CR) bao gồm: aldehyde (formaldehyde), 2 phân tử của một β-keto ester (ethyl acetoacetate) và chất cho nitrogen (ammonium acetate or ammonia) Phản ứng Hantzsch được công bố bởi Arthur Hantzsch vào năm 1882 và được ứng dụng rộng rãi để điều chế các dẫn xuất 1,4-dihydropyridine (DHP)
Hình 1.5 Cơ chế phản ứng Hantzch c Phản ứng Strecker [1]
Phản ứng Strecker còn gọi là phản ứng tổng hợp amino acid được công bố năm
1850 bởi nhà hóa học người Đức Adolph Strecker Đây là phản ứng nhiều thành phần gồm 3 chất đầu là aldehyde, hydrogen cyanide và ammonia
Hình 1.7 Cơ chế phản ứng Strecker
GIỚI THIỆU VỀ PYRROLIDINE-2,3-DIONE VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ 8 1 Sơ lược về pyrrolidine-2,3-dione
1.2.1 Sơ lược về pyrrolidine-2,3-dione a Tổng quát
Trước năm 1985, báo cáo duy nhất về pyrrolidine-2,3-dione là của Dobeneck và cộng sự, người đã điều chế nó bằng cách thủy phân decarboxyl hóa 4- carboethoxypyrrolidine-2,3-dione [5, 24]
Pyrrolidine-2,3-dione là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp nhiều loại cấu trúc có chứa vòng pyrrolidine như alkaloid vasicine Pyrrolidine-2,3-dione ngày càng được quan tâm bởi các nhà hóa học với vai trò là tiền chất của azetidine-2-one và việc sử dụng chúng làm chất kháng sinh [24] b Cấu tạo phân tử
Pyrrolidine-2,3-dione là một hợp chất hữu cơ thuộc họ lactam, có vòng 5 cạnh bao gồm 4 nguyên tử C và một dị tố N
- Khối lượng phân tử : 99.09 g/mol
- Tên gọi IUPAC : pyrrolidine-2,3-dione
- Tên gọi khác : 2,3-pyrrolinedione, pyrrolinedione
Hình 1.8 Công thức cấu tạo Pyrrolidine-2,3-dione
Hình 1.9 Cấu trúc dạng đặc Hình 1.10 Cấu trúc dạng rỗng
1.2.2 Một số dẫn xuất của pyrrolidine-2,3-dione và điều chế [24] a Tổng hợp 1-substituted-4-carboethoxypyrrolidine-2,3-dione (1) và 1- substituted pyrrolidine-2,3-dione (2)
- Phương pháp tối ưu nhất để tổng hợp 1-4-cacboethoxypyrolidine-2,3-dione là dựa trên phản ứng ngưng tụ của dimethyl hoặc diethyl oxalate với N-alkyl hoặc N- aryl-β-aminopropionic acid esters, với sodium alkoxides
Hình 1.11 Tổng hợp 1-substituted-4-carboethoxypyrrolidine-2,3-dione (1) và 1- substituted pyrrolidine-2,3-dione (2) b Tổng hợp 1-allyl- pyrrolidine-2,3-dione và 1-ethoxy-pyrrolidine-2,3-dione
- 1-Allyl- và 1-ethoxy-pyrrolidine-2,3-dione đã được điều chế dưới dạng pyrrolidine-2,3-dione trong quá trình tổng hợp, [24] vì các nhóm thế liên kết với N này có khả năng linh động Quá trình tổng hợp bao gồm việc bổ sung allyl amine hoặc
Hình 1.12 Tổng hợp 1-allyl- pyrrolidine-2,3-dione và 1-ethoxy-pyrrolidine-2,3-dione c Phản ứng tổng hợp của methyl-6-amino-3-benzisoxazole-carboxylate với benzaldehyde và phenylpyruvic acid
- Phản ứng của methyl-6-amino-3-benzisoxazole-carboxylate với benzaldehyde và phenylpyruvic acid trong ethyl acetate tạo thành 1-(3-carbomethoxy-6- benzisoxazolyl)-4,5-diphenylpyrrolidine-2,3-dione [24]
Hình 1.13 Phản ứng tổng hợp của methyl-6-amino-3-benzisoxazole-carboxylate với benzaldehyde và phenylpyruvic acid d Phản ứng tổng hợp của diethyl oxaloacetate với ammonia và ketones
- Phản ứng tổng hợp được phát hiện bởi Ustik and Duranti [24]
Hình 1.14 Phản ứng tổng hợp của diethyl oxaloacetate với ammonia và ketone e Tổng hợp 1,4,5-trisubstituted pyrrolidine-2,3-dione
- Sự ngưng tụ của alkyl hoặc aryl ethoxalyl propionate với amine và aldehyde đã được báo cáo [18, 26] như một phương pháp tổng hợp 4-carboethoxy-1,4,5- trisubstituted pyrrolidine-2,3 dione
Hình 1.15 Tổng hợp 1,4,5-trisubstituted-pyrrolidine-2,3-dione
1.2.3 Ứng dụng của một số dẫn xuất pyrrolidine-2,3-dione
- Ethosuximide, được bán dưới tên thương hiệu Zarontin cùng với một số tên khác, là một loại thuốc dùng để điều trị cho bệnh co giật ở người Chúng có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc phối hợp với các loại thuốc chống động kinh khác như valproic acid
- Danh pháp: (RS)-3-Ethyl-3-methyl-pyrrolidine-2,5-dione
- Các 1-substituted-4-arylidene-2,3-pyrrolidinedione (A) và 2-arylidene-2,3- pyrrolizin-1-one (B) [17] ức chế sự kết tập tiểu cầu trong máu khi thử nghiệm chống lại sự kết tụ collagen gây ra trong máu người đã được đóng gói
- 4,5-Disubstituted-1-(2-aminoethyl)-3-hydroxy-3-pyrolin-2-one đã được tổng hợp thông qua phản ứng của acylpyruvic acid methyl ester với hỗn hợp của aldehyde thơm và ethylenediamine Một số hợp chất tổng hợp có hoạt tính chống viêm và giảm đau rõ rệt với độc tính tương đối thấp [10]
Hình 1.18 4,5-Disubstituted-1-(2-aminoetyl)-3-hydroxy-3-pyrolin-2-one
- 5-Thioxopyrrolidine-2,3-dione đối xứng [28] có tác dụng an thần và giảm đau ở chuột nhắt và chuột cống
Hình 1.19 5-Thioxopyrrolidine-2,3-dione đối xứng
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
- Bình cầu 10 mL, 20 mL, 100 mL, 250 mL
- Bình tam giác 250 mL, cốc thủy tinh 100 mL, 250 mL
- Phễu chiết: 125 mL, phễu lọc, giấy lọc
- Giá sắt, ống nghiệm, ống bóp cao su, ống nhỏ giọt
- Máy khuấy từ gia nhiệt, máy cô quay chân không, máy sóng siêu âm
- Tủ hút, cân phân tích, đèn UV
- Máy đo phổ NMR, phổ khối
- 4-Acetyl-3-hydroxy-1-phenyl-5-(4-bromophenyl)-3-pyrrolin-2-one
Các hóa chất được sử dụng hầu hết được mua từ hãng Merck xuất sứ từ Đức, một số dung môi công nghiệp đã được cất lại để tăng độ tinh khiết
Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 4-acetyl-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-one từ benzaldehyde, amine và ethyl-2,4-dioxovalerate
Hỗn hợp gồm benzaldehyde (1.5 equiv), amine thơm (1.0 equiv) hòa tan trong dung môi acetic acid được cho vào bình cầu đáy tròn Hỗn hợp được khuấy từ dưới khí quyển argon ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ để hình thành imine Sau đó, ethyl-2,4- dioxovalerate (1.0 equiv) được thêm vào và hỗn hợp được tiếp tục khuấy dưới khí quyển argon ở nhiệt độ phòng thêm 3-4 giờ nữa để hình thành sản phẩm cuối cùng
Quá trình hình thành imine và tạo sản phẩm cuối cùng được kiểm tra thông qua sắc ký bản mỏng (lần lượt với hệ dung môi Hexane/EtOAc = 5 : 1 và CH2Cl2/CH3OH = 5 : 0.2) Sau khi phản ứng kết thúc, nước cất được thêm vào bình cầu và hỗn hợp được khuấy từ trong 15 phút để sản phẩm kết tủa hoàn toàn khỏi acetic acid Sản phẩm thô thu được trên giấy lọc sau khi lọc được kết tinh lại trong hệ dung môi dichloromethane và toluene hoặc dichloromethane và ethylacetate trên máy cất quay chân không thu được sản phẩm tinh khiết
2.2.2 Quy trình tổng quát phản ứng tổng hợp dẫn xuất 1,4,5-trisubstituted pyrolidine-2,3-dione từ 4-acetyl-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-one và amine
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình tổng quát tổng hợp dẫn xuất 1,4,5-trisubstituted pyrolidine-
Hỗn hợp gồm 4-acetyl-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-one (1.0 equiv), amine béo (4.0 equiv) và dung môi ethanol được cho vào ống phản ứng có nút nhám Hỗn hợp được khuấy từ trong 5-8h ở nhiệt độ 80 o C Tiến trình phản ứng được theo dõi thông qua sắc
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP
2.3.1 Phương pháp sắc ký bản mỏng a Khái niệm
Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography - TLC) là một kỹ thuật sắc ký dùng để tách hỗn hợp [3] Phương pháp sắc ký được M Tswett phát hiện năm 1906 Phương pháp sắc ký bản mỏng được thực hiện trên một tấm thủy tinh, nhựa hoặc lá nhôm, được phủ một lớp mỏng vật liệu hấp phụ, thường là silica gel, aluminum oxide, hoặc cellulose Lớp chất hấp phụ này được gọi là pha tĩnh Sau khi mẫu đã được áp dụng lên đĩa, một dung môi hoặc hỗn hợp dung môi (được gọi là pha động) được hút lên đĩa thông qua hoạt động của mao quản Bởi vì các chất phân tích khác nhau đi lên tấm TLC với tốc độ khác nhau, nên sự phân tách sẽ đạt được [3, 6]
Sự phân tách các hợp chất dựa trên sự cạnh tranh của chất tan và pha động để tìm vị trí liên kết trên pha tĩnh Với hai hợp chất khác nhau về độ phân cực, hợp chất nào phân cực hơn có tương tác mạnh hơn với silica và do đó, có nhiều khả năng hơn để loại bỏ pha động khỏi các vị trí liên kết [3]
Sắc ký lớp mỏng có thể được sử dụng để theo dõi tiến trình của phản ứng, xác định các hợp chất có trong một chất nhất định và xác định độ tinh khiết của một chất
[3] Ưu điểm của phương pháp:
- Kỹ thuật và thiết bị đơn giản, dễ thực hiện
- Thời gian tiến hành nhanh và độ nhạy cao hơn sắc ký giấy
- Có thể dùng để tìm các điều kiện tối ưu cho sự tách bằng sắc ký lỏng trên cột
- Dùng để thử độ tinh khiết của sản phẩm dùng nhiều trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu sinh học, hóa sinh…
- Tách tốt nhiều hỗn hợp phức tạp
Nhược điểm của phương pháp:
- Trị số Rƒ có độ lặp lại thấp do thành phần pha động thay đổi trong quá trình khai triển sắc ký
- Tăng giãn rộng vết do khuếch tán vì tốc độ dòng pha động thấp
Hình 2.3 Sắc ký bản mỏng b Kỹ thuật
Nguyên tắc tách của quy trình TLC dựa trên ái lực tương đối của hợp chất đã cho đối với pha động và pha tĩnh Quá trình bắt đầu bằng cách di chuyển pha động qua bề mặt pha tĩnh Trong quá trình này, các hợp chất ái lực cao hơn đạt được tốc độ ít hơn so với các hợp chất ái lực thấp hơn Điều này dẫn đến sự tách biệt của chúng
Về bản chất, đây là hệ sắc ký lỏng – rắn Giọt dung dịch mẫu nghiên cứu được nhỏ trên đường xuất phát cách rìa bản mỏng khoảng 1 cm từ dưới lên, còn rìa bản được nhúng vào một dung dịch thích hợp và được đặt trong một lọ có nắp Dung môi này đóng vai trò như pha động trong sắc ký hấp phụ lỏng – rắn Dưới tác dụng của lực mao quản, dung môi sẽ chuyển động dọc theo lớp hấp phụ và vận chuyển các cấu tử của hỗn hợp với các vận tốc khác nhau đưa đến việc tách các cấu tử
Dụng cụ, hóa chất liên quan đến quá trình sắc ký bản mỏng:
Hình 2.4 Dụng cụ, hóa chất liên quan đến quá trình sắc ký bản mỏng môi đã lấy cần phải trơ về mặt hóa học, có độ tinh khiết cao nhất có thể và không chứa hạt
Dung môi thích hợp dùng trong sắc ký bản mỏng là một dung môi có tính phân cực khác với pha tĩnh Để hạn chế sự lan tròn của các vệt mẫu, dung môi được sử dụng để hòa tan mẫu thử phải không phân cực hoặc phân cực một phần nếu pha tĩnh phân cực và ngược lại
- Buồng TLC: Đây là nơi diễn ra quy trình sắc ký lớp mỏng Nó giữ cho các hạt bụi tránh xa quá trình xử lý và không để dung môi bay hơi Để giải ly các đốm một cách thích hợp, một môi trường đồng nhất được duy trì bên trong buồng này
Hệ số Rƒ là đại lượng đặc trưng quan trọng về mức độ tách Giá trị Rƒ là khoảng cách tương đối mà một hợp chất cụ thể đi được đối với pha động
Hình 2.5 Tính toán giá trị R f
Rƒ = Khoảng cách di chuyển của hợp chất (a) Khoảng cách di chuyển của mặt trước dung môi (b) Giá trị Rƒ chỉ là một hằng số đối với mỗi thành phần trong các điều kiện thực nghiệm giống hệt nhau Nó phụ thuộc vào một số yếu tố như: [3]
- Bản chất của chất hấp phụ: Các chất hấp phụ khác nhau sẽ cho giá trị Rƒ khác nhau đối với cùng một dung môi Chỉ có thể tái lập đối với một chất hấp phụ nhất định có kích thước hạt và chất kết dính không đổi Tấm nên được bảo quản trên silica gel trong bình hút ẩm trước khi sử dụng và mẫu phải được xử lý nhanh chóng để hơi nước trong khí quyển không bị tấm hấp phụ
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP
2.3.1 Phương pháp sắc ký bản mỏng a Khái niệm
Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography - TLC) là một kỹ thuật sắc ký dùng để tách hỗn hợp [3] Phương pháp sắc ký được M Tswett phát hiện năm 1906 Phương pháp sắc ký bản mỏng được thực hiện trên một tấm thủy tinh, nhựa hoặc lá nhôm, được phủ một lớp mỏng vật liệu hấp phụ, thường là silica gel, aluminum oxide, hoặc cellulose Lớp chất hấp phụ này được gọi là pha tĩnh Sau khi mẫu đã được áp dụng lên đĩa, một dung môi hoặc hỗn hợp dung môi (được gọi là pha động) được hút lên đĩa thông qua hoạt động của mao quản Bởi vì các chất phân tích khác nhau đi lên tấm TLC với tốc độ khác nhau, nên sự phân tách sẽ đạt được [3, 6]
Sự phân tách các hợp chất dựa trên sự cạnh tranh của chất tan và pha động để tìm vị trí liên kết trên pha tĩnh Với hai hợp chất khác nhau về độ phân cực, hợp chất nào phân cực hơn có tương tác mạnh hơn với silica và do đó, có nhiều khả năng hơn để loại bỏ pha động khỏi các vị trí liên kết [3]
Sắc ký lớp mỏng có thể được sử dụng để theo dõi tiến trình của phản ứng, xác định các hợp chất có trong một chất nhất định và xác định độ tinh khiết của một chất
[3] Ưu điểm của phương pháp:
- Kỹ thuật và thiết bị đơn giản, dễ thực hiện
- Thời gian tiến hành nhanh và độ nhạy cao hơn sắc ký giấy
- Có thể dùng để tìm các điều kiện tối ưu cho sự tách bằng sắc ký lỏng trên cột
- Dùng để thử độ tinh khiết của sản phẩm dùng nhiều trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu sinh học, hóa sinh…
- Tách tốt nhiều hỗn hợp phức tạp
Nhược điểm của phương pháp:
- Trị số Rƒ có độ lặp lại thấp do thành phần pha động thay đổi trong quá trình khai triển sắc ký
- Tăng giãn rộng vết do khuếch tán vì tốc độ dòng pha động thấp
Hình 2.3 Sắc ký bản mỏng b Kỹ thuật
Nguyên tắc tách của quy trình TLC dựa trên ái lực tương đối của hợp chất đã cho đối với pha động và pha tĩnh Quá trình bắt đầu bằng cách di chuyển pha động qua bề mặt pha tĩnh Trong quá trình này, các hợp chất ái lực cao hơn đạt được tốc độ ít hơn so với các hợp chất ái lực thấp hơn Điều này dẫn đến sự tách biệt của chúng
Về bản chất, đây là hệ sắc ký lỏng – rắn Giọt dung dịch mẫu nghiên cứu được nhỏ trên đường xuất phát cách rìa bản mỏng khoảng 1 cm từ dưới lên, còn rìa bản được nhúng vào một dung dịch thích hợp và được đặt trong một lọ có nắp Dung môi này đóng vai trò như pha động trong sắc ký hấp phụ lỏng – rắn Dưới tác dụng của lực mao quản, dung môi sẽ chuyển động dọc theo lớp hấp phụ và vận chuyển các cấu tử của hỗn hợp với các vận tốc khác nhau đưa đến việc tách các cấu tử
Dụng cụ, hóa chất liên quan đến quá trình sắc ký bản mỏng:
Hình 2.4 Dụng cụ, hóa chất liên quan đến quá trình sắc ký bản mỏng môi đã lấy cần phải trơ về mặt hóa học, có độ tinh khiết cao nhất có thể và không chứa hạt
Dung môi thích hợp dùng trong sắc ký bản mỏng là một dung môi có tính phân cực khác với pha tĩnh Để hạn chế sự lan tròn của các vệt mẫu, dung môi được sử dụng để hòa tan mẫu thử phải không phân cực hoặc phân cực một phần nếu pha tĩnh phân cực và ngược lại
- Buồng TLC: Đây là nơi diễn ra quy trình sắc ký lớp mỏng Nó giữ cho các hạt bụi tránh xa quá trình xử lý và không để dung môi bay hơi Để giải ly các đốm một cách thích hợp, một môi trường đồng nhất được duy trì bên trong buồng này
Hệ số Rƒ là đại lượng đặc trưng quan trọng về mức độ tách Giá trị Rƒ là khoảng cách tương đối mà một hợp chất cụ thể đi được đối với pha động
Hình 2.5 Tính toán giá trị R f
Rƒ = Khoảng cách di chuyển của hợp chất (a) Khoảng cách di chuyển của mặt trước dung môi (b) Giá trị Rƒ chỉ là một hằng số đối với mỗi thành phần trong các điều kiện thực nghiệm giống hệt nhau Nó phụ thuộc vào một số yếu tố như: [3]
- Bản chất của chất hấp phụ: Các chất hấp phụ khác nhau sẽ cho giá trị Rƒ khác nhau đối với cùng một dung môi Chỉ có thể tái lập đối với một chất hấp phụ nhất định có kích thước hạt và chất kết dính không đổi Tấm nên được bảo quản trên silica gel trong bình hút ẩm trước khi sử dụng và mẫu phải được xử lý nhanh chóng để hơi nước trong khí quyển không bị tấm hấp phụ
- Pha động: Cần kiểm soát chặt chẽ độ tinh khiết của dung môi và lượng dung môi đã pha Nó phải được làm mới cho mỗi lần chạy nếu một trong các dung môi rất dễ bay hơi hoặc hút ẩm Ví dụ như acetone
- Nhiệt độ: Mặc dù không cần thiết phải kiểm soát chính xác nhiệt độ nhưng bể chứa nên được đặt tránh xa các nguồn nhiệt, ánh nắng trực tiếp, v.v Khi nhiệt độ tăng lên, các dung môi dễ bay hơi nhanh hơn, dung môi chảy nhanh hơn và giá trị Rƒ thường giảm nhẹ
- Độ dày của lớp: Các tấm tiêu chuẩn xấp xỉ 250 micromet là độ dày thích hợp của lớp Dưới 200, các giá trị Rƒ thay đổi đáng kể Các lớp có thể có độ dày cao hơn hoặc thấp hơn trong các hợp chất riêng lẻ
- Bể TLC: Điều quan trọng là phải đạt được các điều kiện bão hòa để chạy các tấm TLC Điều này được thực hiện tốt nhất bằng cách sử dụng các bể nhỏ có lót giấy lọc và đủ dung môi, và bằng cách để bể cân bằng trong ít nhất 30 phút trước khi chạy đĩa Một nắp đậy vừa vặn là điều cần thiết