CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ALKALOID11.1.Alkaloid 1911.1.1.Khái niệm alkaloid11.1.2.Phân loại alkaloid1a)Phân loại alkaloid theo bậc Nitơ1b)Phân loại alkaloid theo đường sinh tổng hợp1c)Ứng dụng của alkaloid71.1.3.Phân bố Alkaloid trong tự nhiên8a)Alkaloid trong thực vật9b)Alkaloid trong động vật141.2.Tính chất chung của Alkaloid 169161.2.1.Tính chất vật lý16a)Trạng thái16b)Độ tan171.2.2.Tính chất hóa học17a)Tính kiềm của Alkaloid17b)Phản ứng với các thuốc thử chung18CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM212.1.Đối tượng nghiên cứu212.1.1.Cây trà (chè)21a)Nguồn gốc 221b)Hình dáng, đặc điểm 222c)Thành phần hóa học 222d)Một số công dụng 111213232.1.2.Cây quất (tắc, hạnh) 5725a)Nguồn gốc25b)Hình dáng, đặc điểm26c)Thành phần hóa học của trái quất27d)Một số công dụng272.2.Phương pháp trích ly alkaloid 145292.2.1.Nguyên tắc chung292.2.2.Các phương pháp trích ly alkaloid ở thực vật29a)Chiết dạng Alkaloid muối tự nhiên trong cây29b)Chiết dạng Alkaloid muối mới30c)Chiết dạng Alkaloid base302.3.Thực nghiệm 2312.3.1.Trích ly alkaloid trong lá trà xanh31a)Lựa chọn phương pháp trích ly tối ưu31b)Tối ưu hóa quy trình trích ly322.3.2.Trích ly alkaloid trong trái quất 532a)Lựa chọn phương pháp trích ly tối ưu32b)Tối ưu hóa quy trình trích ly343.1. Kết quả của quá trình trích ly alkaloid trong lá trà353.1.1. Khảo sát lượng Na2CO3 10% sử dụng để kiềm hóa bột trà353.1.2. Khảo sát thời gian đun dung dịch trà kiềm363.1.3. Khảo sát lượng dung môi dicloromethane sử dụng383.1.4. Các điều kiện tối ưu393.1.5. Định tính sản phẩm403.2. Kết quả của quá trình trích ly alkaloid trong trái quất433.2.1. Khảo sát lượng dung môi cloroform sử dụng chiết hồi lưu cao quất433.2.2. Khảo sát thời gian chiết hồi lưu cao quất453.2.3. Khảo sát khoảng nhiệt độ chiết hồi lưu cao quất463.2.4. Các điều kiện tối ưu483.2.5. Định tính sản phẩm48KẾT LUẬN52TÀI LIỆU THAM KHẢO54
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC VIẾT TẮT 1 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các họ thực vật giàu alkaloid [8] 9 Bảng 1.2. Một số loài động vật có chứa alkaloid 15 Bảng 1.3. pKa của một số alkaloid 18 Bảng 1.4. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử tạo tủa vô định hình 19 Bảng 1.5. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử tạo tủa tinh thể 19 Bảng 1.6. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử đặc hiệu 20 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung dịch Na 2 CO 3 10% để kiềm hóa bột trà 35 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian đun dung dịch trà – kiềm 37 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi dicloromethane sử dụng 38 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi cloroform sử dụng chiết hồi lưu cao quất 44 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian chiết hồi lưu cao quất 45 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi khoảng nhiệt độ chiết hồi lưu cao quất 47 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cây mã tiền 10 Hình 1.2. Cà độc dược 10 2 Hình 1.3. Cây trà (chè) 10 Hình 1.4. Cây thuốc lá 11 Hình 1.5. Cây ma hoàng 11 Hình 1.6. Canh ki na 11 Hình 1.7. Cây náng 12 Hình 1.8. Cây anh túc 12 Hình 1.9. Cây hồ tiêu 12 Hình 1.10. Cây lựu 13 Hình 1.11. Cây ba gạc 13 Hình 1.13. Cây bách bộ 13 Hình 1.12. Cây bình vôi 22 Hình 2.1. Cây trà (chè) 22 Hình 2.2. Cây quất (tắc, hạnh) 26 Hình 3.1. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung dịch Na 2 CO 3 10% sử dụng 36 Hình 3.2. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian đun dung dịch trà – kiềm 37 Hình 3.3. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi dicloromethane sử dụng 39 Hình 3.4. Sắc phổ của sản phẩm 41 Hình 3.5. Sắc phổ của mẫu caffein chuẩn 43 Hình 3.6. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi cloroform sử dụng 44 Hình 3.7. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian chiết hồi lưu cao quất 46 Hình 3.8. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi khoảng nhiệt độ chiết hồi lưu cao quất 47 Hình 3.9. Sắc phổ của sản phẩm 49 3 Hình 3.10. Sắc phổ của mẫu codein chuẩn 50 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Quy trình chiết alkaloid sử dụng dung môi MeOH 29 Sơ đồ 2.2. Quy trình chiết alkaloid sử dụng dung môi cồn acid/ nước acid 30 Sơ đồ 2.3. Quy trình chiết alkaloid dưới dạng base 30 Sơ đồ 2.4. Quy trình chiết tách caffein trong lá trà 31 4 Sơ đồ 2.5. Quy trình chiết tách alkaloid trong cao quất 33 5 DANH MỤC VIẾT TẮT Alk: Alkaloid DCM: dicloromethane dm: dung môi IR: infra red MS: mass spectrometry Nuclear Magnetic Resonance sp: sản phẩm 6 Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ALKALOID 1.1. Alkaloid [1][9] 1.1.1. Khái niệm alkaloid Alkaloid có nguồn gốc từ chữ: alcali tiếng Ả rập có nghĩa là kiềm, đây là những hợp chất hữu cơ có chứa dị vòng nitơ, có tính bazơ thường gặp ở trong nhiều loài thực vật và đôi khi còn tìm thấy trong một vài loài động vật. 1.1.2. Phân loại alkaloid a) Phân loại alkaloid theo bậc Nitơ Có thể chia alkaloid làm 5 loại dựa vào bậc của nguyên tử Nitơ trong cấu tạo phân tử alkaloid: Nitơ bậc I, Nitơ bậc II, Nitơ bậc III, Nitơ bậc IV; Nitơ – oxyd. - Các alkaloid bậc II, bậc III:ở pH < 7.0 chúng tồn tại ở dạng ion hóa và ở pH > 8.0 chúng ở dạng không ion hóa. - Các alkaloid bậc IV (berberin, palmatin, sanguinarin ): đây là các hợp chất rất phân cực, trong mọi điều kiện pH chúng đều tồn tại ở dạng ion, để tách chiết chúng phải phân lập dưới dạng muối. - Các alkaloid trung tính: gồm các amid alkaloid (-CONH-, colchicin, capsaicin) và hầu hết các lactam (ricinin ) - Các N-oxyd-alkaloid (gen- alkaloid): nói chung chúng rất phân cực, dễ tan trong nước, hay gặp ở các alkaloid pyrrolizidin (N-oxyd-indicin). b) Phân loại alkaloid theo đường sinh tổng hợp Theo đường sinh tổng hợp có thể chia alkaloid thành 3 loại : pseudo- alkaloid, proto-alkaloid, alkaloid thực. Alkaloid thực (Real alkaloid): đây là nhóm lớn, quan trọng, được hình thành từ các acid amin, chúng có chứa dị vòng Nitơ, và có thể được chia thành nhiều nhóm nhỏ hơn tùy nhân căn bản như sau: - Alkaloid khung pyrrol và pyrrolidin: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 7 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Alkaloid khung pyrrolizidin: - Alkaloid khung tropan: - Alkaloid khung pyridin và piperidin: - Alkaloid khung indol, indolin: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 8 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 9 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Alkaloid khung indolizidin: - Alkaloid khung quinolizidin: - Alkaloid khung quinolein: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 10 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm [...]... alkaloid có tính acid yếu như: arecaidin, guvacin, isoguvacin Các alkaloid có tính kiềm mạnh rất dễ tạo muối bền với acid, còn alkaloid có tính kiềm rất yếu thì cho muối kém bền, dễ trở về dạng base khi tác dụng với acid Bảng 1.3 trình bày giá trị thông số pKa của một số alkaloid: Bảng 1.3 pKa của một số alkaloid Alkaloid pKa Alkaloid pKa Alkaloid pKa Berberin 2.5 Pilocarpin 7.0 Morphin 9.2 Caffein 3.6... tìm thấy khoảng 27000 alkaloid, trong đó có hơn 21000 alkaloid được tìm thấy ở các thực vật bậc cao, gồm 27 nhóm, 1872 khung cơ bản Và khoảng 6000 alkaloid được tìm thấy ở động vật, thực vật khác Hiện nay, vào năm 2013 con số alkaloid được tìm đã tăng lên đến 30000 alkaloid, trong đó có khoảng 21120 alkaloid được tìm thấy trong thực vật hạt kín và hạt trần, ở thực vật bậc cao, alkaloid có mặt trong... b) Độ tan Các alkaloid tồn tại ở dạng base thường kém tan trong nước, nhưng dễ - tan trong dung môi hữu cơ kém phân cực Các alkaloid tồn tại ở dạng muối thường dễ tan trong nước, và khó tan 1.2.2 a) - trong dung môi hữu cơ kém phân cực Các alkaloid tồn tại ở dạng phenol tan được trong dung dịch kiềm Tính chất hóa học Tính kiềm của Alkaloid Đa số các alkaloid có tính kiềm yếu Một số ít alkaloid có tính... lượng alkaloid Hàm lượng alkaloid thay đổi theo điều kiện dinh dưỡng, sinh lý của cây, nói chung thường là thấp Hàm lượng alkaloid được cho là nhiều khi chiếm trên 1% khối lượng, ít khi chiếm dưới 1% khối lượng, và nếu chỉ chiếm dưới 0,01% nó được coi là không tồn tại Tuy vậy, vẫn có những trường hợp đặc biệt như: b) Vỏ thân cây canh ki na chứa 6-10% alkaloid Nhựa cây thuốc phiện chứa 20-30% alkaloid Alkaloid... alkaloid [1][4][5] 2.2.1 Nguyên tắc chung Alkaloid là các base yếu, trong cây chúng tồn tại ở dạng: - Alkaloid muối với acid hữu cơ, vô cơ (dễ dàng chuyển hóa) Alkaloid phức hợp bền với tannin (khó chuyển hóa) Để tách chiết Alkaloid, ta có thể: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 34 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 2.2.2 a) Trường ĐH BR - VT Chiết dưới dạng alkaloid. .. 1.2 Tính chất chung của Alkaloid [1][6][9] 1.2.1 Tính chất vật lý a) Trạng thái - Alkaloid thường không màu, không mùi, vị đắng - Đa số các Alkaloid có chứa oxy trong phân tử tồn tại ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thường, trừ: arecolin, pilocarpidin tồn tại dạng lỏng ở nhiệt độ - thường Đa số các Alkaloid không chứa oxy trong phân tử tồn tại ở trạng thái - lỏng ở nhiệt độ thường Alkaloid ở trong thực vật... điển hình về các loài cây phổ biến có chứa alkaloid: Cây có chứa alkaloid trong hạt như mã tiền, cà độc dược Hình 1.1 Cây mã tiền Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 16 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT Hình 1.2 Cà độc dược Cây có chứa alkaloid trong lá như: trà, thuốc lá - Hình 1.3 Cây trà (chè) Hình 1.4 Cây thuốc lá - Cây có chứa alkaloid. .. kiềm mạnh như: nicotin, các Alkaloid có chứa Nitơ bậc 4, các alkaloid có chứa Nitơ oxyd, các Alkaloid có chứa - 2 nguyên tử Nitơ Các alkaloid có tính kiềm rất yếu như: theobromin, theophyllin, cafein, Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 23 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 - Trường ĐH BR - VT colchicin, codein, ricinin, piperin Các alkaloid có tính acid yếu như:... và chuyên biệt Alkaloid trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng hỗn hợp của các alkaloid cùng nhóm, chúng thường chứa 1-2 alkaloid chính có hàm lượng cao nhất (trong trà xanh ngoài chứa phần lớn là caffein chúng còn chứa 1 lượng nhỏ theobromin và theophyllin), trong các thực vật cùng họ thường chứa các alkaloid cùng nhóm (trong họ Rutaceae - họ Cam thường chứa codein) Đặc biệt rất hiếm khi alkaloid và tinh...Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 - Trường ĐH BR - VT Alkaloid khung iso- quinolein là nhóm lớn nhất với nhiều kiểu như: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 11 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 - Alkaloid khung quinazolin: - Alkaloid khung imidazol: Trường ĐH BR - VT Proto- alkaloid Proto- alkaloid có nguồn gốc từ các acid amin, chúng có cấu trúc đơn . các alkaloid pyrrolizidin (N-oxyd-indicin). b) Phân loại alkaloid theo đường sinh tổng hợp Theo đường sinh tổng hợp có thể chia alkaloid thành 3 loại : pseudo- alkaloid, proto -alkaloid, alkaloid. tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ALKALOID 1.1. Alkaloid [1][9] 1.1.1. Khái niệm alkaloid Alkaloid có nguồn gốc từ chữ: alcali tiếng Ả rập có nghĩa là. loài động vật. 1.1.2. Phân loại alkaloid a) Phân loại alkaloid theo bậc Nitơ Có thể chia alkaloid làm 5 loại dựa vào bậc của nguyên tử Nitơ trong cấu tạo phân tử alkaloid: Nitơ bậc I, Nitơ bậc