MỤC LỤCMỞ ĐẦU.....................................................................................................................11. Lý do chọn đề tài.....................................................................................................12. Mục đích nghiên cứu...............................................................................................33. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu...........................................................................34. Phƣơng pháp nghiên cứu.........................................................................................35. Nội dung nghiên cứu...............................................................................................36. Cấu trúc của luận văn..............................................................................................4CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................51.1. CÂY BỨA...........................................................................................51.1.1. Bộ Chè ..............................................................................................51.1.1.1. Họ Chè (Theaceae)........................................................................51.1.1.2. Họ Măng cụt (Clusiaceae).............................................................61.1.2. Bứa....................................................................................................61.1.2.1. Bứa mọi .........................................................................................81.1.2.2. Bứa mủ vàng 1, 7 .....................................................................81.1.2.3. Bứa nhà..........................................................................................91.1.2.4. Tai chua .......................................................................................101.1.2.5. Garcinia cambogia.......................................................................111.1.2.6. Garcinia indica.............................................................................121.1.2.7. Garcinia atroViridis.....................................................................131.2. AXIT HYDROXYCITRIC (HCA)....................................................................141.2.1. Nguồn gốc ()HCA................................................................................141.2.2. Sự khám phá ()HCA ............................................................................141.2.3. Chiết tách HCA ..............................................................................161.2.4. Hoá học lập thể của HCA...............................................................161.2.5. Tính chất của ()HCA và lacton....................................................171.2.6. Định lƣợng ()HCA.......................................................................181.2.7. Tác dụng của HCA .........................................................................191.3. MUỐI KÉP CỦA AXIT HYDROXYCITRIC ..................................................201.4. TÁC DỤNG CỦA CÁC MUỐI KIM LOẠI NATRI VÀ KẼM CỦA()HCA .....................................................................................................................21CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................232.1. NGUYÊN LIỆU.................................................................................................232.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................232.2.1. Phƣơng pháp chƣng ninh................................................................232.2.2. Phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ ........................................................242.2.3. Phƣơng pháp trọng lƣợng.......................................................................242.2.3.1. Xác định độ ẩm của nguyên liệu .................................................242.2.3.2. Xác định hàm lƣợng tro...............................................................252.2.3.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.......................252.2.4. Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc ......................................................262.2.4.1. Phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC...............................................262.2.4.2. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR.................................................272.2.4.3. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân NMR........................28CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................303.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU ...........................................................................303.1.1. Sơ đồ nghiên cứu....................................................................................303.1.2. Xác định một số tính chất vật lý.............................................................313.1.2.1. Độ ẩm ..................................................................................................313.1.2.2 Hàm lƣợng tro ......................................................................................313.1.3. Thực nghiệm tổng hợp muối kép NaZn hydroxycitrat .........................323.2. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI ........................................333.2.1. Kiểm tra sản phẩm muối bằng phổ hồng ngoại IR.................................333.2.2. Kiểm tra sản phẩm muối bằng phổ HPLC .............................................343.2.3. Xác định hàm lƣợng ion Zn2+ và Na+trong sản phẩm muối kép băngphƣơng pháp AAS.....................................................................................................353.2.4. Kiểm tra sản phẩm muối bằng phổ cộng hƣởng từ hạt nhân .................36KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................391.Kết luận .........................................................................................................392.Kiến nghị .......................................................................................................39TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................40
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA HÓA ….… NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Nguyễn Thị Kim Thi Lớp : 12SHH Tên đề tài: “Tổng hợp xác định cấu trúc muối kép Natri - Kẽm hydroxycitrat từ dịch chiết HCA” Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị Nguyên liệu: vỏ bứa Hóa chất: cồn 960, cồn 600, nƣớc cất, NaOH 0,1N, phenolphthalein, ZnO Dụng cụ thiết bị: - Cốc thủy tinh 250ml, 500ml, 1000ml, 2000ml; - Phễu lọc, bếp điện, bếp cách thủy, tủ sấy, cân phân tích; - Đũa thủy tinh, buret, pipet, bình tam giác, ống đong; - Máy đo HPLC, máy đo IR - Máy đo AAS Nội dung nghiên cứu Điều tra sơ bộ, thu gom xử lí nguyên liệu; Dùng phƣơng pháp chƣng ninh để chiết tách axit; Tổng hợp muối képNa /Zn hydroxycitrat; Xác định số số hóa lý: độ ẩm, hàm lƣợng tro; Xác định cấu trúc muối phổ IR, HPLC Kiểm tra độ hút ẩm muối kép Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS Đào Hùng Cƣờng Ngày giao đề tài: 24/07/2015 Ngày hoàn thành: 26/04/2016 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải GS.TS Đào Hùng Cƣờng Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng 05 năm 2016 Kết điểm đánh giá: Ngày…… tháng 05 năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn giảng viên GS.TS Đào Hùng Cường NCS Lê Xuân Văn tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giảng viên giảng dạy công tác phòng thí nghiệm khoa hóa, trường đại học Sư phạm giúp đỡ tạo điều kiện cho em thời gian nghiên cứu đề tài Em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn động viên giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp cách thành công tốt đẹp Đà Nẵng, ngày tháng 05 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Kim Thi MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .3 Nội dung nghiên cứu .3 Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .5 1.1 CÂY BỨA 1.1.1 Bộ Chè 1.1.1.1 Họ Chè (Theaceae) 1.1.1.2 Họ Măng cụt (Clusiaceae) .6 1.1.2 Bứa 1.1.2.1 Bứa 1.1.2.2 Bứa mủ vàng [1], [7] .8 1.1.2.3 Bứa nhà 1.1.2.4 Tai chua .10 1.1.2.5 Garcinia cambogia .11 1.1.2.6 Garcinia indica 12 1.1.2.7 Garcinia atroViridis .13 1.2 AXIT HYDROXYCITRIC (HCA) 14 1.2.1 Nguồn gốc (-)-HCA 14 1.2.2 Sự khám phá (-)-HCA 14 1.2.3 Chiết tách HCA 16 1.2.4 Hoá học lập thể HCA .16 1.2.5 Tính chất (-)-HCA lacton 17 1.2.6 Định lƣợng (-)-HCA .18 1.2.7 Tác dụng HCA 19 1.3 MUỐI KÉP CỦA AXIT HYDROXYCITRIC 20 1.4 TÁC DỤNG CỦA CÁC MUỐI KIM LOẠI NATRI VÀ KẼM CỦA (-)-HCA .21 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 NGUYÊN LIỆU 23 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.2.1 Phƣơng pháp chƣng ninh 23 2.2.2 Phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ 24 2.2.3 Phƣơng pháp trọng lƣợng .24 2.2.3.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu 24 2.2.3.2 Xác định hàm lƣợng tro .25 2.2.3.3 Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS .25 2.2.4 Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc 26 2.2.4.1 Phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC .26 2.2.4.2 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 27 2.2.4.3 Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân NMR 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 30 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu 30 3.1.2 Xác định số tính chất vật lý .31 3.1.2.1 Độ ẩm 31 3.1.2.2 Hàm lƣợng tro 31 3.1.3 Thực nghiệm tổng hợp muối kép Na/Zn hydroxycitrat 32 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI 33 3.2.1 Kiểm tra sản phẩm muối phổ hồng ngoại IR 33 3.2.2 Kiểm tra sản phẩm muối phổ HPLC .34 3.2.3 Xác định hàm lƣợng ion Zn2+ Na+ sản phẩm muối kép băng phƣơng pháp AAS .35 3.2.4 Kiểm tra sản phẩm muối phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 1.Kết luận 39 2.Kiến nghị .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1 Tên bảng So sánh tính chất vật lý HCA, lacton từ Garcinia Hibiscus Trang 17 1.2 Mô tả đặc điểm HCA 18 3.1 Kết xác định độ ẩm 10 gam vỏ bứa khô 31 3.2 Kết xác định hàm lƣợng tro vỏ bứa khô 32 3.3 So sánh kết phổ IR muối kép Zn/Na HCA 34 3.4 3.5 Kết diện tích pic phổ HPLC sản phẩm muối kép Zn/Na HCA Kết xác định hàm lƣợng ion Zn2+ Na+ sản phẩm muối kép 35 36 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Quả, bứa 1.2 Cây, lá, quả, hoa bứa mủ vàng 1.3 Cây, bứa nhà 10 1.4 Quả tai chua 11 1.5 Cây, lá, hoa, Garcinia cambogia 12 1.6 Cây, Garcinia Indica Kokam 13 1.7 Hoa, lá, Garcinia atroViridis 14 1.8 Cấu trúc đồng phân axit hydroxycitric 15 1.9 Cấu trúc axit hydroxycitric lacton 16 1.10 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm IA IIA 20 1.11 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm IA IIB 20 1.12 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm II 21 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 30 3.2 Dịch muối kép tẩy màu 33 3.3 Muối kép Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 33 3.4 Phổ IR muối kép Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 33 3.5 Sắc kí đồ HPLC muối kép 35 3.6 Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 35 3.7 Cấu trúc dự đoán muối kép Zn/Na hydroxycitrat 36 3.8 Phổ 13C-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 37 3.9 Phổ 1H-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 37 3.10 Công thức muối Zn/Na-HCA 38 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Béo phì gia tăng nhanh chóng lứa tuổi, tầng lớp quốc gia, tạo nên gánh nặng to lớn tiến toàn nhân loại với gần 30% số dân toàn cầu bị thừa cân, béo phì Đây kết báo cáo Viện Thống kê Đánh giá Sức khỏe thuộc Đại học Washington Seattle công bố ngày 28/5 vừa qua Dựa số liệu thống kê 188 nƣớc từ năm 1980 đến 2013, nghiên cứu "Gánh nặng bệnh tật toàn cầu" cho biết số ngƣời béo phì tăng từ 857 triệu ngƣời lên 2,1 tỷ ngƣời vòng 33 năm Trƣớc năm 1995, tình trạng thừa cân béo phì Việt Nam nói thấp, nhƣng nhiều năm trở lại Với tốc độ phát triển kinh tế nhƣ nay, đời sống nhân dân đƣợc nâng cao, tình hình thay đổi, nghiên cứu gần cho thấy số lƣợng ngƣời bị thừa cân ngày gia tăng Béo phì thừa cân tạo nhiều hệ lụy cho ngƣời nhƣ thể trạng mệt mỏi, bất lực, tử vong sớm ung thƣ, bệnh tim mạch, tiểu đƣờng đột quỵ.Theo thống kê Tổ chức y tế giới, bệnh gián tiếp gây 3,4 triệu ca tử vong năm Đây không bi kịch ngƣời bệnh mà ảnh hƣởng xấu tới kinh tế đất nƣớc, khoản chi phí khổng lồ ngành y tế Do khắp nơi giới, có nhiều biện pháp đƣợc đề xuất nhằm hạn chế hậu bệnh béo phì gây Một biện pháp đƣợc sử dụng nhiều dùng thực phẩm giảm cân có nguồn gốc từ thiên nhiên Garcinia Cambogia đƣợc sử dụng phổ biến Ở số nƣớc hay sử dụng Bứa, cho cảm giác no, bớt thèm ăn Do đó, từ xa xƣa, Bứa đƣợc sử dụng nhƣ thảo dƣợc để giảm thèm ăn tăng cƣờng lƣợng Thành phần Bứa acid hydroxycitric (HCA) Nghiên cứu HCA giúp làm giảm cân mà ảnh hƣởng tới hệ thần kinh Vào thập niên 70, nghiên cứu HCA cho thấy HCA làm cho chuột ăn Các nghiên cứu khác động vật chiết xuất Garcinia Cambogia ức chế enzym ATP-citrate lyase, làm giảm chuyển hóa carbohydrate thành mỡ Bên cạnh đó, làm giảm cảm giác thèm ăn Chiết xuất Garcinia Cambogia làm tăng nồng độ serotonin, hormon kiểm soát thèm ăn, giấc ngủ trạng thái tinh thần Tăng nồng độ Seretonin giúp bạn tránh đƣợc thói quen thèm ăn Giảm nồng độ Seretonin dẫn tới stress, nguyên nhân làm bạn ăn nhiều HCA làm cho thể cảm thấy no, tràn đầy lƣợng, làm cho bạn ăn trƣớc Thêm vào đó, HCA có xu hƣớng làm giảm mỡ máu, tránh đƣợc bệnh động mạch vành ăn nhiều đồ chất béo Hiện giới có hàng trăm nghiên cứu HCA, chƣa có tác dụng phụ đƣợc ghi nhận HCA có công thức hóa học tƣơng tự nhƣ citrate tự nhiên, đƣợc biết đến an toàn Ở dạng tự có hoạt tính sinh học nhƣng không bền dễ chuyển hóa thành dạng lacton, bền nhƣng hoạt động hoạt tính sinh học nên việc tổng hợp muối từ HCA đƣợc nghiên cứu nhằm làm tăng ổn định hoạt tính sinh học HCA Theo kết nghiên cứu giới muối HCA dựa kim loại kiềm, kiềm thổ có tác dụng giảm cân Ngoài Kẽm nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho sức khỏe ngƣời Kẽm khoáng chất cần thiết đƣợc tìm thấy hầu hết tế bào Nó cần thiết cho việc chữa lành vết thƣơng, giác quan nhƣ khứu giác vị giác, tổng hợp AND hỗ trợ cho lớn lên phát triển bình thƣờng suốt thời kì thai nghén, thời thơ ấu thời niên Đặc biệt với nam giới, hàm lƣợng kẽm có ảnh hƣởng lớn đến trì sức khỏe tuyến tiền liệt, phát dục, khả tình dục nam giới Do tác dụng to lớn kẽm thể ngƣời, việc bổ sung kẽm chế độ ăn uống vô cần thiết Ở Việt Nam, bứa loại dễ trồng, phát triển tốt, cho suất cao có hầu hết địa bàn Miền Trung, Tây Nguyên, Nam Bộ.Tuy nhiên, nƣớc ta chƣa có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng loại axit này, nhƣ dẫn xuất cách rộng rãi hiệu Thiếu nghiên cứu mang tính thành phần, tính chất, khả ứng dụng, công nghệ khai thác 26 Trong điều kiện bình thƣờng nguyên tử không thu không phát lƣợng dƣới dạng xạ Lúc nguyên tử tồn trạng thái Đó trạng thái bền vững nghèo lƣợng nguyên tử Nhƣng nguyên tử trạng thái tự do, ta chiếu chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định vào đám nguyên tử đó, nguyên tử hấp thu xạ có bƣớc sóng định ứng với tia xạ mà phát đƣợc trình phát xạ Lúc nguyên tử nhận lƣợng tia xạ chiếu vào chuyển lên trạng thái kích thích có lƣợng cao trạng thái Đó tính chất đặc trƣng nguyên tử hóa Quá trình đƣợc gọi trình hấp thu lƣợng nguyên tử tự trạng thái tạo phổ nguyên tử nguyên tử Phổ sinh trình gọi phổ hấp thụ nguyên tử Muốn có phổ hấp thụ nguyên tử trƣớc hết phải tạo đƣợc đám nguyên tử tự do, sau chiếu vào chùm tia sáng có bƣớc sóng định ứng với tia phát xạ nhạy nguyên tố cần nghiên cứu Dựa vào mối quan hệ cƣờng độ vạch phổ hấp thụ nồng độ nguyên tố đám ta xác định đƣợc nồng độ nguyên tố cần phân tích Dựa vào phƣơng trình sở phép đo định lƣợng nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử, để xác định nồng độ chất cần phân tích 2.2.4 Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc 2.2.4.1 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC Trong phƣơng pháp tách làm chất, phƣơng pháp sắc kí xem hiệu lực cả, cho phép tách đƣợc hỗn hợp phức tạp gồm hàng chục, chí hàng trăm cấu tử Sắc kí phƣơng pháp tách, phân ly, phân tích chất dựa vào phân bố khác chúng hai pha động pha tĩnh - Pha động thƣờng trạng thái lỏng, hợp chất hữu hỗn hợp hợp chất hữu với nƣớc Các chất phải thỏa mãn điều kiện sau: hòa tan đƣợc chất hữu cơ, trơ với pha tĩnh; có độ nhớt thấp tốt; bền theo thời 27 gian; có độ tinh khiết cao; cân động thiết lập nhanh, phù hợp với detector đem sử dụng… - Pha tĩnh thƣờng hạt nhỏ màng mỏng lỏng bám lên bề mặt chất mang trơ Nếu hạt phải có kích thýớc ðồng ðều, dýới dạng hình cầu mảnh Phải đảm bảo độ xốp định, trơ bền vững với điều kiện sắc kí Nếu dạng lỏng phải màng phim mỏng bám lên bề mặt chất mang trơ (chất mang trơ SiO2, Al2O3…) Khi tiếp xúc với pha tĩnh, cấu tử hỗn hợp phân bố pha động pha tĩnh tƣơng ứng với tính chất chúng (tính bị hấp phụ, tính tan, …) Trong hệ thống sắc ký có phân tử pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký Các chất khác có lực khác với pha động pha tĩnh Trong trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký kết hợp pha tĩnh đến lớp pha tĩnh khác, lặp lặp lại trình hấp phụ, phản hấp phụ Hệ chất có lực lớn với pha tĩnh chuyển động chậm qua hệ thống sắc ký so với chất tƣơng tác yếu với pha Nhờ đặc điểm mà ngƣời ta tách chất phƣơng pháp sắc ký 2.2.4.2 Phương pháp phổ hồng ngoại IR Phổ hồng ngoại đƣợc sử dụng rộng rãi kĩ thuật phân tích hiệu ƣu điểm quan trọng phƣơng pháp cung cấp thông tin cấu trúc phân tử nhanh, không đòi hỏi phƣơng pháp tính toán phức tạp Kĩ thuật dựa hiệu ứng đơn giản hợp chất hóa học có khả hấp thụ chọn lọc xạ hồng ngoại Sau hấp thụ xạ hồng ngoại, phân tử hợp chất hóa học dao động với vận tốc dao động khác xuất dải phổ hấp thụ gọi quang phổ hấp thụ xạ hồng ngoại Các đám phổ khác có mặt phổ hồng ngoại tƣơng ứng với nhóm chức đặc trƣng liên kết có phân tử hợp chất Bởi phổ hồng ngoại hợp chất đƣợc xem nhƣ “dấu vân tay”, dựa vào ta nhận dạng đƣợc chúng Nhƣ phƣơng pháp phân tích phổ hồng ngoại cung cấp thông tin quan trọng dao động phân tử, thông tin cấu trúc phân tử 28 Các vùng phổ hồng ngoại thƣờng đƣợc ghi với trục tung biểu diễn T% (độ truyền qua), trục hoành biểu diễn số sóng với giá trị giảm dần Theo thói quen ngƣời ta gọi số sóng tần số kí hiệu v (cm-1) Hầu hết nhóm nguyên tử hợp chất hữu hấp thụ vùng 4000-650 cm-1 Vùng phổ từ 4000 – 1500 cm-1 đƣợc gọi vùng nhóm chức v chứa hầu hết vân hấp thụ nhóm nhƣ OH, NH, C=O, C=C… Vùng phổ nhóm chức tập trung làm vùng mà vùng tần số đặc trƣng nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo phân tử + Vùng 3650 – 2400 cm-1: chứa vân dao động hóa trị X-H (X: O, N, S, P…) + Vùng 2400 – 1900 cm-1: chứa vân dao động hóa trị nhóm mang liên kết ba hai liên kết đôi kề + Vùng 1900 – 1500 cm-1: chứa vân dao động hóa trị nhóm mang liên kết đôi dao động biến dạng liên kết –NH2 Vùng phổ tử 1500 – 700 cm-1 có chứa vân hấp thụ đặc trƣng cho dao động hóa trị liên kết đơn nhƣ C-C, C-O, C-N… vân dao động biến dạng liên kết nhƣ C-C, C-H… nhƣng thƣờng đƣợc dùng để nhận dạng toàn phân tử xác định nhóm chức Do vùng phổ thƣờng đƣợc gọi vùng vân tay Vùng phổ từ 650 – 250 cm-1 cung cấp thông tin có giá trị hợp chất vô phức chất, chứa vân phổ có liên quan đến dao động hóa trị liên kết C-Br, C-I C-M (M kim loại) 2.2.4.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân đƣợc xây dựng nguyên tắc spin hạt nhân (trong nguyên tử, hạt nhân tự quay quanh trục có momen động lƣợng riêng spin hạt nhân) dƣới tác dụng từ trƣờng chia thành hai mức lƣợng NMR hoạt hóa spin hạt nhân nguyên tố có số proton nơtron lẻ Nhƣ 1H cho ta tín hiệu cộng hƣởng từ hạt nhân, proton đƣợc sử dụng nhiều 1H chiếm tỉ lệ gần 100% tự nhiên phổ 1H nhạy Các hạt nhân 29 13C, 2H, 19F cho tín hiệu NMR nhiên đồng vị tồn tự nhiên nên nhạy đƣợc sử dụng Quang phổ NMR đƣợc thực nguyên tắc tìm điều kiện cộng hƣởng (hoặc từ trƣờng cố định tần số cố định) Trong phân tử, hạt nhân đƣợc bao bọc điện tử hạt nhân có từ tính lân cận khác Do tác dụng thực từ trƣờng vào hạt nhân nghiên cứu không hoàn toàn giống với hạt nhân độc lập Khi có hai yếu tố ảnh hƣởng đến tác dụng từ trƣờng lên hạt nhân nghiên cứu che chắn đám mây điện tử xung quanh hạt nhân ảnh hƣởng hạt nhân bên cạnh có phân tử Trong phân tử, tùy theo cấu trúc mà tần số cộng hƣởng proton (hay 13C) khác Tổng số mũi cộng hƣởng tạo thành phổ NMR phân tử Mỗi phân tử có cấu trúc khác nên có phổ NMR đặc trƣng khác Hai yếu tố quan trọng phổ cộng hƣởng từ hạt nhân vị trí mũi (cho biết độ dịch chuyển hóa học) hình dạng mũi (cho biết tƣơng tác hạt nhân xét với hạt nhân kế cận) Vị trí mũi hình dạng mũi cho biết cấu trúc phân tử xét 30 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu Xử lí nguyên liệu Nguyên liệu Vỏ bứa - Làm - Sấy khô - Nghiền nhỏ Chƣng ninh X/đ độ ẩm X/đ hàm lƣợng tro Dịch muối Na hydroxycitrat NaOH Dung dịch axit(không màu) Dung dịch chiết (màu nâu đỏ) - Loại pectin -Tẩy màu - Thêm dung dịch ZnO Dung- dịch muối kép Na/Zn hydroxycitrat Tẩy màu, cô cạn, xử lý cồn Đo HPLC o Chất rắn màu trắng Xử lý muối Muối kép Na/Zn hydroxycitrat Đo NMR Đo AAS Đo IR Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 31 3.1.2 Xác định số tính chất vật lý 3.1.2.1 Độ ẩm Cân khoảng 10 gam vỏ bứa khô xay mịn vào cốc sứ rửa sạch, sấy khô biết khối lƣợng xác Cho cốc sứ chứa vỏ bứa khô vào tủ sấy sấy nhiệt độ không đổi 800C vòng Sau sấy giờ, ta lấy cốc sứ cho vào bình hút ẩm cốc sứ nguội hẳn tiến hành cân để xác định khối lƣợng cân phân tích Cứ làm khối lƣợng hai lần liên tiếp không đổi chênh lệch khoảng 0,001 gam dừng trình sấy Kết xác định độ ẩm đƣợc thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết xác định độ ẩm 10 gam vỏ bứa khô Mẫu trƣớc Mẫu sau sấy Nƣớc Độ ẩm sấy (gam) (gam) mẫu (gam) (%) 01 10 9,482 0,518 5,18 02 10,256 9,707 0,549 5,35 03 10,183 9,645 0,538 5,28 STT Nhận xét: Độ ẩm trung bình có vỏ bứa khô khoảng 5,27% Với độ ẩm nhƣ nguyên liệu tƣơng đối ổn định điều kiện thƣờng, dễ dàng bảo quản nguyên liệu khoảng thời gian dài mà không bị nấm mốc, không ảnh hƣởng đến chất lƣợng nguyên liệu 3.1.2.2 Hàm lượng tro Để xác định hàm lƣợng tro vỏ bứa, ta cho vỏ đƣợc sấy khô cho vào cốc sứ đƣợc sấy khô biết xác khối lƣợng Cho cốc sứ có chứa vỏ bứa vào lò nung nung nhiệt độ 8000C tiến hành tro hóa vòng thời gian Sau thời gian tro hóa, ta thấy tro có màu trắng, dạng bột mịn Dùng kẹp dài lấy cốc sứ khỏi lò nung cho vào bình hút ẩm cốc nguội hẳn cân cốc cân phân tích tính khối lƣợng 32 Sau 30 phút ta tiến hành lặp lại trình lần khối lƣợng hai lần cân liên tiếp không đổi sai số 0,001 gam dừng trình tro hóa Bảng 3.2 Kết xác định hàm lượng tro vỏ bứa khô Cốc + STT Khối mẫu lƣợng cốc trƣớc (gam) tro hóa (gam) Khối Cốc + lƣợng mẫu sau mẫu tro (gam) hóa (gam) Khối lƣợng tro Tỉ lệ tro (gam) (%) 01 30,925 34,458 3,533 30,97 0,045 1,27 02 28,674 32,4 3,756 28,717 0,043 1,15 01 26,954 30,512 3,558 27,001 0,0466 1,31 Nhận xét: Hàm lƣợng tro trung bình vỏ bứa khô thấp, chiếm khoảng 1,24% khối lƣợng Điều dự đoán hàm lƣợng khoáng có vỏ bứa khô đặc biệt vỏ bứa tƣơi thấp 3.1.3 Thực nghiệm tổng hợp muối kép Na/Zn hydroxycitrat Lấy 100 ml dung dịch axit thu đƣợc phƣơng pháp chƣng ninh Hòa tan NaOH nƣớc cho vào dung dịch axit khuấy pH 3-5 (dùng NaOH điều chỉnh) Dung dịch ZnO đƣợc thêm từ từ vào dung dịch khuấy pH 9-10 (dùng NaOH, ZnO để điều chỉnh) cho phản ứng xảy hoàn toàn Tiếp tục khuấy pH 8-9 (dùng HCA điều chỉnh) giờ, thu đƣợc dịch muối Xử lý dịch muối theo bƣớc: Tẩy màu than hoạt tính Đổ cồn tuyệt đối vào để kết tủa muối Lọc để lấy muối Ngâm rửa muối nhiều lần cồn 960 Ngâm qua đêm cồn tuyệt đối sấy 1000C 48 Ta đƣợc muối kép Na/Zn hydroxycitrat Một số hình ảnh thực nghiệm tổng hợp muối kép Ca/K hydroxycitra 33 Hình 3.2 Dịch muối kép tẩy màu Hình 3.3 Muối kép Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI 3.2.1 Kiểm tra sản phẩm muối phổ hồng ngoại IR Để kiểm tra sản phẩm muối kép Zn/Na hydroxycitrat đƣợc tạo thành tinh chế, ta thực chụp phổ hồng ngoại IR để so sánh với phổ hồng ngoại IR canxi hydroxycitrat chuẩn, kali hydroxycitrat kết IR thu đƣợc từ tài liệu nƣớc muối kép axit (-)-hydroxycitric Kết chụp phổ hồng ngoại muối kép Zn/Na hydroxycitrat tạo thành đƣợc thể hình 3.4 Hình 3.4 Phổ IR muối kép Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 34 So sánh kết phổ IR muối thu đƣợc với liệu phổ IR thu đƣợc kết nhƣ bảng 3.3 Bảng 3.3 So sánh kết phổ IR muối kép Zn/Na HCA Số sóng cm-1 Pic đặc trƣng Muối kép axit (-)Muối kép Zn/NaHCA hydroxycitric (TLTK) Dao động hóa trị OH 3423,7 3403 1588,4 1599 1396,7 1407 Dao động hóa trị CO (ancol) 1066,9; 960,0 1099; 1062 Dao động giãn liên kết C – C 917,6; 862,6 906; 837 Dao động uốn liên kết C –C 567,7 638 Dao động hóa trị không kđđ đối xứng COO Dao động hóa trị đối xứng COO Nhận xét: Phổ hồng ngoại IR muối muối kép Zn/Na hydroxycitrat tƣơng tự Nhƣ vậy, bƣớc đầu khẳng định muối kép Zn/Na hydroxycitrat đƣợc tạo thành có cấu trúc tƣơng tự với muối axit (-)-hydroxycitric 3.2.2 Kiểm tra sản phẩm muối phổ HPLC Để kiểm tra sản phẩm tạo thành, ta thực kiểm tra sản phẩm muối Zn/Na hydroxycitrat thu đƣợc sắc kí đồ HPLC, so sánh với phổ HPLC (-)-HCA chuẩn Kết chạy sắc kí đồ HPLC muối Zn/Na hydroxycitrat (hình 3.5), xuất pic có thời gian lƣu 3,74 phút gần giống với thời gian lƣu axit (-)-HCA chuẩn 3,802 phút.(Hình 3.6) 35 3,8 3,74 02 Hình 3.5: Sắc kí đồ HPLC muối kép Hình 3.6 Sắc kí đồ HPLC (-)-HCA Zn/Na hydroxycitrat tinh chế Theo kết chạy phổ HPLC muối kép Zn/Na hydroxycitrat tạo thành ta thu đƣợc pic với thời gian lƣu khác nhau, pic có thời gian lƣu 3,74 phút trùng với thời gian lƣu của (-)-HCA chuẩn, đồng thời có độ cao có diện tích lớn chiếm 98,867% Tuy nhiên, pic thứ có diện tích nhỏ nên bỏ qua Kết kiểm tra phổ HPLC muối kép Zn/Na hydroxycitrat đƣợc trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Kết diện tích pic phổ HPLC sản phẩm muối kép Zn/Na HCA Tên Zn/Na hydroxycitrat Thời gian lƣu (phút) 3,74 Diện tích pic 899608 % diện tích pic 98,867 Nhận xét: Hàm lƣợng muối sau tinh chế sản phẩm thu chuyển hóa 98,867% ứng với thời gian lƣu 3,74 phút 3.2.3 Xác định hàm lƣợng ion Zn2+ Na+ sản phẩm muối kép băng phƣơng pháp AAS Kết xác định hàm lƣợng ion Zn2+ Na+ sản phẩm muối kép tạo thành đƣợc thể bảng 3.5 36 Bảng 3.5 Kết xác định hàm lượng ion Zn2+ Na+ sản phẩm muối kép TT Tên ion Phƣơng pháp Kết mẫu phân tích (mg/g) Kết tính theo lí thuyết (mg/g) Hàm lƣợng Zn2+ AAS 130 115 Hàm lƣợng Na+ AAS 183 162 Nhận xét: Hàm lƣợng ion Zn2+ sản phẩm muối kép xác định đƣợc phƣơng pháp AAS 130 mg/g (chiếm 13,0%), cao so với hàm lƣợng kẽm tính toán theo lý thuyết (dựa vào công thức 65/567 = 11,46%) Hàm lƣợng ion Na+ sản phẩm muối kép xác định đƣợc phƣơng pháp AAS 183 mg/g (chiếm 18,3%), cao so với hàm lƣợng Natri tính toán theo lý thuyết (dựa vào công thức 23.4/567= 16,23%) Kiểm tra sản phẩm muối phƣơng pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) cho thấy hàm lƣợng Zn2+ Na+ lần lƣợt 13,0%, 18,3% kết hợp với nghiên cứu lí thuyết đề nghị công thức cấu tạo muối HCZn-Na nhƣ sau: Hình 3.7 Cấu trúc dự đoán muối kép Zn/Na hydroxycitrat 3.2.4 Kiểm tra sản phẩm muối phổ cộng hƣởng từ hạt nhân Để xác định cấu trúc sản phẩm muối Zn/Na hydroxycitrat tạo thành, ta tiến hành đo phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13C-NMR 1H-NMR (D2O, 300MHz) * Phổ 13C-NMR: Phổ 13C-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat đƣợc thể hình 3.7 37 Hình 3.8 Phổ 13C-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat tinh chế Phổ C13-NMR hình 3.7 có pic 40,938 kết tƣơng ứng methylene cacbon (C-5,5’), Các pic 75,829; 76,532 methine cacbon (C-2,2’ C-3,3’) Pic 178,990 cabonyl cacbon (C-1,1’; C-4,4’ C-6,6’) *Phổ 1H-NMR: Phổ 1H-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat đƣợc thể hình 3.8 Hình 3.9 Phổ 1H-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat tinh chế 38 Dựa phổ 1H-NMR muối Zn/Na hydroxycitrat ta thấy có xuất vân phổ khoảng từ 2,5 đến 3,5 ppm, nhiều đỉnh chứng tỏ vân phổ nhóm methylene Tín hiệu phổ 1H-NMR proton methylene (Ha-5,5’ Hb-5,5’) xuất 2,681ppm 2,712 ppm Vân phổ 4,737 ppm, cho thấy proton nhóm methine (H-2,2’) Các proton nhóm OH COOH phổ 1H-NMR (D2O, 300MHz) Từ phƣơng pháp xác ta có công thức muối kép Zn/Na-HCA nhƣ sau: Hình 3.10 Công thức muối Zn/Na-HCA 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Trong trình triển khai nghiên cứu, đề tài đạt đƣợc số kết nhƣ sau: - Đã thực chiết tách HCA phƣơng pháp chƣng ninh với điều kiện nhƣ sau: thời gian giờ, tỉ lệ rắn/lỏng 10 gam/150ml - Đã tạo đƣợc muối kép Zn/Na hydroxycitrat từ HCA với điều kiện chuyển hóa thích hợp nhƣ sau NaOH dung dịch ZnO/100 ml dịch chiết thành muối kép Zn/Na hydroxycitrat - Kiểm tra hàm lƣợng thành phần muối kép tinh chế đƣợc phƣơng pháp HPLC AAS xác định cấu trúc phổ IR, NMR Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu triển khai, ứng dụng muối Na-Zn hydroxycitrat đƣợc tổng hợp từ axit HCA từ vỏ bứa khô để sản xuất làm thực phẩm chức với mục đích giảm cân 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội [2] Đỗ Tất Lợi (2005), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học Hà Nội [3] Đặng Quang Vinh, Đào Hùng Cƣờng, Nguyễn Thƣơng (2011), “Extracting (-)hydroxycitric Acid from Dried Rinds of Garcinia oblongifolia Champ Ex Benth by Using Microwave” [4] Đặng Quang Vinh (2007), Nghiên cứu chiết tách xác định axit hydroxy citric lá, vỏ bứa, Luận văn thạc sĩ khoa học [5] Đặng Quang Vinh, Luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu chiết tách xác định axit hydroxycitric lá, vỏ bứa” 6 Benny Antony (2003), "Studies on Hydroxycitric acid in Garcinia", Research center of Mahatma Gandhi University, Kerala, India [7] Jayaprakasha, G K.; Sakariah, K K (1998), “Determination of organic acids in Garcinia cambogia (Desr.) by HPLC”, Journal of Chromatography A, 806(2), 337-339 [...]... Sử dụng chiết chƣng ninh để chiết tách HCA; Chuyển hóa HCA thành muối kép Na/Zn hydroxycitrat; Phân tích công cụ để xác định hàm lƣợng và cấu trúc của muối kép tạo thành 5 Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về cây bứa và axit hydroxycitric (HCA) - Chọn và xử lí nguyên liệu 4 - Chiết tách axit bằng phƣơng pháp chƣng ninh - Xác định hàm lƣợng axit có trong dịch chiết bằng phƣơng pháp chuẩn độ và phƣơng... lƣỡng sắc, và tính toán góc quay của phân tử Glusker và những cộng sự đã báo cáo cấu trúc và cấu hình chính xác của canxi hydroxycitrat và (-) -HCA lacton bằng chụp X-quang tinh thể Stallings và những cộng sự báo cáo cấu trúc tinh thể muối etylene diamine cặp đồng phân lập thể hydroxycitrat 1.2.5 Tính chất của (-) -HCA và lacton Tính chất vật lý của (-) -HCA và lacton (Hình 1.3) từ Garcinia và Hibiscus... để xác định axit hữu cơ trong quả của G cambogia, mẫu chiết thƣơng mại của G cambogia, và lá, vỏ quả của G indica Trong phƣơng pháp HPLC này, dịch chiết pha loãng có thể xác định định lƣợng mà không cần cô đặc, sấy Đây là điểm thuận lợi để có thể định lƣợng (-) -HCA và lacton của nó một cách riêng biệt 1.2.7 Tác dụng của HCA 1 HCA có tác dụng ngăn chặn quá trình tích mỡ và cải thiện bilance mỡ máu HCA. .. Trong đó X, Y đƣợc lựa chọn độc lập từ những kim loại thuộc nhóm II (IIA và IIB) của bảng tuần hoàn Những kim loại nhóm II và đƣợc lựa chọn độc lập từ Be, Mg, Ca, Ba và Ra (nhóm IIA), Zn, Cd và Hg (nhóm IIB) trong các hợp chất cacbonat, oxit hay hydroxit của chúng 1.4 TÁC DỤNG CỦA CÁC MUỐI KIM LOẠI NATRI VÀ KẼM CỦA (- )HCA Clouatre và cộng sự khẳng định muối Na của (-) -HCA có hiệu quả trong việc tăng sự... lƣợng của X chiếm từ 1,5 đến 51,0% Tỉ lệ khối lƣợng của Y chiếm từ 2,0 đến 50,9% Tỉ lệ khối lƣợng của HCA chiếm từ 31,0 đến 93,0% tùy theo khối lƣợng phân tử của X và Y Nếu là Na+, Y là Ca2+ thì phần trăm khối lƣợng của natri là 8,58%, của canxi là 14,92% và của (- )HCA là 76,50% 21 Gokaraju và các cộng sự công bố dạng muối hai kim loại của (-) -HCA với các kim loại nhóm II Qúa trình pha chế những muối. .. trình tổng hợp muối kép Natri- Magie hydroxycitrat - Đóng góp thêm những thông tin, tƣ liệu khoa học về cây bứa, tạo cơ sở khoa học ban đầu cho các nghiên cứu sâu về ứng dụng của axit hydroxycitric 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượngnghiên cứu - Muối kép Na/Zn hydroxycitrat 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Chiết tách axit hydroxycitric từ vỏ quả bứa khô - Tổng hợp muối kép Na/Zn hydroxycitrat từ axit... Garcinia và việc thiếu phƣơng pháp chính thức để phân tích (-) -HCA đã tạo ra một sự lộn xộn và bất đồng giữa các nhà phân tích Phƣơng pháp hiện tại để xác định (-) -HCA chứa trong dịch chiết từ G cambogia bằng phƣơng pháp chuẩn độ axit-bazơ, phƣơng pháp này giúp ta xác định đƣợc tổng lƣợng axit có trong dịch chiết Tuy nhiên, trong phƣơng pháp này không thể định lƣợng đƣợc nồng độ của (-) -HCA và lacton... 1.1 Đƣơng lƣợng của lacton sạch là 69, xác định bằng chuẩn độ kiềm hoặc phân tích bằng muối bạc Phổ IR của etyleste cho thấy este và nhóm hydroxyl lần lƣợc là 5,41-5,76 và 2,74-2,79 μ Cấu trúc của (-) -HCA lacton đã đƣợc chứng minh bằng phổ IR và 1H NMR (-)- HCA lacton thể hiện rõ dải sóng phổ IR tại 3200, 1760, và 1680 cm-1 Bảng 1.1 So sánh tính chất vật lý của HCA, lacton từ Garcinia và Hibiscus Garcinia...3 về các hợp chất hóa học có trong cây bứa Đây là những vấn đề rất đáng đƣợc quan tâm nghiên cứu nhằm góp phần quy hoạch, khai thác, chế biến và ứng dụng các sản phẩm của cây bứa một cách có hiệu quả, khoa học hơn Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: “TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA MUỐI KÉP NATRI- KẼM HYDROXYCITRAT TỪ VỎ QUẢ BỨA TAI CHUA – GARCINIA COWA” 2... bào 20 1.3 MUỐI KÉP CỦA AXIT HYDROXYCITRIC Balasubramanyam và những cộng sự đƣa ra phƣơng pháp tạo thành cặp muối kim loại hòa tan nhóm IA và IIA của (-) -HCA Phƣơng pháp này bao gồm (-) -HCA chiết bằng nƣớc và xử lý dịch chiết với các loại hydroxit và clorua kim loại khác nhau để đƣợc cặp muối kim loại, sau đó làm kết tủa muối tan hai kim loại bằng cách thêm dung môi phân cực để phân lập muối tan hai