Phần 1: TINH CHẾ DUNG MÔI 1.1. Tổng quan Tinh chế dung môi là một trong những giai đoạn cần thiết để đáp ứng những yêu cầu trong việc điều chế và sử dụng dung môi tinh khiết phục vụ trong việc chiết tách các hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền. Tinh chế dung môi ta có thể hiểu là điều chế dung môi tinh khiết. Dung môi nếu như chúng ta bảo quản không cẩn thận, hoặc để lâu không sử dụng rất dễ dàng bị nhiễm bẩn. Vì vậy chúng ta cần phải tinh chế chúng trước khi sử dụng.Có nhiều phương pháp tinh chế, sau đây chỉ trình bày những phương pháp đơn giản, phổ biến dùng trong phòng thí nghiệm, công nghiệp.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA - - BÀI TIỂU LUẬN MƠN: HÓA DƯỢC VÀ THUỐC CHỮA BỆNH ĐỀ TÀI: TINH CHẾ, CÔ ĐUỔI VÀ LÀM KHAN DUNG MÔI Sinh viên thực hiện: Đà Nẵng, tháng năm 2017 Phần 1: TINH CHẾ DUNG MƠI 1.1 Tổng quan Tinh chế dung mơi giai đoạn cần thiết để đáp ứng yêu cầu việc điều chế sử dụng dung môi tinh khiết phục vụ việc chiết tách hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền Tinh chế dung môi ta hiểu điều chế dung mơi tinh khiết Dung môi bảo quản không cẩn thận, để lâu không sử dụng dễ dàng bị nhiễm bẩn Vì cần phải tinh chế chúng trước sử dụng.Có nhiều phương pháp tinh chế, sau trình bày phương pháp đơn giản, phổ biến dùng phịng thí nghiệm, cơng nghiệp 1.2 Phương pháp tinh chế dung môi a.Phương pháp chưng cất Chưng cất dùng để tách chất bẩn dạng lỏng khỏi dung mơi Chưng cất q trình chuyển chất lỏng thành ngưng tụ lại thành lỏng Để chuyển chất lỏng thành ta tiến hành đun sơi chất lỏng Chất lỏng sơi áp suất áp suất bên ngồi, áp suất bên ngồi giảm nhiệt độ sơi chất giảm Đối với chất tinh khiết, nhiệt độ sơi khơng thay đổi suốt q trình đun khơng có tượng q nhiệt đun mạnh Nếu nhiệt độ sôi chất thấp nhiệt độ chất bị phân hủy tiến hành chưng cất áp suất thường Còn nhiệt độ sơi chất cao nhiệt độ phân hủy phải tiến hành chưng cất áp suất thấp Phương pháp chưng cất thường dùng để tách biệt (tinh chế) chất có nhiệt độ sơi khác khỏi hỗn hợp Vì vậy, lợi dụng cách ta tách chất bẩn chất dạng lỏng có nhiệt độ sơi khác với dung mơi khỏi dung mơi ta cần tinh chế Có nhiều phương pháp chưng cất khác tùy thuộc vào tính chất hỗn hợp chất lỏng: +Với chất có nhiệt độ sôi xa thường chọn phương pháp cất đơn hay cất thường +Với chất có nhiệt độ sơi gần thường chọn phương pháp chưng cất phân đoạn +Phương pháp chưng cất lôi nước dùng để tách biệt chất hỗn hợp, có chất không tan nước dễ bay với nước Thông thường phương pháp lựa chọn thỏa mãn điều kiện không thực với hai phương pháp Các phương pháp chưng cất tiến hành áp suất bình thường áp suất thấp tùy vào đặc điểm tính chất hỗn hợp chưng cất Dụng cụ dùng để chuyển từ dạng sang dạng lỏng trình chưng cất gọi ống sinh hàn Có nhiều loại ống sinh hàn: ống sinh hàn khơng khí, ống sinh hàn nước; ống sinh hàn thẳng, xoắn, bầu, tùy vào chất chất tùy vào mục đích sử dụng Với chất lỏng sơi nhiệt độ thấp C dùng ống sinh hàn nước, cao C dùng sinh hàn khơng khí, cịn giới hạn 200- C hứng trực tiếp nhánh bình cất *Chưng cất thường (chưng cất đơn giản) Chưng cất đơn giản áp suất thường dùng để tách biệt chất đủ bền đun nóng thực tế khơng bị phân hủy nhiệt độ sôi Phương pháp thường dùng với chất có nhiệt độ sơi cao C thấp C chất lỏng sơi thấp C nhiều sau chưng cất nên hiệu Nếu chưng cất sử dụng ống sinh hàn, ống sinh hàn thường lắp xi để chất ngưng tụ thu bình hứng Tốc độ cất thường từ 1-2 giọt chất lỏng rơi vào bình hứng giây Để chất lỏng sơi tránh tượng q lửa sẽkhơng có tượng sôi vàkhông thấy hạt chất lỏng chuyển động bề mặt chất lỏng, dẫn đến tượng chất lỏng sôi trào mạnh tràn sang bình hứng, cần phải cho vào bình cất đá bọt, hay ống mao quản hàn kín đầu vào bắt đầu đun nóng Chú ý khơng cho đá bọt vào bình cất sơi.Tùy thuộc vào nhiệt độ sôi mà sau chưng cất chất chứa bình cất chất bẩn hay dung môi cần chiết Hệ thống chưng cất đơn giản áp suất thường (1: lửa đèn 2: bình chứa mẫu chưng cất 3: ống nối 4: nhiệt kế, 5: ống sinh hàn lắp xuôi 6;7: nước vào ống sinh hàn 8: bình hứng 10: sừng bị Hệ thống chưng cất ñại *Chưng cất phân đoạn Chưng cất phân đoạn dùng để tách biệt hỗn hợp dung mơi chất bẩn dạng lỏng hịa tan vào Để tách chất khác khỏi hỗn hợp chất lỏng dùng phương pháp chưng cất thường nhiều lần, thường gọi chưng cất “thuận dòng” Tuy nhiên để tăng hiệu suất chưng cất giảm số lần chưng cất, người ta dùng cột cất phân đoạn Thực chất cột cất phân đoạn làm ngưng tụ phần hỗn hợp cho bay phần chất ngưng tụ lại cách liên tục Hơi bay lên cột cất phân đoạn cao giàu cấu tử có nhiệt độ sơi thấp, cịn chất lỏng chảy trở lại vào bình giàu cấu tử có nhiệt độ sôi cao Cấu tạo cột cất đảm bảo tiếp xúc tốt chất lỏng chảy xuống lên trên, nên gọi chưng cất “ngược dịng” Trong cột cất, số đĩa nhiều tách biệt cao tốc ñộ cất nhỏ, đĩa có tác dụng lần cất thường nồi nấu rượu chưng cất phân đoạn hệ thống dụng cụ chưng cất phân đoạn *Chưng cất lôi nước b.Kết tinh lại Chiếm vị trí hàng đầu phương pháp tinh chế kết tinh lại Sở dĩ trình kết tinh lại đơn giản lại có hiệu cao Lợi dụng tăng độ tan muối đun nóng, thu dung dịch bão hịa nhiệt độ sơi ( sơi nhiệt độ dung môi) Lọc để loại bỏ tạp chất học không tan.Dung dịch lọc sau để nguội bị kết tinh, lọc chất kết tinh khỏi dung mơi Trường hợp dung dịch khơng có chất kết tinh chất bẩn ít, dung dịch loãng Trường hợp ta phải dùng phương pháp đuổi dung môi qua thiết bị khác, lúc dung dịch đạt bão hòa, chất bẩn kết tinh c.Chiết Phương pháp chiết dựa tách cấu tử dung dịch nhờ dung môi hữu không trộn lẫn với dung dịch *Chiết hệ chất lỏng - lỏng Chiết chất bẩnlà lắc dung dịch với dung mơi thích hợp khác khơng trộn lẫn với dung mơi cần tinh chế có khả hịa tan tốt chất cần chiết dung môi tinh chế Trong trường hợp chất cần chiết tan dung môi tinh chế nhiều dung môi hay không chọn dung mơi khơng dùng phương pháp chiết thường trên, mà phải dùng phương pháp chiết liên tục Để lắp ráp dụng cụ cho phương pháp chiết liên tục cần phải biết tỉ khối dung mơi cao hay thấp so với chất cần chiết.Vì tỉ khối khác dụng cụ lắp ráp khác Hệ thống chiết liên tục chất lỏng với chất lỏng d.Phương pháp thăng hoa Phương pháp thăng hoa tách chất bẩn dạng rắn Là trình làm bay chất rắn thành ngưng tụ lại thành trạng thái rắn, không qua trạng thái lỏng Những chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không qua trạng thái lỏng gọi chất thăng hoa Sự thăng hoa xảy nhiệt độ thấp nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi Phương pháp thăng hoa có ưu điểm phương pháp khác thu lượng nhỏ chất Vì chất bẩn có ta loại bỏ Ngược lại phương pháp có nhược điểm chất bẩn phải có tính bay khác nhiều so với dung môi tinh chế, trình thăng hoa thường chậm hao phí nhiều chất phương pháp khác Tốc độ thăng hoa tỉ lệ thuận với áp suất chất nhiệt độ xác định, tỉ lệ với độ lớn bề mặt chất bay tỉ lệ nghịch với áp suất bình Phương pháp tiến hành thăng hoa áp suất thường: Với dụng cụ đơn giản cho dung môi cần tinh chế vào bát sứ, phủ giấy lọc có chọc thủng nhiều lỗ nhỏ đậy bát phễu thủy tinh có bọc giấy tẩm ướt hay vải ướt bên ngồi, có đậy cuống phễu bơng Sau đun nóng bát sứ lửa ñèn cồn hay bếp điện qua lưới amiăng hay bếp cách cát cách cẩn thận đun nóng q phân hủy chất thăng hoa Những chất khơng khó thăng hoa áp suất thường thăng hoa áp suất e.Phương pháp sắc kí Phương pháp sắc kí dùng để tách biệt lượng chất gần giống thành phần tính chất Dùng để tinh chế chất có nhiệt độ sơi cao khơng bền với nhiệt, để tách biệt chất từ tinh dầu, chất màu tự nhiên, aminoaxit, để xác định tính đồng độ tinh khiết chất Có nhiều phương pháp sắc kí: sắc kí phân bố, sắc kí hấp phụ sắc kí trao đổi ion, phân loại phương pháp sắc kí sau: sắc kí cột, sắc kí lớp mỏng, sắc kí giấy, 1.3 Cách bảo quản dung mơi phịng thí nghiệm Phịng thí nghiệm phải có tủ đựng hóa chất, để bảo quản chất thơng thường axit đặt thể lỏng ngăn cuối tủ để lấy dễ dàng tránh đỗ vỡ nguy hiểm, đặc biệt nên sử dụng loại mặt bàn thí nghiệm tránh loại hóa chất độc hại Dung môi dễ dàng bắt lửa benzene, ete, cồn, axeton không nên để nhiều tập trung chỗ Chỉ nên để chất từ 0.5 đến lít làm thí nghiệm phải để loại dung môi xa lửa Đối với hóa chất dễ bay hơi, dễ tác dụng với khí oxi, cacbonic nước cần đựng vào lọ nút cao su nút nhám, bên ngồi có tráng lớp parafin Phần 2: CÔ ĐUỔI, LÀM KHAN DUNG MƠI Trong q trình đuổi,làm khan dung mơi lượng dùng gia nhiệt để chất lỏng bay thành dạng khí, sau loại bỏ để tạo thành sản phẩm không chứa dung môi sản phẩm cô đặc.Cô đuổi, làm khan dung môi khâu kỹ thuật tốn nhiều thời gian trình chiết suất, phân lập tinh chếcũng giai đoạn quan trọng để đáp ứng yêu cầu việc điều chế, chiết tách hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền Nếu cao chiết cịn sót dung mơi xảy phản ứng phụ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm nên cần phải phân tích xử lí q trình A CƠ ĐUỔI DUNG MƠI Dung môi dùng để chiết xuất hợp chất khỏi dược liệu đa dạng thay đổi tùy theo chất loại dược liệu Cơ sở đuổi dung mơi chiết xuất tính bay dung môi dịch chiết Dung môi dùng để chiết xuất dựa vào tính phân cực tính khơng phân cực.Muốn có loại cao chiết có độ phân cực khác nhau, sử dụng dung môi chiết có độ phân cực khác nhau, dựa nguyên tắc chung “ chất giống hòa tan nhau”: dung mơi khơng phân cực hịa tan tốt hợp chất khơng phân cực, dung mơi có tính phân cực trung bình hịa tan tốt hợp chất có tính phân cực trung bình dung mơi phân cực mạnh hòa tan tốt hợp chất phân cực Nước xem dung môi phân cực mạnh ,ngồi nước cịn có ancol bậc thấp methanol, etanol, propanol, butanol,… Các dung môi không phân cực ngồi ete cịn có hydro cacbua ete dầu, benzene, toluene, hexan, heptan,… Với dung môi phân cực khơng phân cực có nhiệt độ sôi thấp so với dịch chiết nên cô đuổi dung mơi dựa vào bay dung mơi.Cách xử lí cô đuổi dung môi chiết tách thường dùng phương pháp chưng cất áp suất thấp, cô quay chân không phương pháp sấy khô Các yếu tổ ảnh hưởng tốc độ cô đuổi làm khan dung môi:3 yếu tố ảnh hưởng +Nhiệt cung cấp + Hơi cần tách +Bề mặt dung môi Để đun sôi dung môi , lượng nhiều, tốc độ đun sơi nhanh.Tuy nhiên, tốc độ đuổi tăng độ chân không tăng hay áp suất giảm, điều số trường hợp Ở mức chân không cao đạt được, dung mơi bay sôi nhiệt độ cực thấp, cực lạnh mà ống ngưng tụ khơng cịn có hiệu để đuổi dung môi 2.2 Phương pháp cô đuổi dung môi a Cô quay chân không Máy cô chân không sử dụng chân không làm giảm nhiệt độ sôi để trình bay chất lỏng xảy nhiệt độ thấp khoảng 30-400C thực nhiệt độ cao làm hư hại vài hợp chất bền nhiệt Bay chân khơng giữ vai trị chủ đạo hệ kín, áp suất giảm dẫn tới làm giảm nhiệt độ sôi thành phần Các thành phần mẫu dung dịch cô quay bay để loại bỏ dung môi mong muốn từ mẫu dịch chiết, ứng dụng q trình tách chiết mơt hợp chất tự nhiên hay đơn giản bước tổng hợp hợp chất hữu Dung mơi hịa tan loại bỏ nhiệt độ không vượt nhiệt độ cho phép Nhiệt độ cho phép phụ thuộc vào độ sôi hợp chất, chất tan dung môi Cô quay bay ứng dụng để tách “ dung mơi có nhiệt độ sơi thấp” n-hexan, ethyl acetat từ hợp chất hữu chất có đặc tính đơng đặc nhiệt độ phịng áp suất Tuy nhiên, ứng dụng phương pháp cần ý hợp chất mẫu có nhiệt độ bay bị loại bỏ, cần ý chọn dung mơi có nhiệt độ sơi phù hợp giảm áp suất vừa phải Các dung mơi có nhiệt độ sôi cao nước (sôi 100oC, 1atm), dimethylformamide (DMF, 153oC, 1atm), Dimethylsulfoxide(DMSO, 189 oC, 1atm) bay hệ thống chân khơng giảm áp suất đủ thấp Ví dụ DMF DMSO sơi 50 0C áp suất giảm xuống từ 1atm xuống 6.6matm b.Cô ly tâm chân không Máy cô ly tâm chân không dung môi, thay cho việc sử dụng máy cô quay chân không, hoạt động dựa vào áp suất giảm Khi áp suất giảm, điểm sôi dung dịch giảm theo Khi áp suất giảm đến mức đó, tùy thuộc vào loại dung môi sử dụng, dung dịch sôi làm bay dung môi nhiệt độ thấp Nhằm tránh tượng sôi bùng mức làm văng mẫu khỏi vật chứa, mẫu quay ly tâm buồng chứa mẫu giữ lại đáy vật chứa nhờ lực ly tâm c Chưng cất phân đoạn Chưng cất phân đoạn phương pháp kinh điển dùng để tách dung môi việc bay khỏi hỗn hợp dich chiết với dung môi dựa vào khác biệt nhiệt độ sơi chất hỗn hợp Q trình chưng cất thực áp suất khí hay áp suất giảm Phương pháp chưng cất phân đoạn thực với bình cất có lắp cột phân đoạn thường nối với máy hút chân không để giảm nhiệt độ chưng cất, giảm ảnh hưởng tới chất nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ áp suất theo dõi trình chưng cất d Bộ chiết Soxhlet Máy chiết soxhlet sử dụng nhiều chiết tách chất mẫu có nhiều ưu điểm tiết kiệm dung mơi,chỉ lượng dung mơi mà chiết kiệt mẫu cây, không tốn công lọc châm dung môi mới.Đối với chiết xuất máy soxhlet dựa vào hòa tan hồn tồn dung mơi với dịch chiết nhiệt độ sôi dung môi thấp dịch chiết Khi thu hồi dung mơi dựa theo ngun lí chiết xuất bay dung môi nhờ nhiệt độ sôi thấp Dung mơi đun nóng lên dung mơi bay lên theo ống ngưng tụ dung môi biết ống ngưng làm lạnh, ngưng tụ thành thể lỏng e Máy đơng khơ Q trình đơng khơ khơng liên quan tới q trình bay hay sơi, lại xảy q trình thăng hoa – chuyển đổi từ pha rắn sang pha mà không chuyển qua pha lỏng.Trong máy đông khô, lượng nhiệt cung cấp để làm đông khô mẫu áp suất thấp chuyển sang lượng đủ để làm tan bang, áp suất lại không đủ để tạo thành chất lỏng dung mơi thăng hoa để tạo thành khí Hơi tạo loại bỏ ngưng tụ nhờ đuổi dung mơi B.LÀM KHAN DUNG MƠI 2.1 Tổng quan Qúa trình làm khan dung mơi q trình thực sau thu hồi , cô đuổi dung môi giai đoạn quan trọng dung mơi tồn trữ hợp chất dung mơi có vài chất hữu cao chiết có thể đổi khơng mong muốn cấu trúc hóa học mà q trình đuổi dung mơi thu sản phẩm chiết dạng dẻo sệt lẫn dung môi chưa cô đuổi hết nên cần phải thực trình làm khan dung mơi Làm khan dung mơi hiểu làm khô cao chiết không tồn trữ dung môi Trong q trình làm khan dung mơi, lượng dùng gia nhiệt để chất lỏng bay thành dạng khí.Dựa vào ngun tắc ta đưa phương pháp làm khan dung môi:phương pháp gia nhiệt đơn giản bếp điện bếp cất thủy, phương pháp sấy khơ thổi khí trơ 2.2 Phương pháp làm khan dung môi a Phương pháp gia nhiệt đơn giản Phương pháp sử dụng trình đuổi dung mơi ,dung mơi chiết cịn dung môi dùng phương pháp tốn thời gian Qúa trình làm khan dung mơi sử dụng lượng đầu vào để kích thích q trình bay dung môi chế gia nhiệt khác sử dụng điện, đèn Với gia nhiệt điện sử dụng bếp điện, bếp cất thủy.Là dụng cụ đơn giản ,dễ tìm phịng thí nghiệm nên sử dụng phổ biến làm khan dung môi b.Làm khan dung mơi thổi khí Cơ đuổi làm khan dung mơi thổi khí tương đối nhanh với dung môi dễ bay hơi, chậm với dung mơi có nhiệt độ sơi cao, khó bay (như nước) Trong q trình mẫu này, khí trơ (nitơ) thổi xuống thơng qua kim vào ống đựng mẫu để tạo dòng đối lưu bề mặt mẫu Điều làm thay đổi cân pha lỏng hơi, nghiêng pha Nhiệt thường gia nhiệt thêm vào mẫu để đẩy nhanh q trình bay hơi, làm nóng khí cần.Kỹ thuật cho phép sử dụng thiết bị mở, tương đối rẻ Phần 3: KẾT LUẬN Tinh chế, cô đuổi làm khan dung môi giai đoạn cần thiết điều chế, chiết tách sử dụng dung môi ,thu hồi tách dung môi khỏi dịch chiết sử dụng trình chiết tách hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền.Dựa vào tính chất vật lí hóa học dung môi lựa chọn phương pháp phù hợp để xử lí dung mơi q trình chiết tách ... - BÀI TIỂU LUẬN MƠN: HÓA DƯỢC VÀ THUỐC CHỮA BỆNH ĐỀ TÀI: TINH CHẾ, CÔ ĐUỔI VÀ LÀM KHAN DUNG MÔI Sinh viên thực hiện: Đà Nẵng, tháng năm 2017 Phần 1: TINH CHẾ DUNG MƠI 1.1 Tổng quan Tinh chế dung. .. mong muốn cấu trúc hóa học mà q trình đuổi dung mơi thu sản phẩm chiết dạng dẻo sệt lẫn dung môi chưa cô đuổi hết nên cần phải thực trình làm khan dung mơi Làm khan dung mơi hiểu làm khô cao chiết... thí nghiệm nên sử dụng phổ biến làm khan dung môi b .Làm khan dung mơi thổi khí Cơ đuổi làm khan dung mơi thổi khí tương đối nhanh với dung môi dễ bay hơi, chậm với dung mơi có nhiệt độ sơi cao,