VIII. Một số hợp chất hữu cơ khác
1. Định lượng alcaloit
Hợp chất alcaloit là một nhóm hợp chất hữu cơ, nitơ trong phân tử alcaloit tạo nên đặc
tính cơ bản của loại hợp chất này.
Alcaloit có trong một số loại thực vật, chính nó tạo nên tính chất dược liệu có tính
kích thích hệ thần kinh trung ương, hoạt động của cơ bắp và tăng sự hô hấp, .vv... Trong loại thực vật dụng chế biến thực phẩm có chứa alcaloit khác nhau như: chè, cà phê, ca
cao, .vv...
Để định lượng alcaloit có 3 phương pháp: phương pháp trọng lượng, phương
pháp thể tích, phương pháp kết tủa.
Phương pháp trọng lượng:
Dùng để xác định hàm lượng của bazơ hay muối alcaloit sau khi loại bỏ dung môi. Tiến
hành như sau: Lọc dung dịch đã trích ly các alcaloit bằng clorofooc hoặc ête vào bình đã biết trước trọng lượng, làm bay hơi dung môi, sấy khô phần còn lại tới khi trọng lượng không đổi, cân.
Phương pháp thể tích:
Phương pháp trung hoà được sử dụng phổ biến. Cần lưu ý các trường hợp sau:
Sau khi trích ly các bazơ alcaloit bằng dung môi hữu cơ, bay hơi dung môi. Cho thêm axít đã biết nồng độ và dung tích. Các bazơ alcaloit hoà tan và thành muối alcaloit.
Lượng axít dư được chuẩn độ bằng dung dịch kiềm với phenolphtalein. Có thể
chuẩn độ trực tiếp phần alcaloit còn lại sau khi bay hơi dung môi bằng dung dịch axít với chất chỉ thị màu metyl da cam.
- Chuẩn độ các muối alcaloit:
Dung dịch nước – rượu của các muối alcaloit tạo thành từ các alcaloit có tính bazơ yếu, không phản ứng với phenolphtalein vì có hằng số phân ly rất nhỏ. Có thể chuẩn độ bằng kiềm với phenolphtalein. Màu của dung dịch xuất hiện khi các bazơ được giải phóng
khỏi muối alcaloit; còn axít tạo ra từ muối sẽ kết hợp với kiềm đã dùng để chuẩn độ. Giọt kiềm dư sẽ hiện màu với thuốc thử.
Phương pháp kết tủa:
Dùng các chất kết tủa khác nhau, ví dụ dung dịch I2 trong KI để chuẩn độ. Để hiểu rõ ta lấy ví dụ sau:
* Định lượng cafein, tananh:
+ Nước chè là loại nước uống được nhiều người ưa thích. Chè được tiêu thụ khắp thế giới. Nước chè có tính kích thích thần kinh, lợi tiểu (do cafein); bổ, kích thích co bóp làm săn niêm mạc (do tananh) nên rất tốt cho hệ tiêu hoá. Hiện nay có 2 loại chè phổ biến là chè xanh và chè đen. Chè đen khác chè xanh là thêm khâu ủ lên men trước khi sấy khô, đồng thời hàm lượng tananh ít hơn. Kiểm nghiệm dinh dưỡng chè không có ý nghĩa vì đây không phải là thực phẩm bổ dưỡng. Do đó kiểm nghiệm chè chủ yếu là kiểm tra phẩm chất thương phẩm và vệ sinh.
+ Yêu cầu kiểm nghiệm: Kiểm nghiệm bao gồm xác định độ ẩm, tổng lượng chất hoà tan trong nước, hàm lượng cafein, tananh, vv...
+ Phương pháp kiểm nghiệm:
Xác định chất hoà tan trong nước:
Lấy 10ml nước chè đã chuẩn bị để phân tích thành phần dinh dưỡng, cho vào chén sứ đã sấy khô. Cho vào nồi cách thuỷ để bay hơi nước. Cho vào tủ sấy 100 – 1050
C và cân cho tới khi trọng lượng không thay đổi. Đưa đi phân tích (việc xác định này trong thực tế người ta không làm, vì hàm lượng các chất dinh dưỡng quá nhỏ).
Định lượng cafein:
* Định lượng cafein: Phương pháp chiết ở môi trường có amoniac. a. Nguyên tắc:
Chiết cafein bằng ête trong môi trường có amoniac. Cho bay hơi hết ête, cặn được
tinh chế bằng KMnO4 và nước ôxy già rồi chiết lại bằng clorofooc. Cho bay hơi clorofooc,
cafein kết tinh thành tinh thể không màu, xác định độ nóng chảy và định lượng nitơ theo phương pháp ken -đan (đã trình bày ở phần trước).
b. Dụng cụ, vật liệu:
- Dụng cụ: Dụng cụ thông thường ở phòng thí nghiệm. - Hoá chất:
+ Amonihydroxyt 220 Bé. + Ête.
+ Dung dịch KMnO4 1%.
+ Dung dịch nước ôxy già, axít axetic
Nước ôxy già 12 thể tích vừa đủ 100ml.
Axít axetic 1g.
+ Thuỷ ngân kim loại. + Axít sunfuric tinh khiết. + Clorofooc tinh khiết. + Axít sunfuric 0,1N. + NaOH 0,1N.
c. Các bước tiến hành:
Cân 3g chè xay thành bột, cho vào ống ly tâm lớn với 3g amoniac, để nửa giờ và khuấy. Chiết xuất bằng ête 4 lần, mỗi lần 25ml. Tiếp xúc 10 phút, khuấy liên tục, ly tâm 5 phút, gạn dịch chiết vào bình nón dung tích 150ml.
Tập trung dịch chiết, cất thu hồi ête, cặn còn lại đem sấy khô ở 1.000C trong 15
phút. Hoà tan cặn 3 lần, mỗi lần 50ml nước sôi và để trên nồi cách thuỷ vài phút. Tập trung hết vào cốc thuỷ tinh dung tích 400ml, làm nguội và cho thêm 17ml KMnO4 1%; tiếp xúc 15 phút rồi dùng dung dịch nước ôxy già - axít axetic để kết tủa mangan (cho
từng giọt nước ôxy già - axít axetic vào cafein khi pecmanganat chuyển màu và kết tủa
xốp. Lúc đó để chén thuỷ tinh lên nồi cách thuỷ sôi, tiếp tục nhỏ giọt dung dịch trên cho tới mất màu và kết tủa hoàn toàn mangan). Thao tác tối đa 15 phút.
Lọc qua giấy lọc nhanh, rửa cặn với nước sôi. Chuyển cặn ở phễu sang bình lắng gạn, chiết 4 lần, mỗi lần 25ml clorofooc. Dịch chiết clorofooc lọc vào bình nón đã sấy
được cất thu hồi clorofooc. Cặn còn lại sấy khô 30 phút ở tủ 1000C và cân. Kết quả thu được tính theo hàm lượng cafein khan trong 100g chất khô.
Người ta cũng có thể định lượng cafein đã cân trên bằng cách định lượng nitơ toàn phần theo phương pháp ken -đan. Kết quả số gam nitơ nhân với 3, 4643 sẽ cho số gam
cafein khan.
Hoặc có thể làm bằng phương pháp iốt. Cho lượng thừa iốt tác động với cafein
trong môi trường kiềm nhẹ với NaOH 1N. Giữ trong 15 – 20 phút. Sau khi axít hoá với HCl 30%, thêm NaCl, nước và chuẩn độ iốt thừa với dung dịch chuẩn Natri thiosunfat 0,1N; chỉ thị màu là hồ tinh bột. 1ml iốt 0, 1N tương ứng với 0,00486g cafein
* Định lượng cafein bằng phương pháp thể tích: a. Nguyên tắc:
Khi dung dịch chứa cafein, nếu có mặt HCl thì dùng I2 trong KI có thể làm cho
cafein thành chất kết tủa có công thức tổng quát C6H10O2N4KI4. Dùng Natri thiosunfat biết nồng độ chuẩn lượng I2 dư sẽ biết được lượng I2 đã tham gia phản ứng. Từ đó tính được lượng cafein có trong dung dịch thí nghiệm.
b. Dụng cụ, hoá chất:
- Dụng cụ: Dụng cụ thông thường ở phòng thí nghiệm. - Hoá chất:
+ Chì axetat kiềm tính (d = 1,25) pha loãng trong nước. + Dung dịch Natri thiosunfat 0,1N.
+ Dung dịch I2 trong KI 0,1N. + HCl tinh khiết d = 1,19. + Dung dịch axít sunfuric 20%. + Hồ tinh bột 0,5%.
c. Các bước tiến hành:
Cân 5g chè khô, nghiền nhỏ cho vào bình 250ml, cho thêm vào 150 – 200ml nước cất đun sôi. Đun cách thuỷ tới khi bột chè lắng xuống hết. Lọc dung dịch tráng rửa bã chè nhiều lần bằng nước cất đun sôi, lọc và cho tập trung vào bình 500ml.
Lấy 200ml dung dịch chè cho vào bình định mức dung tích 250ml, thêm vào 4 – 5ml dung dịch chì axetat kiềm tính d = 1,25, pha bão hoà trong nước. Dùng nước cất điều chỉnh tới vạch quy định. Lắc và giữ trong 5 phút, lọc.
Lấy 200ml dung dịch lọc cho vào bình định mức thứ 2 (dung tích 250ml) nhỏ giọt
Tiếp theo lấy 20ml dung dịch lọc (lần 2) cho vào bình định mức thứ 3 (dung tích 250ml) cộng thêm 10ml HCl tinh khiết d = 1, 19. Cho thật chính xác 25ml dung dịch I2 0, 1N vào bình định mức, lại cho thêm 20ml nước cất, lắc và giữ trong 25 phút ở 150C. Lấy ra, dùng nước điều chỉnh đến vạch quy định; lắc và lọc.
Lấy lần thứ 3 dung dịch lọc, dùng Natri thiosunfat chuẩn lượng I2 dư. Khi dung dịch có màu vàng nhạt, cho thêm 2ml dung dịch hồ tinh bột mới pha 0,5%. Tiếp tục chuẩn độ bằng Natri thiosunfat 0, 1N đến khi mất màu xanh tím thì ngừng. Ghi lại kết qu ả: số g Natri thiosunfat 0, 1N đã dùng bằng B.
Kiểm chứng:
Lấy 200ml nước cất thay cho dung dịch chè và tiến hành các bước như trên; bắt đầu từ khi cho thêm HCl. Lượng Natri thiosunfat 0, 1N đã dùng ở thí nghiệm kiểm chứng ký hiệu là A. d. Tính kết quả: Cafein % = 250 200 250 200 250 200 0052 , 0 . 5 , 2 . G K B A .100 Trong đó:
A - là số ml Natri thiosunfat 0, 1N đã dùng trong phân tích kiểm chứng. B - là số ml Natri thiosunfat đã dùng trong phân tích cafein.
K - là hệ số điều chỉnh nồng độ của Natri thiosunfat.
K = Nồng độ chuẩn
Nồng độ pha thực tế G - là trọng lượng chất khô của mẫu chè.
2,5 - là hệ số tính lượng dung dịch thí nghiệm so với lượng dung dịch chè đã pha chế. 0,0052 - là số g cafein ứng với 1ml Natri thiosunfat 0, 1N đã dùng để chuẩn lượng I2 tham gia kết tủa cafein.