6. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
1.3.2. Phƣơng pháp chiết rắ n lỏng
Mẫu thực vật nghiên cứu thƣờng ở dạng rắn, dùng dung môi dạng lỏng để chiết tách hợp chất ra khỏi mẫu rắn. Trong thực nghiệm, việc chiết rắn - lỏng có thể tiến hành theo phƣơng pháp ngấm kiệt, phƣơng pháp ngâm dầm, phƣơng pháp chƣng ninh, phƣơng pháp soxhlet, chƣng cất lôi cuốn, dùng chất lỏng siêu tới hạn,….
từ loại không phân cực đến rất phân cực. Dựa trên nguyên tắc chung là “các chất giống nhau có khả năng hòa tan tốt trong nhau”: dung môi không phân cực hòa tan tốt các hợp chất không phân cực và ngƣợc lại, ta có thể thu nhận đƣợc các loại cao chứa các chất có độ phân cực khác nhau. Trong Hình 1.6, dung môi và các nhóm chức hóa học đƣợc sắp xếp từ trên xuống dƣới theo độ phân cực tăng dần [12].
Hình 1.6. Minh họa khái quát việc dung môi có độ phân cực khác nhau sẽ hòa tan (ở nhiệt độ phòng) các hợp chất (đơn chức) có độ phân cực tương ứng.
Thực tế một hợp chất thiên nhiên thƣờng có hai hay nhiều nhóm chức hóa học có tính phân cực khá khác biệt nhau, gây khó khăn cho việc lựa chọn dung môi thích hợp. Ngoài ra ta cũng thấy các loại dung môi khác nhau có thể hòa tan cùng một loại hợp chất giống nhau (phần gạch chéo) – nghĩa là dung môi có độ chọn lọc không cao. Các dung môi đƣợc sắp xếp theo độ phân cực tăng dần nhƣ trên Bảng 1.2.
Bảng 1.2. Các dung môi có độ phân cực tăng dần tùy theo hằng số điện môi và độ nhớt [12]
Tên dung môi
Chỉ số phân cực Chỉ số chiết xuất (200C) Nhiệt độ sôi (0C) Hằng số điện môi (ở 250C) Độ nhớt (mN.S.m-2) Bƣớc sóng hấp thu UV Độ tan trong nƣớc (% w/w) Pentan 0,0 1,358 36 - 0,23 200 0,004 Hexan 0,0 1,375 69 1,9 0,33 200 0,001 Heptan 0,0 1,387 98 - 0,39 200 0,0003 Cyclohexan 0,2 1,426 81 2,0 1,00 200 0,01 CCl4 1,6 1,466 77 2,2 0,97 263 0,08 Toluen 2,4 1,496 111 2,38 0,59 285 0,51 Xylen 2,5 1,500 139 - 0,61 290 0,018 Benzen 2,7 1,501 80 2,3 0,65 280 0,18 Dietyl ete 2,8 1,353 35 4,34 0,32 220 6,89 Diclorometan 3,1 1,424 41 8,9 0,44 235 1,6 Isopropanol 3,9 1,377 82 18,3 2,30 210 100 n-Butanol 3,9 1,399 118 - 2,98 215 7,81 Tetrahydrofuran 4,0 1,407 65 7,58 0,55 215 100 n-Propanol 4,0 1,384 92 20,1 2,27 210 100 Butyl axetat 4,0 1,394 125 - 0,73 254 0,43 Cloroform 4,1 1,446 61 4,87 0,57 245 0,81 Etyl axetat 4,4 1,372 77 6,0 0,45 260 8,7
Metyl etyl ceton 4,7 1,379 80 - 0,45 329 24
Dioxan 4,8 1,422 101 2,2 1,54 215 100
Aceton 5,1 1,359 56 20,7 0,32 330 100
Metanol 5,1 1,329 65 33,6 0,6 205 100
Acetonitril 5,8 1,344 82 37,5 0,37 190 100
Acid acetic 6,2 1,372 118 6,2 1,26 230 100
Dimetylformamid 6,4 1,431 155 - 0,92 368 100 Dimetylsufoxid 7,2 1,478 189 4,7 2,00 268 100
Nƣớc 9,0 1,333 100 78,5 1,0 200 100
Căn cứ vào tính phân cực của dung môi và của các hợp chất thiên nhiên, ta có thể sử dụng sơ đồ 1 (Hình 1.7) để chiết tách và cô lập các hợp chất có tính ái dầu [12].
Hình 1.7. Sơ đồ tổng quát điều chế các loại cao có độ phân cực khác nhau từ nguyên liệu cây ban đầu với mục đích cô tập các hợp chất có tính ái dầu
Dựa trên nguyên tắc chung là: “Các hợp chất có độ phân cực giống nhau dễ hòa tan vào nhau”, chúng ta có thể dự đoán sự hiện diện của các loại hợp chất trong từng loại cao nhƣ sau:
Trong cao hexane (hay ete dầu hỏa, diethyl eter): có thể có các hydrocacbon béo và thơm (nhƣ triglyxeid, alkan mạch cacbon dài, alcol béo, axit béo, ester béo,…. các thành phần của tinh dầu (monoterpen, secquiterpen, một vài diterpen bay hơi đƣợc), các sterol thực vật (phytosterols), các chất màu thực vật nhƣ carotene, ….
Trong cao chloroform hay cao ethylacetate: có thể có các secquiterpen, diterpen, coumarin, quynon, các aglycone do hợp chất glycoside bị thủy giải, các monoglycoside (ch mang một phân tử đƣờng), một số alkaloid loại bazơ yếu.
Trong cao ethanol (methanol, nước): có thể có các chất màu thực vật nhƣ chlorophyll, các glycoside (saponin), các alkaloid ở dạng muối tứ cấp kết hợp với acid hữu cơ, các acid hữu cơ, các muối amine, các tannin, các hydratcacbon có phân tử lƣợng thấp nhƣ monosaccaride, ologosaccaride, một số polysaccharide nhƣ pectin, chất nhày, chất gôm, các protein thực vật,….
Mặc dù sơ đồ 1 là quy trình căn bản để điều chế các loại cao có độ phân cực khác nhau, nhƣng trong thực tế, nhất là trong các phòng thí nghiệm, với kinh phí hạn chế, ngƣời ta thƣờng sử dụng dung môi vạn năng là ethanol hay methanol để chiết kiệt các hợp chất có trong bột cây. Để chiết lấy toàn bộ các hợp chất có trong bột cây, người ta thường hay sử dụng dung môi alcol 80% (ethanol, methanol) vì loại dung môi này có khả năng thấm xuyên qua màng tế bào thực vật, cũng như có thể tạo liên kết hydro liên phân tử với các nhóm phân cực khác, nên được xem là dung môi vạn năng, có thể chiết được tất cả các hợp chất có độ phân cực mạnh, vừa và yếu. Sau khi đuổi dung môi ta đƣợc cao alcol thô. Từ cao alcol thô (chứa hầu nhƣ tất cả các hợp chất hữu cơ có trong cây) sử dụng kỹ thuật chiết lỏng - lỏng với các dung môi có tính phân cực khác nhau để phân tách và thu nhận các loại cao chứa các nhóm hợp chất cố độ phân cực khác nhau.
Trong phép chữa trị theo y học cổ truyền, ngƣời dân thƣờng ngâm cây thuốc với rƣợu (ngâm rƣợu) hoặc nấu cây thuốc với nƣớc (còn gọi là sắc thuốc) để có dung dịch chiết rƣợu hay nƣớc làm thuốc uống bổ dƣỡng hay chữa bệnh.
trở ngại sau:
Thứ nhất: nƣớc có nhiệt độ sôi cao, áp suất hơi nhỏ nên sau khi chiết rất khó trong việc cô đuổi dung môi để thu đƣợc cao chiết.
Thứ hai: các chất có phân tử lƣợng nhỏ, dù là ái nƣớc, hiện diện trong thực vật ở trạng thái đƣợc bảo vệ (bị bám dính vào màng tế bào, đƣợc dự trữ bên trong tế bào thực vật, đƣợc che chắn/bao bọc bởi các các thành phần có tính ái dầu,…) nên hạn chế việc tan vào trong nƣớc.
Thứ ba: dịch chiết nƣớc là môi trƣờng tốt cho sự phát triển của các vi sinh vật nên ch sau thời gian ngắn là bị ôi, thiu, nấm mốc.
Thứ tư: quá trình chiết bằng nƣớc động thời cùng hòa tan, hoạt hóa các enzym nhƣ peptidase, glucosidate, sulfatase, oxydate,… và chúng cắt đứt một số liên kết trong các hợp chất, hệ quả là sản phẩm thu đƣợc không còn giống nhƣ nguyên thủy của nó.
Vì vậy, muốn chiết các hợp chất trong mẫu thực vật, ở phòng thí nghiệm ta thường dùng dung môi vạn năng ethanol (hay dung dịch ethanol - nước) một phần còn vì chúng dễ loại bỏ hơn nước và ít tác động phụ.