CHƯNG 1 T NG QUAN
1.3.2. Ph ng pháp chi tr n-l ng
Mẫu th c vật nghiên cứu thường d ng rắn, dùng dung môi d ng l ng để chiết tách h p chất ra kh i mẫu rắn. Trong th c nghiệm, việc chiết rắn - l ng có thể tiến hành theo phương pháp ngấm kiệt, phương pháp ngâm dầm, phương pháp chưng ninh, phương pháp soxhlet, chưng cất lôi cuốn, dùng chất l ng siêu tới h n,ầ.
từ lo i không phân c c đến rất phân c c. D a trên nguyên tắc chung là “các chất
giống nhau có khả năng hòa tan tốt trong nhau”: dung môi không phân c c hòa tan
tốt các h p chất không phân c c và ngư c l i, ta có thể thu nhận đư c các lo i cao chứa các chất có độ phân c c khác nhau. Trong Hình 1.6, dung môi và các nhóm chức hóa h c đư c sắp xếp từ trên xuống dưới theo độ phân c c tăng dần [12].
Hình 1.6. Minh họa khái quát việc dung môi có độ phân cực khác nhau sẽ hòa tan
( nhiệt độ phòng) các hợp chất (đơn chức) có độ phân cực tương ứng.
Th c tế một h p chất thiên nhiên thường có hai hay nhiều nhóm chức hóa h c có tính phân c c khá khác biệt nhau, gây khó khăn cho việc l a ch n dung môi thích h p. Ngoài ra ta cũng thấy các lo i dung môi khác nhau có thể hòa tan cùng một lo i h p chất giống nhau (phần g ch chéo) ậ nghĩa là dung môi có độ ch n l c không cao. Các dung môi đư c sắp xếp theo độ phân c c tăng dần như 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
Ch s phân cực Ch s chi t xu t (200C) Nhi t đ sôi (0C) H ng s đi n môi ( 250C) Đ nh t (mN.S.m-2) B c sóng h p thu UV Đ tan trong n c (% 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
Nước 9,0 1,333 100 78,5 1,0 200 100
Căn cứ vào tính phân c c của dung môi và của các h p chất thiên nhiên, ta có thể sử dụng sơ đồ 1 (Hình 1.7) để chiết tách và cô lập các h p 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
D a trên nguyên tắc chung là: “Các h p chất có độ phân c c giống nhau d hòa tan vào nhau”, chúng ta có thể d đoán s hiện diện của các lo i h p chất trong từng lo i cao như sau:
Trong cao hexane (hay ete dầu hỏa, diethyl eter): có thể có các hydrocacbon béo và thơm (như triglyxeid, alkan m ch cacbon dài, alcol béo, axit béo, ester béo,ầ. các thành phần của tinh dầu (monoterpen, secquiterpen, một vài diterpen bay hơi đư c), các sterol th c vật (phytosterols), các chất màu th c vật như carotene, ầ.
Trong cao chloroform hay cao ethylacetate: có thể có các secquiterpen, diterpen, coumarin, quynon, các aglycone do h p chất glycoside b thủy giải, các monoglycoside (ch mang một phân tử đường), một số alkaloid lo i bazơyếu.
Trong cao ethanol (methanol, nước): có thể có các chất màu th c vật như
chlorophyll, các glycoside (saponin), các alkaloid d ng muối tứ cấp kết h p với acid hữu cơ, các acid hữu cơ, các muối amine, các tannin, các hydratcacbon có phân tử lư ng thấp như monosaccaride, ologosaccaride, một số polysaccharide như pectin, chất nhày, chất gôm, các protein th c vật,ầ.
M c dù sơ đồ 1 là quy trình căn bản để điều chế các lo i cao có độ phân c c khác nhau, nhưng trong th c tế, nhất là trong các phòng thí nghiệm, với kinh phí h n chế, người ta thường sử dụng dung môi v n năng là ethanol hay methanol để chiết kiệt các h p chất có trong bột cây. Để chiết lấy toàn bộ các hợp chất có trong bột cây, ngư i ta thư ng 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 đu i dung môi ta đư c cao alcol thô. Từ cao alcol thô (chứa hầu
như tất cả các h p chất hữu cơ có trong cây) sử dụng k thuật chiết l ng - l ng với các dung môi có tính phân c c khác nhau để phân tách và thu nhận các lo i cao chứa các nhóm h p chất cố độ phân c c khác nhau.
Trong phép chữa tr theo y h c c truyền, người dân thường ngâm cây thuốc với rư u (ngâm rư u) ho c nấu cây thuốc với nước (còn g i là sắc thuốc) để có dung d ch chiết rư u hay nước làm thuốc uống b dư ng hay chữa bệnh.
tr ng i sau:
Thứ nhất: nước có nhiệt độ sôi cao, áp suất hơi nh nên sau khi chiết rất khó trong việc cô đu i dung môi để thu đư c cao chiết.
Thứ hai: các chất có phân tử lư ng nh , dù là ái nước, hiện diện trong th c
vật tr ng thái đư c bảo vệ (b bám dính vào màng tếbào, đư c d trữ bên trong tế bào th c vật, đư c che chắn/bao b c b i các các thành phần có tính ái dầu,ầ) nên h n chế việc tan vào trong nước.
Thứ ba: dch chiết nước là môi trường tốt cho s phát triển của các vi sinh
vật nên ch sau thời gian ngắnlà b ôi, thiu, nấm mốc.
Thứ tư: quá trình chiết b ng nước động thời cùng hòa tan, ho t hóa các enzym như peptidase, glucosidate, sulfatase, oxydate,ầ và chúng cắt đứt một số liên kết trong các h p chất, hệ quả là sản ph m thu đư c không còn giống như nguyên thủy của nó.
Vì vậy, muốn chiết các hợp chất trong mẫu thực vật, phòng thí nghiệm ta
thư ng 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.