IV- NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP PENTAACETYL QUERCETIN
IV.1: Khảo sát quá trình tổng hợp Quercetin thành Pentaacetyl Quercetin
Chúng tôi chọn quy trình để tổng hợp Pentaacetyl Quercetin như sau:
pyridin
t = 16h Quercetin
Hòa tan
Dung dòch
Nước đá
Lọc (CH3CO)2O
Keát tinh
Sơ đồ 7: Quy trình tổng hợp Pentaacetyl Quercetin
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian, lượng pyridin và nhiệt độ lên khối lượng sản phẩm của phản ứng.
IV.1.1: Khảo sát về thời gian phản ứng:
ẹieàu kieọn thớ nghieọm:
- Khối lượng nguyên liệu: 0.0600g Quercetin - Lượng dung môi tham gia phản ứng: 1 ml pyridin - Nhiệt độ phản ứng: nhiệt độ thường (300C) - Lượng (CH3CO)2O : 0.15 ml
Bảng7: Kết quả khảo sát biến đổi Quercetin thành Pentaacetyl Quercetin theo thời gian phản ứng
Thời gian (giờ) 10 12 14 16 18 20
Khối lượng Pentaacetyl
Quercetin thu được (g) 0.0716 0.0793 0.0822 0.0845 0.0851 0.0850
Hieọu suaỏt (%) 70.40 77.97 80.82 83.09 83.67 83.58
Đồ thị 3: Biểu diễn khối lượng sản phẩm theo thời gian phản ứng Pentaacetyl
quercetin
0.065 0.07 0.075 0.08 0.085 0.09
Khối lượng (g)
Nhận xét:
Thời gian phản ứng ảnh hưởng khá lớn đến phản ứng. Do phản ứng tạo thành ester xảy ra tương đối chậm và yêu cầu của phản ứng là phải ester hóa hết 5 nhóm –OH nên chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian phản ứng từ 10 giờ trở ủi.
Từ 10 giờ đến 16 giờ thì lượng sản phẩm tăng tương đối đáng kể, tuy nhiên khi ta tiếp tục tăng thêm thời gian thì lượng sản phẩm hầu như không thay đổi nên có thể xem thời gian phản ứng 16 giờ là tối ưu.
Sau khi làm tinh một lần, qua kết quả sắc ký lớp mỏng (4cmx8cm) với dung môi khai triển là n-BuOH:AcOH:H2O =4:1:5 (lấy lớp trên), tất cả các mẫu thí nghiệm đều có một vết (Rf = 0,63). Điều này chứng tỏ phản ứng xảy ra thuận lợi, sản phẩm là Pentaacetyl Quercetin.
Sử dụng điều kiện này để khảo sát các yếu tố tiếp theo.
IV.1.2: Khảo sát về lượng dung môi tham gia phản ứng : ẹieàu kieọn thớ nghieọm:
- Khối lượng nguyên liệu: 0.0600g Quercetin - Thời gian phản ứng: 16 giờ
- Nhiệt độ phản ứng: nhiệt độ thường (300C) - Lượng (CH3CO)2O : 0.15 ml
- Dung moâi: pyridin
Bảng 8: Kết quả khảo sát biến đổi Quercetin thành Pentaacetyl Quercetin theo lượng dung môi tham gia phản ứng
Lượng dung môi (ml) 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 Khối lượng Pentaacetyl
Quercetin thu được (g)
0.0782 0.0809 0.0845 0.0850 0.0850 0.0851
Hieọu suaỏt (%) 76.89 79.55 83.09 83.58 83.58 83.67
Đồ thị 4: Biểu diễn khối lượng sản phẩm theo lượng dung môi tham gia phản ứng
Nhận xét:
Lượng sản phẩm thu được thay đổi theo lượng dung môi. Khi ta thay đổi thể tích của pyridin từ 0,6 ml đến 1,0 ml thì khối lượng của Pentaacetyl Quercetin tăng vọt và đạt giá trị cao nhất tại 1,2 ml. Sau đó khối lượng sản phẩm thu được thay đổi không đáng kể khi ta tăng lượng pyridin từ 1,2 ml đến 1,6 ml. Điều này là do pyridin có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ phản ứng và hiệu suất tạo thành ester do khi có mặt pyridin sẽ loại trừ được sự xà phòng hóa ester. Do vậy, khi
0.07 0.073 0.076 0.079 0.082 0.085 0.088
0 0.5 1 1.5 2
Lượng dung môi (ml)
Khối lượng (g)
Vậy lượng pyridin tối ưu cho phản ứng là 1÷1,2 ml.
IV.1.2: Khảo sát về nhiệt độ phản ứng : ẹieàu kieọn thớ nghieọm:
- Khối lượng nguyên liệu: 0.0600g Quercetin - Thời gian phản ứng: 10 giờ
- Lượng (CH3CO)2O : 0.15 ml - Lượng dung môi: 1,2ml pyridin
Bảng 9: Kết quả khảo sát biến đổi Quercetin thành Pentaacetyl Quercetin theo nhiệt độ phản ứng
Nhiệt độ (oC) 30 40 50 60 70
Khối lượng Pentaacetyl
Quercetin thu được (g) 0.0716 0.0783 0.0834 0.0846 0.0857 Hieọu suaỏt (%) 70.40 76.99 82.01 83.19 84.27 Đồ thị 5: Biểu diễn khối lượng sản phẩm theo nhiệt độ phản ứng
Nhận xét:
0.068 0.072 0.076 0.08 0.084 0.088
0 20 40 60 80
Nhiệt độ (oC)
Khối lượng (g)
Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng lên lượng sản phẩm ở thời gian tối thiểu là 10 giờ cho thấy khi thay đổi nhiệt độ của phản ứng từ 30 – 50oC lượng sản phẩm tăng nhanh và hầu như thay đổi không đáng kể khi tiếp tục tăng nhiệt độ đến 70oC. Tuy nhiên khối lượng sản phẩm cũng chỉ tương tự như khi tiến hành phản ứng ở nhiệt độ bình thường trong thời gian 16 giờ nên chúng tôi vẫn tiến hành chọn nhiệt độ phản ứng tối ưu là 30oC.
Kết luận:
Dựa trên các kết quả khảo sát phản ứng ở trên, ta có thể chọn điều kiện tối ưu cho phản ứng acetyl hóa Quercetin như sau:
- Khối lượng nguyên liệu: 0.0600g Quercetin - Thời gian phản ứng: 16 giờ
- Lượng (CH3CO)2O : 0.15 ml - Lượng dung môi: 1,2ml pyridin - Nhiệt độ phản ứng : 30oC
- Lượng sản phẩm : 0.0850g Pentaacetyl Quercetin (83.59%) IV.2: Tinh chế và định lượng Pentaacetyl Quercetin:
IV.2.1: Tinh cheá Pentaacetyl Quercetin:
Pentaacetyl Quercetin thu được đem tinh chế và kết tinh nhiều lần trong hỗn hợp acetone + ethanol. Kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng cho thấy có một vết tròn, đẹp.
IV.2.2: Định lượng Pentaacetyl Quercetin:
Cách thực hiện tương tự như quá trình định lượng Rutin.
Maóu chuaồn 1 2 3 4 5
Nồng độ (ppm) 10 15 25 50 75
Độ hấp thu A 0.2697 0.4125 0.6714 1.3676 1.9385
Đồ thị 6: Đường chuẩn độ hấp thu A theo nồng độ của dung dịch chuẩn tại 254 nm
Từ đó ta lập được phương trình đường thẳng mô tả mối liên hệ giữa nồng độ dung dịch Pentaacetyl Quercetin và độ hấp thu A tại bước sóng 254 nm :
y = 0.0259x + 0.0261 y: độ hấp thu A
x: nồng độ mẫu (ppm)
Phương sai của phương trình là R2 = 0.9983, do đó có thể dùng phương trình để tính toán.
Độ tinh của Pentaacetyl Quercetin được tính như sau:
% 100 0261* , 0 0259 ,
% 0 100 '*
(%)= = +
x y y
T y
y = 0.0259x + 0.0261 R2 = 0.9983 0
0.5 1 1.5 2 2.5
0 20 40 60 80
Nồng độ (ppm)
Độ haáp thu A
T : độ tinh của sản phẩm Pentaaetyl Quercetin x : nồng độ của mẫu Pentaacetyl Quercetin (ppm) y : độ hấp thu A của mẫu đo
y' : độ hấp thu A của nồng độ x tính theo đường chuẩn Bảng 11 : Kết quả độ tinh của sản phẩm Pentaacetyl Quercetin Nồng độ mẫu (ppm) Độ hấp thu y Độ hấp thu y' Độ tinh (%)
52 1.3476 1.3729 98.16%
Nhận xét:
Phổ của dung dịch Pentaacetyl Quercetin có 2 cực đại tại 254 và 308 nm.
Tuy nhiên, giá trị độ hấp thu tại bước sóng 254 nm ổn định hơn, nhạy hơn nên ta chọn bước sóng này để xây dựng đường chuẩn. Phương trình đường chuẩn lập được chính xác, được dùng để tính toán.
Pentaacetyl Quercetin có độ tinh đạt được là 98.16%, là một chất khá sạch.