TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ LOAN
Nghiên cứu lý thuyết về phương pháp tách chiết hợp chất
Terpenoid"
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1
MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 4
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 4
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 5
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 5
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 5
5. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 5
6. Đóng góp của khóa luận........................................................................................... 5
7. Cấu trúc khóa luận ................................................................................................... 6
B. NỘI DUNG ............................................................................................................ 6
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VẾ TERPENOID ........................................................ 6
1.1. Giới thiệu về Terpenoid ......................................................................................... 6
1.2. Khái niệm và phân loại ......................................................................................... 9
CHƯƠNG II. MỘT SỐ TERPENOID TRONG TỰ NHIÊN ................................ 11
2.1. Monoterpenoid .................................................................................................. 11
2.1.1. Monoterpenoid không vòng .............................................................................. 11
2.1.2. Monoterpenoid đơn vòng ................................................................................. 13
2.1.3. Monoterpenoid 2 vòng ..................................................................................... 14
2.2. Sesquiterpenoid ................................................................................................ 15
d>Tách cedrol ........................................................................................................... 29
e> Tách methyl chavicol ............................................................................................ 29
3.3. Tách chiết các hợp chất lacton terpenoid ........................................................ 30
3.3.1. Phân lập các sesquiterpen lacton .................................................................... 30
a> Chiết bằng CHCl3 ................................................................................................ 30
b> Chiết bằng cồn và nước nóng ............................................................................... 31
c> Chiết bằng cồn: (EtOH hoặc MeOH) ................................................................... 31
d> Chiết bằng dung dịch kiềm nóng .......................................................................... 31
3.3.2. Tách chiết các monoterpen glycosid (iridoid) .................................................. 32
3.4. Tách chiết hợp chất saponin triterpenoid ........................................................ 35
CHƯƠNG IV. PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT CAROTENOID ...................... 39
TRONG MÀNG QUẢ GẤC .................................................................................... 39
4.1. Giới thiệu về Carotenoid................................................................................... 39
4.2. Quy trình tách chiết .......................................................................................... 40
4.2.1 Nguyên liệu ...................................................................................................... 40
4.2.1.1 Chọn nguyên liệu .......................................................................................... 40
4.2.1.2 Xử lí nguyên liệu ........................................................................................... 41
4.2.2 Xác định một số tính chất vật lý .................................................................... 41
4.2.2.1 Xác định độ ẩm ............................................................................................. 41
4.2.2.2 Xác định hàm lượng tro................................................................................. 41
4.2.3 Khảo sát các điều kiện chiết dầu gấc ............................................................. 42
4.2.3.1 Khảo sát dung môi chiết ................................................................................. 42
4.2.3.2 Khảo sát thời gian chiết ................................................................................. 42
4.2.3.3. Khảo sát tỉ lệ rắn-lỏng .................................................................................. 42
4.2.4 Tách chiết dầu gấc.......................................................................................... 42
4.3.6 Tách chiết Carotenoid từ dầu gấc ................................................................. 45
C. KẾT LUẬN ......................................................................................................... 45
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 47
3
quan tâm lớn không chỉ của nghành y dược mà là của cả xã hội. Chính vì vậy việc
nghiên cứu tìm ra các phương thuốc mới, có hiệu quả xuất phát từ thiên nhiên luôn là
ưu tiên của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Để nghiên cứu tổng hợp ra các loại thuốc
từ cây cỏ thì trước tiên là phải tách được các thành phần có ích từ chúng. Vì vậy, các
4
phương pháp tách chiết hợp chất thiên nhiên là một vấn đề đang thu hút sự quan tâm
của những ai yêu thích hóa học. Xuất phát từ mục tiêu đó, tôi chọn đề tài: “ Nghiên
cứu lý thuyết về phương pháp tách chiết hợp chất Terpenoid”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm hiểu về terpenoid, cấu tạo hóa học và phân loại của terpenoid
- Các phương pháp tách chiết một số hợp chất terpenoid.
- Đưa ra một số quy trình tách chiết hoạt chất có bản chất là terpenoid.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở lí thuyết, phương pháp tách chiết hợp chất
terpenoid.
- Phạm vi nghiên cứu: Các phương pháp tách chiết các hợp chất terpenoid.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Trong khóa luận này nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Nghiên cứu tài liệu, giáo trình liên quan đến phương pháp tách chiết các hợp
chất terpenoid.
- Nghiên cứu ví dụ cho phương pháp tách chiết hợp chất terpenoid.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Đọc các giáo trình, tài liệu tham khảo liên
quan đến phương pháp tách chiết các hợp chất terpenoid và ví dụ về phương pháp tách
chiết hợp chất terpenoid.
- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Lấy ý kiến của giáo viên trực tiếp hướng
dẫn và các giáo viên khác trong lĩnh vực đề tài để hoàn thiện nội dung và hình thức
của khóa luận này.
Vào năm 1818 người ta đã tìm được một số hợp chất và xác định được rằng tỉ lệ
nguyên tử C:H ở tinh dầu là 5:8. Tiếp thep đó là một số hợp chất hidrocacbon không
no, không vòng hoặc có vòng đã được tách ra. Chúng có công thức tổng quát là
(C5H8)n , (n≥2) và được đặt tên là Terpen. Phân tử của các hợp chất này có các mạch
nhánh là các nhóm CH3- xuất hiện một cách có chu kì trong mạch cacbon.
Terpen và terpenoid gọi chung là terpen, đôi khi còn gọi là isoprenoid để nhấn
mạnh rằng nó gồm các mắt xích có khung cacbon giống với isoprene.
Terpenoid là các dẫn xuất chứa Oxi của tecpen như: ancol terpen, andehit và
xeton terpen, este tecpen và cả cacboxylic, peoxit terpen cũng được tách ra từ tinh dầu.
Chúng thường có mùi thơm hấp dẫn hơn là các hydrocacbon terpen
Terpenoid có nhiều trong tinh dầu thảo mộc như tinh dầu sả, chanh, cam, thông,
cây linh sam, cây long não, bạc hà, hoa hồng, quế....
6
Sả
Cam
Cây thông
Cây linh sam
Bạc hà
7
Và các dẫn xuất của chúng (các terpenoid) được ứng dụng nhiều trong:
- Công nghiệp dược phẩm: Thuốc chữa bệnh, băng dán cá nhân, dầu xức....
Ocimene
-Selinene
- Pinene
1.2. Khái niệm và phân loại
Khái niệm
- Terpen là loại hợp chất hữu cơ mà cấu trúc hóa học dựa trên cơ sở các phân tử
isopren liên kết lại với nhau, có công thức tổng quát là (C5H8)n .
9
isopren
- Tuy là dẫn xuất của isopren nhưng isopren lại không phải là tiền chất của quá
trình sinh tổng hợp terpenoid. Chất liệu cơ bản để sinh tổng hợp terpenoid là pharnesyl
pyrophosphat.
Phân loại: Có 2 hướng phân loại
* Dựa theo mạch cacbon để phân loại có:
+ Terpenoid mạch hở: Geraniol có trong tinh dầu hoa hồng. Xitronelol có trong
tinh dầu sả. Các hợp chất này đều có mùi thơm đặc trưng, là những đơn hương quý
dùng trong công nghiệp hương liệu và thực phẩm,...
+ Terpenoid mạch vòng: Mentol và menton (có trong tinh dầu bạc hà) không
những được đưa vào kẹo bánh, kem đánh răng,... mà còn dùng để điều chế thuốc chữa
bệnh
* Dựa vào số đơn vị isopren người ta chia terpenoid thành các loại sau:
N
Sesquiterpenoid
6
C30H45
Triterpenoid
8
C5 H8
Tetraterpenoid
>8
(C5H8)n
Politerpenoid
10
Loại terpenoid
CHƯƠNG II. MỘT SỐ TERPENOID TRONG TỰ NHIÊN
2.1. Monoterpenoid
- Monoterpen là những chất lỏng dễ bay hơi và chúng là những chất thơm rất
quý. Những terpen thuộc loại này là thành phần chủ yếu của tinh dầu, hiện diện trong
khoảng 60 họ thực vật, trong đó các họ có chứa nhiều tinh dầu như: Pinaceae (họ
- Citronellol có nhiều trong tinh dầu hoa hồng từ 35% đến 55% dưới dạng L hoặc
trong tinh dầu sả…
- Ứng dụng: tương tự citral.
+ Geraniol và nerol:
12
* Geraniol: C10H18O
- Trong phân tử có 2 nối đôi và 1 nhóm – OH nên phân tử có hoạt tính cao.
- Geraniol có mùi thơm rất dễ chịu, có mặt trong 200 loại tinh dầu khác nhau.
Geraniol có nhiều nhất trong tinh dầu sả, tinh dầu hoa hồng, tinh dầu cam.
- Geraniol được dùng nhiều trong hương liệu và còn được dùng để chống sâu bọ.
* Nerol:
- Nerol có mặt trong hơn 50 loại tinh dầu khác nhau, có mùi rất dễ chịu, có nhiều
trong tinh dầu hoa cam.
2.1.2. Monoterpenoid đơn vòng
- Các monoterpen một vòng: có 6 chất được tìm thấy trong tự nhiên: limonen,
terpinolen, - terpinen, - terpinen, - phellandren, - phellandren, methol.
Các chất này là thành phần chính trong tinh dầu của vỏ cam, vỏ chanh và cây
bạc hà,…
+ Limonen :
- Là hidrocacbonterpen phổ biến sau - Pinene. Nó có hàm lượng cao trong một
số tinh dầu chanh, tinh dầu cam, quýt, bưởi…, có mùi thơm mát. Trong phân tử có nối
đôi nên rất dễ bị oxi hóa và bị trùng hợp tạo ra mùi khó chịu.
13
- Sabinen: đại diện cho khung thuyan, có trong tinh dầu củ cà rốt.
- Thuyone: cũng có khung thuyan, có trong tinh dầu ngải cứu, có tác dụng gây
hưng phấn rất mạnh.
- Δ-3 và Δ-4 caren: có khung caran, là thành phần chính của tinh dầu thông Pinus
longifolia và Pinus syvestres, được dùng để tổng hợp các monoterpen, làm dung môi
để pha sơn.
- -pinen và -pinen: có khung pinan, là thành phần chủ yếu của tinh dầu thông,
từ pinen có thể tổng hợp nhiều chất có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như
terpineol, borneol, isoborneol, các este của chúng, camphor và các fenchol.
- Camphor: đại diện cho khung camphan và isocamphan, có nhiều trong tinh dầu
cây long não, có tác dụng kích thích hoạt động của tim.
- Fenchon: đại diện của khung fenchan và isobornylan, có nhiều trong tinh dầu
cây thì là.
2.2. Sesquiterpenoid
- Các Sesquiterpen: Cũng có nhiều trong thành phần tinh dầu.
Tùy theo số vòng trong phân tử được chia thành 4 nhóm. Theo qui tắc isopren, 3
đơn vị isopren liên kết với nhau theo kiểu đuôi đầu tạo thành một Sesquiterpen mạch
thẳng với 4 liên kết đôi. Có các dạng sau: Sesquiterpen không vòng, 1 vòng, 2 vòng, 3
vòng.
2.2.1. Sesquiterpen không vòng
+ Có các chất như Farnesen C15H24O, Farnesol và Nerolidod C15H26O
+ Ví dụ: Farnesen:
15
Có trong tinh dầu gừng cùng với các alcohol của nó là farnesol và nerolidol. Các
alcohol này cũng có trong tinh dầu chanh, cam, quýt, bưởi, hoa hồng. Chúng là nhóm
longifolan
Các sesquiterpen ancol như cardiol, eudesmol, cedrol là cấu tử chính của nhiều
loại tinh dầu. Các ancol này và đặc biệt là các axetat của chúng thường được sử dụng
làm những chất định hương có giá trị.
2.3. Diterpenoid
- Được tạo thành từ 4 đơn vị isoprene.
16
- Bao gồm các axit nhựa và các hocmon sinh trưởng thực vật. Phần đông các
diterpen là hợp chất mạch vòng.
2.3.1. Phytol
- Là một diterpen mạch hở hiếm hoi, chỉ chứa một nối đôi, là chất không màu, có
nhiệt độ sôi cao,nó được tạo thành do sự thủy phân clorophin.
2.3.2. Vitamin A
- Gồm 2 loại là A1 và A2
Vitamin A1 có trong gan cá nước mặn.
Vitamin A2 có trong gan cá nước ngọt.
2.3.3. Colophan
- Được tạo thành trong quá trình cất nhựa thông, nó là hỗn hợp các axit có công
thức C20H30O2 .
- Ngoài ra diterpenoid còn có trong thực vật ở dạng glycosid. Ví dụ:
Andrographolit, có trong cây xuyên tâm liên.
2.4. Serterterpenoid
chính: Đamaran, Lanostan, Cucurbitan.
- Cấu trúc của một số saponin triterpenoid:
+ 5 vòng 6 cạnh:
- Nhóm Olean: Phần lớn các Saponin triterpen trong tự nhiên đều thuộc nhóm
này, là dẫn chất của β-amyrin. Phần aglycon có 5 vòng 6 cạnh và thường là dẫn chất
của -amyrin.
20
12
18
22
17
1
14
2
10
4
21
13
11
3
20
21
19
12
18
17
1
14
2
10
3
22
13
11
4
9
16
8
A
4
10
9
B
E
D
17
16
8
15
7
5
22
13
11
1
2
9
10
A
4
21
13
11
3
20
8
B
22
16
15
7
9
16
8
7
5
15
30
6
28
23
13
1
2
24
22
21
29
21
17
26
14
2
4
16
9
10
3
27
8
15
30
7
5
6
28
10
4
23
14
9
2
3
27
8
19
5
7
15
30
6
28
29
Nhóm Cucurbitan
(các nối đôi C=C có cấu hình
E)
CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT TERPENOID
3.1. Các phương pháp chiết tách
23
Các hợp chất thiên nhiên khi mới được tách thường ở dưới dạng không tinh khiết,
vì vậy muốn nghiên cứu, phân tích chúng thì trước tiên phải tách chúng thành từng
chất riêng biệt ở dạng tương đối tinh khiết.
3.1.1. Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ
Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ được dùng để tách và tinh chế các
chất hữu cơ rắn, dựa trên nguyên tắc là các chất khác nhau có độ hoà tan khác nhau
trong cùng một dung môi. Dung môi thích hợp để lựa chọn thường là dung môi trong
đó có độ hoà tan của chất rắn cần tinh chế thay đổi nhiều theo nhiệt độ. Bằng cách tạo
dung dịch bão hoà ở nhiệt độ cao (thường là nhiệt độ sôi của dung môi), các tạp chất
sẽ ở lại trong dung dịch. Bằng cách kết tinh lại một số lần trong cùng một dung môi,
hoặc trong các dung môi khác nhau, người ta có thể thu được tinh thể chất cần tinh chế
ở dạng khá tinh khiết. Cũng có khi người ta dùng một dung môi có độ hoà tan với tạp
chất nhiều hơn để loại tạp chất ra khỏi chất rắn cần tinh chế.
Dung môi thường là nước, ancol etylic, ancol metylic, axeton, axit axetic băng,
ete, benzen, cloroform, etyl axetat, n- hexan, ete dầu hoả… hoặc đôi khi là hỗn hợp
giữa chúng.
Khi cần tách hai hay nhiều chất chứa trong hỗn hợp với những lượng tương
đương nhau, người ta dùng phương pháp kết tinh phân đoạn.
3.1.2 Các phương pháp chưng cất
3.1.2.1 Chưng cất đơn giản
Ta có thể tinh chế một chất lỏng không hoà tan trong nước bằng phương pháp chưng
cất lôi cuốn hơi nước để hạ điểm sôi của nó. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc:
Khi hai hay nhiều chất lỏng không trộn lẫn với nhau nằm trong một hỗn hợp, áp
suất chung của chúng bằng tổng áp suất riêng phần p1 + p2, nghĩa là nó luôn luôn lớn
hơn áp suất riêng phần của bất kì cấu tử nào. Do đó nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ thấp
hơn nhiệt độ sôi của cấu tử có nhiệt độ sôi thấp nhất. Tỷ lệ hơi cất sang bình ngưng (về
số mol) sẽ bằng tỷ lệ áp suất hơi riêng phần của chúng ở nhiệt độ sôi của hổn hợp. Nhờ
vậy ta có thể tính toán được lượng nước cần thiết để lôi cuốn hết chất cần tinh chế.
Sau khi đã dùng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, thường ta phải chiết tách
các chất cần tinh chế ra khỏi nước bằng một dung môi thích hợp, rồi lại tiến hành chưng
cất phân đoạn để tách dung môi. Cuối cùng chưng cất lấy tinh khiết bằng bình chưng cất
có gắn nhiệt kế dưới áp suất thấp, với sự kiểm tra nhiệt độ của chất cần tinh chế.
3.1.3 Phương pháp chiết
3.1.3.1 Giới thiệu chung
Chiết là dùng dung môi thích hợp có khả năng hoà tan chất đang cần tách và tinh
chế để tách chất đó ra khỏi môi trường rắn hoặc lỏng khác. Thường người ta dùng một
dung môi sôi thấp và ít tan trong nước (vì các chất hữu cơ cần tinh chế thường ít tan
25
Copyright: Tài liệu đại học ©