Định lượng đồng thời paracetamol, cafein trong thuốc panadol extra và hapacol extra bằng phương pháp HPLC và phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

BÙI ĐỨC NGỌC

ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI PARACETAMOL VÀ CAFEIN
TRONG THUỐC PANADOL EXTRA VÀ HAPACOL EXTRA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HPLC VÀ PHƯƠNG PHÁP
QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN - 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

BÙI ĐỨC NGỌC

ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI PARACETAMOL VÀ CAFEIN
TRONG THUỐC PANADOL EXTRA VÀ HAPACOL EXTRA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HPLC VÀ PHƯƠNG PHÁP
QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Mai Xuân Trường

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề được

.

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2015
Xác nhận của giáo viên

Tác giả luận văn

hƣớng dẫn khoa học

PGS.TS Mai Xuân Trƣờng

Bùi Đức Ngọc

XÁC NHẬN CỦA KHOA HÓA HỌC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

i




LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm - Đại học
Thái Nguyên.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Mai Xuân Trường đã tận
tình giúp đỡ, hưỡng dẫn, chỉ bảo động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm
Khoa Hóa học - đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi về chuyên môn trong quá
trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo - Trường Đại
học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi tronng suốt
quá trình tôi học tập cũng như nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến bố mẹ, những người thân trong
gia đình tôi, Ban giám hiệu và đồng nghiệp trường THPT số 2 Sa Pa đã giúp đỡ
động viên trong quá trình tôi học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2015
Tác giả

Bùi Đức Ngọc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ii




MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN ........................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN ................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN ................................................... vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 2
1.1. Tổng quan về paracetamol và cafein........................................................ 2
1.1.1. Paracetamol......................................................................................... 2
1.1.2. Cafein .................................................................................................. 5
1.2. Các định luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng .......................................... 11
1.2.1. Định luật Bughe - Lămbe - Bia ........................................................ 11
1.2.2. Định luật cộng tính ........................................................................... 12
1.2.3. Những nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung
dịch không tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia ..................... 13
1.3. Một số phương pháp xác định đồng thời các cấu tử ............................... 14
1.3.1. Phương pháp Vierordt ...................................................................... 14
1.3.2. Phương pháp phổ đạo hàm ............................................................... 15
1.3.3. Phương pháp lọc Kalman ................................................................. 17
1.4. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC...................................... 18

1.4.1. Nguyên tắc của phương pháp HPLC ................................................ 19
ắc ký............................... 19
1.4.3. Kết quả xác định một số chất theo phương pháp HPLC .................. 22
Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 23

2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 23
2.1.1. Phương pháp HPLC .......................................................................... 23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iii


2.1.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ......................................... 24
2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................... 24
2.3. Đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích ........................................... 24
2.3.1. Giới hạn phát hiện (LOD)................................................................. 24
2.3.2. Giới hạn định lượng (LOQ) .............................................................. 25
2.3.3. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp .............................................. 25
2.3.4. Đánh giá kết quả phép phân tích theo thống kê................................ 26
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 30

3.1. Phương pháp HPLC ................................................................................ 30
3.1.1. Xây dựng điều kiện để xác định đồng thời 2 chất PRC và CFI ...... 30
3.1.2. Đánh giá phương pháp định lượng ................................................... 32
3.1.3. Xác định PRC và CFI trong thuốc PANADOL extra và kiểm
tra độ đúng bằng phương pháp thêm chuẩn ...................................... 37
3.1.4. Xác định PRC và CFI trong thuốc HAPACOL extra và kiểm
tra độ đúng bằng phương pháp thêm chuẩn ...................................... 39
3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử................................................ 41
3.2.1 Kiểm tra phổ hấp thụ phân tử của paracetamol và cafein ................. 41

3.2.2. Kiểm tra sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC và CFI vào pH........ 42
3.2.3. Kiểm tra sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC và CFI theo
thời gian ........................................................................................... 43
3.2.5. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật Bughe - Lambe Bia của PRC và CFI. Xác định chỉ số LOD và LOQ ........................ 45
3.2.6. Khảo sát đánh giá độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu trên
các mẫu tự pha ................................................................................. 48
3.3. Xác định đồng thời PRC và CFI trong thuốc PANADOL extra ....... 50
3.4. Xác định đồng thời PRC và CFI trong thuốc HAPACOL extra........ 54
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iv




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

v




DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN

Tiếng việt

Tiếng Anh

Viết tắt

Paraxetamon

Paracetamol

PRC

Cafein

Caffeine

CFI

Giới hạn phát hiện

Limit Of Detection

LOD

Giới hạn định lượng

Limit Of Quantity

LOQ

Sai số tương đối

Relative Error

Độ lệch chuẩn

Standard Deviation

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu

High

năng cao

Chromatography

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iv

RE

Performance

S hay SD
Liquid

HPLC




DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 3.1. Giá trị các đại lượng đặc trưng........................................................ 33

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát thời gian lưu ........................................................ 33
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát diện tích pic ......................................................... 33
Bảng 3.4. Mối tương quan giữa nồng độ và diện tích pic của PRC và CFI ... 34
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát độ lặp lại .............................................................. 36
Bảng 3.6. Kết quả phân tích thuốc PANADOL extra ..................................... 37
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát độ đúng bằng phương pháp thêm chuẩn với
thuốc PANADOL extra ................................................................... 38
Bảng 3.8. Kết quả phân tích thuốc HAPACOL extra ..................................... 39
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát độ đúng bằng phương pháp thêm chuẩn với
thuốc HAPACOL extra ................................................................... 40
Bảng 3.10. Độ hấp thụ quang của PRC và CFI theo PH ................................. 42
.. 43
I theo nhiệt độ ... 44
Bảng 3.

........ 46
LOD và LOQ của PRC ..................................... 46

Bảng 3.

......... 47
nh LOD và LOQ của CFI ...................................... 48

Bảng 3.17: Pha chế các dung dịch hỗn hợp PRC và CFI ................................ 49
....... 49
Bảng 3.19. Kết quả tính nồng độ, sai số PRC và CFI trong mẫu thuốc
PANADOL Extra ............................................................................ 51
Bảng 3.20. Hàm lượng PRC và CFI thêm vào mẫu thuốc .............................. 52
Bảng 3.21. Kết quả xác định độ thu hồi của PRC và CFI trong mẫu thuốc
PANADOL extra được quy về một viên thuốc ............................... 53

Bảng 3.22. Kết quả tính nồng độ, sai số PRC và CFI trong mẫu thuốc ........ 53
Bảng 3.23. Kết quả xác định độ thu hồi của PRC và CFI trong mẫu thuốc
HAPACOL extra được quy về 1 viên thuốc ................................... 56
v


DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN
Hình 3.1. Sắc ký đồ của PRC (400 µg/mL) ...................................................... 31
Hình 3.2. Sắc ký đồ của CFI (60 µg/mL) ......................................................... 31
Hình 3.3. Sắc ký đồ của PRC và CFI ............................................................... 31
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện
tích pic của PRC .............................................................................. 35
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện
tích pic của CFI ............................................................................... 36
3.6. Phổ hấp thụ của các dung dịch chuẩn PRC (1) và CFI (2) ................... 42
Hình 3.7.
PRC ............................................... 45
3.8.
................................................. 48

vi


MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay xuất hiện nhiều loại dược phẩm khác
nhau và được phân phối rộng rãi trên thị trường. Các loại thuốc tân dược ngày
các phát triển mạnh và có nhiều công dụng khác nhau như kháng sinh, giảm
đau, hạ sốt ... với nhiều thành phần có trong thuốc như amoxilin, paracetamol,
codein photphat, cafein... Việc xác định chính xác hàm lượng các loại thuốc
này theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất cần tách riêng từng loại chất và định

lượng chúng bằng các phương pháp khác nhau. Do đó để đánh giá đúng chất
lượng sản phẩm một cách nhanh chóng, chính xác, an toàn và hiệu quả thì công
tác kiểm nghiệm để xác định các thành phần của thuốc bằng các phương pháp
hiện đại có độ chính xác cao ngày càng được quan tâm. Nhiều phương pháp có
độ lặp và độ chính xác cao đã được ứng dụng. Các công trình nghiên cứu trước
đây cho thấy việc sử dụng phương pháp HPLC, phương pháp UV-VIS dùng
phổ toàn phần kết hợp với kỹ thuật tính toán và ứng dụng phần mềm máy tính
đã được nghiên cứu và cho nhiều ưu điểm như độ nhạy, độ lặp, độ chính xác,
độ tin cậy của phép phân tích cao, phân tích nhanh, tiện lợi [3, 9, 14].
ọ

: "Định lượng đồng

thời paracetamol, cafein trong thuốc panadol extra và hapacol extra bằng
phương pháp HPLC và phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử".

1


Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về paracetamol và cafein
1.1.1. Paracetamol
1.1.1.1. Giới thiệu chung
- Tên quốc tế: Paracetamol.
- Tên khác: Acetaminophen.
- Biệt dược: panadol, Efferalgan, paracetamol ....
- Công thức phân tử: C8H9O2N
- Khối lượng phân tử: 151,17g/mol.
- Công thức cấu tạo:

- Tên IUPAC: N-(4-hydroxyphenyl) acetamit hoặc p-hydroxy acetaninit
hoặc 4-hydroxy acetanilit.
- Tên gọi paracetamol được lấy từ tên hóa học cảu hợp chất para- acetyl
aminophenol.
1.1.1.2. Tính chất
Tính chất vật lý
- Paracetamol là chất bột, kết tinh màu trắng, không mùi, vị đắng nhẹ
- Khối lượng riêng: 1,263 g/cm3.
- Nhiệt độ nóng chảy: 169oC.
- Độ tan trong nước: 0,1 - 0,5g/mL nước tại 22oC. Ngoài ra còn có khả
năng tan trong etanol, dung dịch kiềm, dung dịch axit ...
- Chế phẩm ít tan trong nước, tan nhiều hơn trong nước sôi, khó tan trong
clorofom, ete, etanol và các dung dịch kiềm... dung dịch bão hòa trong nước có
pH vào khoảng 5,3 - 5,6; pKa = 9,51.
2


Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của paracetamol (PRC) do nhóm -OH, nhóm chức
acetamit và tính chất của nhân thơm quyết định.
Sự có mặt của 2 nhóm hydroxyl và acetamit làm cho nhân benzen được
hoạt hóa có thể phản ứng được với các hợp chất thơm có ái lực electron. Sự liên
kết giữa nhóm acetamit, hydroxyl với vòng benzen làm giảm tính bazơ của
nhóm amit và làm tăng tính axit của nhóm hydroxyl.
Nhóm -OH làm cho chế phẩm có tính axit và khi tác dụng với muối sắt
(III) cho màu tím.
Đun nóng với dung dịch HCl thì bị thủy phân, thêm nước thì không có
kết tủa vì p-aminophenol tạo thành tan trong axit. Thêm thuốc thử kali dicromat
thì có kết tủa màu tím khác với phenacetin là không chuyển sang màu đỏ.

Quá trình chủ yếu là:

Đun nóng dung dịch trên với axit sunfuric có mùi axit axetic có thể dùng
phản ứng này để định tính và định lượng PRC.
Tổng hợp
Cấu trúc phân tử của paracetamol là một hệ thống liên kết đôi rộng rãi:
cặp electron tự do của nguyên tử oxi trong nhóm OH, đám mây π của vòng
benzen, cặp electron tự do của nguyên tử nitơ trong nhóm NH, quỹ đạo p trong
nhóm CH3 và cặp electron tự do của nguyên tử C trong nhóm CO; tất cả đều
tạo được nối đôi. Sự có mặt của hai nhóm hoạt tính cũng làm cho vòng benzen
phản ứng lại với các chất thay thế có ái lực. Khi các nhóm thay thế là đoạn
mạch thẳng ortho và para đối với mỗi cái khác, tất cả các vị trí trong vòng đều
ít nhiều được hoạt hóa như nhau. Sự liên kết cũng làm giảm đáng kể tính bazơ
của oxi và nitơ, khi tạo hydroxyl có tính axit.
Paracetamol được tổng hợp 4 bước từ nguyên liệu đầu là phenol:
3


- Phenol được nitro hóa bởi axit sunfuric và natri nitrit tạo ra 2 đồng
phân ortho và para - nitro phenol.

- Đồng phân para được tách ra khỏi đồng phân ortho bằng phản ứng thủy phân.
- Khử para-nitro phenol bằng NaBH4 trong môi trường kiềm cho ra paraaminophenol.
- Para- aminophenol phản ứng với anhidrit axetic cho ra paracetamol.

Đem kết tinh lại paracetamol trong hỗn hợp etanol-nước.
1.1.1.3.Tác dụng dược lý
Paracetamol ức chế ezyme cyclooxinat (COX) là một enzym xúc tác việc
tổng hợp prostagladin, nên làm giảm tính cảm thụ của ngọn dây thần kinh cảm
giác với các chất gây đau, có tác dụng giảm đau. Giảm tổng hợp prostagladin

và E2 do đó ức chế quá trình sinh nhiệt tăng cường quá trình thải nhiệt và lập
lại cân bằng cho trung tâm điều nhiệt, có tác dụng hạ sốt. PRC không có tác
dụng chống viêm, chống ngưng kết ở tiểu cầu.
Chỉ định: hạ sốt do mọi nguyên nhân gây sốt. Giảm các cơn đau ngoại vi
từ nhẹ đến trung bình.

4


PRC ít tác động đến hệ thần kinh tim mạch và hô hấp, không làm thay
đổi đến cân bằng axit - bazơ, không gây kích ứng, xước hoặc chảy máu dạ dày
vì nó không ảnh hưởng lên COX toàn thân mà chỉ tác động đến COX của hệ
thần kinh trung ương.
PRC không có tác dụng trên tiểu cầu và đông máu, không có tác dụng trị
đông máu, không thải trừ axit uric, không có tác dụng chống viêm. Khi sử dụng
với liều lượng quá liều ( >10g) làm tổn thương gan và có thể đến chết người.
Chống chỉ định: người bệnh nhiều lần thiếu máu, có bệnh tim phổi, thận
và gan. Người bệnh quá mẫn cảm với paracetamol. Người bệnh thiếu hụt
glucozo-6-photphat dehydrogenat.
1.1.1.4. Dạng thuốc
- Chế phẩm viên nén: Paracetamol, panadol, donodol ...
- Chế phẩm viên đạn: Efferagan, panadol...
- Chế phẩm viên sủi: Efferagan, panadol, donodol ...
- Chế phẩm gói bột: Efferagan.
- Chế phẩm dạng bột tiêm: Pro-Dafalgan proparacetamol.
- Chế phẩm dạng dung dịch uống.
- Các chế phẩm kết hợp với các thuốc khác.
1.1.2. Cafein
1.1.2.1. Giới thiệu chung
- Tên quốc tế: Cafein

- Một số tên khác: trimethylxanthine, coffeine, theine, mateine,
guaranine, methyltheobromine và 1,3,7-trimethylxanthine.
- Công thức phân tử: C8H10N4O2.
- Khối lượng mol phân tử: 194,19 g/mol.
- Công thức cấu tạo:
- Tên IUPAC: 1,3,7 - trimetyl xanthin.

5


1.2.1.1. Tính chất vật lý
- Cafein là chất rắn kết tinh dạng tinh thể mầu trắng, không màu, không
mùi có vị hơi đắng.
- Nhiệt độ nóng chảy: 238oC. Khi đun nóng đến 100oC cafein bị mất
nước và thăng hoa ở 178oC.
- Cafein ít tan trong nước lạnh (1 lít nước lạnh hòa tan được 20g cafein),
cafein tan được trong clorofom và một phần trong etanol.
Cafein còn tan trong các dung dịch axit và dung dịch đậm đặc của
benzoat hay salicylat kiềm.
1.1.2.2. Tính chất hóa học
Cafein là một chất có tính bazơ yếu, chỉ tạo muối với axit mạnh và các
muối này kém bền dễ bị phân hủy.
- Trong môi trường kiềm cafein không bền dễ bị phân hủy thành
cafeidin không có tác dụng như cafein nữa nhưng không độc.
- Đặc biệt là một ankaloit nhưng cafein không cho kết tủa với thuốc
thử mayer.
Với dung dịch iot chỉ kết tủa khi môi trường là axit. Cho kết tủa với
dung dịch talin nhưng kết tủa tan trong thuốc thử.
1.1.2.3. Nguồn cung cấp cafein
Cà phê

- Một tách cà phê 250 mL chứa khoảng 40 - 170 mg cafein.
- Một tách cà phê tan chứa khoảng 40 - 100 mg cafein.
- Một tách cà phê loại bỏ cafein vẫn chứa khoảng 3 - 5 mg cafein.
Chè
- Chè đen (Mỹ) chứa khoảng 17 - 75 mg cafein/200mL.
- Chè đen (nước khác) chứa khoảng 20 - 100 mg cafein/200mL.
- Chè ô long chứa khoảng 12 - 55 mg cafein mỗi túi nhỏ (pha được một
tách 150 - 250 mL).

6


- Chè xanh chứa khoảng 8 - 30 mg cafein mỗi túi nhỏ (pha được một
tách 150 - 250 mL).
- Chè tuyết chứa khoảng 6 - 25 mg cafein mỗi túi nhỏ (pha được một
tách 150 - 250 mL).
1.1.2.4. Công dụng của cafein
Cafein có tác dụng kích thích hoạt động hệ thần kinh trung ương chọn
lọc trên vỏ não, làm tăng khả năng nhận thức, tăng khả năng làm việc trí óc,
làm giảm cảm giác mệt mỏi, buồn ngủ. Thuốc có tác dụng kích thích, liều cao
làm tim đập nhanh, co bóp mạnh, tăng lưu lượng máu qua tim. Thuốc có tác
dụng lợi tiểu nhưng kém theophyllin và theobromin.
Ảnh hưởng của cafein: khi dùng với liều lượng nhiều sẽ gây các ảnh
hưởng như căng thẳng thần kinh, hưng phấn, tăng huyết áp, giãn nở phế quản,
lợi tiểu (từ 300mg/ ngày trở lên), kích thích nhu động ruột, mất ngủ.
Tổ chức y tế thế giới không xếp cafein vào nhóm chất gây nghiện. Đến
nay vẫn không có dấu hiệu gì rõ ràng chứng minh cafein nguy hại đến sức
khỏe, ngay cả những trường hợp sử dụng thường xuyên cafein trong thời gian
dài. Tuy nhiên việc dùng cafein nhiều có thể dẫn tới sự phụ thuộc về tâm lý,
trong trường hợp này mùi vị cà phê, khẩu vị người uống và truyền thống cũng

đóng vai trò quan trọng.
Sự phụ thuộc vào cafein có thể dẫn tới các biểu hiện như nhức đầu, căng
thẳng, run rẩy, hồi hộp, thiếu tập trung, cáu giận. Cơ thể cần khoảng 3 ngày để loại
bỏ cafein, sau thời gian này những tác dụng phụ trên sẽ hoàn toàn mất đi. Nếu
dùng cafein với liều lượng cao có thể làm tăng nhịp tim và lợi tiểu. Tuy vậy, nếu
uống những loại đồ uống chậm giải phóng caffein như guarana hay chè đen thì có
thể hạn chế được các ảnh hưởng tiêu cực của caffein cũng như tận dụng được các
tác dụng của nó.
Cafein có chứa trong sôcôla hay chè đen không hẳn là vô hại đối với trẻ
em: ví dụ như lượng cafein có trong 3 lon cola và 3 thanh sôcôla cũng tương

7


đương với lượng cafein trong 2 tách cà phê (khoảng 200 mg). Một đứa trẻ nặng
30 kg nếu dùng một liều lượng tương đương 7 mg/1 kg cơ thể có thể bị căng thẳng
và mất ngủ.
Cafein có trong danh sách doping của Uỷ ban Thế vận hội Quốc tế. Tuy
nhiên, hàm lượng tiếp thu vào trong người đủ để bị cấm là rất cao, vì vậy các
vận động viên có thể uống cà phê trong bữa sáng.
Liều gây độc của cafein khoảng 10 g, tương đương với 100 tách cà phê.
Liều gây độc của cafein cho một con chuột cống nặng 1 kg là 381 mg.
Được biết rằng, nước bưởi có khả năng kéo dài thời gian bán huỷ của
cafein, bởi chất đắng trong quả bưởi sẽ kìm hãm quá trình trao đổi chất của cafein
trong gan.
1.1.2.5.Dược lý và cơ chế tác động
Cafein gây ra sự hưng phấn và kéo dài thời gian tỉnh táo bằng cách ngăn
cản hoạt động bình thường của adenosine và photphodiesterat.
Adenosine được tạo ra trong quá trình hoạt động của cơ thể. Khi nồng độ
đủ cao, nó sẽ gắn với receptor (thụ thể) làm cho hệ thần kinh phát ra tín hiệu

nghỉ ngơi dẫn đến mệt mỏi và buồn ngủ do cấu trúc phân tử gần giống nhau,
cafein cạnh tranh với adenosine trong việc liên kết với receptor đặc hiệu, điều
này làm hệ thần kinh sẽ chỉ đạo cho cơ thể tiếp tục làm việc thay vì việc phát ra
tín hiệu nghỉ ngơi.
Cafein cũng ngăn chặn photophodiesterat không cho tổng hợp chất
truyền tin thứ cấp.
1.1.2.6. Điều chế
Cafein là một ancaloit có nhân purin được tìm thấy trong nhiều loại thực
vật như chè, cà phê, cacao... Nó đã được Runge chiết xuất vào năm 1920,
Pelletier và Caventou chiết vào năm 1921. Do nhu cầu sử dụng lớn nên hiện
nay cafein được điều chế chủ yếu bằng phương pháp tổng hợp hóa học.

8


Phương pháp đi từ dẫn xuất của ure và axit xyanoaxetic theo sơ đồ sau:

Trong công nghiệp dược phẩm còn sử dụng nguyên liệu có nhân purin để
tổng hợp cafein, ví dụ axit uric lấy từ phân gà, phân chim.
Cafein còn được điều chế bằng cách metyl hóa theobromin lấy từ công
nghiệp chế biến cacao và bán tổng hợp từ xanthin.
Các dẫn xuất của xanthin:

Purin

Dạng enol

Dạng ceto
Xanthin

9


Xanthin là dẫn xuất hidroxy của nhân purin.
Bản thân xanthin không có tác dụng sinh học nhưng dẫn chất metyl hóa
của nó là những chất có tác dụng tốt như:

Cafein
Theophylin

Theobromin

Cafein, theophylin, theobromin đều là những bazơ yếu do nguyên tử ni tơ
ở vị trí 9. Hai chất sau còn có tính axit vì chúng có một nguyên tử hidro linh
động ở nhóm imit (vị trí 7 đối với theophilin và vị trí 1 đối với theobromin). Các
hidro này có thể chuyển thành dạng enol với nguyên tử oxi bên cạnh. Vì vậy
theophilin và theobromin là những chất lưỡng tính (vừa có tính kiềm vừa có tính
axit). Chúng có thể tạo ra muối dễ tan trong nước và với các axit và kiềm:

Trong môi trường kiềm chúng có thể tạo muối với các muối kim loại
khác như muối bạc cho kết tủa trắng, muối coban cho kết tủa có màu (ứng dụng
để định tính các chất này). Cafein trong phân tử không có hidro linh động nên

10


không có tính axit mà chỉ là một bazơ yếu. Dựa vào sự khác nhau này để xác
định giới hạn tạp chất theophylin và theobromin trong cafein.
Phản ứng chung của các alcaloit có nhân xanthin là phản ứng với
amoniac. Cho các chế phẩm tác dụng với chất oxy hóa (như Br2, H2O2, HNO3

...) bằng cách đun trên nồi điện đến cạn, sau đó cho tác dụng với amoniac thì có
màu đỏ tía do tạo thành muối amoni của axit puric.

Trong số các dẫn xuất của xanthin thì cafein có tác dụng kích thích thần
kinh trung ương tốt nhất.
1.2. Các định luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng
1.2.1. Định luật Bughe - Lămbe - Bia

và bề dày lớp dung dịch mà ánh sáng truyền qua.
Phương trình toán học biểu diễn định luật Bughe - Lămbe - Bia
A =

. b. C

(1.1)

Trong đó:
A : độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng
thứ nguyên).

11

(A không có


: hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử tại bước sóng .
b: bề dày lớp dung dịch (cm).
C: nồng độ của cấu tử trong dung dịch (mol/lít).
Định luật Bughe - Lămbe - Bia là sự tổ hợp của hai định luật thứ nhất và
thứ hai của sự hấp thụ ánh sáng.

1.2.2. Định luật cộng tính
Định luật cộng tính là một sự bổ sung quan trọng cho các định luật hấp
thụ ánh sáng vừa xét. Định luật cộng tính là cơ sở định lượng cho việc xác định
nồng độ của hệ trắc quang nhiều cấu tử.
Bản chất của định luật cộng tính là sự độc lập của đại lượng độ hấp
thụ quang của một chất riêng biệt khi có mặt của các chất khác có sự hấp thụ
ánh sáng riêng.
Biểu diễn tính cộng tính về độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp
chứa n cấu tử tại bước sóng

bằng phương trình toán học:
n

A λ =A1,λ +A 2,λ +...+A i,λ +...+A n,λ =

A i,λ

(1.2)

i=1

Trong đó:
A : độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử ở
bước sóng .
A i, : độ hấp thụ ánh sáng của cấu tử thứ i ở bước sóng
cấu tử hấp thụ ánh sáng có trong hỗn hợp ; với i = 1

; n là số

n.

Từ (1.1) có thể viết lại phương trình (1.2) như sau:

A λ = ε1,λ .b.C1 +ε 2,λ .b.C2 +...+ε n,λ .b.Cn =

n

ε i,λ .b.Ci

(1.3)

i=1

Định luật cộng tính được phát biểu như sau: “Ở một bước sóng đã cho độ
hấp thụ quang của một hỗn hợp các cấu tử không tương tác hóa học với nhau
bằng tổng độ hấp thụ quang của các cấu tử riêng biệt ở cùng bước sóng này”.

12


1.2.3. Những nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch
không tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia
Xuất phát từ biểu thức của định luật Bughe - Lămbe - Bia A= f( , b, C)
nghĩa là độ hấp thụ quang A là hàm số của ba biến:
), b (bề dày lớp dung dịch) và C
, bao gồm:
-

.

- Các điều kiện đo quang như: bề dày cuvet, độ trong suốt của bề mặt
cuvet không thật đồng nhất, bề mặt cuvet gây các hiện tượng quang học phụ
như tán xạ, hấp thụ...
- Sự có mặt của các chất điện giải lạ trong dung dịch màu làm biến dạng
các phần tử hoặc các ion phức màu làm ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của
các tiểu phân hấp thụ ánh sáng.
- Hiệu ứng solvat hóa: sự solvat hóa (hay hydrat hóa) làm giảm nồng độ các
phần tử dung môi tự do, do đó làm thay đổi nồng độ của dung dịch màu và làm
ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu.
- Hiệu ứng liên hợp: trong một số trường hợp có sự tương tác của
chính các tiểu phân hấp thụ ánh sáng để tạo ra các tiểu phân polime làm thay
đổi nồng độ hợp chất màu.
- Ảnh hưởng pH của dung dịch: sự thay đổi nồng độ của ion H+ (tức thay đổi
pH) của dung dịch sẽ ảnh hưởng đến sự tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia
theo các trường hợp sau:
+ Thuốc thử có đặc tính axit: sự thay đổi nồng độ ion H + làm chuyển
dịch cân bằng tạo thành chất màu.
+ Thay đổi pH kéo theo sự thay đổi thành phần hợp chất màu.
+ Khi tăng pH phức màu có thể bị phân hủy do sự tạo thành phức hydroxo.
+ Dưới ảnh hưởng của ion H+ trạng thái tồn tại và màu của dung dịch
cũng thay đổi.

13


- Ảnh hưởng của sự pha loãng dung dịch phức màu: khi pha loãng các
dung dịch phức màu sẽ gây ra sự lệch khỏi định luật Bughe - Lămbe - Bia.
- Nhiệt độ môi trường và dung dịch đo phổ trong cuvet là không hằng
định suốt trong thời gian đo. Vì trong một mức độ nhất định độ hấp thụ quang
A phụ thuộc vào nhiệt độ.

1.3. Một số phƣơng pháp xác định đồng thời các cấu tử
1.3.1. Phương pháp Vierordt
Để xác định nồng độ của các cấu tử trong hỗn hợp, lần đầu tiên Vierordt đã
đo độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp ở các bước sóng khác nhau, sau đó
thiết lập hệ phương trình bậc nhất mà số phương trình bằng số ẩn số (số cấu tử trong
hỗn hợp), giải hệ phương trình này sẽ tính được nồng độ của các cấu tử. Điều kiện
để áp dụng phương pháp này là các cấu tử trong hỗn hợp phải tuân theo định luật
Bughe - Lămbe - Bia và thỏa mãn tính cộng tính của độ hấp thụ quang.
Với hỗn hợp chứa n cấu tử ta cần phải lập hệ n phương trình n ẩn. Hệ
phương trình này được thiết lập bằng cách đo độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở
n bước sóng khác nhau.
A(

1)

=

11C1b

+

21C2b

+... +

i1Cib

+...+

n1Cnb

A(

2)

=

12C1b

+

22C2b

+... +

i2Cib

+...+

n2Cnb

...
A(

...

n)

=

1nC1b

Trong đó:
sóng

1,

bước sóng

in :

...
+

...
2nC2b

...

...

+ ... +

...
inCib

...

+... +

...
nnCnb

(1.4)

A( 1), A( 2),..., A( n): độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở bước
2,

. . ., và bước sóng

n.

hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử i tại bước sóng

n

(được xác

định bằng cách đo độ hấp thụ quang của dung dịch chỉ chứa cấu tử i ở
bước sóng

n

).

b: bề dày lớp dung dịch (cm).

14

Ci: nồng độ của cấu tử thứ i trong hỗn hợp (mol/lít). Với i, j = 1 n.
Giải hệ n phương trình với n ẩn số là C1, C2 . . . Cn sẽ tìm được nồng độ
của các cấu tử. Khi số cấu tử trong hỗn hợp ít thì việc giải hệ n phương trình
tuyến tính khá đơn giản. Tuy nhiên khi số cấu tử lớn thì việc giải hệ phương
trình phức tạp hơn.
Phương pháp Vierordt chủ yếu được vận dụng để tìm cách giải hệ
phương trình như: giải bằng đồ thị, giải bằng phép ma trận vuông, phương pháp
khử Gauss, . . . để xác định nồng độ của mỗi cấu tử.
Một số tác giả sử dụng phương pháp Vierordt để xác định đồng thời
paracetamol và clopheninamin maleat trong thuốc viên nén bằng cách đo độ
hấp thụ quang ở các bước sóng 242 và 264 nm, còn một số tác giả khác đã xác
định đồng thời axit salixylic và chloramphenilcol bằng cách đo độ hấp thụ
quang ở các bước sóng 278 và 297 nm[3].
Phương pháp Vierordt đơn giản, dễ thực hiện nhưng chỉ áp dụng được
khi số cấu tử trong dung dịch hỗn hợp ít, phổ hấp thụ quang phân tử xen phủ
nhau không nhiều, tính chất cộng tính độ hấp thụ quang được thoả mãn nghiêm
ngặt, thiết bị đo quang tốt thì phương pháp cho kết quả khá chính xác. Đối với
hệ nhiều cấu tử, đặc biệt là khi phổ của các cấu tử xen phủ nhau nhiều, tính
chất cộng tính độ hấp thụ quang không được thoả mãn nghiêm ngặt, thiết bị đo
có độ chính xác không cao thì phương pháp không chính xác và có sai số lớn.
Bởi vậy mặc dù phương pháp Vierordt tuy ra đời đã lâu, nhưng ứng dụng trong
thực tế còn rất ít. Tuy nhiên đây là cơ sở lý thuyết cơ bản nhất, đặt nền móng
cho các nhà khoa học sau này phát triển, cải tiến để xây dựng nên các phương
pháp mới[3].
1.3.2. Phương pháp phổ đạo hàm
Độ hấp thụ quang của các cấu tử là hàm của độ dài bước sóng của ánh
sáng tới A = f( ). Phổ đạo hàm của độ hấp thụ quang theo bước sóng
biểu diễn bằng phương trình toán học:
15

được