Một số phương pháp định lượng alkaloid thực vật

PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG
MỘT SỐ ALKALOID TRONG THỰC VẬT


NỘI DUNG
I.

Giới thiệu alkaloid

II.

Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

III. Kết luận và kiến nghị


I. Giới thiệu alkaloid


I. Giới thiệu alkaloid

1.

Khái niệm

Alkaloid là những hợp chất hữu cơ:



Có chứa Nitơ (Nitơ có thể trong vòng hoặc ngoài vòng)



Đa số có nhân dị vòng



Có phản ứng kiềm



Nguồn gốc chủ yếu từ thực vật


I. Giới thiệu alkaloid
2. Cấu tạo
MeO

MeO

COOH
N

NH2

MeO

N

MeO

OMe

H
OMe

Số nitơ:

- thường từ 1 – 2

Loại vòng:

- đa số: dị vòng Nitơ
- một số: vòng Carbon

Số vòng:

- ít khi một vòng duy nhất
- thường 2 – 5 vòng

Bậc nitơ: bậc II (-NH-), thường là bậc III (=N-).

N

Me


I. Giới thiệu alkaloid
3. Tính chất
Có Oxi

 Lý tính:
 Trạng thái:

O
N

N
Me
Thể rắn




N
Thể lỏng

Mùi vị: đa số không mùi, có vị đắng và một số ít có vị cay.
Màu sắc: hầu hết các alkaloid đều không màu, trừ một số alkaloid có màu vàng như berberin, palmatin,
chelidonin,…



Độ tan:

-

Alkaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol,
chloroform, benzen,…

-

Muối alkaloid dễ tan trong nước, hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ ít phân cực.


I. Giới thiệu alkaloid
3. Tính chất

 Hoá tính
- Tính kiềm.
- Alkaloid tác dụng với acid tạo thành các muối tương ứng.
- Alkaloid kết hợp với muối kim loại nặng (Hg, Bi, Pt) tạo ra muối phức.
- Alkaloid phản ứng với một số thuốc thử gọi là thuốc thử alkaloid.


II. Một số phương pháp
và quy trình định lượng alkaloid trong
thực vật


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

1. Nguyên tắc
Để định lượng được các alkaloid cần phải thực hiện chiết tách ra khỏi nguồn nguyên liệu trước, sau đó mới
tiếp tục định lượng bằng các phương pháp khác nhau.
Các alkaloid có tính kiềm nên trong thực vật thường tồn tại ở dạng muối với axit hữu cơ. Do vậy, có thể tách
chúng ở dạng muối alkaloid hay ở dạng bazơ alkaloid.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

1. Nguyên tắc
1.1. Chiết rút các alkaloid ở dạng muối:
Bột nguyên liệu
Chiết bằng nước hoặc rượu đã được acid

Cô thu hồi nước/ rượu

hóa
Alkaloid trong dịch acid

Trích ly bằng dung môi hữu

Kiềm hóa

cơ
Alkaloid trong dung môi hữu cơ
Trích ly bằng dung môi hữu

Acid hóa

cơ
Muối alkaloid trong môi trường
acid
Trích ly bằng dung môi hữu

Kiềm hóa

cơ
Bazơ alkaloid trong dung môi
hữu cơ

Làm bay hơi dung môi hữu
cơ
Thu bazơ alkaloid tổng số


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

1. Nguyên tắc
1.2. Chiết rút các alkaloid ở dạng bazơ:
Bột nguyên liệu
Xử lý bột nguyên liệu bằng kiềm
mạnh/yếu
Bột nguyên liệu đã được kiềm
hóa
Trích ly bằng dung môi hữu
cơ
Bazơ alkaloid trong dung môi
hữu cơ
Acid hóa

Tách lấy lớp acid
Muối alkaloid trong môi trường
acid
Trích ly bằng dung môi hữu

Kiềm hóa

cơ
Bazơ alkaloid trong dung môi
hữu cơ

Làm bay hơi dung môi hữu
cơ
Thu bazơ alkaloid tổng số


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

2. Phương pháp chung định lượng alkaloid
2.1. Phương pháp trọng lượng
Phương pháp này dùng để xác định hàm lượng của bazơ hay muối alkaloid sau khi loại bỏ dung môi.

Lọc dịch dung môi trích ly alkaloid vào bình đã biết trước trọng lượng

Làm bay hơi dung môi

Sấy khô đến trọng lượng không đổi

Để nguội và cân


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng:

Nguyên tắc:
Caffein có trong chè thường tồn tại ở dạng muối với các hợp chất hữu cơ. Khi xử lý nguyên liệu bằng NaOH
hoặc NH4OH, caffein được giải phóng ra dưới dạng tự do (dạng bazơ), đồng thời cũng tương tác hợp chất khác ra
dạng tự do.

Sau khi dùng KMnO4 để phá bỏ tạp chất, loại tannin, dựa vào tính hòa tan của caffein cùng chloroform để
chiết lấy caffeine. Sau khi đuổi hết dung môi sẽ thu được caffein ở dạng tinh thể.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):

Sơ đồ:


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):

Tính toán kết quả:

Trong đó:
a - trọng lượng caffein thu được (g)

A - trọng lượng chất khô của mẫu chè (g)


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

2. Phương pháp chung định lượng alkaloid
2.2. Phương pháp thể tích
Trong phương pháp này, phương pháp trung hòa được phổ biến hơn hết. Có hai trường hợp phổ biến sau đây:
Chuẩn độ các bazơ alkaloid:
Sau khi trích ly các bazơ alkaloid bằng dung môi hữu cơ, làm bay hơi dung môi.
Cho vào một lượng dư acid đã biết trước dung dịch và nồng độ để hòa tan các bazơ alkaloid thành muối
alkaloid.
Lượng acid dư được chuẩn độ bằng kiềm với chỉ thị màu phenolphthalein.
Người ta còn có thể tiến hành chuẩn độ trực tiếp phần alkaloid còn lại sau khi đã làm bay hơi dung môi bằng
dung dịch axit với chất chỉ thị màu là metyl – da cam.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

2. Phương pháp chung định lượng alkaloid
2.2. Phương pháp thể tích
Chuẩn độ các muối alkaloid:
Các dung dịch nước/rượu của các muối alkaloid đã được tạo thành từ các alkaloid có tính bazơ yếu có đặc tính
là không phản ứng với phenolphthalein. Do đó có thể chuẩn độ chúng bằng kiềm với chỉ thị màu phenolphthalein.
Màu của dung dịch sẽ xuất hiện khi tất cả các bazơ được giải phóng ra khỏi muối alkaloid, còn axit được tạo ra
từ muối sẽ kết hợp với kiềm đã dùng để chuẩn độ, giọt kiềm dư sẽ hiện màu với thuốc thử.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích:

Nguyên tắc:
Khi dung dịch chứa caffein nếu có mặt HCl thì dung dịch I 2 trong KI có thể làm cho toàn bộ caffein chuyển
thành chất kết tủa ở dạng có công thức tổng quát C6H10N4KI4.
Sau đó dùng natrithiosunfat (Na2S2O3) để biết nồng độ chuẩn lượng I2 để biết được lượng I2 đã tham gia
phản ứng, từ đó tính ra lượng caffein có mặt trong dung dịch thí nghiệm.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):

Sơ đồ:


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):

Tính toán kết quả:

Trong đó:
A - số ml Na2S2O3 0.1N đã dùng trong phân tích kiểm chứng
B - số ml Na2S2O3 0.1N đã dùng phân tích caffein
K - hệ số chỉnh nồng độ của Na2S2O3
K
G - trọng lượng chất khô của mẫu chè
2.5 - hệ số tính lượng dung dịch thí nghiệm so với lượng dung dịch chè đã pha chế 0.0052 – số g caffein ứng với 1 ml Na2S2O3 0.1N
đã dùng để chuẩn lượng I2 tham gia kết tủa caffein.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

Quy chuẩn Việt Nam về hàm lượng caffeine trong một số sản phẩm cà phê:
Bảng tiêu chuẩn sau được trích từ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với các sản phẩm cà phê - QCVN…:
2013/BYT:

Sản phẩm

Hàm lượng (tính theo khối lượng)

Cà phê nguyên chất

≥ 1%

Cà phê hỗn hợp dạng lỏng

≥ 1%

Cà phê đã tách caffein

≤ 0.1%

Cà phê hòa tan

≥ 2.5 %

Cà phê hòa tan hỗn hợp

≥ 1.5 %

Cà phê hòa tan đã tách caffein

≤ 0.3%

Cà phê hỗn hợp dạng lỏng

≤ 100mg/100ml sản phẩm


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

2. Phương pháp chung định lượng alkaloid
2.3. Phương pháp kết tủa
Dùng các chất kết tủa khác nhau (thuốc thử Maies: HgI 2 + KI hoặc dung dịch I2 trong KI) để chuẩn độ.
Ví dụ: Cho dung dịch I2 đã biết nồng độ vào dung dịch chứa alkaloid trong môi trường trung tính hoặc axit

yếu, I2 sẽ tạo thành kết tủa với cái alkaloid. Chuẩn độ lượng I 2 dư bằng dung dịch Na2S2O3 với chất chỉ thị màu là
hồ tinh bột.


II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật



Định lượng berberin trong Vàng đắng bằng phương pháp kết tủa:

Sơ đồ: