BÀI TIỂU LUẬN MÔN: HÓA DƯỢC VÀ THUỐC CHỮA BỆNH ĐỀ TÀI: TINH CHẾ, CÔ ĐUỔI VÀ LÀM KHAN DUNG MÔI

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
---  ---

BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: HÓA DƯỢC VÀ THUỐC CHỮA BỆNH
ĐỀ TÀI: TINH CHẾ, CÔ ĐUỔI VÀ LÀM KHAN DUNG MÔI

Sinh viên thực hiện:

Đà Nẵng, tháng 9 năm 2017


Phần 1: TINH CHẾ DUNG MÔI
1.1. Tổng quan
Tinh chế dung môi là một trong những giai đoạn cần thiết để đáp ứng những yêu
cầu trong việc điều chế và sử dụng dung môi tinh khiết phục vụ trong việc chiết
tách các hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền.
Tinh chế dung môi ta có thể hiểu là điều chế dung môi tinh khiết. Dung môi nếu
như chúng ta bảo quản không cẩn thận, hoặc để lâu không sử dụng rất dễ dàng bị
nhiễm bẩn. Vì vậy chúng ta cần phải tinh chế chúng trước khi sử dụng.Có nhiều
phương pháp tinh chế, sau đây chỉ trình bày những phương pháp đơn giản, phổ
biến dùng trong phòng thí nghiệm, công nghiệp.
1.2. Phương pháp tinh chế dung môi
a.Phương pháp chưng cất
Chưng cất dùng để tách chất bẩn ở dạng lỏng ra khỏi dung môi.
Chưng cất là quá trình chuyển chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ lại thành
lỏng. Để chuyển chất lỏng thành hơi ta tiến hành đun sôi chất lỏng đó. Chất lỏng
sôi khi áp suất hơi của nó bằng áp suất bên ngoài, nếu áp suất bên ngoài giảm thì

nhiệt độ sôi của chất giảm. Đối với một chất tinh khiết, nhiệt độ sôi không thay đổi
trong suốt quá trình đun nếu không có hiện tượng hơi quá nhiệt do đun mạnh. Nếu
nhiệt độ sôi của chất thấp hơn nhiệt độ chất đó bị phân hủy thì có thể tiến hành
chưng cất ở áp suất thường. Còn nếu nhiệt độ sôi của chất cao hơn nhiệt độ phân
hủy thì phải tiến hành chưng cất ở áp suất thấp. Phương pháp chưng cất thường
dùng để tách biệt (tinh chế) các chất có nhiệt độ sôi khác nhau ra khỏi hỗn hợp của
nó. Vì vậy, lợi dụng cách này ta có thể tách những chất bẩn là chất dạng lỏng có
nhiệt độ sôi khác với dung môi ra khỏi dung môi ta cần tinh chế.
Có nhiều phương pháp chưng cất khác nhau tùy thuộc vào tính chất của hỗn
hợp chất lỏng:
+Với các chất có nhiệt độ sôi xa nhau thường chọn phương pháp cất đơn hay cất
thường.
+Với các chất có nhiệt độ sôi gần nhau thường chọn phương pháp chưng cất phân
đoạn.
+Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước dùng để tách biệt các chất trong hỗn
hợp, trong đó có một chất không tan trong nước và dễ bay hơi với hơi nước. Thông
thường phương pháp này được lựa chọn khi thỏa mãn các điều kiện trên và không
thực hiện được với hai phương pháp trên.
Các phương pháp chưng cất trên có thể tiến hành ở áp suất bình thường
hoặc ở áp suất thấp tùy vào đặc điểm tính chất của hỗn hợp chưng cất. Dụng cụ
dùng để chuyển từ dạng hơi sang dạng lỏng trong quá trình chưng cất được gọi là
ống sinh hàn. Có nhiều loại ống sinh hàn: ống sinh hàn không khí, ống sinh hàn


nước; ống sinh hàn thẳng, xoắn, bầu,... tùy vào bản chất của các chất và tùy vào
mục đích sử dụng. Với chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp hơn C thì dùng ống sinh hàn
nước, nếu cao hơn C thì dùng sinh hàn không khí, còn trong giới hạn 200- C thì
hứng trực tiếp ở nhánh bình cất
*Chưng cất thường (chưng cất đơn giản)
Chưng cất đơn giản ở áp suất thường dùng để tách biệt chất đủ bền khi đun

nóng và thực tế không bị phân hủy ở nhiệt độ sôi. Phương pháp này thường dùng
với các chất có nhiệt độ sôi cao hơn C và thấp hơn C vì những chất lỏng sôi thấp
hơn C sẽ mất đi nhiều sau khi chưng cất nên không có hiệu quả.
Nếu chưng cất sử dụng ống sinh hàn, thì các ống sinh hàn này thường được lắp
xuôi để chất ngưng tụ thu được ở bình hứng. Tốc độ cất thường từ 1-2 giọt chất
lỏng rơi vào bình hứng trong một giây. Để chất lỏng sôi đều và tránh hiện tượng
quá lửa sẽkhông có hiện tượng sôi vàkhông thấy được các hạt chất lỏng chuyển
động trên bề mặt chất lỏng, dẫn đến hiện tượng thỉnh thoảng chất lỏng sôi trào
mạnh và tràn sang bình hứng, cần phải cho vào bình cất một ít đá bọt, hay ống mao
quản hàn kín một đầu vào ngay khi bắt đầu đun nóng. Chú ý không được cho đá
bọt vào bình cất khi đang sôi.Tùy thuộc vào nhiệt độ sôi mà sau khi chưng cất chất
chứa trong bình cất là chất bẩn hay dung môi cần chiết.
Hệ thống chưng cất đơn giản ở áp suất thường

(1: ngọn lửa đèn. 2: bình chứa mẫu chưng cất. 3: ống nối. 4: nhiệt kế, 5: ống sinh
hàn lắp xuôi. 6;7: nước vào ra ở ống sinh hàn. 8: bình hứng. 10: sừng bò.
Hệ thống chưng cất hiện ñại


*Chưng cất phân đoạn
Chưng cất phân đoạn dùng để tách biệt hỗn hợp dung môi và chất bẩn dạng
lỏng hòa tan vào nhau. Để tách các chất khác nhau khỏi hỗn hợp chất lỏng có thể
dùng phương pháp chưng cất thường nhiều lần, thường gọi là chưng cất “thuận
dòng”. Tuy nhiên để tăng hiệu suất chưng cất và giảm số lần chưng cất, người ta
dùng cột cất phân đoạn.
Thực chất cột cất phân đoạn là làm ngưng tụ từng phần hỗn hợp hơi và cho
bay hơi từng phần chất ngưng tụ lại một cách liên tục. Hơi bay lên cột cất phân
đoạn càng cao sẽ càng giàu cấu tử có nhiệt độ sôi thấp, còn chất lỏng chảy trở lại
vào bình sẽ giàu cấu tử có nhiệt độ sôi cao. Cấu tạo của cột cất đảm bảo tiếp xúc
tốt giữa chất lỏng chảy xuống và hơi đi lên trên, nên gọi là chưng cất “ngược

dòng”.
Trong cột cất, nếu số đĩa càng nhiều thì sự tách biệt càng cao hơn nhưng tốc
ñộ cất càng nhỏ, vì mỗi đĩa có tác dụng như một lần cất thường.


nồi nấu rượu bằng chưng cất phân đoạn


hệ thống dụng cụ chưng cất phân đoạn
*Chưng cất lôi cuốn hơi nước

b.Kết tinh lại
Chiếm vị trí hàng đầu trong các phương pháp tinh chế là sự kết tinh lại. Sở
dĩ là thế vì quá trình kết tinh lại đơn giản nhưng lại có hiệu quả cao. Lợi dụng sự
tăng độ tan của muối khi đun nóng, có thể thu được dung dịch bão hòa ở nhiệt độ
sôi ( sôi ở nhiệt độ của dung môi). Lọc để loại bỏ các tạp chất cơ học không
tan.Dung dịch lọc sau khi để nguội sẽ bị kết tinh, lọc sạch chất kết tinh ra khỏi
dung môi. Trường hợp dung dịch không có chất kết tinh là do chất bẩn quá ít, dung
dịch loãng. Trường hợp này ta phải dùng phương pháp đuổi dung môi qua một
thiết bị khác, lúc này dung dịch đạt bão hòa, chất bẩn sẽ kết tinh.


c.Chiết
Phương pháp chiết dựa trên tách một trong các cấu tử của dung dịch nhờ
một dung môi hữu cơ không trộn lẫn với dung dịch.
*Chiết trong hệ chất lỏng - lỏng
Chiết chất bẩnlà lắc dung dịch đó với dung môi thích hợp khác không trộn
lẫn với dung môi cần tinh chế và có khả năng hòa tan tốt chất cần chiết hơn dung
môi tinh chế.
Trong trường hợp chất cần chiết tan trong dung môi tinh chế nhiều hơn các

dung môi mới hay không chọn được dung môi mới thì không dùng phương pháp
chiết thường như trên, mà phải dùng phương pháp chiết liên tục.
Để lắp ráp dụng cụ cho phương pháp chiết liên tục cần phải biết được tỉ khối
của dung môi cao hay thấp so với chất cần chiết.Vì tỉ khối này khác thì dụng cụ lắp
ráp sẽ khác.
Hệ thống chiết liên tục chất lỏng với chất lỏng

d.Phương pháp thăng hoa
Phương pháp thăng hoa là tách chất bẩn dạng rắn. Là quá trình làm bay hơi
chất rắn thành hơi rồi ngưng tụ lại thành trạng thái rắn, không qua trạng thái lỏng.


Những chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không qua trạng thái
lỏng gọi là chất thăng hoa.
Sự thăng hoa xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi.
Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác là có thể thu được
một lượng nhỏ chất. Vì vậy chất bẩn có ít thì ta vẫn có thể loại bỏ được. Ngược lại
phương pháp này cũng có nhược điểm là các chất bẩn phải có tính bay hơi khác
nhiều so với dung môi tinh chế, quá trình thăng hoa thường chậm và hao phí nhiều
chất hơn các phương pháp khác. Tốc độ thăng hoa tỉ lệ thuận với áp suất hơi của
chất ở nhiệt độ xác định, tỉ lệ với độ lớn bề mặt chất bay hơi và tỉ lệ nghịch với áp
suất trong bình.
Phương pháp tiến hành thăng hoa ở áp suất thường: Với dụng cụ đơn giản là
cho dung môi cần tinh chế vào bát sứ, phủ bằng giấy lọc có chọc thủng nhiều lỗ
nhỏ rồi đậy bát bằng phễu thủy tinh có bọc giấy tẩm ướt hay vải ướt ở bên ngoài,
có đậy cuống phễu bằng một ít bông. Sau đó đun nóng bát sứ trên ngọn lửa ñèn
cồn hay trên bếp điện qua lưới amiăng hay trên bếp cách cát một cách cẩn thận vì
nếu đun nóng quá sẽ phân hủy chất thăng hoa. Những chất không hoặc khó thăng
hoa ở áp suất thường thì có thể thăng hoa ở áp suất.
e.Phương pháp sắc kí

Phương pháp sắc kí dùng để tách biệt một lượng chất gần giống nhau về thành
phần và tính chất. Dùng để tinh chế các chất có nhiệt độ sôi cao và không bền với
nhiệt, hoặc để tách biệt các chất từ tinh dầu, các chất màu tự nhiên, các
aminoaxit,... hoặc để xác định tính đồng nhất và độ tinh khiết của chất.
Có nhiều phương pháp sắc kí: sắc kí phân bố, sắc kí hấp phụ và sắc kí trao
ñổi ion, hoặc có thể phân loại phương pháp sắc kí như sau: sắc kí cột, sắc kí lớp
mỏng, sắc kí giấy,...
1.3. Cách bảo quản dung môi trong phòng thí nghiệm


Phòng thí nghiệm phải có tủ đựng các hóa chất, để bảo quản chất thì thông
thường axit được đặt ở thể lỏng ở ngăn cuối cùng của tủ để khi lấy ra dễ dàng tránh
đỗ vỡ nguy hiểm, và đặc biệt nên sử dụng loại mặt bàn thí nghiệm có thể tránh
được loại hóa chất độc hại này. Dung môi dễ dàng bắt lửa như benzene, ete, cồn,
axeton không nên để nhiều và tập trung một chỗ. Chỉ nên để mỗi chất từ 0.5 đến 1
lít và khi làm thí nghiệm thì phải để các loại dung môi này xa lửa.

Đối với những hóa chất dễ bay hơi, dễ tác dụng với khí oxi, cacbonic và hơi
nước cần đựng vào những lọ nút cao su hoặc nút nhám, bên ngoài có tráng một lớp
parafin.


Phần 2: CÔ ĐUỔI, LÀM KHAN DUNG MÔI
Trong quá trình cô đuổi,làm khan dung môi năng lượng được dùng là gia
nhiệt để chất lỏng bay hơi thành dạng khí, sau đó được loại bỏ để tạo thành sản
phẩm không chứa dung môi hoặc sản phẩm cô đặc.Cô đuổi, làm khan dung môi là
khâu kỹ thuật khá tốn nhiều thời gian trong quá trình chiết suất, phân lập và tinh
chếcũng là giai đoạn rất quan trọng để đáp ứng những yêu cầu trong việc điều chế,
chiết tách các hoạt chất có hoạt tính sinh học từ thuốc y học cổ truyền. Nếu cao
chiết còn sót dung môi sẽ xảy ra các phản ứng phụ ảnh hưởng nhiều đến chất

lượng sản phẩm nên chúng ta cần phải phân tích và xử lí quá trình này.
A.
CÔ ĐUỔI DUNG MÔI
Dung môi dùng để chiết xuất các hợp chất ra khỏi dược liệu rất đa dạng và thay đổi
tùy theo bản chất của mỗi loại dược liệu. Cơ sở cô đuổi một dung môi chiết xuất là
tính bay hơi của dung môi trong dịch chiết. Dung môi dùng để chiết xuất được dựa
vào tính phân cực và tính không phân cực.Muốn có các loại cao chiết có độ phân
cực khác nhau, sử dụng các dung môi chiết có độ phân cực khác nhau, dựa trên
nguyên tắc chung là “ các chất giống nhau sẽ hòa tan nhau”: dung môi không phân
cực hòa tan tốt các hợp chất không phân cực, dung môi có tính phân cực trung bình
sẽ hòa tan tốt các hợp chất có tính phân cực trung bình và dung môi phân cực
mạnh sẽ hòa tan tốt các hợp chất phân cực.
Nước được xem là một dung môi phân cực mạnh ,ngoài nước ra còn có các ancol
bậc thấp như methanol, etanol, propanol, butanol,… Các dung môi không phân cực
ngoài ete còn có các hydro cacbua như ete dầu, benzene, toluene, hexan, heptan,…
Với những dung môi phân cực hoặc không phân cực đều có nhiệt độ sôi thấp so
với dịch chiết nên cô đuổi dung môi được dựa vào bay hơi dung môi.Cách xử lí cô
đuổi dung môi chiết tách thường được dùng phương pháp chưng cất áp suất thấp,
cô quay chân không và phương pháp sấy khô.
Các yếu tổ ảnh hưởng tốc độ cô đuổi làm khan dung môi:3 yếu tố ảnh hưởng
+Nhiệt cung cấp
+ Hơi cần tách
+Bề mặt dung môi
Để đun sôi dung môi , năng lượng càng nhiều, thì tốc độ đun sôi càng nhanh.Tuy
nhiên, tốc độ cô đuổi có thể tăng khi độ chân không tăng hay áp suất giảm, điều
này chỉ đúng ở một số trường hợp. Ở mức chân không cao nhất có thể đạt được,
dung môi bay hơi sẽ sôi ở nhiệt độ cực thấp, cực lạnh mà ống ngưng tụ không còn
có hiệu quả để cô đuổi dung môi.
2.2. Phương pháp cô đuổi dung môi
a. Cô quay chân không

Máy cô chân không là sử dụng chân không làm giảm nhiệt độ sôi để quá trình bay
hơi chất lỏng xảy ra ở nhiệt độ thấp khoảng 30-400C vì thực hiện ở nhiệt độ cao có
thể làm hư hại vài hợp chất kém bền nhiệt.

Bay hơi chân không giữ vai trò chủ đạo bởi vì trong một hệ kín, áp suất
giảm dẫn tới làm giảm nhiệt độ sôi của các thành phần trong nó. Các thành phần
trong mẫu dung dịch được cô quay bay hơi để loại bỏ dung môi mong muốn từ
mẫu dịch chiết, nó được ứng dụng trong quá trình tách chiết môt hợp chất tự nhiên
hay đơn giản chỉ trong một bước của tổng hợp hợp chất hữu cơ. Dung môi hòa tan
có thể được loại bỏ nếu nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ cho phép. Nhiệt độ cho
phép phụ thuộc vào độ sôi của hợp chất, chất tan và dung môi.
Cô quay bay hơi được ứng dụng để tách “ dung môi có nhiệt độ sôi thấp” như n-hexan,
ethyl acetat từ hợp chất hữu cơ chất có đặc tính đông đặc ở nhiệt độ phòng và áp
suất. Tuy nhiên, khi ứng dụng phương pháp này cần chú ý các hợp chất trong mẫu
có cùng nhiệt độ bay hơi cũng sẽ bị loại bỏ, vì vậy cần chú ý chọn dung môi có
nhiệt độ sôi phù hợp và giảm áp suất vừa phải.
Các dung môi có nhiệt độ sôi cao như nước (sôi ở 100oC, 1atm),
dimethylformamide (DMF, 153oC, 1atm), Dimethylsulfoxide(DMSO, 189 oC,
1atm) cũng có thể bay hơi nếu hệ thống chân không có thể giảm áp suất đủ thấp. Ví
dụ cả DMF và DMSO có thể sôi dưới 50 0C nếu áp suất giảm xuống từ 1atm xuống
6.6matm
b.Cô ly tâm chân không
Máy cô ly tâm chân không dung môi, thay thế cho việc sử dụng máy cô quay chân
không, nó hoạt động dựa vào áp suất giảm. Khi áp suất giảm, điểm sôi của dung


dịch cũng giảm theo. Khi áp suất giảm đến một mức nào đó, tùy thuộc vào loại
dung môi sử dụng, dung dịch sẽ sôi làm bay hơi dung môi ở nhiệt độ thấp. Nhằm

tránh hiện tượng sôi bùng quá mức làm văng mẫu ra khỏi vật chứa, mẫu được quay
ly tâm trong buồng chứa mẫu và được giữ lại ở dưới đáy vật chứa nhờ lực ly tâm.
c. Chưng cất phân đoạn
Chưng cất phân đoạn là một trong những phương pháp kinh điển dùng để
tách dung môi bằng việc bay hơi ra khỏi một hỗn hợp dich chiết với dung môi
dựa vào sự khác biệt nhiệt độ sôi của các chất trong hỗn hợp. Quá trình chưng cất
có thể thực hiện ở áp suất khí quyển hay áp suất giảm. Phương pháp chưng cất
phân đoạn được thực hiện với những bình cất có lắp cột phân đoạn và thường được
nối với máy hút chân không để giảm nhiệt độ chưng cất, giảm ảnh hưởng tới các
chất nhạy cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ và áp suất được theo dõi trong quá trình
chưng cất.

d. Bộ chiết Soxhlet
Máy chiết soxhlet được sử dụng nhiều trong chiết tách chất mẫu cây bởi nó
có nhiều ưu điểm tiết kiệm được dung môi,chỉ một lượng ít dung môi mà chiết kiệt
được mẫu cây, không tốn công lọc và châm dung môi mới.Đối với chiết xuất bằng
máy soxhlet dựa vào sự hòa tan hoàn toàn của dung môi với dịch chiết và nhiệt độ
sôi của dung môi thấp hơn dịch chiết. Khi thu hồi dung môi cũng dựa theo nguyên
lí chiết xuất là bay hơi dung môi nhờ nhiệt độ sôi thấp. Dung môi được đun nóng


lên dung môi bay hơi lên theo ống ngưng tụ hơi tại đây hơi dung môi biết ống
ngưng hơi làm lạnh, ngưng tụ thành thể lỏng.

e. Máy đông khô
Quá trình đông khô không liên quan tới quá trình bay hơi hay sôi, nhưng lại
xảy ra quá trình thăng hoa – chuyển đổi từ pha rắn sang pha hơi mà không chuyển
qua pha lỏng.Trong máy đông khô, năng lượng nhiệt cung cấp để làm đông khô
mẫu ở áp suất thấp được chuyển sang năng lượng đủ để làm tan bang, nhưng áp
suất lại không đủ để tạo thành chất lỏng và do đó dung môi sẽ thăng hoa để tạo

thành khí. Hơi tạo ra được loại bỏ bởi bộ ngưng tụ nhờ đó sẽ cô đuổi được dung
môi.
B.LÀM KHAN DUNG MÔI
2.1. Tổng quan
Qúa trình làm khan dung môi là quá trình được thực hiện sau khi thu hồi , cô
đuổi dung môi cũng là một giai đoạn quan trọng vì khi dung môi tồn trữ hợp chất
dung môi có một vài chất hữu cơ trong cao chiết có thể có sự thể đổi không mong
muốn trong cấu trúc hóa học mà quá trình cô đuổi dung môi thu được sản phẩm
chiết ở dạng dẻo sệt sẽ còn lẫn một ít dung môi chưa được cô đuổi hết nên chúng ta
cần phải thực hiện quá trình làm khan dung môi.
Làm khan dung môi chúng ta có thể hiểu là làm khô cao chiết không tồn trữ
dung môi. Trong quá trình làm khan dung môi, năng lượng được dùng là gia nhiệt
để chất lỏng bay hơi thành dạng khí.Dựa vào nguyên tắc này ta có thể đưa ra các
phương pháp làm khan dung môi:phương pháp gia nhiệt đơn giản bằng bếp điện
hoặc bếp cất thủy, phương pháp sấy khô bằng thổi khí trơ.
2.2. Phương pháp làm khan dung môi
a. Phương pháp gia nhiệt đơn giản
Phương pháp này được sử dụng khi quá trình cô đuổi dung môi ,dung môi
trong chiết còn ít dung môi do dùng phương pháp này tốn thời gian .Qúa trình làm


khan dung môi sử dụng năng lượng đầu vào để kích thích quá trình bay hơi dung
môi và các cơ chế gia nhiệt khác nhau được sử dụng như bằng điện, đèn. Với gia
nhiệt bằng điện sử dụng bếp điện, bếp cất thủy.Là dụng cụ đơn giản ,dễ tìm trong
phòng thí nghiệm nên được sử dụng phổ biến làm khan dung môi.

b.Làm khan dung môi bằng thổi khí
Cô đuổi làm khan dung môi bằng thổi khí tương đối nhanh với các dung
môi dễ bay hơi, nhưng sẽ là chậm với các dung môi có nhiệt độ sôi cao, khó bay
hơi (như nước).

Trong các quá trình cô mẫu này, khí trơ (nitơ) được thổi xuống thông qua
các kim vào các ống đựng mẫu để tạo ra một dòng đối lưu trên bề mặt mẫu. Điều
này sẽ làm thay đổi cân bằng giữa pha lỏng và hơi, và nghiêng về pha hơi. Nhiệt
thường được gia nhiệt thêm vào mẫu để đẩy nhanh quá trình bay hơi, có thể làm
nóng khí nếu cần.Kỹ thuật này cho phép sử dụng thiết bị mở, và tương đối rẻ.
Phần 3: KẾT LUẬN


Tinh chế, cô đuổi và làm khan dung môi là những giai đoạn cần thiết trong
điều chế, chiết tách và sử dụng dung môi sạch ,thu hồi và tách dung môi ra khỏi
dịch chiết đều được sử dụng trong quá trình chiết tách các hoạt chất có hoạt tính
sinh học từ thuốc y học cổ truyền.Dựa vào tính chất vật lí và hóa học của dung môi
chúng ta lựa chọn các phương pháp phù hợp để xử lí dung môi trong quá trình
chiết tách.