Issuu

BỘ Y TẾ TRƯỜ ỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUY NGUYỄN THỊ THẢO MY Mã sinh viên: 1101341

TIẾP TỤC C NGHIÊN C CỨU ỨNG NG D DỤNG NHỰA A TRAO ĐỔII ION TRONG PHÂN LẬP P ACID SHIKIMIC T TỪ ĐẠII HỒI H KHÓA LU LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨĨ

HÀ NỘI-2016

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THẢO MY Mã sinh viên: 1101341

TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NHỰA TRAO ĐỔI ION TRONG PHÂN LẬP ACID SHIKIMIC TỪ ĐẠI HỒI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. TS. Nguyễn Văn Hân 2. Th.s. Đỗ Thị Loan Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược

HÀ NỘI-2016

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CÁM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:

Tiến sĩ Nguyễn Văn Hân

U Y

Người thầy, người trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện và tận tình chỉ bảo để tôi có

thể hoàn thành khóa luận này.

Tôi xin chân thành cám ơn Thạc sĩ Đỗ Thị Loan – người hướng dẫn, người chị

ẠO

đã dẫn dắt tôi, luôn ở bên và hướng dẫn, giải đáp thắc mắc, khó khăn của tôi trong

suốt quá trình thực hiện khóa luận.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Và tôi cũng xin chân thành cám ơn Dược sĩ Trần Trọng Biên cùng các thầy cô

H Ư

giáo, anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Công nghiệp Dược và các bạn cùng thực hiện

TR ẦN

khóa luận trong tổ Chiết xuất – Bộ môn Công nghiệp Dược. Sự giúp đỡ của mọi người là sự hỗ trợ không thể thiếu giúp tôi có thể hoàn thành khóa luận đúng thời

hạn.

10 00

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn vô hạn đến các thầy cô giáo trường Đại học Dược, những người đã nhiệt tình dạy dỗ, chỉ bảo tận tình tôi những năm tháng học

tập tại trường. Và tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã đồng hành,

Í-

động viên và hỗ trợ tôi suốt thời gian qua.

-L

Do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn hạn chế nên khóa luận không tránh

ÁN

khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các

thầy cô và bạn bè.

IỄ N

ÀN

Xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, tháng 05 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Thảo My

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .................................................................................. 2

ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1

U Y

1.1. Tổng quan về cây hồi ...................................................................................... 2

1.1.1. Vị trí phân loại và phân bố ............................................................................ 2

1.1.2. Đặc điểm thực vật .......................................................................................... 2

ẠO

1.1.3. Bộ phận dùng, thu hái và chế biến ................................................................. 3

1.1.3.1. Bộ phận dùng .............................................................................................. 3

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

1.1.3.2. Thu hái và chế biến ..................................................................................... 3

H Ư

1.1.4. Thành phần hóa học ...................................................................................... 3

TR ẦN

1.1.5. Công dụng ..................................................................................................... 3 1.2. Tổng quan về acid shikimic ............................................................................ 4

10 00

1.2.1. Công thức hóa học và tính chất...................................................................... 4 1.2.2. Nguồn gốc acid shikimic ................................................................................ 4

1.2.3. Vai trò acid shikimic ...................................................................................... 5

Í-

1.2.4. Một số nghiên cứu chiết xuất acid shikimic từ Đại hồi ................................... 6

-L

1.3. Tổng quan về nhựa trao đổi ion ..................................................................... 9

ÁN

1.3.1. Phương pháp trao đổi ion .............................................................................. 9

1.3.1.1. Cơ sở của phương pháp .............................................................................. 9

IỄ N

ÀN

1.3.1.2. Vật liệu trao đổi ion .................................................................................... 9 1.3.1.3. Phân loại vật liệu trao đổi ion................................................................... 10 1.3.2. Nhựa trao đổi ion......................................................................................... 10

1.3.2.1. Phân loại .................................................................................................. 10 1.3.2.2.Tính chất vật lý .......................................................................................... 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.3.2.3. Tính năng hóa học .................................................................................... 12

1.3.2.5. Các phản ứng đặc trưng ........................................................................... 14

1.3.2.4. Tính chọn lọc ............................................................................................ 13

U Y

1.3.2.6. Các ứng dụng của nhựa trao đổi ion ......................................................... 15

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNGVÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 16

ẠO

2.1. Nguyên vật liệu ............................................................................................. 16

2.1.1. Nguyên liệu .................................................................................................. 16

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

2.1.1.1. Dược liệu .................................................................................................. 16

H Ư

2.1.1.2. Nhựa anionit ............................................................................................. 16

TR ẦN

2.1.2. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ ........................................................................... 17 2.1.2.1. Hóa chất ................................................................................................... 17

10 00

2.1.2.2. Thiết bị, dụng cụ ....................................................................................... 17 2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 18

2.2.1. Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic trong

dịch chiết Đại hồi của nhựa anionit ....................................................................... 18

-L

Í-

2.2.2. Khảo sát khả năng tái sử dụng của nhựa anionit trong phân lập acid shikimic

ÁN

từ dịch chiết Đại hồi .............................................................................................. 18

2.2.3. Chiết xuất và phân lập acid shikimic từ dịch chiết Đại hồi........................... 18

IỄ N

ÀN

2.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 18

2.3.1. Phương pháp định lượng acid shikimic ........................................................ 18 2.3.2. Phương pháp xác định dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết dược liệu của anionit ............................................................................................. 20 2.3.3. Phương pháp xác định hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic trong dược liệu của nhựa anionit.................................................................................................... 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.3.4. Phương pháp phân lập acid shikimic trong dịch chiết dược liệu bằng anionit

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................. 23

.............................................................................................................................. 22

U Y

3.1. Xác định hàm lượng acid shikimic có trong dược liệu ................................ 23

3.2. Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic trong

dịch chiết dược liệu của nhựa anionit ................................................................. 23

ẠO

3.3. Khảo sát khả năng tái sử dụng nhựa anionit trong phân lập acid shikimic

từ Đại hồi ............................................................................................................. 26

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

3.3.1. Khảo sát với dung dịch acid shikimic tinh khiết ........................................... 26

H Ư

3.3.2. Khảo sát với dịch chiết dược liệu ................................................................. 28

TR ẦN

3.4. Chiết xuất và phân lập acid shikimic với mẻ 150g Đại hồi ......................... 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 36

10 00

TÀI LIỆU THAM KHẢO

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

PHỤ LỤC

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng1.2

Cấu trúc của chất trao đổi ion

Bảng 2.1

Các loại anionit sử dụng

Bảng 2.2

Các hóa chất sử dụng

.Q TP

ẠO

Kết quả từng giai đoạn của quá trình phân lập acid

shikimic bằng nhựa anionit từ dịch chiết dược liệu

H Ư

trên chất chuẩn

Kết quả khảo sát số lầntái sử dụng nhựa anionit

Bảng 3.2

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Hiệu quả tái sử dụng nhựa anionit trong

Bảng 3.3

TR ẦN

phân lập acid shikimic từ Đại hồi

Bảng 3.4

25 27

Bảng 3.1

Vị trí phân loại của cây hồi (Illicium verum Hook. f.)

Bảng 1.1

Trang

U Y

Tên bảng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Kết quả ứng dụng nhựa anionit trong

phân lập acid shikimic từ Đại hồi

10 00

Kết quả phân tích phổ 1H-NMR, 13C NMR

Bảng 3.5

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

của acid shikimic

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Hình 2.1

Nguyên liệu Đại hồi

Hình 3.1

Cột sắc ký 15×300 (mm×mm)

H Ư

Dung lượng hấp phụ acid shikimic từ dịch chiết Đại

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Biểu đồ hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic của nhựa anionit

hồi của nhựa anionit qua các lần sử dụng Hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic

Hình 3.6

của nhựa anionit

Hình 3.4 Hình 3.5

ẠO

Biểu đồ dung lượng hấp phụ acid shikimic

Hình 3.3

acid shikimic tinh khiết và dịch chiết dược liệu.

So sánh sự khác nhau khi dùng dung dịch

Hình 3.2

Cấu trúc acid shikimic

Hình 1.1

Trang

U Y

Tên hình

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

29 30

10 00

qua các lần sử dụng

Sản phẩm acid shikimic thô, tinh khiết thu được sau

một mẻ 150g dược liệu được phân lập bằng nhựa Diaion SA12A

Sơ đồ tóm tắt quy trình phân lập acid shikimic từ

-L

dịch chiết dược liệu bằng nhựa anionit

ÁN

Sơ đồ 3.1

Cấu trúc sản phẩm

Í-

Hình 3.8

Hình 3.7

HPLC : High Performance Liquid Chromatography – sắc ký lỏng hiệu năng cao

IỄ N

ÀN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ĐẶT VẤN ĐỀ

gian của con đường shikimate trong thực vật, vi sinh vật và nhiều nghiên cứu đã

Từ trước đến nay, acid shikimic được biết đến là sản phẩm biến dưỡng trung

chứng minh được tác dụng chống oxy hóa, chống viêm, kháng tiểu cầu, kháng

U Y

khuẩn của nó [24], [29]. Ngoài ra acid shikimic còn là nguyên liệu để tổng hợp các

hợp chất như acid 6-fluoroshikimic, acid triacetylshikimic, acid shikimic

monopalmityloxy ... thuộc nhiều nhóm tác dụng như kháng khuẩn, kháng ký sinh

ẠO

trùng, chống huyết khối, chống ung thư [20], [22]. Gần đây, acid shikimic được

dùng làm nguyên liệu để điều chế oseltamivir phosphat là hoạt chất có tác dụng

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

chống cúm type A, B [4]. Với rất nhiều ứng dụng của acid shikimic, yêu cầu các

TR ẦN

shikimic với hiệu suất cao là rất cần thiết.

H Ư

nghiên cứu tìm kiếm nguồn nguyên liệu, phương pháp hiệu quả nhằm thu được acid

Đại hồi là dược liệu có hàm lượng acid shikimic cao, có thể từ 5-10% và cũng là nguyên liệu có sẵn, tiềm năng ở nước ta [5]. Vì vậy, Đại hồi là nguồn nguyên liệu

10 00

chủ yếu dùng để phân lập acid shikimic ở nước ta hiện nay. Có hai hướng phân lập acid shikimic từ Đại hồi đã và đang được nghiên cứu đó là: sử dụng dung môi hữu

cơ và sử dụng nhựa trao đổi ion. Nhược điểm lớn của việc sử dụng dung môi hữu cơ

trong phân lập acid shikimic từ Đại hồi chính là dung môi độc hại với môi trường

Í-

và người nghiên cứu. Trong khi đó, sử dụng nhựa trao đổi ion lại khắc phục được

-L

nhược điểm này đồng thời các hạt nhựa anionit được dùng rất thông dụng, rẻ tiền và

ÁN

sẵn có ở Việt Nam. Khóa luận Dược sĩ Nguyễn Thị Khuyên (2015) đã bước đầu cho

kết quả khả quan về việc sử dụng nhựa anionit trong phân lập acid shikimic. Vì vậy,

IỄ N

ÀN

đề tài này tiếp tục đánh giá khả năng ứng dụng của nhựa trao đổi ion trong phân lập acid shikimic từ Đại hồi với các mục tiêu: 1. Xác định được đặc tính hấp phụcủa một số hạt nhựa anionit trong phân lập acid shikimic từ Đại hồi. 2. Xây dựng được phương pháp phân lập acid shikimic từ dịch chiết Đại hồi bằng nhựa trao đổi ion.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về cây hồi

1.1.1. Vị trí phân loại và phân bố

Vị trí phân loại của cây hồi (Illicium verum Hook. f.) theo hệ thống phân loại thực

U Y

vật của Takhtajan[1], [9] được thể hiện ở bảng sau.

Thực vật – Plantae

Không phân hạng

Thực vật có hoa - Angiospermae

Bộ

Mộc lan dây - Austrobaileyales

Họ

Hồi –Illiciaceae

Chi

Hồi –Illicium

Loài

I. verum

TR ẦN

H Ư

ẠO

Giới

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Bảng 1.1:Vị trí phân loại của cây hồi (Illicium verum Hook. f.)

Cây hồi ( Illicium verum Hook. f.) được trồng nhiều ở các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn,

một số ít ở hai tỉnh Quảng Tây và Quảng Đông (Trung Quốc) giáp giới Việt Nam.

Một số nơi khác cũng có trồng nhưng không đáng kể như Hà Giang, Tuyên Quang,

Í-

Bắc Cạn, Thái Nguyên [11]. Nó còn có tên gọi khác là cây đại hồi, bát giác hồi

-L

hương, hồi hương, hồi sao, mác chác, mác hồi (Tày), pít cóc (Dao),… [2].

ÁN

1.1.2. Đặc điểm thực vật

Cây đại hồi là cây gỗ nhỏ, cao 6 - 10m. Thân thẳng to, cành thẳng, nhẵn, lúc non

IỄ N

ÀN

màu lục nhạt sau chuyển sang màu nâu xám. Lá mọc so le, phiến lá nguyên, dày,

cứng giòn, nhẵn bóng, dài 8 - 12cm, rộng 3 - 4cm, hình mác hoặc trúng thuôn, hơi nhọn đầu, mặt trên xanh bóng hơn mặt dưới. Hoa mọc đơn độc ở nách lá, có khi xếp 2 - 3 cái, cuống to và ngắn, 5 lá đài màu trắng có mép màu hồng, 5 - 6 cánh hoa đều nhau màu hồng thẫm. Quả kép gồm 6 - 8 đại, xếp thành hình sao đường kính 2,5 -

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3cm, lúc non màu lục, khi già màu nâu sẫm, mỗi đại dài 10 - 15mm, có mũi nhọn

tháng 7 - 9 hoặc tháng 11 – 12 [11].

Toàn cây, nhất là quả có mùi thơm và vị nóng. Mùa hoa: tháng 5 - 6; mùa quả:

ngắn ở đầu. Hạt hình trứng, nhẵn bóng [1], [2].

U Y

1.1.3. Bộ phận dùng, thu hái và chế biến

1.1.3.1.Bộ phận dùng

Đại hồi (quả) – Fructus Illicium veri là quả chín đã phơi khô của cây hồi - Illicium

ẠO

verum Hook. f. (họ Hồi – Illiciaceae).

1.1.3.2.Thu hái và chế biến

Hàng năm cây ra hoa kết quả theo 2 vụ, vụ chính thu hoạch vào tháng 8-10 (vụ

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

mùa), vụ muộn thu hoạch vào tháng 2-4 năm sau (vụ tứ quý). Vụ muộn cho năng suất thấp hơn. Cây trồng sau 5-6 năm bắt đầu cho thu hoạch. Sau 15 năm mỗi cây

TR ẦN

có thể cho 10-20kg quả tươi/năm, sau 20 năm, năng suất tương đối ổn định ở mức 20-30kg/năm [2].

Vào vụ thu hoạch, hái lấy quả từ màu lục biến thành vàng, nhúng qua nước sôi, sấy

10 00

nhẹ hoặc phơi trong bóng râm khoảng 5-6 ngày cho khô [11]. 1.1.4. Thành phần hóa học

Trong quả hồi ngoài các chất như chất nhầy, đường, chủ yếu chứa tinh dầu. Nếu cất

tinh dầu bằng phương pháp kéo hơi nước từ quả hồi tươi thì đạt hàm lượng 3 - 3,5%

Í-

tinh dầu lỏng, không màu hoặc màu vàng nhạt, có mùi thơm đặc biệt. Thành phần

-L

chủ yếu của tinh dầu hồi là anethol (80 - 85%), ngoài ra còn có tecpen, a-pinen, d-

ÁN

pinen, l-phel- landren, safrol, terpineol, limonen. Lá hồi cũng chứa tinh dầu nhưng

độ đông đặc hơi thấp hơn. Hạt hồi không mùi, chứa nhiều dầu béo[11].

IỄ N

ÀN

1.1.5. Công dụng

Đại hồi có vị cay, tính ôn, mùi thơm, có tác dụng khử hàn, ấm kinh, kiện tỳ, khai vị, trừ đờm, tiêu thực, chỉ thống, giải độc, kháng khuẩn. Quy vào 4 kinh Can, Thận, Tỳ, Vị. Thường dùng chữa nôn mửa, đầy bụng, đau bụng, tiêu chảy, tay chân nhức mỏi, giải độc thức ăn, dị ứng. Ngoài ra còn dùng quả hồi ngâm rượu cùng với một số dược liệu khác để xoa bóp chữa tê thấp, nhức mỏi [15].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Quả hồi và tinh dầu hồi được dùng làm gia vị và hương liệu cho rất nhiều sản phẩm

dùng trong kỹ nghệ thực phẩm: rượu mùi, kẹo gôm, bánh kẹo, gelatin, pudding, thịt,

sản phẩm từ thịt.

1.2.1. Công thức hóa học và tính chất

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

Acid shikimic có cấu trúc hóa học và một số tính chất sau [28], [35]:

U Y

1.2. Tổng quan về acid shikimic

Hình 1.1.Cấu trúc acid shikimic

10 00

Tên khoa học: acid (3R,4S,5R) – 3,4,5 – trihydroxy -1-cyclohexen 1- carboxylic. Công thức phân tử:C7H10O5.

Trọng lượng phân tử:174,15.

Tính chất: Acid shikimic là một chất kết tinh màu trắng, rất dễ tan trong nước

Í-

(18%), tan trong ethanol tuyệt đối (2,25%), trong methanol, không tan trong các

-L

dầu hỏa. dung môi ít phân cực ethyl acetat, aceton, cloroform, benzen, ether dầ

ÁN

Nhiệt độ nóng chảy: 183 - 184,50C.

Năng suất quay cực:[α]18= -183,8° (c =4,03% trongnước).

IỄ N

ÀN

Cực đại hấp thụ:Dung dịch acid shikimic trong ethanol có cực đại hấp thụ ở 213 nm. 1.2.2. Nguồn gốc acid shikimic Acid shikimic được phân lập lần đầu tiên vào năm 1885 bởi Eykman F. và cộng

ăm 1930, công thức sựtừ một loài hồi Nhật Bản (Illicium anisatum). Nhưng đến năm hóa học của acid shikimic mới được xác định bởi Fischer, Freudenberg và Karrer [30]. Acid shikimic có trong nhiều loài thực vật như đại hồi (Illicium verum), bạch quả (Gingko biloba), liễu (Salix nigra), một số cây thuộc chi Eucalyptus

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(E.sieberiana F.Muell,

E.citriodora),

đinh hương (Syzygium aromaticum,

hồi vẫn là nguyên liệu quan trọng để chiết xuất, bởi hàm lượng acid shikimic trong

(Vaccinium macrocarpon, V.oxycocos, V.myrtillus)...[21]. Tuy nhiên hiện nay Đại

Myrtaceae), quả cây lý gai (chi Gooseberry), cây việt quất châu Mỹ và châu Âu

U Y

quả hồi tương đối cao (5%-10%) [5].

Acid shikimic còn có nguồn gốc từ tổng hợp hoặc bán tổng hợp. Raphael (1960) và

Smissman (1959) đã tổng hợp acid shikimic từ 1,3 – butadien-1,4-diyl diacetate qua

ẠO

phản ứng Diels Alder. Grewe (1964) và cộng sự tổng hợp acid shikimic từ 1,3-

butadien. Ngoài ra, acid shikimic có thể được tổng hợp từ benzen, bán tổng hợp từ

acid quinic và D-manose [17]. Giáo sư Frost, trường đại học Michigan, đã nghiên

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

cứu công nghệ sản xuất acid shikimic bằng con đường lên men vi sinh sử dụng chủng Escherichia coli tái tổ hợp, sau đó chiết xuất acid shikimic từ dịch lên men

TR ẦN

và tinh chế. Tuy nhiên hiệu suất không cao và giá thành không thể cạnh tranh với phương pháp chiết xuất từ Đại hồi [18].

1.2.3. Vai trò acid shikimic

10 00

Trong sinh học, acid shikimic đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp các acid amin thơm như phenylalanin, tryptophan, tyrosin; các alcaloid, hợp chất

phenolic, các phenyl propanoid [36]. Nó là chất trung gian hóa học quan trọng của

các quá trình chuyển hóa trong thực vật và vi sinh vật (con đường shikimat) [29],

Í-

[30].

-L

Về tác dụng dược lý, acid shikimic có tác dụng chống viêm, giảm đau, có khả năng

ÁN

ức chế ngưng tập tiểu cầu và bệnh tắc nghẽn động mạch do tác động của acid

arachidonic [24], [33]. Các nghiên cứu đã chứng minh acid shikimic có tác dụng

IỄ N

ÀN

giảm đau, chống viêm, chống co giật, chống oxy hóa, kìm hãm phát triển tế bào ung thư[2]. Trong lĩnh vực tổng hợp hóa dược,acid shikimic là nguyên liệu quan trọng trong nghiên cứu tổng hợpnhiều nhóm thuốc như tổng hợp acid 6-fluoroshikimiccó tác dụng chống virus, chống vi khuẩn, chống ký sinh trùng, tổng hợp các acid triacetylshikimic, acid shikimic monopalmityloxy có hiệu quả kháng tiểu cầu và

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chống huyết khối. Ngoài ra còn được nghiên cứu tổng hợp các hợp chất có tác dụng ung thư [20],[22].

Những năm gần đây acid shikimic được dùng làm nguyên liệu để bán tổng hợp

ức chế đáng kể vào sự tăng sinh tế bào, có khả năng ứngdụng cho hóa trị liệu chống

U Y

oseltamivir phosphat – một chất có vai trò ức chế neuraminidase, một enzym cần

cho quá trình giải phóng và lây lan virus từ các tế bào bị nhiễm.Oseltamivir

phosphat có tác dụng trên virus cúm type A và type B, đặc biệt với chủng H5N1,

ẠO

H1N1.

1.2.4. Một số nghiên cứu chiết xuất acid shikimic từ Đại hồi

Các nghiên cứu không sử dụng nhựa trao đổi ion.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Năm 2007, Iyer Sankar công bố một phương pháp phân lập acid shikimic từ Đại hồi, gồm các bước: chiết hồi lưu nguyên liệu Đại hồi (400g) với 2 lần × 2L isopropanol

TR ẦN

95% trong 6 giờ. Cất thu hồi dung môi dưới áp suất giảm để thu được dịch chiết đậm đặc. Dung dịch đậm đặc được pha loãng với 0,9L nước. Loại tạp dung dịch

nước lần lượt bằng ethyl acetat (1,2L), dung dịch formaldehyd 37% và than hoạt

10 00

(60g). Cô đặc dung dịch nước, thêm 50mL methanol và cô đến cắn. Hòa cắn vào 40mL methanol, đun hồi lưu 45 phút và để lạnh (0 đến -5ºC) cho acid shikimic kết

tinh. Hiệu suất 3,5 - 5% [34]. Phương pháp của Iyer tuy cho hiệu suất khá cao,

nhưng trải qua nhiều bước phức tạp, sử dụng nhiều loại dung môi: isopropanol 95%,

Í-

formaldehyd 37%, methanol, ethyl acetate. Đặc biệt dung môi formaldehyd 37% là

-L

dung môi độc hại với môi trường và người nghiên cứu. Hiệu suất quy trình chưa

ÁN

thực sự cao, sản phẩm chưa rõ độ tinh khiết. Việc sử dụng lượng lớn dung môi,

nhiều loại dung môi, quy trình phức tạp gây khó khăn khi áp dụng trên quy mô công

IỄ N

ÀN

nghiệp. Năm 2010, Bùi Quang Thuật tiến hành chiết xuất đại hồi thu tinh dầu và acid shikimic qua các bước: 50g Đại hồi được chiết hồi lưu với 600mL nước trong 8 giờ thu tinh dầu ở nhiệt độ phòng, dịch chiết nước sau khi lọc bỏ bã, được cô cạn, rồi hòa tan vào hỗn hợp dung môi methanol : nước (8:2) để loại tạp. Dung dịch thu được cô đến cắn màu nâu. Cắn được hòa tan và kết tinh lại trong hỗn hợp

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

methanol : ethyl acetat (1:1). Hiệu suất của quy trình đạt 5,6% [19]. Phương pháp

chưa nổi trội. Cùng năm 2010, Nguyễn Thị Thu Hiền chiết xuất acid shikimic từ đại

acid shikimic còn phức tạp, sử dụng nhiều hệ dung môi, hiệu suất của phương pháp

này có ưu điểm là thu được tinh dầu và acid shikimic. Tuy nhiên, quy trình phân lập

U Y

hồi bằng methanol, theo phương pháp ngâm lạnh và tinh chế bằng hỗn hợp dung

môi methanol – aceton. Hiệu suất đạt được 6,68% [8].

Năm 2016, Nguyễn Văn Hân công bố phương pháp phân lập acid shikimic từ phế

ẠO

phẩm của quá trình sản xuất tinh dầu Đại hồi. Dịch nước cái sau khi chiết lấy tinh

dầu Đại hồi (3,5L tương đương 1kg quả Đại hồi ) được lọc qua vải, cô thành cao

mềm và hòa vào 1,6L ethanol 96%, để lắng 2 giở ở nhiệt độ phòng. Lọc loại tạp,

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dịch lọc được cô thành cao lỏng, sau đó thêm 800mL aceton và gạn lấy dịch trong. Dịch trong được cô bớt, để kết tinh thu sản phẩm thô. Sản phẩm thô được kết tinh

TR ẦN

lại bằng 500mL ethanol 96% trong 24 giờ. Sản phẩm thu được có độ tinh khiết 99,2%. Hiệu suất của quy trình phân lập đạt 78,2% [7]. Quy trình cho sản phẩm có

độ tinh khiết cao, sử dụng ít loại dung môi (ethanol 96% và aceton) và đơn giản hơn

10 00

các quy trình tinh chế acid shikimic từ Đại hồi trước đó. Các nghiên cứu có sử dụng nhựa trao đổi ion.

Năm 2005, Richard Payne và các cộng sự đã chiết xuất acid shikimic từ 25g Đại hồi

với ethanol 95% bằng phương pháp chiết Soxhlet trong 2 giờ. Sau đó, loại dầu béo

Í-

bằng chiết tách với pipet Pasteur. Loại tạp chất trong dịch chiết bằng formaldehyd

-L

37 – 40% và cất loại dung môi, acid shikimic được tinh chế qua cột anionit

ÁN

Amberlite IRA – 400 ( khoảng 25g anionit), phản hấp phụ với dung dịch acid acetic

25%. Dịch rửa giải được cô cạn rồi hòa vào methanol, sau đó cô cạn dung dịch

IỄ N

ÀN

methanol và kết tinh lại acid shikimic trong methanol – toluent (hoặc ethyl acetat). Hiệu suất quá trình đạt từ 2,4 - 7% [30].

Phương pháp của Payne được nhiều nghiên cứu sau này ứng dụng. Năm 2006 Nguyễn Quyết Chiến cũng tiến hành chiết xuất và tinh chế acid shikimic từ Đại hồi theo phương pháp tương tự của Richard Payne. Hiệu suất quá trình đạt 5,4% [3]. Nguyễn Đình Luyện (2006) chiết acid shikimic từ 50g Đại hồi với nước nóng ở

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

600C (đun cách thủy), chiết kiệt trong 10 giờ (theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng), quy

Quang Thuật cũng tiến hành chiết xuất và tinh chế tương tự Payne, hiệu suất quy

400, tẩy màu bằng than hoạt. Hiệu suất quy trình đạt 6,2% [12]. Năm 2010, Bùi

trình tinh chế tương tự như của Payne: sử dụng nhựa trao đổi ion Amberlite IRA –

U Y

trình đạt 5,7%. [19].

Năm 2013, Ronald Zirbs và cộng sự tiến hành chiết xuất acid shikimic từ 1g Đại hồi

với dung môi ion lỏng (ionic liquid): [C2mim]Oac làm nóng 10 phút ở 100oC trong

ẠO

lò vi sóng, thêm nước, lọc rửa để thu dịch chiết. Sau khi lọc, loại tạp, acid shikimic

được phân lập bằng cột nhựa anionit Amberlite-400 ( 25g hạt anionit), dung dịch

phản hấp phụ là acid acetic 25% và được kết tinh lại bằng methanol, hiệu suất của

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phương pháp lên tới 10,4% [32]. Hiệu suất của quy trình này lớn hơn nhiều so với các nghiên cứu trước đó. Quá trình tinh chế của Zirbs đơn giản hơn so với Payne, và

TR ẦN

không dùng đến dung môi formadehyd. Tuy nhiên nghiên cứu của Zirbs sử dụng dung môi chiết xuất là dung môi ion lỏng – một loại dung môi mới, được đánh giá

là cho hiệu suất chiết xuất cao, tiết kiệm thời gian, nhưng giá thành cao. Quá trình

10 00

tinh chế của Zirbs vẫn dùng methanol. Ưu điểm của phương pháp là có hiệu suất cao. Nhưng quy trình phức tạp, nguyên liệu sử dụng đắt tiền như vậy không đảm

bảo tính kinh tế và khả năng ứng dụng trên quy mô lớn.

Năm 2015,đề tài “Nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi ion để phân lập acid shikimic

Í-

từ Đại hồi” của Dược sĩ Nguyễn Thị Khuyên đã thu được các kết quả sau [10]:

-L

- Khảo sát được một số thông số tối ưu tiến hành thực nghiệm: thời gian hấp phụ tối

ÁN

thiểu của nhựa anionit là 60 phút, có thể thực hiện ở nhiệt độ phòng.

- Dung lượng hấp phụ acid shikimic của 3 loại nhựa:

IỄ N

ÀN

Diaion SA12A: 216,6 mg/g > Amberlite IRA 4012: 176,4 mg/g > Trilite SAR –

20: 127,4 mg/g. - Chọn được dung dịch NaCl 7% dùng để phản hấp phụ acid shikimic trong nhựa. - Dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết Đại hồi của nhựa Diaion SA12A là 128,5 mg acid shikimic/ 1g nhựa anionit. Phần trăm acid shikimic phản hấp phụ từ nhựa là: 90,89%.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Như vậy, có rất nhiều phương pháp phân lập acid shikimic trong Đại hồi và đều đạt

nghiên cứu. Ứng dụng nhựa trao đổi ion trong phân lập acid shikimic từ Đại hồi

đơn giản, hiệu quả về kinh tế, thân thiện với môi trường vẫn còn là vấn đề cần

hiệu suất khá cao. Tuy nhiên, để tìm ra một phương pháp có hiệu suất cao, tinh chế

U Y

đang là hướng nghiên cứu cho thấy kết quả khả quan và có tính ứng dụng cao trong

sản xuất.

1.3. Tổng quan về nhựa trao đổi ion

ẠO

1.3.1.Phương pháp trao đổi ion

1.3.1.1.Cơ sở của phương pháp

Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế)

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi). Sự ưu tiên hấp phụ của nhựa trao đổi dành cho các ion trong pha lỏng nhờ đó các ion trong pha

TR ẦN

lỏng dễ dàng thế chỗ các ion có trên khung mang của nhựa. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa và các loại ion khác nhau [14].

1.3.1.2.Vật liệu trao đổi ion

10 00

Vật liệu có tính năng trao đổi ion có thể là loại tự nhiên hay tổng hợp, có nguồn gốc vô cơ hay hữu cơ. Chúng được coi là một nguồn tích trữ các ion và có thể trao đổi

được với bên ngoài. Chất trao đổi ion ở đây là dạng rắn không tan trong nước và

hầu hết trong các dung môi hữu cơ [14], [16].

Í-

Trên bề mặt chất rắn tồn tại các nhóm chức hai thành phần điện tích: của nhóm

-L

chức cố định và của ion linh động có thể trao đổi được [14]. Bảng1.2.Cấu trúc của chất trao đổi ion

Dạng chất trao đổi

Mạng chất rắn

Điện tích nhóm chức

Ion linh động

Cationit

Vô cơ, hữu cơ

Âm

Dương

Anionit

Vô cơ, hữu cơ

Dương

Âm

Lưỡng tính

Vô cơ, hữu cơ

Âm, dương

IỄ N

ÀN

ÁN

Cấu trúc của chúng có thể được mô tả như bảng sau [14], [16].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các loại chất trao đổi ion yếu chỉ có thể tích điện âm ở pH cao đối với cationit và ở

vùng pH thấp đối với anionit nếu không nhóm chức của chúng ở trạng thái không

phân ly, điện tích tổng của nhóm chức bằng không.

Chất trao đổi ion lưỡng tính thì khác, ở vùng pH nhất định chúng thể hiện khả năng

U Y

trao đổi anion hay cation, chỉ tồn tại trạng thái trung hoà tại điểm đẳng điện[14].

ẠO

A. Loại cationit

Các vật liệu trao đổi ion có thể phân thành hai loại [14], [16]:

1.3.1.3.Phân loại vật liệu trao đổi ion

a. Vô cơ: tự nhiên (zeolit, khoáng sét), tổng hợp (zeolit tổng hợp, permulit, silicat

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

tổng hợp).

H Ư

b. Hữu cơ: tự nhiên (than sunfon hóa), tổng hợp (divinyl benzen). B.Loại anionit

TR ẦN

a. Vô cơ: tự nhiên (dolomit, apatit, hydroxyl apatit), tổng hợp (silicat của kim loại nặng).

10 00

b.Hữu cơ: tổng hợp (nhựa trao đổi ion). 1.3.2.Nhựa trao đổi ion

1.3.2.1.Phân loại

Có 4 loại nhựa: cation acid mạnh, cation acid yếu, anion kiềm mạnh, anion kiềm

Í-

yếu.

-L

Tính chất trao đổi ion của nhựa được quyết định bởi các nhóm đặc trưng trong

ÁN

khung cao phân tử của nhựa và các ion linh động. Các nhóm này mang điện tích âm

hoặc dương tạo cho nhựa có tính kiềm hoặc acid.Các nhóm đặc trưng trong ionit nối

IỄ N

ÀN

với các ion linh động có dấu ngược lại bằng liên kết ion. Các ion linh động này có

khả năng trao đổi với các ion khác trong dung dịch [14]. a.Nhựa trao đổi cation (cationit): là những chất có nhóm đặc trưng acid. Trong cấu

tạo mạng lưới của nhựa có mang điện tích âm (nhóm đặc trưng mang điện tích âm) kèm theo nhóm đặc trưng có một cation linh động có khả năng trao đổi với các cation khác trong dung dịch.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các ion linh độngcủa cationit thường là H, thường được gọi là nhựa trao đổi cationit

nhóm đặc trưng càng nhiều, khả năng trao đổi càng tăng, đồng thời độ hoà tan trong

Các nhóm đặc trưng của cationit: -SO3H, -COOH, -OH (của phenol), -PO3H. Các

dạng H. Nếu thay H bằng Na, nhựa được gọi là Na-cationit.

• Cationit acid mạnh: nhóm đặc trưng là –SO3H, -PO3H

khả năng trao đổi, độ hoà tan giảm nhưng độ trương nở sẽ tăng [6].

U Y

nước của nhựa cũng tăng. Nếu tăng độ nối ngang trong cấu trúc của nhựa ionit thì

ẠO

Có khả năng phân ly thành ion linh động trong tất cả các môi trường trung tính,

kiềm, acid. Do đó khả năng trao đổi của chúng không bị ảnh hưởng bởi pH của

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

• Cationit acid yếu: nhóm đặc trưng –COOH, -OH

dung dịch.

Phân ly yếu trong môi trường acid, khả năng trao đổi phụ thuộc vào pH của môi

TR ẦN

trường. Trong môi trường kiềm, khả năng phân ly mạnh nên khả năng trao đổi lớn.Trong môi trường acid, khả năng phân ly thấp, dẫn đến khả năng trao đổi thấp.

b.Nhựa trao đổi anion (anionit).

10 00

Các nhóm hoạt động mang điện tích dương, tạo cho anionit có tính kiềm, các anion linh động có thể trao đổi với các anion khác trong dung dịch.Nhóm đặc trưng: kiềm

amin bậc 1, 2, 3, 4. Các anion linh động thường là -OH, -Cl….

- Anionit kiềm mạnh: nhóm đặc trưng là kiềm amin bậc 4: -(CH3)3N+,-OH-.

-L

Í-

Nhóm -OH đính vào nhờ lực tĩnh điện.Anionit kiềm mạnh có mức độ phân ly ion tốt trong tất cả các môi trường nên khả năng trao đổi của chúng không phụ thuộc

ÁN

pH của môi trường.

IỄ N

ÀN

- Anionit kiềm yếu: nhóm đặc trưng là kiềm amin bậc 1 (–NH2), bậc 2 (=NH) và

bậc 3 (N≡) [6]. 1.3.2.2.Tính chất vật lý Nhựa trao đổi ion có các tính chất vật lý sau [14]: - Màu sắc: vàng, nâu, đen, thẫm. Trong quá trình sử dụng nhựa, màu sắc của nhựa mất hiệu lực thường thẫm hơn một chút. - Hình thái: nhựa trao đổi ion thường ở dạng tròn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Độ nở: khi đem nhựa dạng keo ngâm vào trong nước,thể tích của nó biến đổi lớn.

- Độ ẩm: là % khối lượng nước trên khối lượng nhựa ở dạng khô (độ ẩm khô),

hoặc ở dạng ướt (độ ẩm ướt).

- Tính chịu nhiệt: các loại nhựa bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ đều có giới hạn nhất định,

U Y

vượt quá giới hạn này nhựa bị nhiệt phân giải không sử dụng được. Nhiệt độ hoạt

động tốt từ 20-50oC.

- Tính dẫn điện: chất trao đổi ion ẩm dẫn điện tốt, tính dẫn điện của nó phụ thuộc

ẠO

vào dạng ion.

- Kích thước hạt: nhựa có dạng hình cầu d= 0,04-1,00mm.

- Tính chịu mài mòn: trong vận hành các chất trao đổi ion cọ sát lẫn nhau và nở

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ngót, có khả năng dể vỡ vụn. Đây là một chỉ tiêu ảnh hưởng đến tính năng thực dụng của nó.

1.3.2.3. Tính năng hóa học

TR ẦN

- Tính chịu oxy hóa: chất oxy hóa mạnh có thể làm cho nhựa bị lão hóa (trơ).

Một số tính năng hóa học của nhựa trao đổi ion [16]:

10 00

- Dung lượng trao đổi: biểu thị mức độ nhiều ít của lượng ion có thể trao đổi trong một loại chất trao đổi ion.

- Tính năng thuận nghịch của phản ứng trao đổi ion:

Phản ứng trao đổi ion là phản ứng thuận nghịch.Dựa trên tính chất này người ta

Í-

dùng dung dịch hoàn nguyên, thông qua việc trao đổi ion đã mất để khôi phục lại

-L

năng lực trao đổi của nó.

ÁN

Ví dụ: 2HR+ + Ca2+ => CaR2+ + 2H+ (nhựa trao đổi)

CaR2+ + 2H+ => 2HR+ + Ca2+ (hoàn nguyên)

IỄ N

ÀN

- Tính acid, kiềm: tính năng của chất Cationit RH và chất Anionit ROH giống

chất điện giải acid, kiềm. - Tính trung hoà và thuỷ phân: tính năng trung hoà và thuỷ phân của chất trao đổi ion giống chất điện giải thông thường. - Tính chọn lọc của chất trao đổi ion

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ở hàm lượng ion thấp trong dung dịch, nhiệt độ bình thường, khả năng trao đổi

1.3.2.4. Tính chọn lọc

Khả năng trao đổi và tính chọn lọc của nhựa trao đổi có vai trò quan trọng trong

tăng khi hoá trị của ion trao đổi tăng.

U Y

việc sử dụng chúng [16]:

+ Các ion có hoá trị cao trao đổi tốt hơn các ion có hoá trị thấp, dung dịch loãng tốt

hơn dung dịch đặc và nhựa có dung lượng cao tốt hơn nhựa có dung lượng thấp.

ẠO

+ Các ion có vỏ hydrat nhỏ tốt hơn các ion có vỏ hydrat lớn, do vỏ hydrat lớn có

khả năng che chắn lực tương tác tĩnh điện tốt. Khả năng trao đổi dãy kim loại kiềm

tăng từ Li+ đến Cs+ vì khi bán kính tăng, mật độ điện tích và độ lớn của lớp vỏ

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

hydrat giảm.

Các tương tác đặc thù giữa ion và nhóm chức của nhựa tạo điều kiện tăng cường

TR ẦN

tính chọn lọc như tạo cặp ion, liên kết hoá học, cộng hợp, tạo chất kết tủa. - Đối với phần lớn cationit tính chọn lọc tuân theo dãy:

Ba2+> Pb2+> Sr2+> Ca2+> Ni2+> Cd2+> Cu2+> Co2+> Zn2+> Mg2+>UO22+> Ti2+>

10 00

Ag+> Cs+> Rb+> NH4+> Na+> Li+

- Đối với anionit tính chọn lọc có thể sắp xếp theo:

Citrat > SO42->Oxalat > I-> NO3-> CrO42-> Br->SCN-> Cl-> Format > Acetat > F-

Trong thực tiễn tính chọn lọc đôi khi sắp xếp một cách định tính đối với từngloại

Í-

chất trao đổi ion.

-L

- Đối với nhựa cationit gốc acid sufonic:

ÁN

+ Fe3+> Al3+> Ca2+

+ La3+> Y3+> Ba2+

IỄ N

ÀN

+ Th4+> La3+> Ce2+> Na+

+ Ac3+> La3+ + Mg2+> Be2+ - Đối với cationit yếu gốc acid carboxylic:H+> Ca2+>Mg2+> K+> Na+ - Đối với anionit mạnh gốc amin bậc 4:NO3-> CrO4->Br-> SCN->Cl- Đối với anionit yếu gốc polyamin:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ OH-> SO4-> CrO4-> NO3-> PO43->MoO42-> HCO3-> Br-> Cl-> F-

- Đối với nhựa vòng càng gốc acid imidodiacetic:

Ca2+>Na+

Cu2+>Pb2+>Fe3+>Al3+>Cr3+>Ni2+>Zn2+>Ag+>Co2+>Cd2+>Fe2+>Mn2+>Ba2+>

U Y

Ngoài các đại lượng đặc trưng đã nêu người ta còn sử dụng một số đại lượng khác

như hằng số cân bằng, hệ số phân bố để đặc trưng cho khả năng trao đổi và tính

chọn lọc trao đổi của một hệ.

ẠO

1.3.2.5. Các phản ứng đặc trưng

Các phản ứng đặc trưng của nhựa trao đổi ion [6]:

• Quá trình trao đổi với cationit

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

RSO3H + Na+ + Cl- RSO3Na+ + H+ + Cl2RSO3H + Ca2+ + 2Cl- (RSO3)2Ca + 2H+ +2Cl-

TR ẦN

Hoặc RCOOH + Na+ + OH- RCOONa + H2O

Có thể xem đây là quá trình hoá học dị thể (lỏng-rắn).Mức độ ion hoá phụ thuộc

bản chất hoá học của nhóm hoạt động, tính chất dung dịch bên ngoài.

10 00

a. Ví dụ

Nhóm sulfo: ion hoá tốt trong môi trường acid.

-COOH, -OH: trong môi trường acid ion hoá kém hơn.

Cationit acid mạnh: mức độ phân ly không phụ thuộc vào pH.

-L

Í-

Cationit acid yếu: thay đổi dung lượng trao đổi theo pH. Một đặc điểm khác: khi cationit trao đổi đạt đến bão hoà với cation này, thì có thể

ÁN

trao đổi với cation khác.

IỄ N

ÀN

R-H+ + NaCl R-Na + H+ + Cl-

2R-Na + CaSO4 (R)2Ca + Na+ + SO42Sau khi bão hoà, cationit được tái sinh bằng acid R-SO3Na + H+ R-SO3H+ + Na+ (R-SO3)2Ca + 2H+ 2R-SO3H + Ca2+ • Quá trình trao đổi của anionit

Anionit kiềm yếu (nhóm amin bậc 1,2,3): ion hoá khi pH<7.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Anionit chứa amin bậc 4: ion hoá trong môi trường acid yếu, trung tính, kiềm.

Anionit kiềm mạnh có độ phân ly cao.

R-OH + HCl R-Cl + H2O

• Quá trình tái sinh:

U Y

RCl + NaOH ROH + NaCl

Quá trình trao đổi ion là một quá trình thuận nghịch, phản ứng hoá học dị thể giữa

các nhóm hoạt động của nhựa và các ion trong dung dịch. Quá trình trao đổi tuân

ẠO

theo định luật tác dụng khối lượng.

1.3.2.6. Các ứng dụng của nhựa trao đổi ion

- Làm mềm nước: Trong ứng dụng này, nhựa trao đổi ion được sử dụng để thay thế

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

các ion Mg2+ và Ca2+ được tìm thấy trong nước cứng bằng Na+. - Lọc nước: Trong ứng dụng này nhựa ion dùng để loại bỏ chất độc hại (ví dụ như

TR ẦN

đồng) và kim loại nặng (như chì hoặc cadmium) thay thế chúng bằng các ion vô hại hơn như Na+ và K+.

- Sản xuất nước có độ tinh khiết cao: Nước này được sản xuất bằng cách sử dụng

10 00

các quy trình trao đổi ion hoặc sự kết hợp của màng tế bào và phương pháp trao đổi ion. Cation được thay thế bởi H+ bằng cách sử dụng cationit, anion được thay thế

bởi OH- bằng cách sử dụng anionit. Các ion H+ và OH- kết hợp tạo thành phân tử

H2O. Vì vậy không có các ion tồn tại trong nước sản xuất. cơ.

-L

Í-

- Xúc tác:Trong hoá học nhựa trao đổi ion có thể làm chất xúc tác cho phản ứng hữu

ÁN

- Sản xuất đường: Nhựa trao đổi ion được sử dụng trong sản xuất đường từ nhiều

IỄ N

ÀN

nguồn khác nhau. Chúng giúp làm sạch siro đường. - Trong dược phẩm:Nhựa trao đổi ion được sử dụng trong sản xuất dược phẩm không chỉ làm chất xúc tác phản ứng nhất định mà cũng dùng để phân lập các hợp chất tự nhiên. Đã có nhiều nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi ion như: sử dụng nhựa cation để tách cocain và ecgonin ra khỏi dịch chiết lá coca [31], phân lập các acaloid bằng nhựa cation [25], phân lập acid shikimic bằng nhựa anion từ dịch chiết một số dược liệu [23], [30]...

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên vật liệu

2.1.1.1. Dược liệu

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

- Quả Đại hồi thu hoạch vào tháng 7 tại Lạng Sơn, sạch, không nấm mốc.

U Y

2.1.1. Nguyên liệu

Hình 2.1. Nguyên liệuĐại hồi

- Xử lý dược liệu: Đại hồi được loại tạp, sấy khô ở 500C, xay nhỏ.

-L

Í-

2.1.1.2.Nhựa anionit

Trilite SAR-20 Diaion SA12A

Dung

nhiệt độ

lượng trao

hoạt động

đổi

<600C

1,3 eq/L

<800C

>1,3 eq/L

IỄ N

ÀN

ÁN

Tên

Khoảng

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Nhóm đặc

Kích thước

Nguồn

trưng

hạt

gốc

Dimethylethan 300 –1200 olamin Amoni bậc 4

µm

Hàn Quốc

300 –1180

Misubishi

µm

Nhật Bản

Bảng 2.1. Các loại anionit sử dụng

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.1.2. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ

2.1.2.1. Hóa chất

Ethanol 96%

Việt Nam

Methanol

HPLC, Merck

HCl

Trung Quốc

NaCl

Thái Lan

CH3COOH

Trung Quốc

Acetonitril

HPLC, Merck

H3PO4

Trung Quốc

Acid shikimic chuẩn

99,8%, Merck

Tiêu chuẩn, nguồn gốc

Tên hóa chất

H Ư

ẠO

U Y

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Bảng 2.2. Các hóa chất sử dụng

2.1.2.2. Thiết bị, dụng cụ

10 00

Máy móc

- Máy siêu âm Ultrasonic LC60H (Đức): Công suất P= 400W,tần số f = 35

kHz.

- Tủ sấy MEMMERT (Đức).

-L

Í-

- Cân kỹ thuật điện tử Sartorius BP 20015 (Đức). - Cân phân tích Mettler Toledo AB204-S ( Thụy Sỹ).

ÁN

- Máy cất quay chân không Büchi B-490 và R-220 (Thụy Sỹ).

IỄ N

ÀN

- Máy khuấy từ Heidolph MR3001 (Đức). - Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao Shimadzu (Nhật Bản), bao gồm: bộ phân loại

khí DGU – 14A, bơm cao áp LC – 10ADVP, buồng chứa cột CTO – 10AVP, bộ điều khiển SCL – 10AVP, detector dãy diod quang SPD – M10AVP và phần mềm Class vp 6.14. - Máy cất nước hai lần Jencons. Dụng cụ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Cột sắc ký cỡ 30×600 và 15×300(mm).

- Bình cầu 100mL, 250mL, 500mL, 1000mL.

- Cốc thủy tinh loại 100mL, 250mL, 500mL, 1000mL.

U Y

- Bình định mức 25mL, 50mL, 100mL, 200mL. - Pipet 1mL, 2mL, 5mL, 10mL.

- Ống đong 10mL, 50mL, 300mL, 500mL. - Màng lọc cellulose acetat 0,45µm (Satorius).

ẠO

2.2. Nội dung nghiên cứu

2.2.1. Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic trong

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dịch chiết Đại hồi của nhựa anionit

H Ư

Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic từ dịch chiết

TR ẦN

Đại hồi của hai loại nhựa Diaion SA12A và Trilite SAR-20. Từ đó thiết kế thí nghiệm phân lập acid shikimic từ dịch chiết Đại hồi bằng hai loại nhựa này.

10 00

shikimic từ dịch chiết Đại hồi

2.2.2. Khảo sát khả năng tái sử dụng của nhựa anionit trong phân lập acid Khảo sát dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic từ dược liệu

của nhựa Diaion SA12A, Trilite SAR-20 qua 4 lần lặp lại quy trình hấp phụ - phản

hấp phụ - hoàn nguyên anionit.

Í-

2.2.3. Chiết xuất và phân lập acid shikimic từ dịch chiết Đại hồi

-L

Xây dựng phương pháp chiết xuất và phân lập acid shikimic từ dịch chiết mẻ Đại

ÁN

hồi 150g bằng nhựa Diaion SA12A và Trilite SAR-20. Xác định hiệu suất phương

pháp.

IỄ N

ÀN

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp định lượng acid shikimic Xác định hàm lượng acid shikimic trong dược liệu, trong dịch chiết và sản phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Điều kiện sắc ký Tham khảo tài liệu [13], [26],[27] và qua thực nghiệm, điều kiện sắc ký được xác định như sau:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Cột: Phenomenex C18 (250 x 4,60mm, 5µm).

+ Pha động: dung dịch acid phosphoric 0,01% : acetonitril = 95:5.

+ Bước sóng phát hiện: 213nm.

+ Tốc độ dòng: 0,8mL/phút.

U Y

+ Thể tích mẫu tiêm vào cột: 5µL.

+ Nhiệt độ buồng cột: 30°C.

Chuẩn bị mẫu

ẠO

+ Dung dịch chuẩn:

Cân chính xác 25mg acid shikimic chuẩn vào bình định mức 50mL, thêm nước cất,

lắc hòa tan hoàn toàn. Thêm nước cất vừa đủ đến vạch.Hút chính xác 5mL, cho vào dung dịch chuẩn có nồng độ 100µg/mL.

TR ẦN

+ Dung dịch thử:

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

bình định mức 25mL, thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Lọc qua màng 0,45µm.

Mẫu thử là dược liệu:

Cân 10g bột Đại hồi gói trong giấy lọc, cho vào bình nón 100mL thêm 50mL nước

10 00

cất ngâm trưởng nở 2 giờ. Chiết 3 lần, mỗi lần siêu âm 1 giờ với 50mL nước cất. Lọc, rửa bỏ bã dược liệu, gộp dịch chiết 3 lần.Chuyển dịch chiết nước thu được vào

bình định mức 250mL, thêm nước đến vạch, lắc đều.

Hút 1mL dịch chiết nước vào bình định mức 25mL, thêm nước đến vạch, lắc đều,

-L

Í-

lọc qua màng lọc 0,45µm, và tiến hành định lượng bằng sắc ký lỏng. Mẫu thử là dịch chiết: Pha loãng dịch chiết đến nồng độ acid shikimic trong khoảng

ÁN

50 – 150µg/mL, lọc qua màng 0,45µmvà tiến hành định lượng bằng sắc ký lỏng.

IỄ N

ÀN

Công thức tính Hàm lượng acid shikimic trong đại hồi:

X% =

mc.a.VT.fT .ST ×100% mT .VC.fC.SC

(1)

Trong đó: X%: Hàm lượng acid shikimic trong đại hồi.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

mC: Khối lượng acid shikimic chuẩn.

mT: Khối lượng đại hồi đem chiết.

SC: Diện tích peak mẫu chuẩn.

ST: Diện tích peak mẫu thử.

U Y

fC, fT: Hệ số pha loãng của mẫu chuẩn và mẫu thử.

a: Hàm lượng acid shikimic trong mẫu chuẩn.

VC, VT: Thể tích của dung dịch chuẩn và dung dịch thử.

ẠO

2.3.2.Phương pháp xác định dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết

dược liệu của anionit

- Nguyên tắc

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Dựa vào quá trình trao đổi ion: nhựa trao đổi ưu tiên hấp phụ các ion SA- trong pha lỏng nhờ đó các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chỗ các ion có trên khung mang của

TR ẦN

nhựa trao đổi: R-OH + SA-H R-SA+ H2O.

Tiến hành cho dịch chiết dược liệu có hàm lượng acid shikimic được tính dư (theo

10 00

dung lượng hấp phụ acid shikimic tinh khiết [10]) qua cột nhựa anionit. Cho chảy với tốc độ dòng 0,5mL/phút thu được mẫu dung dịch sau hấp phụ. Định lượng bằng

HPLC để xác định lượng acid shikimic còn lại trong dung dịch.Từ lượng acid

shikimic ban đầu đem chảy qua cột trừ đi lượng acid shikimic còn lại sẽ tính được

Í-

lượng acid shikimic bị mỗi loại nhựa anionit hấp phụ.

-L

- Công thức tính

ÁN

Khối lượng acid shikimic được 1 gam nhựa anionit hấp phụ:

IỄ N

ÀN

 m .a .V T . f T . S T  m − C = 1 V C . f C .S C 

  : m 1 (2) 

Trong đó: X: Khối lượng acid shikimic được 1 gam nhựa anionit hấp phụ. mC: Khối lượng acid shikimic chuẩn. m1: Khối lượng nhựa anion. SC: Diện tích peak mẫu chuẩn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ST: Diện tích peak mẫu thử.

m: Khối lượng của acid shikimic trong dịch chiết ban đầu.

fC, fT: Hệ số pha loãng của mẫu chuẩn và mẫu thử.

VC, VT: Thể tích của dung dịch chuẩn và dung dịch thử.

U Y

a: Hàm lượng acid shikimic trong mẫu chuẩn.

2.3.3.Phương phápxác định hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic trong dược

liệu của nhựa anionit

ẠO

- Nguyên tắc

Khi các nhựa anionit đã hấp phụbão hòa acid shikimic, sử dụng dung dịch phản hấp

phụ như dung dịch NaCl 9M. Các dung dịch này sẽ phân ly ra các anion thay thế

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ion SA- trong nhựa: R-SA + Na+Cl-<=> R-Cl + SA-Na.

Cho dịch chiết dược liệu chạy hấp phụ qua cột nhựa anionit. Sau đó rửa nhựa bằng

TR ẦN

nước cấtvà cho dung dịch phản hấp phụ chạy qua cột đến khi dịch sau phản hấp phụ không còn phát hiện thấy acid shikimic. Hút dịch phản hấp phụ, phaloãng, lọc,

định lượng bằng HPLC để xác định lượng acid shikimic đã phản hấp phụ ra từ

10 00

nhựa. - Công thức tính

Khối lượng acid shikimic được phản hấp phụ bởi 1 gam nhựa:

(3)

-L

Trong đó:

m C .a .VT f T .S T : m1 V C . f C .S C

Í-

ÁN

X: Khối lượng acid shikimic được phản hấp phụ bởi 1 gam nhựa

IỄ N

ÀN

mC: Khối lượng acid shikimic chuẩn. m1:Khối lượng nhựa anion.

SC: Diện tích peak mẫu chuẩn. ST: Diện tích peak mẫu thử. fC, fT: Hệ số pha loãng của mẫu chuẩn và mẫu thử. VC, VT: Thể tích của dung dịch chuẩn và dung dịch thử. a: hàm lượng acid shikimic trong mẫu chuẩn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

௑మ ௑భ

× 100%

Hiệu suất phản hấp phụ: H =

2.3.4. Phương pháp phân lập acid shikimic trong dịch chiết dược liệu bằng

anionit

U Y

- Xác định hàm lượng của acid shikimic trong dược liệu (phương pháp 2.3.1).

- Xử lý dịch chiết thu được .

- Lựa chọn loại anionit tốt nhất để xác định dung lượng hấp phụ acid shikimic của 1

ẠO

gam anionit này trong dịch chiết dược liệu (phương pháp 2.3.2), và xác định tỷ lệ

dược liệu/ anionit trên mẻ lớn.

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Lựa chọn loại tác nhân và nồng độ thích hợp làm dung dịch phản hấp phụ xác định

H Ư

khả năng phản hấp phụ acid shikimic của anionit trên (phương pháp 2.3.3).

TR ẦN

- Phân lập thu acid shikimic thô từ dịch phản hấp phụ.

- Tiến hành tái sử dụng anionit khi hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết Đại hồi. - Tiến hành thực nghiệm trên mẻ lớn hơn dựa vào các thông số đã xác định được

10 00

trước đó: loại anionit, dung lượng hấp phụ acid shikimic trên anionit đã lựa chọn,

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

dung dịch phản hấp phụ.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

- Tiến hành

+ Cân 10g bột Đại hồi gói trong giấy lọc, cho vào bình nón 100mL thêm 50mL

3.1.Xác định hàm lượng acid shikimic có trong dược liệu

U Y

nước cất ngâm trưởng nở 2 giờ. Chiết 3 lần, mỗi lần siêu âm 1 giờ với 50mL nước

cất. Lọc, rửa bỏ bã dược liệu, gộp dịch chiết 3 lần.

+ Chuyển dịch chiết nước thu được vào bình định mức 250mL, thêm nước đến vạch,

ẠO

lắc đều.

+ Hút 1mL dịch chiết nước vào bình định mức 25mL, thêm nước đến vạch, lắc đều,

lọc qua màng lọc 0,45µm, và tiến hành định lượng bằng sắc ký lỏng.

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Kết quả

Hàm lượng acid shikimic có trong Đại hồi xác định được là 6,3% ± 0,1%. Sắc

TR ẦN

ký đồ của mẫu Đại hồi và acid shikimic chuẩn được trình bày trong hình (phụ lục 4). 3.2. Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụacid shikimic trong

dịch chiết dược liệu của nhựa anionit

10 00

- Mục đích

Xác định dung lượng hấp phụ, hiệu suất phản hấp phụacid shikimic trong dịch chiết

của Diaion SA12A, Trilite SAR-20 từ đó thiết kế thí nghiệm ứng dụng nhựa anionit

-L

Í-

- Tiến hành

trong phân lập acid shikimic từ đại hồi.

Tạo dịch chiết dược liệu

ÁN

+ Cân 10g bột dược liệu gói trong giấy lọc, cho vào bình nón 100mL thêm 50mL

nước cất ngâm trưởng nở 2 giờ. Chiết 3 lần, mỗi lần siêu âm 1 giờ với 50mL nước

IỄ N

ÀN

cất. Lọc, rửa bỏ bã dược liệu, gộp dịch chiết 3 lần, thu được dịch chiết nước cho vào bình cầu 250mL, cất quay áp suất giảm thu được cao mềm. + Thêm 40 ml ethanol 96% vào cao mềm, siêu âm, lặp lại 3 lần. Lọc lấy dịch trong thu được dịch acid shikimic/ ethanol. + Cất cô quay dịch acid shikimic/ethanol đến cắn, thêm vừa đủ 50mL nước cất thu được dung dịch 1.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Hút chính xác 1mL dung dịch 1 cho vào bình định mức 100mL thêm nước cất đến

vạch, lắc đều, lọc qua màng lọc 0,45μm, định lượng bằng HPLC xác định được

hàm lượng acid shikimic có trong dịch chiết sau khi xử lý.

Hấp phụ

U Y

+ Nạp 2g nhựa anionit lên cột sắc ký. Chuyển lượng còn lại lên cột sắc ký. Điều

chỉnh tốc độ dòng 0,5 mL/phút.

+ Sau khi dịch chiết chảy hết qua cột.

ẠO

Thêm 20mL nước cất rửa cột sắc ký. Gộp

dịch sau hấp phụ và dịch rửa cột, hút

chính xác 1mL dung dịch này cho vào vạch, lắc đều, lọc qua màng lọc 0,45μm,

TR ẦN

định lượng acid shikimic có trong dung

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

bình định mức 100mL, thêm nước đến

dịch sau hấp phụ này bằng HPLC, từ đó

tính được dung lượng hấp phụ acid

10 00

shikimic bởi nhựa anionit từ dịch chiết dược liệu.

Phản hấp phụ

+ Phản hấp phụ bằng dung dịch NaCl

Í-

0,9M đến khi acid shikimic được rửa giải

-L

hết (khoảng 50mL), điều chỉnh tốc độ chảy: 0,5 mL/phút.Hình 3.1.Cột sắc ký

IỄ N

ÀN

ÁN

15×300 (mm) + Thu dịch sau khi phản hấp phụ. Hút chính xác 1mL dịch này vào bình định mức 100mL, thêm nước đến vạch, lắc đều, lọc qua màng lọc 0,45µm, định lượng bằng HPLC từ đó tính được lượng acid shikimic được phản hấp phụ. Tinh chế

+ Chuẩn bị 1 bình cầu khô 250mL. Cân bình thu được mb.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ồm NaCl và acid + Cho dịch phản hấpp phụ vào bình cầu, cất cô quay thu được cắn gồm

ấy dịch, th thực hiện 2 + Cho 50mL EtOH 96% vào bình cầu. Siêu âm 30 phút. Lọc lấy

shikimic. Sấy khô bình chứa cắn.

em cô thu được cắn là acid lần, thu được dịch lọc là acid shikimic trong ethanol đem

U Y

cắ thu được m. Tính được khối lượng cắn ắn là acid shikimic shikimic. Cân bình chứa cắn

thô.mcắn = m - mb

+ Lấy chính xác 20mL nướccất hòa tan cắn: sau đó hút 1mL cho vào bình định mức

HPLC xác định được hàm llượng acid shikimic trong cắn.

ẠO

vạch, lắc đều, lọc qua màng lọcc 0,45µm; định đị lượng bằng 100mL, thêm nước đến vạ

- Kết quả

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

từ giai đoạn của quá trình phân lậpp acid shikimic Bảng 3.1.Kết quảả từng nhựa anionit từ dịch chiết dược liệu. bằng nh Diaion SA 12A

Dung lượng hấp phụ acid shikimic (mg/g)

102,21

128,5

Hiệu suất phản hấpp phụ acid shikimic (%)

91,0

92,4

75,6

81,8

TR ẦN

Trilite SAR20

10 00

Hàm lượng acid shikimic/cắn (%)

HIỆU SUẤT PHẢN HẤP ẤP PHỤ (%)

DUNG LƯỢNG NG HẤ HẤP PHỤ

(mg/g)

Í-

Dung dịch acid shikimic tinh khiết

-L

Dịch chiết dược liệu

Dịch chiết dược liệu 98

ÁN

250

200

IỄ N

ÀN

150

100

88 86

Trilite SAR-20

Diaion SA 12A

Trilite SAR-20

Diaion SA 12A

Hình 3.2.So sánh sự khác nhau khi dùng dung dịch acid shikimic tinh khiết và dịch chiết dược liệu.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Nhận xét

U Y

nhựa anionit hoặc cản trở sự tiếp xúc, sự hấp phụ của acid shikimic vào nhựa.

có thể do trong dịch chiết dược liệu còn nhiều tạp có thể cạnh tranh hấp phụ vào

anionit giảm mạnh so với dung lượng hấp phụ acid shikimic chuẩn. Nguyên nhân

+ Kết quả cho thấy dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết của nhựa

+ Đặc biệt, dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết của Diaion SA 12A

giảm tới 40,4% so với acid shikimic tinh khiết, trong khi đó thông số này của

ẠO

Trilite SAR-20 chỉ giảm 19,7%. Và dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch

chiết dược liệu của Trilite SAR-20 bằng 79,5% so với Diaion SA 12A. Có thể nhận

thấy, dung lượng hấp phụ acid shikimic trong dịch chiết dược liệu và tỉ lệ acid

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

shikimic phản hấp phụ của cả 2 loại nhựa trên còn ở mức cao, ứng dụng được ở quy mô lớn hơn. Vì vậy, dựa trên các thông số này, chúng tôi thiết kế thí nghiệm

TR ẦN

phân lập acid shikimic từ Đại hồi bằng nhựa anionit.

3.3.Khảo sát khả năng tái sử dụng nhựa anionit trong phân lập acid shikimic

từ đại hồi

10 00

3.3.1. Khảo sát với dung dịch acid shikimic tinh khiết - Mục đích

Thí nghiệm khảo sát khả năng tái sử dụng của nhựa anionit trên chất chuẩn nhằm

đánh giá khả năng tái sử dụng nhựa đối với phân lập acid shikimic.

Í-

- Tiến hành

-L

+ Khảo sát với 2 loại hạt nhựa Diaion SA12A và Trilite SAR-20.

ÁN

+ Cân 2,5g acid shikimic chuẩn cho vào bình định mức 250mL, thêm nước cất lắc

hòa tan hoàn toàn, thêm nước đến vạch thu được dung dịch A (nồng độ acid

IỄ N

ÀN

shikimic 10 mg/mL). + Nạp 2g hạt nhựa mỗi loại lên cột sắc ký và tiến hành quá trình hấp phụ với 80mL dung dịch A – rửa bằng 10mL nước cất - phản hấp phụ với 80mL dung dịch NaCl

0,9 M – hoàn nguyên bằng 10mL dung dịch NaOH 1% - rửa bằng nước cất đến khi dịch rửa có pH trung tính (khoảng 20mL). + Tốc độ dòng: 0,5mL/phút.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Chu kỳ hấp phụ - phản hấp phụ này được lặp lại 4 lần. Kết quả:

Hiệu suất phản

phản hấp phụ

hấp phụ

hấp phụ (%)

(%)

(mg/g)

hấp phụ (mg/g)

U Y

Dung lượng

sử dụng

Hiệu suất

Dung lượng

ẠO

Số lần

127,3

95,8

215,6

97,5

Lần 2

123,6

93,9

202,4

Lần 3

121,5

91,2

199,8

92,3

Lần 4

122,3

90,7

191,4

90,1

TR ẦN

H Ư

Lần 1

96,2

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Diaion SA12A

Trilite SAR-20

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát số lần tái sử dụng nhựa anionit trên chất chuẩn

Diaion SA 12A

ÁN

-L

250 200

Trilite SAR-20

Í-

DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (MG/G)

150

50 0 LẦN 1

LẦN 2

LẦN 3

LẦN 4

Hình 3.3.Biểu đồ dung lượng hấp phụ acid shikimic của nhựa anionit

IỄ N

ÀN

100

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Diaion SA 12A

Trilite SAR-20

HIỆU SUẤT PHẢN HẤP PHỤ (MG/G)

100

U Y

98 96

92 90

ẠO

88 86 LẦN 3

LẦN 4

LẦN 2

LẦN 1

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Hình 3.4.Biểu đồ hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic của nhựa anionit - Nhận xét:

TR ẦN

Từ kết quả và đồ thị ta thấy, dung lượng hấp phụ acid shikimic của nhựa anionit giảm nhẹ qua các lần sử dụng và đối với nhựa Diaion SA 12A thấy sự chênh lệch

rõ rệt giữa các lần hơn so với nhựa Trilite SAR-20. Cùng với đó, hiệu suất phản

10 00

hấp phụ cũng giảm dần qua mỗi lần sử dụng, đặc biệt giảm mạnh ở nhựa Diaion SA 12A sau lần sử dụng thứ 2. Tuy nhiên, dung lượng hấp phụ acid shikimic của

nhựa anionit vẫn ở mức cao, vì vậy chúng tôi đã tiếp tục khảo sát khả năng tái sử

dụng nhựa anionit trên dịch chiết dược liệu.

Í-

3.3.2. Khảo sát với dịch chiết dược liệu

-L

- Mục đích

ÁN

Đánh giá khả năng tái sử dụng của nhựa anionit trong việc phân lập acid shikimic

từ dịch chiết dược liệu.

IỄ N

ÀN

- Tiến hành

+ Khảo sát với 2 loại hạt nhựa Diaion SA12A và Trilite SAR-20. Chu kỳ thao tác một lần sử dụng nhựa anionit: + Nạp 2g hạt nhựa mỗi loại lên cột sắc ký. + Tiến hành quá trình hấp phụ với 50mL dịch chiết từ 10g Đại hồi, sau khi đã xử lý với ethanol 96%.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Rửa cột bằng 20mL nước cất, gộp dịch rửa với dịch sau hấp phụ. + Hoàn nguyên bằng 10mL NaOH 1%.

+ Rửa cột bằng nước cất đến khi dịch rửa cột có pH trung tính (khoảng 30mL nước

+ Phản hấp phụ khoảng 50mL dung dịch NaCl 0,9M

U Y

cất)

Lặp lại quy trình chu kỳ hấp phụ - phản hấp phụ 4 lần.

- Kết quả

ẠO

Bảng 3.3.Hiệu quả tái sử dụng nhựa anionit trong phân lập acid shikimic từ Đại

hồi

Diaion SA 12A

Hiệu suất phản

Dung lượng hấp

Hiệu suất phản

phụ (mg/g)

hấp phụ (%)

phụ (mg/g)

hấp phụ (%)

H Ư

Dung lượng hấp

TR ẦN

sử dụng

lần

128,5

92,4

120,9

85,2

74,6

114,8

79,7

75,4

107,7

72,0

105,3

89,9

Lần 2

92,4

80,1

Lần 3

80,7

Lần 4

73,0

10 00

Lần 1

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Số

Trilite SAR - 20

-L

Í-

DUNG LƯ ỢNG HẤP P HỤ (M G /G) Trilite SAR - 20

Diaion SA 12A

ÁN

140

120

IỄ N

ÀN

100 80 60 40 20 0

LẦN 1

LẦN 2

LẦN 3

LẦN 4

Hình 3.5.Dung lượng hấp phụ acid shikimic từ dịch chiết

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

của nhựa anionit qua các lần sử dụng.

Diaion SA 12A

Trilite SAR - 20

LẦN 1

LẦN 3

LẦN 4

H Ư

LẦN 2

ẠO

U Y

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

HIỆ U S U ẤT P H ẢN HẤP P HỤ (% )

Hình 3.6.Hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic qua các lần sử dụng.

TR ẦN

- Nhận xét

Trong cả 4 lần sử dụng ở hai loại nhựa, dung lượng hấp phụ acid shikimic từ dịch

chiết dược liệu giảm dần ở cả hai loại nhựa, trung bình giảm 5 -7 % đối với hạt

10 00

Diaion SA 12A và 8 – 12% đối với hạt Trilite SAR-20. Hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic cũng giảm dần ở cả hai loại nhựa. Tuy nhiên, ở lần sử dụng thứ 4,

hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic của hạt Trilite SAR-20 tăng nhẹ. Nguyên

nhân có thể do lượng acid shikimic được hấp thụ giảm mạnh và chỉ được hấp phụ ở

Í-

các liên kết phía ngoài nên dễ rửa giải hơn dẫn đến hiệu suất phản hấp phụ tăng.

-L

Kết quả cho thấy, hai loại nhựa anionit trêncó thể tái sử dụng nhiều lần, việc lựa

ÁN

chọn nhựa sử dụng có thể tùy theo tính toán về hiệu quả kinh tế, nguồn nguyên liệu

thuận tiện...

IỄ N

ÀN

3.4.Chiết xuất và phân lập acid shikimic với mẻ 150g Đại hồi

- Mục đích Thiết lập sơ bộ, đánh giá hiệu suất quy trìnhphân lập acid shikimic từ dịch chiết dược liệu sử dụng nhựa anionitvới tỉ lệ nhựa : dược liệu là 1:1,5. - Tiến hành Tạo dịch chiết dược liệu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

+ Cân 150g đại hồi ngâm trương nở với nước trong 2 giờ, sau đó chiết 3 lần bằng gộp dịch chiết.

+ Dịch chiết thu được đem cất quay áp suất giảm thu được cao mềm. Thêm

máy khuấy, mỗi lần 1000mL nước cất trong 1 giờ. Lọc bỏ bã dược liệu qua bông,

U Y

200mLcồn 96%, siêu âm, lặp lại 3 lần,lọc loại tạp, thu lấy dịch acid

shikimic/ethanol.

+ Cô dịch acid shikimic/cồn đến cắn,sau đó thêm 250mLnước cất hoà tan, lọc dịch

ẠO

qua giấy lọc thu được 250mL dịch chiết.

Phân lập

+Nạp 100g nhựa Diaion SA12A lên cột sắc ký 30 x 600 (mm). Cho 250mL dịch

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

chiết chảy qua cột với tốc độ 1mL/phút.

+ Sau hấp phụ, nhựa anionit được rửabằng 300mLnước cất trước khi tiến hành giải

TR ẦN

hấp phụ bằng 250mL dung dịch NaCl 0,9M.Thu dịch sau phản hấp phụ. Xác định hàm lượng acid shikimic có trong dịch chiết ban đầu cũng như trong các

dung dịch sau hấp phụ, sau phản hấp phụ bằng phương pháp HPLC.

10 00

+ Dịch rửa giải được cất quay áp suất giảm đến cắn. Hoà 150mL ethanol 96% vào cắn, lắc đều, lọc lấy dịch, thực hiện 3 lần. Gộp dịch lọc. Dịch lọc được đem cô còn

khoảng 50mL và để kết tinh acid shikimic trong 2 ngày trong tủ lạnh, lọc lấy tinh

thể, sấy khô thu được sản phẩm thô màu trắng hơi vàng.

Í-

Tẩy màu và kết tinh lại

-L

+ Hòa sản phẩm thô vào 60mL ethanol 96%, thêm 1g than hoạt, đun cách thủy 15

ÁN

phút, lọc nóng. Dịch lọc được cô còn khoảng 20mL, để kết tinh trong tủ lạnh.

+ Sản phẩm kết tinh được lọc và rửa bằng ethanol 2 lần (mỗi lần 5mL). Sấy khô thu

IỄ N

ÀN

sản phẩm kết tinh màu trắng. Xác định độ tinh khiết của acid shikimic có trong sản phẩm thô, sản phẩm tinh khiết: cân 0.25g sản phẩm thu được cho vào bình định mức 100mL, thêm nước đến

vạch, lắc đều. Hút chính xác 1ml dịch này cho vào bình định mức 25mL, thêm nước đến vạch, lắc đều. Lọc qua màng lọc 0,45µm; định lượng bằng HPLC xác định được hàm lượng acid shikimic trong sản phẩm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Thí nghiệm được tiến hành 3 lần đối với mỗi loại nhựa, thu kết quả trung bình.

Quy trình thực hiện như sơ đồ hình 3.1:

Bột Đại hồi

Ngâm trương nở 2h

150 (g)

U Y

1L H2O, siêu âm 1h x 3 lần

Bã Đại hồi

ẠO

Dịch chiết nước

Cô thành cao mềm.

Thêm 200mL Ethanol 96%, siêu âm (lặp lại 3

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

lần).

Dung dịch acid shikimic/H2O

TR ẦN

Lọc loại tạp, cất thu hồi ethanol 96%.

Dung dịch acid

10 00

Phân lập bằng cột (30x600mm) chứa 100g nhựa anionit.

ÁN

-L

Í-

shikimic+muối/H2O

ÀN

Acid shikimic thô

Lọc thu lấy dung dịch acid shikimic/Ethanol 96%. Cô dung dịch đến 50ml, để kết tinh. Lọc thu lấy sản phẩm

kết tinh. Hòa tan nóng trong 60mL Ethanol 96%.

Tẩy màu bằng than hoạt. Kết tinh lại trong ethanol 96% Acid shikimic tinh khiết

IỄ N

Cô đến cắn. Loại muối bằng Ethanol 96%.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Sơ đồ 3.1. Sơ đồ tóm tắt quy trình phân lập acid shikimic từ dịch chiết dược liệu

bằng nhựa anionit

- Kết quả

acid

Khối lượng

acid

suất quy

(g)

shikimic

(g)

shikimic

trình (%)

(%)

9,0 ± 0,3

8,9 ± 0,6

H Ư

10,4 ± 0,5

74,7 ± 2,4

TR ẦN

SAR-20

9,2 ± 0,2

72,5 ± 1,8

6,9±0,2

98,8±0,5

75,1±1,4

5,8±0,4

98,2±0,8

63,3±2,6

Trilite

(%)

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

đầu (g) SA 12A

Hiệu

Khối lượng

chiết ban Diaion

Hàm lượng

ẠO

trong dịch

Nhựa

Hàm lượng

shikimic

Sản phẩm tinh khiết

Sản phẩm thô

Khối lượng

U Y

Bảng 3.4.Kết quả ứng dụng nhựa anionit trong phân lập acid shikimic từ Đại hồi

- Nhận xét:

Hiệu suất phản hấp phụ trung bình với dung dịch NaCl 0,9M của Diaion SA12A

và Trilite SAR-20 lần lượt là 91,1% và 73,9%. Hiệu suất của quá trình phân lập thu

-L

Í-

được sản phẩm tinh khiết so với lượng acid shikimic chiết được từ Đại hồi khá đồng đều, đạt trung bình 75,1% đối với Diaion SA12A và 63,3% đối với Trilite

ÁN

SAR-20. Hiệu suất quá trình phân lập acid shikimic sử dụng Diaion SA12A và

IỄ N

ÀN

Trilite SAR-20 lần lượt đạt 4,5% và 3,8% so với khối lượng dược liệu sử dụng. Kết quả cho thấy khả năng phản hấp phụ acid shikimic với dung dịch NaCl 0,9M ở mẻ

lớn dịch chiết dược liệu của cả 2 nhựa đều giảm và giảm mạnh đối với nhựa Trilite SAR-20 so với dịch chiết mẻ nhỏ (vì thí nghiệm được thiết kế với khối lượng nhựa anionit dư đủ khả năng hấp phụ hết lượng acid shikimic có trong dịch chiết dược liệu nên sẽ không đánh giá dung lượng hấp phụ nhựa). Nguyên nhân có thể do hàm lượng tạp trong dịch chiết mẻ lớn cao hơn rất nhiều so với dịch chiết mẻ nhỏ, ngăn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

cản sự tiếp xúc của dịch phản hấp phụ với nhựa, đặc biệt là vào sâu trong cấu trúc

ẠO

U Y

nhựa, làm giảm hiệu suất phản hấp phụ.

Hình 3.7. Sản phẩm acid shikimic thô(trái), acid shikimic tinh khiết(phải) thu được

Kiểm tra chất lượng sản phẩm

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

sau một mẻ 150g ddược liệu được phân lập bằng nhựa Diaion SA12A.

Sản phẩm acid shikimic thu được đem tiến hành kiểm tra chất lượng bằng các đo

10 00

các thông số vật lý, đo phổ IR, phổ NMR. Kết quả thu được như sau: - Đặc điểm sản phẩm acid

shikimic:

COOH

7 1

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

OH Hình 3.8. Cấu trúc sản phẩm

Hình thức cảm quan: Bột kết tinh trắng. Nhiệt độ nóng chảy: 184,3°C (Merck Index 183 - 184,5°C)

α]D20 = -183,6° (dung dịch 4,03% trong nước, Merck Index: Năng suất quay cực: [α] 183,8°).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phổ hồng ngoại (IR):vmax (cm-1): 3477, 3373, 3211(OH); 1678 (C=O); 1645

(C=C).

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C NMR)

H NMR, ppm

U Y

C NMR

Thực nghiệm

Tài liệu [21]

Thực nghiệm

Tài liệu [21]

trí

(500 MHz,

(75 MHz, D2O,

(500 MHz, MeOD,

(300 MHz,

MeOD, ppm)

ppm)

130,72

129,8

138,81

137,1

6,80 (t, 1H)

6,70 (m, 1H)

72,74

75,1

4,37 (m, 1H)

68,40

66,5

67,31

65,8

31,65

30,4

ẠO Đ

3,68 (dd, 1H)

3,67 (dd, 1H)

3,99 (m, 1H)

3,93 (m, 1H)

2,70 (m, 1H H-6α)

2,64 (dd, 1H)

2,20 (m, 1H, H-6β)

2,12 (dd, 1H)

H Ư

4,30 (m, 1H)

TR ẦN

170,02

D2O, ppm)

170,1

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Vị

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Bảng 3.5.Kết quả phân tích phổ 1H-NMR, 13C NMR của acid shikimic

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

U Y

I. Kết luận

Sau quá trình nghiên cứu và làm thực nghiệm, chúng tôi đã đạt được một số kết quả

như sau:

ẠO

1.Xác định được đặc tính hấp phụ của một số nhựa anionit trong phân lập acid

shikimic từ Đại hồi.

- Dung lượng hấp phụ acid shikimic từ dịch chiết Đại hồi của: nhựa Diaion SA12A

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

là 128,5 mg/1g hạt, nhựa Trilite SAR-20 là 102,21 mg/1g hạt. - Hiệu suất phản hấp phụ acid shikimic: nhựa Diaion SA12A là 92,4%, nhựa Trilite

TR ẦN

SAR-20 là 91,0%.

- Khảo sát được khả năng tái sử dụng nhựa Diaion SA12A, Trilite SAR-20 khi hấp

phụ dịch chiết Đại hồi. Sau mỗi quy trình hấp phụ - phản hấp phụ - hoàn nguyên,

10 00

hiệu quả làm việc của nhựa Diaion SA 12A giảm 5-7%, nhựa Trilite SAR-20 giảm 8-12%. Ở lần sử dụng thứ 4, Diaion SA12A cho dung lượng hấp phụ 107,7 mg/1g

hạt, hiệu suất phản hấp phụ đạt 72,0%; Trilite SAR-20 cho dung lượng 73,0 mg/1g

hạt, hiệu suất phản hấp phụ đạt 75,4%.

-L

Í-

2.Xây dựng được phương pháp phân lập acid shikimic từ dịch chiết bằng nhựa trao đổi ion.

ÁN

Từ các thông số khảo sát, chúng tôi đã xây dựng được quy trình phân lập acid

IỄ N

ÀN

shikimic từ Đại hồi với nhựa anionit gồm các bước: chiết xuất bằng nước – loại tạp bằng ethanol – phân lập acid shikimic bằng nhựa anionit – tẩy màu và kết tinh lại trong ethanol 96%.Hiệu suất của quá trình phân lập so với lượng acid shikimic chiết được từ Đại hồi thu được qua các lần thí nghiệm khá đồng đều, đạt trung bình 75,1% đối với Diaion SA12A và 63,3% đối với Trilite SAR-20. Hiệu suất quá trình phân lập acid shikimic sử dụng Diaion SA12A và Trilite SAR-20 lần lượt đạt 4,5%

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

và 3,8% so với khối lượng dược liệu sử dụng. Sản phẩm tinh khiết có hàm lượng

acid shikimic ở khoảng 98%.

U Y

II.Kiến nghị

- Tiếp tục khảo sát để xác định các thông số tối ưu cho phương pháp phân lập acid

shikimic bằng nhựa trao đổi ion.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

- Nâng cấp quy mô với lượng lớn Đại hồi.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tiến Bân (1997), Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt

Đỗ Huy Bích, Nguyễn Thượng Dong và cs. (2004), Cây thuốc và động vật làm

U Y

kín ở Việt Nam, Nxb. Nông nghiệp, tr.9.

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT.

Nguyễn Quyết Chiến, Đoàn Thị Mai Hương, Phạm Văn Cường, Trần Thị

thuốc ở Việt nam, Nxb. Khoa học Kỹ thuật Hà Nôi, tập I, tr. 986-990.

ẠO

Thu Thủy, Lê Anh Tuấn, Phạm Xuân Vũ, Nguyễn Văn Hùng (2006), “Phân

lập axit shikimic từ quả hồi Việt Nam (Illicium verum Hook.f-Illciaceae)”, Tạp

Nguyễn Quyết Chiến (2006), “Chọn lựa một hướng đi trong nghiên cứu tổng

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

chí hóa học, 44(6), tr. 745-748.

hợp Oseltamivir (Tamiflu) ở Việt Nam”, Tạp chi hóa học, 45, tr. 199-206. Nguyễn Thượng Dong, Nguyễn Thị Bích Thu (2010), Nghiên cứu phát triển

TR ẦN

cây hồi làm nguyên liệu sản xuất acid shikimic và khai thác tinh dầu, Đề tài Lê Minh Đức (2013), Bài giảng nhựa trao đổi ion, Bộ môn công nghệ hóa học

10 00

Khoa học Công nghệ cấp Bộ Y tế, Viện Dược liệu. và vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Nguyễn Văn Hân, Phùng Thị Mỹ Hạnh (2016), “Phân lập acid shikimic từ phế

Nguyễn Thị Thu Hiền (2010), Nghiên cứu chiết xuất acid shikimic từ Đại hồi,

-L

Í-

47.

phẩm của quá trình sản xuất tinh dầu đại hồi”, Tạp chí Dược học, 478, tr. 45-

ÁN

Khóa luận tốt nghiệp dược sỹ khóa 2005-2010, Trường đại học Dược Hà Nội.

Trần Công Khánh, Nguyễn Thị Sinh (1997), Thực vật dược, Trường Đại học

IỄ N

ÀN

Dược Hà Nội.

10. Nguyễn Thị Khuyên, Đỗ Thị Loan (2015), Nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi ion để phân lập acid shikimic từ đại hồi, Khóa luận tốt nghiệp dược sỹ khóa 2010 – 2015, Trường đại học Dược Hà Nội. 11. Đỗ Tất Lợi (1999), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, tr. 323-324, tr. 524-525.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

12. Nguyễn Đình Luyện (2006), “Chiết xuất acid shikimic từ hoa hồi (Illicium

shikimic trong Đại hồi (Illicium verum Hook.f.) bằng phương pháp HPLC”,

13. Nguyễn Đình Luyện, Hà Thị Mai Trang (2008), “Nghiên cứu định lượng acid

verum Hook.f”, Tạp chí Dược học, 358, tr. 8-9.

U Y

Tạp chí dược học, 386, tr. 28-30.

14. Cao Thị Thúy Nga (2010), Ứng dụng của phương pháp trao đổi ion trong xử lý

nước, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Khoa học

ẠO

công nghệ và quản lý môi trường.

15. Phạm Xuân Sinh (2006), Dược học cổ truyền, NXB Y học, tr. 144-145.

16. Đào Chánh Thuận (2013), Nghiên cứu quá trình trao đổi ion amoni trên nhựa

TR ẦN

TÀI LIỆU TIẾNG ANH.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

C100, Đồ án tốt nghiệp, Viện Khoa học và Môi trường.

17. Ambhaikar N. (2005), Shikimic acid, The Baran laboratory Group Meeting.

The Scripps Research Institute.

10 00

18. Bogosian G. et al. (2008), “Use of glyphosate to produce shikimic acid in microorganisms”, World intellectual property organization, 128076.

19. Bui Quang Thuat, Bui Thi Bich Ngoc (2010), “Obtaining Essential Oil and

Shikimic Acid from Star Anise Fruit (Illicium verum Hook)”, VNU Journal of

Í-

Science, Natural Sciences and Technology, 26, pp. 110-113.

-L

20. Davies GM, Barrett-Bee KJ, Jude DA, Lehan M, Nichols WW, Pinder PE,

ÁN

Thain JL, Watkins WJ, Wilson RG. (1994),“(6S)-6-fluoroshikimic acid, an

antibacterial agent acting on the aromatic biosynthetic pathway”,Antimicrob

21. Denis V. Bochkov et al. (2012), “Shikimic acid: review of its analytical, isolation, and purification techniques from plant and microbial sources”, J.Chem. Biol., 5(1), pp. 5 – 17.

IỄ N

ÀN

Agents Chemother., 38(2), pp. 403-406.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

22. Derek S. Tan et al. (1999), “Synthesis and preliminary evaluation of a library Chem. Soc., 121 (39), pp 9073 – 9087.

23. Enrich L. B., Scheuermann M. L., Mohadjer A., Matthias K. R., Eller C. F.,

of polycyclic small molecules for use in chemical genetic assays”, J. Am.

U Y

Newman M. S., Fujinaka M., Poon T., (2008), “Liquidambar styraciflua: a

renewable source of shikimic acid”, Tetrahedron Letters, 49, 2503–2505. 24. Huang I. et al.

(2002), “Anti-Platelet and Anti-Thrombotic Effects of

ẠO

Triacetylshikimic Acid in Rats”, Journal of Cardiovascular Pharmacology,

39(2), pp. 262-270

25. JI Yubin, Yu Miao, Wang Bing and Zhang Yao (2014), “The extraction,

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

separation and purification of alkaloids in the natural medicine”, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 6(1), pp 338-345. Hroboňováa,

Jozef

Lehotaya

TR ẦN

26. Katarína

and

Jozef

Čižmárik

(2007),

“Determination of Quinic and Shikimic Acids in Products Derived from Bees

and their Preparates by HPLC”, Journal of Liquid Chromatography & Related

10 00

Technologies, 30(17), pp.2635-2644. 27. LI Wei, CAO Yong, WEI Hua, ZHOU Dong-wu (2008), “Reversed-Phase

HPLC Determination of Shikimic Acid in Illicium Verum Hook. F.” –Journal

of Jishou University (Natural Sciences Edition), 01.

Í-

28. Merck & Co., Inc (2001), The Merk Index 13th edition, pp. 1457-1458.

-L

29. Ohira H., Torii N., Aida M. T., Watanabe M., Smith L. R. (2009), “Rapid

ÁN

separation of shikimic acid from Chinese star anise (Illicium verum Hook. f.)

with hot water extraction”, Separation and Purification Technology, 69, p.

IỄ N

ÀN

102-108.

30. Payne R., Edmonds M. (2005), “Isolation of Shikimic Acid from Star Aniseed”, Journal of Chemical Education, 82(4), pp. 599-600. 31. Ronald Harmetz , Louis A. Laurenzo , David V. Petrocine (1990), “Method of making a coca leaf flavor extract”, United stated patent, 19, 4 956 429.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

32. Ronald Z., Katharina S., Peter G., Christian S. va Katharina B. (2013)

26010 – 26016.

of shikimic acid from star anise pods”, The Royal Society of Chemistry, 3, pp.

“Exploring ionic liquid–biomass interactions: towards the improved isolation

U Y

33. Sakaguchi I. et al. (2004), “The water soluble extract of Illicium anisatum

stimulas mouse vibrissae follicles in organs culture”, Exp. Dermaton, 13(8), pp.

449 – 504.

ẠO

34. Sankar I. V. et al. (2007), “Method for obtaining shikimic acid”, WIPO Patent

Application WO/2007/138607

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

analogues”, Tetrahedron,54, pp. 4697-4753.

35. Singh G., Jiang S. (1998), “Chemical synthesis of shikimic acid and its 36. Stavric B., Stoltz D. R. (1976), “Shikimic acid”, Food Cosmet. Toxicol., 14 (2),

TR ẦN

pp.141-145.

37. Zirbs R., Strassl K., Gaertner P.., Schroder C. và Bica K. (2013) “Exploring

ionic liquid–biomass interactions: towards the improved isolation of shikimic

10 00

acid from star anise pods”, The Royal Society of Chemistry, 3, pp. 26010 –

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

26016.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Phổ 1H-NMR của acid shikimic

U Y

Phụ lục 2. Phổ 13C-NMR của acid shikimic

Phụ lục 3. Phổ IR của acid shikimic

ẠO

Phụ lục 4. Sắc ký đồ HPLC

4.1. Sắc ký đồ HPLC acid shikimic chuẩn, a = 99,8%

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

4.2. Sắc ký đồ HPLC acid shikimic trong dịch chiết Đại hồi

H Ư

4.3. Sắc ký đồ HPLC của mẫu dịch chiết sau hấp phụ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

4.4. Sắc ký đồ HPLC của mẫu dịch phản hấp phụ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

IỄ N

ÀN

ÁN

Phụ lục 4: Sắc ký đồ HPLC

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

4.1. Sắc ký đồ HPLC acid shikimic chuẩn, a = 99,8%

IỄ N

ÀN

4.2. Sắc ký đồ HPLC acid shikimic trong dịch chiết Đại hồi

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

4.3.Sắc ký đồ HPLC của mẫu dịch chiết dược liệu sau hấp phụ

IỄ N

ÀN

4.4. Sắc ký đồ HPLC của mẫu dịch phản hấp phụ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial