Chiết xuất, tinh chế và phân lập alcaloid

Sau khi chiết xuất ít khi thu được một alcaloid tinh khiết mà thường là một hỗn hợp các alcaloid còn lẫn tạp chất.

Nếu chỉ có một alcaloid thô thì có thể tinh chế bằng cách chuyển nó nhiều lần từ dung môi hữu cơ sang dung môi nước và ngược lại, cuối cùng bốc hơi dung môi ta được một alcaloid tinh khiết.

Nếu là hỗ hợp nhiều alcaloid, để tinh chế và phân lập riêng từng alcaloid trước đây thường dùng phương pháp kết tinh phân đoạn bằng các dung môi, ngày nay người ta sử dụng thêm một số phương pháp khác: Phương pháp trao đổi ion, phương pháp sắc ký cột, sắc ký lớp điều chế…

1. Phương pháp trao đổi ion:

Phương pháp trao đổi ion dựa vào sự trao đổi thuận nghịch giữa các ion trong dung dịch muối alcaloid và các ion đã bị hấp phụ trên chất mang (nhựa trao đổi ion).

Các nhựa trao đổi ion (ionit) được dùng là các cationit (=những cao phân tử rắn mang nhóm acid có khả năng hấp phụ các cation) và các anionit (= những cao phân tử rắn mang nhóm base có khả năng hấp phụ các anion). Các nhựa trao đổi ion này không tan trong nước và các dung môi hữu cơ,

Muối alcaloid hòa tan trong nước tạo ra các cation lớn:

B.HCl  [BH]+  +   Cl-

Quá trình trao đổi của dung dịch muối alcaloid với nhựa trao đổi ion xảy ra như sau:

Cat-.H-  +  [BH]+Cl-    Cat-.[BH]+  + H+  + Cl-

Nhựa cationit hấp phụ alcaloid tạo ra dạng muối alcaloid, alcaloid này sẽ được đẩy ra khi có dung dịch kiềm hoặc amoniac, theo phương trình sau:

Cat-.[BH]+  + [NH4]+OH-    Cat-.[NH4]+  + B  +  H2O

Alcaloid base không  hòa tan trong nước, được giữ lại trong cột và sau đó được chiết ra bằng một dung môi hữu cơ hoặc hỗn hợp dung môi thích hợp.

Ani+OH-    +    [BH]+Cl-           Ani+Cl-     +  B  +  H2O

Khi  cho dung dịch muối alcaloid qua cột anionit ở dạng OH- các gốc acid được trao đổi với OH-, alcaloid được giải phóng dạng base và sau đó được chiết ra bằng dung môi hữu cơ hoặc hỗn hợp dung môi thích hợp.

Cácalcaloid trong hỗn hợp thường có độ kiềm khác nhau, do đó khi cho qua cột trao đổi ion có sự hấp phụ khác nhau và trong lớp ionit xảy ra sự trao đổi kép nối tiếp nhau, chất có độ kiềm lớn bị giữ lại ở trên, còn những chất có độ kiềm nhỏ chuyển sâu vào cột ionit do đó người ta có thể lấy tách riêng các alcaloid ra.

Dựa trên nguyên tắc các thành phần trong hỗn hợp alcaloid có độ hấp phụ khác nhau trên chất hấp phụ đã nạp trong cột, bột cellulose… khi cho dịch chiết alcaloid qua cột, các alcaloid sẽ phân bố lần lượt trong cột, ở phần trên của cột sẽ tập trung chất bị hấp phụ mạnh nhất, còn ở phần dưới của cột tập trung chất hấp phụ kém nhất. Tuy nhiên các miền chưa được phân chia thành ranh giới rõ rệt, nghĩa là chưa phân chia rõ rệt các chất trong cột. Do đó để tách hoàn toàn các alcaloid có trong cột người ta phải dùng một dung môi hay một hệ dung môi chạy qua cột để rửa dải các alcaloid đã hấp phụ trong cột.

Dựa theo nguyên tắc của sắc ký lớp mỏng, dịch chiết đậm đặc alcaloid được chấm lên những tấm kính đã tráng chất hấp hấp phụ tương đối dày thành một đường thẳng. Sau khi khai triển bằng một hệ dung môi thích hợp, các chất khác nhau có tốc độ di chuyển khác nhau nên được tách ra một cách dễ dàng dưới ánh sáng tử ngoại người ta thường dùng chất hấp phụ có trộn thêm chất phát quang. Ví dụ như silicagen GF254, silicagen GF254+366, oxid nhôm  GF254+366 của hãng MERCK (CHLB Đức). Nếu chất hấp phụ không có chất phát quang thì người ta dùng tấm kính khác phủ lên tấm sắc ký, trên cơ sở ấy đánh dấu từng dải đã chứa alcaloid. Sau đó cạo lấy riêng từng phần chất hấp phụ có chứa các alcaloid riêng biệt, rồi chiết riêng lấy từng chất bằng dung môi thích hợp. Sau khi bốc hơi dung môi sẽ thu được từng alacloid riêng biệt.