Định lượng alcaloid

Người ta có thể định lượng toàn bộ alcaloid hay chỉ một vài alcaloid là hoạt chất trong một dược liệu. Có nhiều phương pháp định lượng như phương pháp cân, phương pháp đo acid, phương pháp so màu, phương pháp đo bằng quang phổ tử ngoại, phương pháp cực phổ, phương pháp sinh vật…

Nói chung các phương pháp đều gồm hai giai đoạn chính:

+ Lấy riêng alcaloid ra khỏi dược liệu: Có thể tiến hành theo nhiều cách khác nhau nhưng việc chiết xuất phải có tính chất định lượng và phải bảo đảm ở từng giai đoạn là hoàn toàn xong.

+ Định lượng: Tùy theo tính chất của alcaloid mà lựa chọn phương pháp cho thích hợp.

Sau đây giới thiệu một vài phương pháp hay dùng:

Để định lượng alcaloid bằng phương pháp cân, cần phải chiết được alcaloid tinh khiết nghĩa là loại được hoàn toàn những tạp chất kèm theo. Do đó phương pháp này tương đối lâu và người ta chỉ sử dụng khi không sử dụng được nhưng phương pháp định lượng khác.

Phạm vi sử dụng của nó là những alcaloid có tính base rất yếu, vì những alcaloid này không chuẩn độ được bằng phương pháp acid – base, do hằng số điện ly quá bé sẽ không có bước nhảy trên đường cong chuẩn độ nên không quan sát được sự chuyển màu rõ rệt của chỉ thị. Ví dụ như colchicin trong hạt tỏi độc, alcaloid có nhân purin như cafein trong lá chè, hạt cà phê… Ngoài ra, phương pháp cân còn được dùng trong trường hợp định lượng những alcalodi chưa xác định rõ cấu trúc hóa học hoặc hỗn hợp nhiều alcaloid có phân tử lượng rất khác nhau.

Khi định lượng, người ta phải chiết được alcaloid tinh khiết bằng một dung môi thích hợp, đem bốc hơi dung môi, sấy cặn tới khối lượng không đổi rồi đem cân.

Nếu hàm lượng alcaloid trong dược liệu rất thấp thì định lượng bằng phương pháp cân trực tiếp khó chính xác, do đó có thể tạo ra các dẫn chất có khối lượng phân tử lớn bằng cách cho acid photphovonfranic, acid picrolonic… Một hệ số được xác định bằng phương pháp thực nghiệm đối với mỗi alcaloid nguyên chất cho phép tính ra hàm lượng alcloid base trong dược liệu. Ví dụ: Bertrand đã định lượng cafein, nicotin… bằng cách tạo tủa với acid silicovonfranic. Tủa đã tạo ra tương ứng với công thức 12WO3.SiO2.2H2O.X.M.alc; rửa sạch tủa, sấy khô rồi cân; sau đem nung tủa thành tro chỉ còn lại hỗn hợp WO3.SiO2 rồi đem cân. Căn cứ vào đó tính được hệ số x=4. Bertrand đã lập thành công thức của tủa để tính là 12WO3.SiO2.2H2O.4.M.alc.

Mặc dù alcaloid chiết xuất ra đã được tinh chế nhưng định lượng bằng phương pháp cân thường có sai số thừa vì các tạp chất còn bị lôi cuốn theo lẫn với cặn alcaloid.

Do đó định lượng alcaloid bằng phương pháp trung hòa được dùng nhiều hơn, nhất là những alcaloid họ Cà.

Muốn định lượng bằng phương pháp này thì alcaloid phải chiết ra ở dạng base. Dung dịch alcaloid base phải trong, vì có vẫn đục hay lẫn phần nhỏ nhũ dịch sẽ gây ra hiện tượng hấp phụ các chất kiềm làm cho kết quả định lượng sai số thừa. Ngoài ra, nếu có lẫn các chất kiềm như amoniac, các amin cũng như chất béo và chất màu sẽ ảnh hưởng tới kết quả khi định lượng bằng phương pháp trung hòa có dùng chỉ thị màu. Nếu có amoniac và các amin sẽ gây sai số thừa, còn nếu lẫn chất màu và chất béo sẽ làm cho khi chuẩn độ khó quan sát vùng chuyển màu của chỉ thị.

Để loại amoniac và amin người ta lợi dụng tính dễ bay hơi của nó. Sau khi bốc hơi dung môi, cặn còn lại cho thêm vài ml ether hoặc ethanol, rồi cho bốc hơi hết (nếu cần thu hồi dung môi thì mỗi lẫn cất cần chú ý khi lấy bình ra không để hơi dung môi đọng ở trên rơi xuống).

Chất béo nói chung được loại trong quá trình chuyển alcaloid từ dung môi này sang dung môi khác hoặc có thể dùng các chất hấp phụ màu.

Sau khi đã có dịch chiết alcaloid base có thể tiến hành định lượng bằng cách hoặc lắc alcaloid trong dung môi hữu cơ với lượng acid chuẩn độ dư, sau đó định lượng acid thừa bằng kiềm tương ứng, hoặc làm bốc hơi dung môi hữu cơ, cặn alcaloid còn lại được định lượng trực tiếp hay gián tiếp bằng acid chuẩn độ.

Người ta thường dùng HCl hoặc H2SO4 có nồng độ 0,01 – 0,1N để chuẩn độ, chỉ thị màu dùng trong định lượng alcaloid phần lớn là methyl đỏ. Vì theo lý thuyết cũng như thực tế pH của hầu hết các muối alcaloid đều có vùng chuyển màu của chỉ thị này (pH 4,2 – 6,3).

Vài alcaloid (ví dụ như hydrastin, narcotin, alcaloid của vỏ lựu…) có điểm tương đương trên đường cong chuẩn độ ở khoảng pH4, trong trường hợp này người ta dùng methyl vàng cam làm chỉ thị màu.

Một số trường hợp dùng hỗn hợp chỉ thị để quan sát rõ vùng chuyển màu hơn là dùng một chỉ thị màu (ví dụ định lượng alcaloid trong vỏ canhkina người ta dùng hỗn hợp methyl đỏ và xanh methylen làm chỉ thị).

Khi tính kết quả, nếu trong dược liệu có nhiều alcaloid mà chúng đều định lượng được bằng phép chuẩn độ sẽ tính theo một hệ số là khối lượng phân tử trung bình của các alcaloid có trong dược liệu, nhưng kết quả này không được chính xác vì tỷ lệ alcaloid thường khác nhau. Do đó người ta thường tính theo một alcaloid chính của dược liệu; ví dụ định lượng alcaloid toàn phần trong là Beladon thì tính theo hyosxyamin, trong ma hoàng tính theo ephedrin.

Những alcaloid có tính base yếu thì chuẩn độ trong môi trường dung dịch nước không chính xác. Tuy vậy, nếu hòa tan alcaloid vào trong dung môi không phải là nước, thường dùng acid acetic khan (gọi là môi trường khan) thì người ta có thể định lượng được những alcaloid có tính base rất yếu này. Thường dùng acid percloric 0,1N để định lượng và chỉ thị màu là tím tinh thể.

Alcaloid + CH3COOH     Alcaloid.H+   +    (CH3COO)-

HClO4   +   CH3COOH      (CH3COOH2)+     +   ClO4-

———————————————————————————-

Alcaloid.H+ + (CH3COO)- +(CH3COOH2)+ +  ClO4- Alcaloid.H+ + ClO4-+ 2CH3COOH 

Phương pháp so màu chỉ cần một lượng nhỏ alcaloid, lại có độ nhạy và có kết quả nhanh, do đó cũng là phương pháp hay dùng để định lượng alcaloid. Hầu hết các alcaloid không có màu nhưng có thể tiến hành định lượng bằng phương pháp so màu theo nguyên tắc:

– Dựa vào phản ứng tạo màu của alcaloid, dùng dung dịch có màu đó để định lượng.

Ví dụ: Alcaloid của Cựa khỏa mạch tạo màu xanh lơ với p.dimetylaminobenzaldehyd ở môi trường H2SO4 đặc và có tác dụng của chất oxy hoa (H2O2 hoặc FeCl3).

– Những alcaloid không thể tạo thành dung dịch có màu để định lượng trực tiếp người ta cho alcaloid tác dụng với thuốc thử tạo tủa có màu, sau đó tách riêng tủa và hòa tan trong dung môi thích hợp sẽ được dung dịch có màu để định lượng. Ví dụ: Có thể định lượng alcaloid trong vỏ canhkina bằng cách cho tác dụng với thuốc thử Reinecke để tạo ra tủa màu, lấy riêng tủa Reineckat alcaloid hòa tan trong aceton tạo ra dung dịch có màu để định lượng.

– Biến đổi alcaloid thành một dẫn chất có màu. Ví dụ biến đổi morphin thành nitrosomorphin có màu đỏ đậm trong môi trường kiềm. Hoặc dùng phản ứng giáng phân alcaloid thành những phần nhỏ, lấy riêng phần cần thiết rồi cho tác dụng với thuốc thử tạo ra dung dịch có màu để định lượng. Ví dụ: Physostigmin tác dụng với kiềm tạo thành eserolin, cacbonat kiền và metylamin; có thể lấy riêng metylamin bằng cách cất kéo hơi nước, sau cho tác dụng với thuốc thử ninhydrin tạo ra hợp chất có màu. Định lượng phần metylamin, suy ra được lượng physostimin.

TÀI LIỆU THAM KHẢO