LUẬN VĂN “ TÁCH CHIẾT COPHEIN TỪ PHẾ LIỆU CHÈ VIỆT NAM TÁCH CHIẾT NICOTIN TỪ PHẾ LIỆU THUỐC LÁ VÀ CHUYỂN HÓA NÓ THÀNH NICOTINAMIT pdf

Chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng qui trình thi nghiệm như sau: Nguyên liệu chè vụn, lá chè tươi, bã chè được rửa sạch, nghiền vụn, đun sôi hồi luu trong dung dich nước vôi trong với

“ TACH CHIET COPHEIN TU PHE

LIEU CHE VIET NAM TACH CHIET

NICOTIN TU PHE LIEU THUOC LA

VA CHUYEN HOA NO THANH

NICOTINAMIT”

PGS.TS NGUYEN MINH THAO

TACH CHIET COPHEIN TU PHE LIEU CHE VIET

NAM; TACH CHIET NICOTIN TỪ PHẾ LIỆU THUỐC

LÁ VÀ CHUYỂN HOÁ NÓ THÀNH NICOTINAMIT

BAO CAO TOM TAT KET QUA VA TINH HINH THUC HIỆN KẾ HOẠCH

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 1993-1994

4 Tên đề tài, mã số: B93-05-88

Tách chiết cophein t từ phế liéu cheé Viét nam, tach chiet nicotin tit phé liéu thuốc lá va chuyén hod no thank nicotinamit (Vitamin PP)

2 Cán bộ tham gia nghiên cứu:

1) PGS.PTS Nguyễn Minh Thảo chu tri dé tai

2) PTS Nguyén Dinh Thanh thanh vién

3} PTS Ha Thi Diép thanh vién

3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:

Nghiên cứn phương pháp va điền kiện rhịch hon dé tach lav cophem tie cac phé

liệu chè Việt nam(1á chè tươi, chè vụn khô và bã chè) Tách chiết nicotin từ phế liệu thuốc

lá và thuốc lào và chuyển hoá nó thành nicotinamit (Vitamin PP)

4 Tinh hình thực hiện đề tài:

Đề tài đã được đăng ký và duyệt từ tháng 4 năm 1993 và bao gồm hai phần:

A-Phân I: Nghiên cứu tách cophein từ phế liệu chẻ Việt nam

Chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng qui trình thi nghiệm như sau:

Nguyên liệu (chè vụn, lá chè tươi, bã chè) được rửa sạch, nghiền vụn, đun sôi hồi

luu trong dung dich nước vôi trong với thời gian và liêu lượng thích hợp Lọc bỏ bã Phần dịch lọc để nguội, được chiết bằng ‹ dung môi thích hợp Cho bay hơi dung môi đến can khô Phân còn lại được kết tỉnh từ nước với than hoạt tính Cophein thu được Âu tỉnh khiết

để dùng cho công nghiệp nước giải khát, thu y hay duoc phẩm

Để tìm điều kiện tối ưu trong qui trình phòng thí nghiệm chúng tôi đã nghiên cứu

các yếu tố sau đây:

-Mguyên liệu _

Chúng tôi dã tiến hành thí nghiệm với lá chè xanh, bà chè, chè khô vụn với khôi lượng mối mm nghiên cứu từ $0-100 gam (riêng với lá chè xanh dã tiến hành môi mẻ tới 500-gam) Kết qua thu được:

Hàm lượng cophein thu auc chè xanh - 0,5-0,7%

Ham luong cophein thu duo ba chè : 0,3-0,5%

Ham luong cophein thu duocthe kho vn + 1,2-1,5%

-Dun dịch và thời gian rách chiết từ nguyên liêu đầu:

Chúng tôi đa sự dụng dưng dịch nước vôi trong với lượng cứ 100 gam nguyên liệu dàng 300-500 mi nước vôi rong Thời gian đun sôi hồi lưu từ 3-5 giờ.

- Dung môi chiết:

Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với đicloetan (CICH;CH,Cl), benzen (CH),

à clordfom (CHCI;) Mặc dù khả năng chiết là tương đương nhau, nhưng xem xét từ hiểu khía cạnh thì thấy dùng clorofom là tốt hơn cả

Từ các dữ kiện thu được có thể rút ra điêu kiện tối ưu là dùng lá chè tươi làm

guyên liệu Dùng nước vôi trong làm dung môi tách ban đâu theo tỷ lệ: cứ 100 gam lá

hè tươi cần 300 mÌ nước vôi trong Thời gian Äun sôi hồi lưu là 3 giờ Dung môi chiết tốt thất la clorofom Tinh ché san phẩm bằng cách kết tính lại từ nước với than hoạt tính dần phẩm được kiểm tra bằng cách xác định điển chảy, sắc lí bản mỏng, phân tích định ượng nguyên tố, ghỉ phổ hông ngoại và tử ngoại Các số liệu này nói chung phù hợp với

ác dữ kiện tương ứng trong tài liệu tham khảo

3-Phén Il: Tách chiết nícotn từ phế liêu thuốc lá và chuyển hoá nó thành

1/Ccot.1aIm/t (tite la Vitamin PP)

O phần này chúng tôi mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu thăm dò phương

)háp và qui trình trong phòng thí nghiệm

Có thể tóm tắt qui trình như sau:

Thuốc lá vụn (khoảng 100-400 gam) được ngâm trong dung dịch kiểm loãng NaOH S 1288) “hoang mộ: vài ngày Sau đó đưa toàn bộ vào cất lôi cuốn bằng hơi nước

lế tách lấy nicotin ra khỏi ba thuốc lá, chiết bằng clorofom Cất loại dụng môi Phần căn sòn lại là nicotin thô, có thể cất dưới áp suất thấp để lấy nicotin tỉnh khiết hoặc có thể tàng luôn mcotin thô để oxi hoá

Có thé oxi hod nicotin bang axit nitric dac hode bang kali pemanganat (thudc

im} dé nhan duoc axit nicotinic Tx axit nicotinic cé thé este hoa ban g etanol réi cho este

than duoc tác dung voi amoniac ddc dé thanh nicotinamit So dé phan ứng chung như rau

coo

SN [OI ZC/COCH: Gm0n COG Hs = yCONH;

VN 2| CHs | HNO, hay KMnO, ) COS N so) ~“N~ ELD NH N

N

Tuy nhiên chúng tôi chưa đủ điều kiện nghiên cứu chi tiết các quá trình này Hơn nữa hàm lượng của nicotin trong thuốc lá vụn không cao lắm, mà tiến hành với một lượng

lớn thuốc lá vụn lại rất độc hại Sau này chúng tôi sẽ trở lại nghiên cứu vấn đề này

5- Những kết quả được triển khai ra sản xuất:

Kết quả chưa được ứng dụng triển khai ra sản xuất Riêng phần tách chiết

cophein nt la ché xanh thì phương pháp và qui trình đã được nghiên cứu hoàn chữnh ở tức qui mô phòng thí nghiệm Nếu được phép tiếp tục thì có thể nến hành thí nghiệm với qui mô lớn hơn (mỗi mẻ thí nghiệm với 5-10 kg nguyên liệu) để tiến tới qui trình bán sản

xuất và nếu tìn được nơi tiêu thụ sản phẩm thì có thể tiến tới bán sản xuất được

B- Những mục tiêu, nội dung chưa thực hiện được, lí do:

Nói chung các mục tiêu và nội dung đề ra trong hợp đồng nghiên cứn khoa học đã thực hiện được Tuy nhiên, theo mong muốn, với phần tách cophein thì chưa làm được sác mẫu với lượng lớn (cỡ hàng kilogam nguyên liệu), chưa có tư liệu để tính toán về mặt

¬iệu quả kinh tế và cũng chưa liên hệ tìm nguồn tiêu thụ sản phẩm Còn với phần tách và chuyén hoá nicotin thì chưa hoàn chỉnh phương pháp và qui trình thí nghiệm ở mức ổn định Nguyên nhân của sự chưa đạt được các điều mong muến trên là do nội dung và mục tiêu thì nhiều mà thời gian thì ít, điều kiện và phương tiện không đầy đủ, đặc biệt kinh phí

vào các mục đích sau:

+Chỉ cho hoá chất, thiết bị, dụng cụ nghiên cứu khoảng: Š.100000,00đ (60%) +Bôi dưỡng người thực hiện và thuẻ hợp đông nhân công: 1800000.00đ (20%) +Gop phần sửa chữa và xảy dựng phòng thí nghiệm - 900000,00đ (10%) +Ðáng góp cho trường, khoa, bộ môn và các chỉ phí khác:900000,00đ_ (10%) Tuy Kinh phí không nhiều, nhưng đã giúp chúng tôi thực hiện được mục tiêu và nội dung của đề tài

8- Tình hình sử dụng thiết bị để nghiên cứu đề tài:

Để thực hiện đề tài chúng tôi chỉ sử dụng các dụng cụ và thiết bị của chúng tôi do kinh phí của đẻ tài cung cấp

9- Hợp tác quốc tế về KHCN:

Đề tài của chúng tôi không có hợp tác quốc tế

10- Thuan lợi, khó khăn, kiến nghị:

-Thuan fot:

Trước khi đăng ký đề tài và được duyệt là dé tai cấp Bộ quản lí thì dé tai này đã có

2 năm nghiên cứu sơ bộ với tinh cach 1a dé tài cấp Trường

-Kho khan:

Kinh phí không đủ Thiếu những thiết bị lớn để triển khai thực nghiệm với lượng lớn Số lượng tham gia đề tài không nhiều, trong dó các thành viên lai ban nhiều công

việc khác.

W(iến nghị:

Cho phép đề tài kéo dài thêm một năm nữa, nhưn xưng chỉ tập trung vào phần tách

hiết cophein từ lá chè tươi để tiến tới nghiên cứu bán sản xuất

4- Dự kiến kế hoạch nghiên cứu năm 1995:

Nếu được phép kéo dài hết năm 1995 thì chũng tôi dự kiến kế hoạch như sau:

- Nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm với lượng lớn nguyên liệu (mỗi mẻ từ 5-10 tÌogam lá chè tươi)

- Từn hiểu các số liệu để tính toán hiệu quả kinh tế

- Liên hệ, giới thiệu sẵn phẩm và tìm nơi tiêu thụ

Hà nôi, ngày — tháng 4 năm 1995

Chu tri dé tài

UU

PGS Nguyen Minh Tiido

ác nhận và nhận xét đánh siá của Ban Chủ nhiêm khoa:

ic nhận của trường:

1 Tạch chࣆ Cophein Ta phê liệu che Wet naw _ 3

441, Quctrink tach cliet Srhek tả phê eu che _— 3

4.44 Đó, Mong nguyen lider - — Ỷ 4.1.3 Dang mor, lien Meng va Thor gran tale

Cophein tạ nguyen lieu daw (phe Wex che ) ~ 4

Ast.3 - Dung mor clyet _ b

444 Pamg rer” kor tinh laa -~ 5

Xec ¡»nu Cau Tac va x tink Fung aan cu,

- Tack chizt nivotin tu thuêc la_vuw Va

chy da ivec nme thanh me cot namét (Vi tamin PP) _ Ề

Bot Tach lust micotiw i theée la Vuw _ € 2.2 Oxi how x¿ceUn Thành axit xàcet xác, _ 6

ard, Chany oa hen AxtE xxc@uxác thanh wetin amit - &

23.4, WET che’ 2Ä micot nat _ 8

2.3.2 Hee che’ micotinamtt _ 3

ể~ KÊT LUẬN — 40

0 NHAN xET VA KIEN NGHL - 44

PHU ive

A-MỞ ĐẦU

Nước ta là một nước nhiệt đới có rất nhiều loài thực vật khác nhau,

trong đó có những loài chứa các chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là các

ancaloit Vì vậy nguồn phế liệu thực vật có chứa các chất có hoạt tính sinh _ học cũng rất phong phú

tr

Như đã biết, cophein là một ancaloit có nhiều trong me chè [1.2]

_Ñó là một chất có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương và vỏ đại _ não, làm cho tỉnh thần thèm minh mãn, làm tăng sức hoạt động của cơ thể,

_ tăng cường trao đổi máu và lợi tiểu [1,4] Do vậy mà cophein được sử dụng _ nhiều trong dược phẩm, làm thuốc thú y và đặc biệt trong công nghiệp

_ nước uống (giải khát)

Hiện nay có thể tổng hợp cophein bằng con đường hoá hoc [5,6] Nhưng ở nước ta việc tổng hợp nó rất khó khăn và tốn kém vì không đủ điển kiện Những năm gần đây ở Ấn độ [1] và Tiệp khác (cũ) có nghiên

cứu tách lấy cophein từ bã chè và lá chè, ở nước ta thì hầu như chưa ai nghiên cứu vấn đề này, trong khi đó nguồn phế liệu chè (1á chè tươi chè vụn, bã chè) lại rất nhiều

Với lí do đó chúng tôi đã mạnh dạn xin đăng kí dé tai này nhằm tận dung nguòn phế liệu phong phú bị bỏ đi để tách lấy một hoá chất quí được

dùng nhiều trong công nghệ và đời sống

Mật khác ở nước ta nguồn phế Liệu thuốc lá và thuốc lào cũng rất phong phú Như đã biết trong cây thuốc lá và thuốc lào có chứa tới 0,5-

8,0% nicotin [7], tuỳ thuộc vào từng loại cụ thể Nicotin là một ancaloit, có tác dụng mạnh đối với hệ thần kinh trung ương và ngoại vi Vì vậy ở nước

ta có mọt số nơi đã sử dụng dung địch ngâm thuốc lá hay thuốc lào hoặc dung dịch nicotin sunfat làm thuốc trừ sâu, diệt côn trùng và rầy nâu [9]

Nhung từ nicotin còn có thể oxi hoá thành axit nicotinie và qua một

số chuyển hoá tiếp theo thành nicotinamit (ức là Vitamin PP) một dược

phẩm được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp sản xuất thuốc.Tuy

nhièn, van dé nay ở ta hâu như cũng ít người quan tâm tới

Với mục đích tận dụng các phế liệu để tạo ra các hoá chất hay dược

phẩm qui, chúng tôi cũng kết hợp vào đề tài nghiên cứu của mình hướng

tách chiết nicotin từ phế liệu thuốc lá hay thuốc lào và chuyển hoá nó

thành nicotinamit

Như vậy, mục đích và nội dung của đề tài này là: Nghiên cứu xây

dựng phương pháp và qui trùnh thích hợp để tách cophein từ phế liệu chè

Việt nam (lá chè tươi, chè khô vụn và bã chè), cũng như từm con đường

tốt nhất để tách lấy nicotin từ các phế liệu thuốc lá hay thuốc lào rồi

chuyển hoá nó thành nicotinami (tức là VWtamin PP) Các chất nhận được

có thể dùng làm nguyên liện cho công nghiệp nước uống, dược phẩm hoặc

tha y

Đề tài gồm hai phần: :ác/ chiết cophein từ phế liệu chè; và tách, chuyển hoá nicotin từ phế liệu thuốc lá thành nicotinami Sau đây chúng tôi đi vào nội dung từng phần

I- TÁCH CHIẾT COPHEIN TỪ PHẾ LIỆU CHÈ VIỆT NAM

1.1- Qui trỉnh tách chiêt cophein từ phế liệu chẻ

Phế liệu (chè vụn, lá chè tươi, bã chè) được rửa sạch, nghiền vụn, dun soi hoi luu trong dung dịch nước vôi trong với thời gian về liều lượng vita du thick hop Loc nong dé tach bo ba Phan dich lọc để nguội đến

nhiệt dộ phòng rồi chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp Phần chiết được

cất loại dung môi đến cạn khô sẽ nhận được cophein thé Tink ché san

phẩm thô bằng cách kết tính lại sẽ nhận được cophein tỉnh khiết

Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã khảo sát các yếu tố sau đây

để từ đó chọn điều kiện tối ưu cho việc thực hiện đề tài

1.1.1- Đối tượng nguyên liệu:

Như đã biết, hàm lượng cophein trong lá chè phụ thuộc rất quyết

định vào giống chè tuổi chè, điều kiện đất đai, địa hình, kĩ thuật canh tác

và chế biến chè, mùa thu hái và thạm chí còn phụ thuộc vào rừng loại lá

của cây chè [2,3] Ở đây với mục dích tận dụng các phế liệu chè nên chúng tôi chỉ khảo sát và tách chiết lấy cophein từ các nguồn chè khô vụn

bã chè sấy khô và là chè tươi già Kết quả thu được như sau:

Nguyên liêu Luong cophein thu được (% so với lượng

nguyên liêu) Chè khô vụn (chưa pha 1,3-1,5

nước)

Bã chè (sau khi đã pha

nước trống rồi sấy khô) 0,3-0,5

LÁ chè tươi già (oại để

_pha nước chè xanh) 0,5-0,7

Kết quả này tương đối phù hợp với số liệu trong các tài liệu tham khảo [1,2]

Từ kết quả thu được, xét về phương diện sản xuất sau này, chúng tôi

thấy nên dùng lá chè tươi làm nguyèn liệu, vì như vậy sẽ dễ dàng thu gom

được lượng lớn và lại rẻ tiền

1.1.2- Dung môi, liều lượng và thời gian tách cophein từ nguyên

liệu đầu (phế liệu chè):

Như chúng ta đã biết, trong lá chè cophein thường ở dạng muối kết

hợp với tanin Vì vậy để tách chúng ra ở dạng or do thi tot nhất là đun sôi

lá chè trong dung dịch kiểm nhẹ Ở dây chúng tôi dùng nước vôi trong làm

dung môi để tách cophein ra khỏi lá chè Đó là dung môi rẻ hơn cả

- Về lượng dung môi: Ứng với 100 gam nguyên liệu, chúng tôi đã sử dụng trong các thí nghiệm với 300 ml, 500 ml, 750 ml va 1000 ml nước

vôi trong Chúng tôi nhận thấy lượng cophem thu được không phụ thuộc

nhiều vào lượng nước vôi trong Vì vậy để thuận tiện cho các khâu thực

nghiệm, cứ 100 gam nguyên liêu dùng 300-500 ml nước vôi trong là tốt

nhất

-Về thời gian đun nóng: Với lượng nguyên liệu và nước vôi trong

như trèn chúng tôi đã thử nghiệm đun sôi trong các khoảng thời gian khác

Rhau: 2 giờ 3 giờ, 4 giờ và 5 giờ Từ thực tế chúng tôi nhận thấy thời gian

đun sôi hồi lưu hỏn hợp phản ứng R® 3 giờ là dủ Sự kéo dài thời gian hơn

nữa hầu như không làm tăng đáng kể lượng cophein thu được Tất nhièn

khi làm với lượng nguyen liệu lớn hơn thì có thể phải kéo dài thời gian đun

nóng Chẳng hạn khi thực hiện với 500 gam lá chè tươi, chúng tôi thường

dun sôi hỏi lưu hỏn hợp phản ứng trong suốt 5 giờ.