Tải bản đầy đủ

Phân tích cấu trúc, hàm lượng một số hợp chất triterpene glycoside từ cây Đu đủ rừng (Trevesia palmata (ROXB. EX LINDL.) VISAN.) (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

VŨ THỊ NGUYỆT

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP
CHẤT TRITERPENE GLYCOSIDE TỪ CÂY ĐU ĐỦ RỪNG
(Trevesia palmata (ROXB. EX LINDL.) VISAN.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

VŨ THỊ NGUYỆT

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP
CHẤT TRITERPENE GLYCOSIDE TỪ CÂY ĐU ĐỦ RỪNG

(Trevesia palmata (ROXB. EX LINDL.) VISAN.)
Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM HẢI YẾN

THÁI NGUYÊN - 2018


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian theo học ở trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên
đặc biệt là trong khoảng thời gian thực hiện luận vănthạ sỹ tại Viện Hóa Sinh
Biển Hà Nội, tôi đã nhận được sự giúp đỡ hết lòng về mặt vật chất, tinh thần,
kiến thức và những kinh nghiệm quí báu từ gia đình, thầy cô và bạn bè. Qua
đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Ba, Mẹ và các Anh Chị trong gia đình đã luôn giúp đỡ chúng tôi về
mặt vật chất lẫn tinh thần để chúng tôi có thể hoàn thành nhiệm vụ một
cách tốt nhất;
Quí Thầy, Cô trường Đại học Khoa Học Thái Nguyên đặc biệt là trong
khoảng thời gian thực hiện luận văntốt nghiệp tại Viện Hóa Sinh Biển Hà
Nội, những người đã hết lòng truyền đạt kiến thức và những kinh nghiệm quí
báu trong suốt thời gian chúng tôi theo học ở trường để chúng tôi có thể tự lập
được trong công việc sau này.
Tiến Sĩ Phạm Hải Yến - thuộc Viện Hóa Sinh Biển Hà Nội, người đã
tận tình hướng dẫn, động viênvà giúp đỡ tôi trongsuốt thời gian thực hiệnluận
văntốt nghiệp.
Các anh chị học viêntrong lớp Cao học Cao học Hóa phân tích K10D1
và các bạn đồng nghiệp đãủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm và
tài liệu cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này;
Trường THPT Nghĩa Dân đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá
trình hoàn thành luận văn này;
Cuối cùng xin kính chúc sức khỏe quí thầy cô, gia đìnhvà các anh chị
học viên.
Thái Nguyên, ngày 01tháng 05 năm 2018
Học viên thực hiện
Vũ Thị Nguyệt

a




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và dưới sự
hướng dẫn của TS Phạm Hải Yến.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và mọi tham khảo
điều được trích dẫn và ghi gõ nguồn gốc.
Mọi sao chép không hợp lệ, quy phạm quy chế đào tạo hay gian trá tôi
xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Tác giả

Vũ Thị Nguyệt

b


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................a
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. b
MỤC LỤC ..........................................................................................................c
DANH MỤC VIẾT TẮT ...................................................................................e
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................. f
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. g
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1.TỔNG QUAN ................................................................................ 3
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Đu đủ rừng ...................................... 3
1.1.1. Thực vật học ............................................................................................ 3
1.1.2. Mô tả cây ................................................................................................. 3
1.1.3. Phân bố và sinh thái ................................................................................ 4
1.1.4. Công dụng của cây cây đu đủ rừng trong y học dân gian ....................... 5
1.1.5. Thành phần hóa học và tác dụng dược lý ............................................... 5
1.2. Các phương pháp chiết mẫu thực vật ......................................................... 9
1.2.1. Chọn dung môi chiết ............................................................................. 10
1.2.2. Quá trình chiết ....................................................................................... 12
1.3. Các phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ .................. 13
1.3.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc kí.............................................. 13
1.3.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí .............................................................. 14
1.3.3. Phân loại các phương pháp sắc kí ......................................................... 14
1.4. Một số phương pháp hoá lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ ..... 18
1.4.1. Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy, IR) ......................................... 19
1.4.2. Phổ khối lượng(Mass spectroscopy, MS) ............................................. 19
1.4.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy NMR) ........................................................................................ 20
c


Chương 2.THỰC NGHIỆM ......................................................................... 23
2.1. Mẫu thực vật............................................................................................. 23
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất......................................................... 23
2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC) ........................................................................ 23
2.2.2. Sắc ký lớp mỏng điều chế ..................................................................... 23
2.2.3. Sắc ký cột (CC) ..................................................................................... 23
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất hữu cơ .......... 24
2.3.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)..................................................... 24
2.3.2. Phổ 1H - NMR ....................................................................................... 24
2.3.3. Phổ 13C - NMR ...................................................................................... 24
2.3.4. Phổ DEPT (Distortionless Enhancement By Polarisation Transfer) .... 24
2.3.5. Phổ 2D - NMR ...................................................................................... 25
2.4. Thực nghiệm ............................................................................................ 25
2.4.1. Phân lập các hợp chất ............................................................................ 25
2.4.2. Thông số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất đã phân lập ....... 26
Chương 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 28
3.1. Thu mẫu và phân lập các hợp chất ........................................................... 28
3.2. Phân tích cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được .................... 28
3.2.1. Hợp chất TP1 ........................................................................................ 28
3.2.2. Hợp chất TP2 ........................................................................................ 35
3.2.3. Hợp chất TP3 ........................................................................................ 41
3.2.4. Hợp chất TP4 ........................................................................................ 50
3.3.5. Tổng hợp cấu trúc hóa học của các hợp chất triterpene saponin
phân lập được từ loài T. palmata và đánh giá sơ bộ hàm lượng ..................... 57
KẾT LUẬN .................................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 61
PHỤLỤC

d


DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ (Tiếng Anh)

Viết đầy đủ (Tiếng Việt)

13

Carbon-13 Nuclear

Cộng hưởng từ hạt nhân

NMR

Magnetic Resonance

cacbon 13

1

Proton Nuclear Magnetic

Cộng hưởng từ hạt nhân

Resonance

proton

CC

Column chromatography

Sắc kí cột

DEPT

Distortionless Enhancement

Distortionless Enhancement

by Polarisation Transfer

by Polarisation Transfer

DMSO

Dimethyl sulfoxide

Dimethyl sulfoxide

DPPH

2,2-diphenyl-1-

2,2-diphenyl-1-

picrylhydrazyl

picrylhydrazyl

Electrospray Ionization

Phổ khối lượng ion hóa phun

Mass Spectrometry

mù điện

EtOAc

Ethyl acetate

Etyl axetat

HMBC

Heteronuclear mutiple Bond

Tương tác dị hạt nhân qua

Connectivity

nhiều liên kết

High-performance liquid

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

C-

H-NMR

ESI-MS

HPLC

chromatography
HR-ESI-

High Resolution

Phổ khối lượng phân giải cao

MS

Electrospray Ionization

ion hóa phun mù điện

Mass Spectrometry
Heteronuclear Single-

Tương tác dị hạt nhân qua 1

Quantum Coherence

liên kết

RP-18

Reserve phase C-18

Chất hấp phụ pha đảo C-18

TLC

Thin layer chromatography

Sắc ký lớp mỏng

TMS

Tetramethylsilane

Tetramethylsilane

HSQC

e


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Số liệu phổ NMR của hợp chất TP1 và hợp chất tham khảo ...... 33
Bảng 3.2. Số liệu phổ NMR của hợp chất TP2 và hợp chất tham khảo ...... 39
Bảng 3.3. Số liệu phổ NMR của hợp chất TP3 và hợp chất tham khảo ...... 45
Bảng 3.4. Số liệu phổ NMR của hợp chất TP4 và hợp chất tham khảo ...... 52
Bảng 3.5. Đánh giá sơ bộ về hàm lượng của các hợp chất saponintrong
mẫu đu đủ rừng ............................................................................ 59

f


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1.

Hoa, quả và hạt cây Đu đủ rừng ................................................. 4

Hình 3.1.

Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp
chất TP1 .................................................................................... 28

Hình 3.2.

Phổ 1H-NMR của hợp chất TP1 ............................................... 29

Hình 3.3.

Phổ 13C-NMR của hợp chất TP1 .............................................. 30

Hình 3.4.

Phổ DEPT của hợp chất TP1 .................................................... 30

Hình 3.5.

Phổ HSQC của hợp chất TP1 ................................................... 31

Hình 3.6.

Phổ HMBC của hợp chất TP1 .................................................. 31

Hình 3.7.

Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp
chất TP2 .................................................................................... 35

Hình 3.8.

Phổ 1H-NMR của hợp chất TP2 ............................................... 35

Hình 3.9.

Phổ 13C-NMR của hợp chất TP2 .............................................. 36

Hình 3.10.

Phổ DEPT của hợp chất TP2 .................................................... 37

Hình 3.11.

Phổ HSQC của hợp chất TP2 ................................................... 38

Hình 3.12.

Phổ HMBC của hợp chất TP2 .................................................. 38

Hình 3.13.

Cấu trúc hóa học của hợp chất TP3 .......................................... 41

Hình 3.14.

Các tương tác HMBC, COSY và ROESY chính của hợp
chất TP3 .................................................................................... 43

Hình 3.15.

Phổ 1H-NMR của hợp chất TP3 ............................................... 47

Hình 3.16.

Phổ 13C-NMR của hợp chất TP3 .............................................. 47

Hình 3.17.

Phổ DEPT của hợp chất TP3 .................................................... 48

Hình 3.18.

Phổ HSQC của hợp chất TP3 ................................................... 48

Hình 3.19.

Phổ HMBC của hợp chất TP3 .................................................. 49

Hình 3.20.

Phổ COSY của hợp chất TP3 ................................................... 49

Hình 3.21.

Phổ ROESY của hợp chất TP3 ................................................. 50

Hình 3.22.

Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBCchính của hợp
chất TP4 .................................................................................... 50
g


Hình 3.23.

Phổ 1H-NMR của hợp chất TP4 ............................................... 55

Hình 3.24.

Phổ 13C-NMR của hợp chất TP4 .............................................. 55

Hình 3.25.

Phổ DEPT của hợp chất TP4 .................................................... 56

Hình 3.26.

Phổ HSQC của hợp chất TP4 ................................................... 56

Hình 3.27.

Phổ HMBC của hợp chất TP4 .................................................. 57

Hình 3.28.

Cấu trúc hóa học của các hợp chấttriterpene saponin
(TP1-TP4) từ loài T. palmata ................................................... 58

h


MỞ ĐẦU
Thuốc thực vật đã được áp dụng để điều trị các bệnh khác nhau của con
người với hàng ngàn năm lịch sử trên toàn thế giới. Ở mộtsố nước châu Á và
châu Phi, 80% dân số phụ thuộc vào y học cổ truyền trong việc chăm sóc sức
khỏe cơ bản. Thêm vào đó, ở nhiều nước phát triển, 70% đến 80% dân số đã
sử dụng các cây thuốc hoặc chế phẩm của nó. Các loài thảo mộc đã được sử
dụng trong dân gian và được bổ sung bởi các nghiên cứu dược lý đã tạo ra
nhiều loại thuốc Tây có nguồn gốc từ thực vật.Trong vài thập kỉ qua, y học cổ
truyền đã cung cấp cho thuốc Tây với hơn 40% tổng các loại thuốc. Do đó,
các nghiên cứu đã tập trung vào việc đánh giá khoa học của các loại thuốc
truyền thống có nguồn gốc thực vật.
Việt Nam là quốc gia nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa,
nóng ẩm, lượng mưa nhiều, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các
loài sinh vật. Do đó, nước ta có nguồn tài nguyên sinh vật rất đa dạng và
phong phú, đặc biệt là tài nguyên rừng. Rừng Việt Nam có thảm thực vật
phong phú với khoảng 12.000 loài trong đó 4.000 loài được nhân dân sử dụng
làm thảo dược cùng các mục đích khác phục vụ đời sống con người. Cùng với
sự đa dạng do thiên nhiên mang lại, Việt Nam còn là một trong những quốc
gia có nhiều kinh nghiệm trong việc sử dụng các thực vật và sinh vật trong
các bài thuốc y học cổ truyền. So với Tây dược, các bài thuốc y học cổ truyền
có rất nhiều ưu điểm trong chữa bệnh như ít độc tính, ít có tác dụng phụ, dễ
tìm nguyên liệu. Chính vì vậy nhiều công ty dược phẩm trong và ngoài nước
đã và đang tập trung hướng nghiên cứu và kinh doanh vào các sản phẩm
thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên. Việc nghiên cứu tập trung đã thúc đẩy các
hướng nghiên cứu tìm kiếm dược liệu từ thiên nhiên, qua nghiên cứu các nhà
khoa học đã tìm ra nhiều loài thực vật có ứng dụng cao trong y dược như nhân
sâm- Panax ginseng, thanh hao hoa vàng -Artemisia annua… Những kết quả
nghiên cứu này đã giúp cho việc cung cấp các hoạt chất quý cho nghiên cứu
tạo các sản phẩm phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

1


LoàiĐu đủ rừng (Trevesia palmata)thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae)
được các nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm vì nó thể hiện hoạt tính hạ
đường huyết và kháng viêm mạnh.Đu đủ rừng được dùng làmthực phẩm chức
năng cho bệnh tiểu đường, chữa viêm khớp, có tác dụng lợi sữa, hạ nhiệt...
Chính vì vậy việc nghiên cứu tìm kiếm các saponin từ loài Đu đủ rừng
(Trevesia palmata)ở Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn giúp tìm
kiếm những hợp chất vừa có tác dụng chữa trị bệnh tiểu đường và có tác dụng
kháng viêm có nguồn gốc thiên nhiên. Vì vậy, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Phân tích cấu trúc, hàm lượng một số hợp chất triterpene glycoside từ
cây Đu đủ rừng (Trevesia palmata (ROXB. EX LINDL.) VISAN.)”.
Nhiệm vụ của luận văn
- Nghiên cứu phân lập các hợp chất triterpene glycoside từ cây đu đủ rừng.
-Phân tích cấu trúc và xác định hàm lượng các hợp chất triterpene
glycoside phân lập được.

2


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Đu đủ rừng
1.1.1. Thực vật học
Phân loại thực vật học của cây Đu đủ rừng được xác định như sau:
- Tên thường gọi: Nhật phiến, Thôi hoang, Thông thảo gai…
- Tên khoa học: Trevesia palmata (Roxb. ex Lindl.) Visan.
* Lớp:Ngọc Lan (Equisetopsida C. Agardh).
* Phân lớp:Ngọc Lan (Magnoliidae Novák ex Takht).
* Bộ:Nhân Sâm (Apiales Nakai)
* Họ: Nhân Sâm (Araliaceae Juss).
* Chi:Trevesia Vis.
* Loài: Trevesia palmata (Roxb. ex Lindl.) Visan.
1.1.2. Mô tả cây
Họ Nhân Sâm khá đa dạng về đặc điểm hình thái, ở Việt Nam ghi nhận
được 18 chi thuộc họ này. Trong đó chi Trevesia Vis là những cây bụi hoặc
cây gỗ nhỏ thường xanh hiếm khi phân nhánh, thân có gai (ở những cây già
gai ở thân bị tiêu biến mất)
Cây đu đủ rừng hay còn được gọi là Nhật phiến, có tên khoa học là
Trevesia palmata (Roxb. ex Lindl.) Visan., thuộc họ (Araliaceae Juss). Nó
thuộc Cây nhỡ cao 7-8m hay hơn, thân ít phân nhánh, cành có gai, ruột xốp.
Lá đơn, phiến lá phân thuỳ chân vịt, xẻ sâu như lá thầu dầu, có 5-9 thuỳ
nhọn có răng, gân nổi ở hai mặt, mép lá có răng cưa thô; cuống lá dài và có gai.
Lá non phủ lông mềm, màu nâu nhạt, lá già nhẵn. Hoa mọc thành tán, tụ thành
thuỳ ở nách.Tổng số tán từ 1- 25, mỗi tán mang 9- 65 hoa, lá bắc bền hoặc rụng
3


sớm,hoa lưỡng tính, đài có dạng sóng hoặc răng cưa nhỏ, cánh hoa 6 - 16 xếp
van thườngthì hợp thể dạng mũ rụng sớm, nhị bằng số cánh hoa, Vòi nhụy hợp
thành cột ngắn, mỗi ô có 1 noãn treo. Quả hình cầu - trứng. Hoa to khoảng 1cm,
màu trắng. Quả dài 13-18mm, có khía; hạt dẹp.Mùa hoa quả: tháng 5 - 10.

Cây đu đủ rừng

Quả đu đủ rừng

Hoađu đủ rừng

Hình 1.1. Hoa, quả và hạt cây Đu đủ rừng
1.1.3. Phân bố và sinh thái
Đu đủ rừng được trồng đại trà ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới
như Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam (Cây mọc ở rừng ẩm Hà Giang, Cao
Bằng, Lạng Sơn tới Đắc Lắc).Cây mọc ở chỗ ẩm dọc theo các sông, suối, ở
thung lũng các rừng phục hồi.
Chi Trevesia Viscó tổng số 6 loài, trong đó có 5 loài đã ghi trong sách
thực vật Việt Nam, đó là: Trevesia palmata (Roxb.& Lindl.) Vis, Trevesia
sphaerocarpa Grushv. et Skvoets.,TrevesialongipedicellataGrushv. et Skvoets.,
Trevesiacavalerei(Lesv) Grushv. & Skvoets., Trevesiaburckii Boert.Năm
2007, Phan Kế Lộc và cộng sự đã phát hiện thêm một loại mới thuộc chi
Trevesia Vis ở Việt nam, đặt tên là Trevesiavietmamenis J, Wen & P.K. Lộc.
Loài này mọc hoang trong rừng, thường ở núi đá vôi cao 500 - 1200m, ở các

4


tỉnh Quảng Ninh, Ninh Bình, Quảng Trị, Lâm Đồng, Sơn La. Có hoa vào
tháng 5, có quả vào tháng 10.
Cây có biên độ sinh thái tương đối rộng, nhiệtđộ thích hợp cho cây
sinhtrưởng từ 25-270C, hoặc cao hơn. Cây sinh trưởng nhanh trong mùa mưa
ẩm. Hoa thụ phấn nhờ côn trùng. Lá có thể thu hái quanh năm.
1.1.4. Công dụng của cây cây đu đủ rừngtrong y học dân gian
Hầu hết các bộ phận của đu đủ rừng đều có công dụng chữa bệnh.
Trong Y học cổ truyền thì người ta đã sử dụng các thành phần của cây đu đủ
rừng để chữa một số bệnh như sau:
-Lõi thân:
Lõi thân có tác dụng lợi tiểu, lợi phù, lợi sữa, dùng để chữa phù thũng,
đái dắt, tê thấp, làm thuốc hạ nhiệt, và cũng được xem như một vị thuốc bổ
(20- 30 g lõi thân sắc riêng hoặc phối hợp với cây Mua đỏ).
-Lá:
Lá được dùng nấu nước xông chưa tê liệt bại người và giã đắp chữa gãy
xương, đắp mụ nhọt [3].
1.1.5. Thành phần hóa học và tác dụng dược lý
Cho đến nay những nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài
trong chi Trevesia, kể cả trong nước và nước ngoài vẫn còn rất hạn chế. Chỉ
có hai công bố của Nunziatina De Tommasi và cộng sự (Italia) vềthành phần
saponin của hai loài thuộc chi Trevesia, đó là T. palmata và T. sundaica. Năm
1997, từ phân đoạn n- BuOH của dịch chiết MeOH hoa và lá loài T. sundaica,
Nunziatina De Tommasi và cộng sự đã phân lập được 6 saponin triterpenoid
mới (1-6) cùng với 4 saponin triterpenoid đã biết [37].

5


Năm 2000, cũng từ phân đoạn n-BuOH của dịch chiết EtOH lá loài T.
palmata, nhóm nghiên cứu này đã phân lập được 8 saponin triterpenoid, trong
đó có 6 chất mới (7-12) [38]. Phần lớn các saponin này là các bisdesmoside,
chỉ có 3 saponin monodesmoside, nhưng tất cả đều có phần aglycon là acid
oleanolic hoặc dẫn chất của acid này.

6


7


8


Năm 2014, Hasanur Rahman và cộng sự nghiên cứu tác dụng hạ đường
huyết và giảm đau của dịch chiết methanol lá loài T. palmata. Kết quả cho
thấy ở mức liều 100, 200 và 400 mg/kg thể trọng đã làm giảm đường huyết
của động vật thực nghiệm 17,9, 28,1 và 47,4% so với đối chứng; Đối với tác
dụng giảm đau, ở mức liều 50, 100, 200 và 400 mg/kg thể trọng đã làm giảm
17,9, 28,1 và 47,4% so với đối chứng [40]. Một nghiên cứu khác về tác dụng
tan huyết khối và chống viêm khớp của dịch chiết methanol chiết xuất từ lá
loài T. palmata cũng được Mohammed Aktar Sayeed và cộng sự công bố. Kết
quả nghiên cứu của nhóm tác giả này cho thấy dịch chiết n-hexane và ethyl
acetate có tác dụng tốt trên in vitro của hoạt tính tan huyết khối trong khi đó
dịch chiết methanol có tác dụng mạnh đối với hoạt tính kháng viêm [41].
Từ kết quả tổng quan các nghiên cứu trên, có thể nhận thấy thành phần
hóa học chính của các loài thuộc chi Trevesia là các saponin có phần aglycon
là acid oleanolic hoặc dẫn chất của acid này, đồng thời các nghiên cứu về hoạt
tính sinh học đã phát hiện được nhiều hợp chất có tác dụng hạ đường huyết và
kháng viêm mạnh. Chính vì vậy việc nghiên cứu thành phần hóa học
loàiTrevesia palmata họ Nhân sâm (Araliaceae) ở Việt Nam có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn giúp tìm kiếm những hợp chất có hiệu quả trong chữa trị
bệnh tiểu đường và có tác dụng kháng viêm có nguồn gốc thiên nhiên sẽ góp
phần chữa trị cho bệnh nhân tiểu đường đồng thời sẽ giúp làm giảm các biến
chứng nguy hiểm của bệnh này.
1.2. Các phương pháp chiết mẫu thực vật
Sau khi tiến hành thu hái và làm khô mẫu, tuỳ thuộc vào đối tượng chất
có trong mẫu khác nhau (chất phân cực, chất không phân cực, chất có độ phân
cực trung bình…) mà ta chọn dung môi và hệ dung môi khác nhau.
9


1.2.1. Chọn dung môi chiết
Thường thì các chất chuyển hoá thứ cấp trong cây có độ phân cực khác
nhau. Tuy nhiên những thành phần tan trong nước ít khi được quan tâm. Dung
môi dùng trong quá trình chiết cần phải được lựa chọn rất cẩn thận.
Điều kiện của dung môi là phải hoà tan được những chất chuyển hoá
thứ cấp đang nghiên cứu, dễ dàng được loại bỏ, có tính trơ (không phản ứng
với chất nghiên cứu), không dễ bốc cháy, không độc.
Nếu dung môi có lẫn các tạp chất thì có thể ảnh hưởng đến hiệu quả
và chất lượng của quá trình chiết. Vì vậy những dung môi này nên được
chưng cất để thu được dạng sạch trước khi sử dụng. Thường có một số chất
dẻo lẫn trong dung môi như các diankyl phtalat, tri-n-butyl-axetylcitrar và
tributylphosphat. Những chất này có thể lẫn với dung môi trong quá trình
sản xuất hoặc trong khâu bảo quản như trong các thùng chứa hoặc các nút
đậy bằng nhựa.
Methanol và chlorofrom thường chứa dioctylphtalat [di-(2-etylhexyl)phtalat hoặc bis-2-etylhexyl-phtalat]. Chất này sẽ làm sai lệch kết quả phân
lập trong các quá trình nghiên cứu hoá thực vật, thể hiện hoạt tính trong thử
nghiệm sinh học và có thể làm bẩn dịch chiết của cây. Chlrofrom, metylen
clorit và methanol là những dung môi thường được lựa chọn trong quá trình
chiết sơ bộ một phần của cây như: lá, thân, rễ, củ, quả, hoa…
Những tạp chất của chlorofrom như CH 2Cl2, CH2ClBr có thể phản
ứng với một vài hợp chất như các ancaloit tạo muối bậc 4 và những sản
phẩm khác. Tương tự như vậy, sự có mặt của lượng nhỏ axit clohiđric (HCl)
cũng có thể gây ra sự phân huỷ, sự khử nước hay sự đồng phân hoá với các
hợp chất khác. Chlorofrom có thể gây tổn thương cho gan và thận nên khi
làm việc với chất này cần được thao tác khéo léo, cẩn thận ở nơi thoáng mát
và phải đeo mặt nạ phòng độc. Metylen clorit ít độc hơn và dễ bay hơi hơn
chlorofrom.
10


Methanol và ethanol 80% là những dung môi phân cực hơn các
hiđrocacbon thế clo. Người ta cho rằng các dung môi thuộc nhóm rượu sẽ
thấm tốt hơn lên màng tế bào nên quá trình chiết với các dung môi này sẽ thu
được lượng lớn các thành phần trong tế bào. Trái lại, khả năng phân cực của
chlorofrom thấp hơn, nó có thể rửa giải các chất nằm ngoài tế bào. Các ancol
hoà tan phần lớn các chất chuyển hoá phân cực cùng với các hợp chất phân
cực trung bình và thấp. Vì vậy, khi chiết bằng ancol thì các chất này cũng bị
hoà tan đồng thời. Thông thường dung môi cồn trong nước có những đặc tính
tốt nhất cho quá trình chiết sơ bộ.
Tuy nhiên cũng có một vài sản phẩm mới được tạo thành khi dùng
methanol trong suốt quá trình chiết. Thí dụ trechlonolide A thu được từ
trechlonaetes aciniata được chuyển thành trechlonolide B bằng quá trình phân
huỷ 1-hydroxytropacocain cũng xảy ra khi erythroxylum novogranatense
được chiết trong methanol nóng.
Người ta thường ít sử dụng nước để thu được dịch chiết thô từ cây mà
thay vào đó là dùng dung dịch nước của methanol.
Dietyl ete hiếm khi được dùng cho các quá trình chiết thực vật vì nó rất
dễ bay hơi, bốc cháy và rất độc, đồng thời nó có xu hướng tạo thành peroxit
dễ nổ. Peroxit của dietyl ete dễ gây phản ứng oxi hoá với các hợp chất không
có khả năng tạo cholesterol như các carotenoid. Tiếp đến là axeton cũng có
thể tạo thành axetonit nếu 1,2-cis-diol có mặt trong môi trường axit. Quá trình
chiết dưới điều kiện axit hoặc bazơ thường được dùng với quá trình phân tách
đặc trưng, cũng có khi xử lí các dịch chiết bằng axit-bazơ có thể tạo thành
những sản phẩm mong muốn.
Sự hiểu biết về những đặc tính của những chất chuyển hoá thứ cấp
trong cây được chiết sẽ rất quan trọng để từ đó lựa chọn dung môi thích hợp
cho quá trình chiết, tránh được sự phân huỷ chất bởi dung môi và quá trình
tạo thành chất mong muốn.
11


Sau khi chiết, dung môi được cất ra bằng máy cất quay ở nhiệt độ
không quá 30-400C, với một vài hoá chất chịu nhiệt có thể thực hiện ở nhiệt
độ cao hơn.
1.2.2. Quá trình chiết
Hầu hết quá trình chiết đơn giản được phân loại như sau:
- Chiết ngâm.
- Chiết sử dụng một loại thiết bị là bình chiết Xoclet.
- Chiết sắc với dung môi nước.
- Chiết lôi cuốn theo hơi nước.
Chiết ngâm là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi
nhất trong quá trình chiết thực vật bởi nó không đòi hỏi nhiều công sức và
thời gian. Thiết bị sử dụng là một bình thuỷ tinh với một cái khoá ở dưới đáy
để điều chỉnh tốc độ chảy thích hợp cho quá trình tách rửa dung môi. Dung
môi có thể nóng hoặc lạnh nhưng nóng sẽ đạt hiệu quả chiết cao hơn. Trước
đây, máy chiết ngâm đòi hỏi phải làm bằng kim loại nhưng hiện nay có thể
dùng bình thuỷ tinh.
Thông thường quá trình chiết ngâm không được sử dụng như phương
pháp chiết liên tục bởi mẫu được ngâm với dung môi trong máy chiết
khoảng 24 giờ rồi chất chiết được lấy ra. Thông thường quá trình chiết một
mẫu chỉ thực hiện qua 3 lần dung môi vì khi đó cặn chiết sẽ không còn
chứa những chất giá trị nữa. Sự kết thúc quá trình chiết được xác định bằng
một vài cách khác nhau.
Ví dụ:
- Khi chiết các ancaloid, ta có thể kiểm tra sự xuất hiện của hợp chất
này bằng sự tạo thành kết tủa với những tác nhân đặc trưng như tác nhân
Đragendroff và tác nhân Maye.
- Các flavonoid thường là những hợp chất màu. Vì vậy, khi dịch chiết chảy
ra mà không có màu sẽ đánh dấu sựrửa hết những chất này trong cặn chiết.
12


- Khi chiết các chất béo thì nồng độ trong các phần của dịch chiết ra
và sự xuất hiện của cặn chiết tiếp theo sau đó sẽ biểu thị sự kết thúc quá
trình chiết.
- Các lacton của sesquitecpen và các glicozid trợ tim, phản ứng Kedde
có thể dùng để biểu thị sự xuất hiện của chúng hoặc khi cho phản ứng với
aniline axetat sẽ cho biết sự xuất hiện của các hydrat cacbon và từ đó có thể
biết được khi nào quá trình chiết kết thúc.
Như vậy, tuỳ thuộc vào mục đích cần thiết lấy chất gì để lựa chọn dung
môi cho thích hợp và thực hiện quy trình chiết hợp lí nhằm đạt hiệu quả cao.
Ngoài ra, có thể dựa vào mối quan hệ của dung môi và chất tan của các lớp
chất mà ta có thể tách thô một số lớp chất ngay trong quá trình chiết.
1.3. Các phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ
Phương pháp sắc kí (Chromatography) là một phương pháp phổ biến và
hữu hiệu nhất hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong việc phân lập các hợp
chất hữu cơ nói chung và các hợp chất thiên nhiên nói riêng.
1.3.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc kí.
Sắc kí là phương pháp tách, phân tích, phân li các chất dựa vào sự khác
nhau về bản chất hấp phụ và sự phân bố khác nhau của chúng giữa hai pha:
pha động và pha tĩnh.
Sắc kí gồm có pha động và pha tĩnh. Khi tiếp xúc với pha tĩnh, các cấu
tử của hỗn hợp sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh tương ứng với tính chất
của chúng (tính bị hấp phụ, tính tan…).
Phương pháp sắc kí dựa trên sự khác biệt về tốc độ di chuyển của các
chất trong pha động khi tiếp xúc mật thiết với một pha tĩnh. Nguyên nhân
của sự khác nhau đó là do khả năng bị hấp phụ và phản hấp phụ khác nhau
hoặc do khả năng trao đổi khác nhau của các chất ở pha động với các chất
ở pha tĩnh.

13


Các chất khác nhau sẽ có ái lực khác nhau với pha động và pha tĩnh.
Trong quá trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc kí hết lớp pha tĩnh này
đến lớp pha tĩnh khác, sẽ lặp đi lặp lại quá trình hấp phụ và phản hấp phụ. Kết
quả là các chất có ái lực lớn với pha tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn qua hệ
thống sắc kí so với các chất tương tác yếu hơn với pha này. Nhờ đặc điểm này
mà người ta có thể tách các chất qua quá trình sắc kí.
1.3.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí
Phương pháp sắc kí dựa vào sự phân bố khác nhau của các chất giữa
pha động và pha tĩnh. Ở điều kiện nhiệt độ không đổi, định luật mô tả sự phụ
thuộc của lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh với nộng độ của dung dịch (hoặc
với chất khí là áp suất riêng phần) gọi là định luật hấp phụ đơn phân tử đẳng
nhiệt Langmuir:
n=

n.b.C
1+b.C

n: Lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh lúc đạt cân bằng.
n: Lượng cực đại của chất có thể bị hấp phụ lên một chất hấp phụ nào đó.
b: Hằng số.
C: Nồng độ của chất bị hấp phụ.
1.3.3. Phân loại các phương pháp sắc kí
Trong phương pháp sắc kí: Pha động là các chất ở trạng thái khí hay
lỏng, còn pha tĩnh có thể là các chất ở trạng thái lỏng hoặc rắn.
* Theo bản chất của hai pha sử dụng
- Pha tĩnh: Có thể là chất rắn hoặc chất lỏng
+Pha tĩnh là chất rắn: Thường là alumin hoặc silica gel đã được xử lý,
nó có thể nạp nén vào trong một cột
+Pha tĩnh là chất lỏng: Có thể là một chất lỏng được tẩm lên bề mặt
một chất mang
14


- Pha động: Có thể là chất lỏng hoặc chất khí
+Pha động là chất khí: Thí dụ trong kỹ thuật sắc ký khí. Trong truờng
hợp này chất khí được gọi là khí mang hay khí vectơ.
+Pha động là chất lỏng: Thí dụ trong kỹ thuật sắc ký giấy, sắc ký lớp
mỏng, sắc ký cột.
* Phân loại sắc ký theo bản chất của hiện tựợng xảy ra trong quá trình
phân tách chất
- Sắc ký phân chia (partition chromatography)
+ Pha động là chất lỏng hoặc chất khí (trong sắc ký khí)
+ Pha tĩnh là chất lỏng, lớp chất lỏng với chiều dày rất mỏng, chất lỏng
này đuợc nối hóa học lên bề mặt của những hạt rắn, nhuyễn và mịn.
- Sắc ký hấp thụ (Adsorption chromatography)
+ Pha động là chất lỏng hoặc chất khí.
+ Pha tĩnh là chất rắn: đó là những hạt rắn nhuyễn mịn, có tính trơ,
được nhồi trong một cái ống. Bản thân hạt rắn là pha tĩnh, pha tĩnh thường sử
dụng là những hạt silica gel hoặc alumin.
- Sắc ký trao đổi ion (Ion exchange chromatography)
+ Pha động chỉ có thể là chất lỏng
+ Pha tĩnh là chất rắn, là những hạt hình cầu rất nhỏ, có cấu tạo hóa học
là polymer nên gọi là hạt nhựa. Bề mặt của hạt mang các nhóm chức hóa học
ở dạng ion. Có hai loại hạt nhựa: nhựa trao đổi anion và nhựa trao đổi cation.
- Sắc ký lọc gel(size exclusion chromatography, gel filtration chromatography)
+ Pha động chỉ có thể là chất lỏng.
+ Pha tĩnh là chất rắn, đó là những hạt hình cầu bằng polymer, trên bề
mặt có nhiều lỗ rỗng.
- Sắc ký ái lực (arrinicy chromatography)
+ Sắc ký ái lực dựa vào tính bám dính của một protein, các hạt trong
cột có nhóm hóa học kết dính bằng liên kết cộng hóa trị. Một protein có ái lực
với nhóm hóa học này sẽ gắn vào các hạt và di chuyển sẽ bị cản trở.
15


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×