Tải bản đầy đủ

Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước của loài đu đủ rừng (trevesia palmata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
----------------

NGUYỄN THỊ TÂM

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
PHÂN ĐOẠN NƯỚC CỦA LOÀI ĐU ĐỦ
RỪNG (TREVESIA PALMATA)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ

HÀ NỘI – 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
----------------

NGUYỄN THỊ TÂM


KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
PHÂN ĐOẠN NƯỚC CỦA LOÀI ĐU ĐỦ
RỪNG (TREVESIA PALMATA)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Người hướng dẫn khoa học

TS. PHẠM HẢI YẾN

HÀ NỘI – 2018


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này được hoàn thành dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy (cô)
khoa Hóa học trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 cùng cán bộ Viện Hóa
Sinh Biển-Viện Hàn lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam.Với tất cả lòng
biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS.Phạm Hải Yến đã giao cho
em đề tài và đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành khóa
luận này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS.Nguyễn Văn Bằng
cùng các thầy (cô) khoa Hóa học trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã giúp
đỡ em trong thời gian học tập, tu dưỡng tại trường.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ phòng Nghiên cứu cấu trúc hóa
học Viện Hóa Sinh Biển – Viện Hàn lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam
đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong quá trình làm thực nghiệm để hoàn
thành khoa luận này.
Bản thân em đã cố gắng để hoàn thành kháo luận, nhưng cũng không
tránh khỏi thiếu xót. Vì vậy, em kính mong sự đóng góp ý kiến của thầy (cô)
và các bạn đọc để khóa luận của em được hoàn chỉnh hơn.
Hà Nội, tháng 05 năm 2018
Sinh viên

Nguyễn Thị Tâm

SV. Nguyễn Thị Tâm

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TÁT
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................... 2
1.1. Tổng quan về chi Trevesia Vis ............................................................... 2
1.2. Tổng quan về loài Đu đủ rừng (Trevesia palmata) .................................. 3
1.2.1.Mô tả ..................................................................................................... 3
1.2.2. Phân bố và sinh thái ............................................................................. 3
1.2.3. Công dụng ............................................................................................ 4
1.2.4. Thành phần hóa học ............................................................................. 4
1.2.5. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây đu đủ rừng .................... 5
1.3. Các phương pháp chiết mẫu thực vật. ...................................................... 6
1.3.1. Chọn dung môi chiết............................................................................. 6
1.3.2. Qúa trình chiết. .................................................................................... 8
1.4. Các phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ ................... 9
1.4.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký. ......................................................10
1.4.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí............................................................ 10
1.4.3. Phân loại các phương pháp sắc ký. ...................................................................11
1.5. Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ .....
18
1.5.1. Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR) .......................................................19
1.5.2. Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) ...............................................19
1.5.3. Phương pháp khối phổ (MS) ................................................................................22
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU............................................................................................. 23

SV. Nguyễn Thị Tâm

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

2.1. Mẫu thực vật ......................................................................................... 23
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất....................................................... 23
2.2.1. Sắc kí lớp mỏng ( TLC)....................................................................... 23
2.2.2. Sắc kí lớp mỏng điều chế .................................................................... 23
2.2.3. Sắc kí cột ............................................................................................ 23
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất. ........................... 24
2.4. Dụng cụ................................................................................................. 24
2.5. Hóa chất ..........................................................................................................................24
CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ .......................................... 25
3.1. Phân lập các hợp chất ............................................................................ 25
3.2. Hằng số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất . .................................. 28
3.2.1.Hợp chất 1: 28-O-β-D-glucopyranosyl ester oleanolic acid . .............. 28
3.2.2.

Hợp

chất

2:Hederagenin-3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-α-L-

rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranoside . ...................................... 28
CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ....................................................... 29
4.1. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 1.............................................. 29
4.2. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 2............................................. 35
KẾT LUẬN.................................................................................................. 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 44

SV. Nguyễn Thị Tâm

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Hình 1.1

Lá cây Đu đủ rừng

3

Hình 1.2

Hoa cây Đu đủ rừng

3

Sơ đồ 1

Sơ đồ chiết phân đoạn dịch chiết methanol của lá

25

Đu đu rừng
Sơ đồ 2

Sơ đồ phân lập phân đoạn nước từ lá Đu đủ rừng

Hình 4.1.a

Phổ proton H của hợp chất 1

Hình 4.2.b

Phổ cacbon C của hợp chất 1

Hình 4.1.c

Phổ C và DEPT của hợp chất 1

31

Hình 4.1.d

Phổ 2 chiều HMBC của hợp chất 1

32

Hình 4.1.e

Phổ 2 chiều HSQC của hợp chất 1

33

Hình 4.1.g

Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính

33

1

27
29

13

30

13

(HC) của hợp chất 1
1

Hình 4.2.a

Phổ proton H của hợp chất 2

Hình 4.2.b

Phổ cacbon C của hợp chất 2

Hình 4.2.c

36

13

36

Phổ cacbon C và DEPT của hợp chất 2

13

37

Hình 4.2.d

Phổ COSY của hợp chất 2

39

Hình 4.2.e

Phổ 2 chiều HSQC của hợp chất 2

40

Hình 4.2.f

Phổ 2 chiều HMBC của hợp chất 2

40

Hình 4.2.f

Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC (HC)

41

của hợp chất 2
Bảng 4.1.1

Số liệu phổ của hợp chất 1

34

Bảng 4.2.2

Số liệu phổ của hợp chất 2

41

SV. Nguyễn Thị Tâm

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TÁT

13

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13

Carbon-13

NuclearMagneticResonance Spectroscopy

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

1

1

2D-NMR

Phổcộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two-Dimensional NMR

CC

Sắc kí cột Column Chromatography

DEPT

Distortionless Enhancement By Polarization Transfer

EI-MS

Phổ khối lượng va chạm electronElectron Impact Mas

C-NMR

H-NMR
H-1H COSY

H-1H Chemical Shift Corelation Spectroscopy

Spectroscopy
FAB-MS

Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh Fast Atom
Bombardment Mas Spectrometry

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Connectivit

HMQC

Heteronuclear Multiple Quantum Coherence

HR-FAB-MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao High
Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry
IR

Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

ME

Nhóm metyl

MS

Phổ khối lượng Mass Spectroscopy

NOESY

Nucler Overhauser Effect Spectroscopy

TLC

Sắc kí lớp mỏng Thin Layer Chromatography

SV. Nguyễn Thị Tâm

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
MỞ ĐẦU

Họ Nhân sâm (Araliaceae) trong hệ thực vật Việt Nam khá phong phú
và đa dạng về đặc điểm hình thái cũng như thành phần hóa học. Trên thế
giới, đặc biệt là ở các nước Đông Bắc Á đều đã sử dụng các loài trong họ
Nhân sâm làm thuốc trong Y học cổ truyền.
Trevesia Vis. là một chi thuộc họ Nhân sâm, gồm khoảng hơn 10 loài ,
là những cây thuốc quý , có giá trị. Các nhà khoa học đã xác định ở Việt
Nam chi Trevesia Vis. gồm 6 loài phân bố rộng khắp cả nước, cây thường
mọc ở vùng rừng đệm, rừng xanh hay dọc bờ sông suối .
Trevesia palmata ( Roxb.&Lindl.) Vis., tên thường gọi là Đu đủ rừng,
Thông thảo gai, Thầu dầu núi, ..là một loài thuộc chi Trevesia Vis., thường
mọc ở các sông, suối, ở thung lũng các rừng phục hồi [2]. Đu đủ rừng đã
được sử dụng từ lâu theo kinh nhiệm dân gian và Y học cổ truyền. Theo
Đông Y, lõi thân có tác dung 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, lá chữa gãy xương.
Xuất phát từ ý nghĩa trên nên tôi đã chọn đề tài cho khóa luận tốt
nghiệp là: “Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước của loài Đu đủ
rừng (Trevesia palmata )”. Để thực hiện đề tài này, nội dung nghiên cứu bao
gồm :
- Xử lý mẫu, tạo dịch chiết;
- Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của chất phân lập được từ loài
Đu đủ rừng.

SV. Nguyễn Thị Tâm

1

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về chi Trevesia Vis
Theo hệ thống phân loại của Takhtajan được ghi trong cuốn
Flowering plants [17], cây Đu đu rừng (Trevesia palmata ( Roxb.& Lindl.)
Vis.) thuộc chi Trevesia Vis., một chi nằm trong họ Nhân sâm ( Araliaceae).
Vị trí phân loại của chi Trevesia Vis. trong hệ thống phân loại thực vật chính
thức được tóm tắt như sau:
Nghành: Ngọc lan Magnliophyta
Lớp: Ngọc lan Magnliopsida
Phân lớp: Sổ Dilleniidae
Liên bộ: Cornanae
Bộ Nhân sâm (Hoa tán) Apiales
Họ Nhân sâm khá đa dạng về đặc điểm hình thái. Ở Việt Nam ghi
nhận được 18 chi thuộc họ này, trong đó có chi Trevesia Vis. [4].
Chi Trevesia Vis. là những cây bụi hay cây gỗ nhỏ thường xanh, hiếm
khi phân nhánh; thân có gai ( ở cây già những gai này bị tiêu biến). Lá lớn,
mọc so le, có thùy chân vịt, có cuống, mép lá khía răng cưa; số thùy 5-13. Lá
kèm dính với cuống lá thành bẹ chìa có 2 thùy. Cụm hoa tán nhiều hoa, hợp
lại thành chùy hoặc chùm; tổng số tán 1-25, mỗi tán mang 9-65 hoa. Hoa
lưỡng tính. Đài có mép dạng sóng hay có răng nhỏ. Cánh hoa 6-16, xếp van,
thường thì hợp thành thể dạng mũ rụng sớm. Nhị bằng số cánh hoa. Bầu
dưới, 6-16 ô, vòi nhụy hợp thành cột ngắn, mỗi ô có một noãn treo. Quả hạch
hình cầu – trứng [1 ], [5], [7].
Trên thế giới, chi Trevesia Vis. có khoảng hơn 10 loài phân bố ở vùng
Đông Nam Á, Ấn Độ, Nepal, Bu-tan, Băng La Đét và Tây Nam Trung Quốc
[5], [7].

SV. Nguyễn Thị Tâm

2

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.2. Tổng quan về loài Đu đủ rừng (Trevesia palmata)
1.2.1.Mô tả
Ở Việt Nam gọi là Đu dủ rừng, Nhật phiến, Thôi hoang, Thông thảo
gai, Thầu dầu núi [1].
Là cây nhỡ cao 7-8 m hoặc hơn, thân ít phân nhánh, cành có gai, ruột
xốp. lá đơn, phiến lá phân thùy chân vịt, xẻ sâu như lá thầu dầu, có 5-9 thùy
nhọn có răng, gân nối 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, tụ thành chùy ở
nhách. Hoa to khoảng 1 cm, màu trắng. Quả dài 13-18mm, có khía, hạt dẹt.
Độ cao phân bố thường từ 400m trở lên. Hoa tháng 5-6. Quả tháng 7-9 [2].
Cây sinh trưởng gần như quanh năm và ra quả 1-2 năm/lần.

Hình 1.1: Lá cây Đu đủ rừng

Hình 1.2: Hoa cây Đu đủ rừng

1.2.2. Phân bố và sinh thái
Đu đủ rừng được phân bố ở Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam
Đu đủ rừng là những cây ưa ẩm. chịu bóng và cũng ưa sáng vì thế Đu
đủ rừng thường mọc ở những chỗ ẩm dọc theo các sông, suối, thung lũng ở

SV. Nguyễn Thị Tâm

3

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

các rừng phục hồi [2], thuộc loại hình rừng kín xanh ảm trên núi đá vôi hoặc
trên núi đất có nguồn gốc từ một vài loài đá mẹ khác nhau.
Ở Việt Nam, loài này phân bố ở các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn, Ba Vì,
Quảng Trị [3], Sơn La, Lào Cai, Tuyên Quang, Hà Tây, Kon Tum, Gia Lai,
Đắc Lắc, Lâm Đồng [1].
1.2.3. Công dụng
Chi Trevesia Vis. ở nước ta có 5 loài, trong đó loài T. palmata đã được
sử dụng từ lâu theo kinh nghiệm dân gian và Y học cổ truyền. Theo Đông Y,
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 được dùng nấu
nước xông chưa tê liệt bại người và giã đắp chữa gãy xương [2]
1.2.4. Thành phần hóa học
Những nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới đã chỉ ra thành
phần hóa học của một số loài thuộc chi Trevesia Vis. chủ yếu thuộc nhóm
chất saponin triterpen , đây là nhóm chất có nhiều hoạt tính sinh học lý thú.
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.
Năm 2000, 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 . 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.

SV. Nguyễn Thị Tâm

4

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.2.5. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây đu đủ rừng
Hiện nay trên thế giới có rất ít nghiên cứu về tác dụng dược lý của Đu
đủ rừng (Trevesia palmata ( Roxb.& Lindl..) Vis.)
Năm 1999, Nunziatina De Tommasi và cộng sự (Ý) đã chứng minh
dịch chiết saponin thô từ lá Đu đủ rừng và một số saponin phân lập được đều
thể hiện tác dụng chống tăng sinh tế bào trên các dòng tế bào J774, HEKc

d

293 , WEHI-164 [6].
Một nghiên cứu ở Thái Lan dã cho thấy dịch chiết ethanol phần trên
mặt đất cây Đu đủ rừng có tác dụng chống oxi hóa rất yếu trên in vitro [8].
Năm 2001, Srianidkulchai và cộng sự nghiên cứu dịch chiết từ rễ đu
đủ có tác dụng lợi tiểu , cho chuột uống liều 10mg/kg, gây gia tăng khối
lượng nước tiểu tổng xuất ra ngoài ( p<0,01), so sánh được với
hydrochlothiazid, và sự tống xuất các chất điện giải trong nước tiểu cũng có

SV. Nguyễn Thị Tâm

5

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

các thông số tương tự . Hoạt tính này được giải thích là do ở lượng muối
khoáng tương đối cao trong dung dịch chiết [9].
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 [14]. 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 nhexane 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 [15].
1.3. Các phương pháp chiết mẫu thực vật.
Sau khi tiến hành thu hái và làm khô mẫu,tùy thuộc vào đối tượng
chất có trong mẫu khác nhau (chất phân cực, không phân cực, chất có độ
phân cực trung bình,…) mà ta chọn dung môi và hệ dung môi khác nhau.
1.3.1. Chọn dung môi chiết
Sự hiểu biết về những đặc tính của những chất chuyển hóa 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 hủy chất bởi dung môi và quá trình
tạo thành chất mong muốn.
Dung môi trong quá trình chiết phải được lựa chọn rất cẩn thận. Điều
kiện của dung môi là phải hòa tan được những chất chuyển hóa thứ cấp
đang được nghiên cứu thường thì các chất chuyển hóa thứ cấp trong cây có

SV. Nguyễn Thị Tâm

6

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

độ phân cực khác nhau. Ngoài ra dung môi cần dễ dàng được loại bỏ, có
tính trơ (không phản ứng với chất nghiên cứu), không dễ bốc cháy không
độc. Hiệu quả của quá trình chiết có thể bị ảnh hưởng nếu dung môi có lẫn
tạp chất. Vì vậy những dung môi này nên được chưng cất để thu ở dạng
sạch trước khi sử dụng. Thường có một số chất dẻo lẫn trong dung môi ở
quá trình sản xuất hoặc khâu bảo quản (trong các thùng chứa hoặc nút đậy
bằng nhựa), ví dụ : các diakyl phtalat, tri-n-butyl-axetylcitrar, tributyl
phosphat.
Methanol và chlorofrom thường chứa dioctylphtalat [di-(2etylhexyl)phtalat hoặc bis-2-etylhexyl-phtalat]. Chất này sẽ làm sai lệch kết quả phân
lập trong quá trình nghiên cứu hóa thực vật, thể hiện hoạt tính trong thử
nghiệm sinh học và có thể làm bẩn dịch chiết của cây. Chlorofrom 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...
Những tạp chất của chlorofrom như CH2Cl2, CH2ClBr có thể phản ứng
với một vài hợp chất như các ancoloit tạo muối bậc 4 và những sản phẩm
khác. Tương tự như vậy sự phân hủy, sự khử nước hay sự đồng phân hóa với
các hợp chất khác có thể sảy ra với sự có mặt của một lượng nhỏ axit
clohidric (HCl). Chlorofrom có thể gây tổn thương cho gan và thận nên khi
làm việc với chất này cần thao tác khéo léo, cẩn thận ở nơi thoáng mát và
phải đeo mặt nạ phòng độc. Metylen cloritits độc hơn và dễ bay hơi hơn
chlorofrom.
Methanol và ethanol 80% là những dung môi phân cực hơn các
hidrocacbon 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
SV. Nguyễn Thị Tâm

7

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

hòa tan phần lớn các chất chuyển hóa phân cực cùng với các hợp chất phân
cực trung bình và thấp. Vì vậy, các chất này cũng bị hóa tan đồng thời khi
chiết bằng ancol. Thông thường dung môi cồn trong nước có đặc tính tốt
nhất cho quá trình chiết sơ bộ.
Tuy nhiên cũng có một số sản phẩm mới được tạo thành khi dùng methanol
trong suốt quá trình chiết [10]. Ví dụ trechlonolide A thu được từ
trechlonaetes aciniata được chuyển thành trechlonolide B bằng quá trình
phân

hủy

1-hydroxytropacocain

cũng

xảy

ra

khi

erythroxylum

novogranatense được chiết trong methanol nóng.
Thường thì nước ít được sử dụng để thu 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 peoxit dễ nổ. Peoxit của dietyl ete
dễ gây phản ứng oxi hóa với các hợp chất không có khả năng tạo
cholesterol như các carotenoid. Axeton cũng có thể tạo thành axetonit nếu
1,2-cis-diol có mặt trong môi trường axit. Qúa trình chiết dưới điều kiện
axit hoặc bazo thường được dùng với quá trình phân tách đặc trưng, cũng có
khi xử lý các dịch chiết bằng axit- bazơ có thể tạo thành những sản phẩm
mong muốn.
Sau khi chiết dung môi được cất ra bằng máy cất quay ở nhiệt độ
không quá 30-40oC, với một vài hóa chất chịu nhiệt có thể thực hiện ở
nhiệt độ cao hơn.
1.3.2. Qúa 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.

SV. Nguyễn Thị Tâm

8

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

- Chiết sắc với dung môi nước.
- Chiết lôi cuốn theo hơi nước.
Một phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình chiết
thực vật là chiết ngâm bởi nó không đòi hỏi nhiều công sức và thời gian.
Thiết bị được sử dụng là một bình thủy tinh với cái khóa ở dưới đáy để điều
chỉnh tốc độ chảy thích hợp cho quá trình tách rửa dung môi. Dung môi
nóng sẽ đạt hiệu quả chiết cao hơn. Hiện nay máy chiết ngâm có thể dùng
bình chiết thủy tinh mà không đòi hỏi phải làm bằng kim loại như trước đây.
Thông thường quá trình chiết một mẫu chỉ thực hiện qua ba lần dung
môi vì khi đó cặn chiết không còn chứa những chất giá trị nữa và 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 sẽ
được lấy ra. Sự kết thúc quá trình chiết được xác định bằng một vài cách
khác nhau, chẳng hạn: 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.
Như vậy, để đạt được hiệu quả cao, tùy thuộc vào mục đích cần thiết
lấy chất gì mà chúng ta cần lựa chọn dung môi cho thích hợp và thực hiện
quá trình chiết hượp lý . Ngoài ra, 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.
1.4. Các phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ.[11,12]
Phương pháp sắc ký (chromatography) là một phương pháp phổ biến
và hữu hiệu nhất hiện nay, phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong
việc phân lập các chất hữu cơ nói chung và các hợp chất thiên nhiên nói
riêng.

SV. Nguyễn Thị Tâm

9

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.4.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký.
Sắc ký là phương pháp tách, phân tách, phân tích, phân li các chất
dựa vào sự khác nhau về bản chất hấp phụ và sụ phân bố khác nhau của
chúng giữa hai pha: pha tĩnh và pha động.
Khi tiếp xúc với pha tĩnh, các cấu tử của hỗn hợp sẽ phân bố giữa
tính chất của chúng (tính bị hấp phụ, tính tan...) tương ứng với pha động và
pha tĩnh.
Tốc độ di chuyển của các chất trong pha động khi tiếp xúc mật thiết
với một pha tĩnh có sự khác nhau. 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.
Các chất khác nhau sẽ có ái lực với pha động và pha tĩnh khác nhau.
Trong quá trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký 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.
Người ta có thể tách các chất qua quá trình sắc kí nhờ vào đặc điểm trên.
1.4.2. 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 hấp phụ đơn
phân tử đẳng nhiệt Langmuir mô tả sự phụ thuộc của lượng chất bị hấp phụ
lên pha tĩnh với nồng độ của dung dịch (hoặc với chất khí là áp suất riêng
phần):

n
n
 .b.C
1
b.C
n: lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh lúc đạt cân bằng.
SV. Nguyễn Thị Tâm

10

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp
Trường ĐHSP Hà Nội 2
n: lượng cực đại của chất có thể bị hấp phụ lên một chất hấp
phụ nào đó.

SV. Nguyễn Thị Tâm

11

K40C – Hóa học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

b: hằng số.
C: nồng độ của chất hấp phụ.
1.4.3. Phân loại các phương pháp sắc ký.
Trong phương pháp sắc kí: pha động là các chất ở trạng thái khí hay
lỏng, còn pha tĩnh thường là chất lỏng hoặc rắn.
 Theo bản chất của hai pha sử dụng:
-Pha tĩnh có thể là chát rắn hoặc chất lỏng.
+ Pha tĩnh là chất rắn: thường là alumin hoặc silicagel đã được xử lí, 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.
-Pha động có thể là chất lỏng hoặc chất khí.
+ Pha động là chất khí: thí dụ trong sắc kí khí. Trong trường hợp này
chất khí gọi là khí mang hay khí vecto.
+ Pha động là chất lỏng: thí dụ trong sắc kí giấy, sắc kí lớp mỏng, sắc
kí cột.
 Theo bản chất của hiện tượng xảy ra trong quá trình phân tách chất.
- Sắc kí phân chia.
+ Pha động là chất lỏng hoặc chất khí.
+ Pha tĩnh là chất lỏng, lớp chất mỏng với chiều dày rất mỏng, chất
mỏng này được nối hóa học lên bề mặt của những hạt rắn, nhuyễn và mịn.
- Sắc kí hấp thụ.
+ 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 ống. Bản thân hạt rắn là pha tĩnh, pha tĩnh thường sử dụng các
hạt silicagel hoặc alumin.
- Sắc kí trao đổi ion.

SV. Nguyễn Thị Tâm

12

K40C – Hóa học


+ 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 hoá học
ở dạng ion. Có hai loại nhựa: nhựa trao đổi anion và nhựa trao đổi cation.
- Sắc kí lọc gel
+ 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 kí ái lực
+ Sắc kí 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.
+ Đây là một phương pháp rất hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi
trong việc tinh sạch protein.
- Sắc kí lỏng cao áp.
Kỹ thuật sắc kí lỏng cao áp là một dạng mở rộng của kỹ thuật sắc kí cột
có khả năng phân tách protein được cải thiện đáng kể. Bản thân vật liệu tạo
cột vốn đã có sự phân chia rõ ràng và như thế sẽ có nhiều vị trí tương tác dẫn
đến khả năng phân tách được tăng lên đáng kể. Bởi vì cột được làm từ vật liệu
mịn hơn nên phải có một áp lực tác động lên cột để có được một tốc độ chảy
thích hợp.
 Phân loại sắc kí theo cấu hình.
- Sắc kí giấy và sắc kí lớp mỏng
Trong sắc kí giấy
+ Pha tĩnh: một tờ giấy bằng cellulos.
+ Pha động: là chất lỏng.
Trong sắc kí lớp mỏng:


+ Chất hấp phụ thông dụng trong sắc kí lớp mỏng là silicagel, là loại
pha tĩnh với tính chất rất phân cực.
+ Pha động luôn luôn là chất lỏng.
- Sắc kí cột hở cổ điển
+ Sắc kí cột hở cổ điển là tên gọi để chỉ loại sắc kí sử dụng một ống
hình trụ, được đặt dựng đứng, với đầu trên hở đầu dưới gắn một khóa.
+ Pha tĩnh rắn được nhồi vào ống hình trụ. Mẫu cần tách được đặt trên
bề mặt của pha tĩnh.
+ Pha động là dung môi liên tục được rót vào đầu cột.
 Theo trạng thái tập hợp của pha động, người ta chia sắc kí thành hai
nhóm lớn: sắc kí lỏng và sắc kí khí.
 Theo cách tiến hành sắc kí, người ta chia sắc kí thành những nhóm
nhỏ: sắc kí cột và sắc kí lớp mỏng.
1.4.3.1. Sắc ký cột
Sắc kí cột là phương pháp sắc kí phổ biến nhất, đơn giản nhất. Sắc ký
cột được tiến hành ở điều kiện áp suất khí quyển. Chất hấp thụ là pha tĩnh
gồm các loại silicagen những hạt có kích thước tương đối lớn (50-150 µm),
pha thường và pha đảo YMC, ODS, Dianion. Chất hấp thụ được nhồi vào cột
(cột thủy tinh). Độ mịn của chất hấp thụ hết sức quan trọng, nó phản ánh số
đĩa lý thuyết hay khả năng tách của chất hấp thụ. Độ hạt của chất hấp thụ
càng nhỏ thì số đĩa lý thuyết càng lớn, khả năng tách càng cao và ngược lại.
Tuy nhiên, nếu chất hấp thụ có kích thước hạt càng nhỏ thì tốc độ chảy càng
giảm. Trong một số trường hợp nếu lực trọng trường không đủ lớn thì gây ra
hiện tượng tắc cột (dung môi không chảy được), khi đó người ta phải sử
dụng áp suất, với áp suât trung bình (MPC), áp suất cao ( HPLC).
Trong sắc kí cột, tỷ lệ đường kính cột (D) so với chiều cao cột (L) rất
quan trọng, nó thể hiện khả năng tách của cột. Tỷ lệ L/D phụ thuộc vào yêu


cầu tách, tức là phụ thuộc vào hỗn hợp chất cụ thể. Trong sắc kí, tỷ lệ giữa
quãng đường đi của chất cần tách so với quãng đường đi của dung môi gọi là
Rf, với mỗi một chất sẽ có một Rf khác nhau. Nhờ vào sự khác nhau của Rf
này mà ta có thể tách từng chất ra khỏi hỗn hợp. Tỷ lệ chất so với tỷ lệ chất
hấp phụ cũng rất quan trọng và tùy thuộc vào yêu cầu tách. Nếu tách thô thì tỉ
lệ này thấp ( từ 1/5 -1/10 ), còn nếu tách tinh thì tỉ lệ này cao hơn và tùy vào
hệ số tách ( tức phụ thuộc vào sự khác nhau Rf của các chất), mà hệ số này
trong khoảng 1/20-1/30.
Trong sắc kí cột, mẫu chất cần phân tích được đặt trên đầu cột, phía
trên pha tĩnh (có một lớp thủy tinh che chở để lớp mặt không bị xáo trộn),
bình chứa dung môi giải ly được đặt phải trên cao. Dung môi giải ly ra khỏi
cột ở phần bên dưới cột được hứng vào những lọ nhỏ đặ ngay ống dẫn ra của
cột. Phương pháp này thường làm cho quá trình tách bị chậm, hiệu quả thấp
so với sắc ký lỏng cao áp (HPLC). Tuy vậy, sắc ký cột cũng có ưu điểm là
pha tĩnh và các dụng cụ rẻ tiền, dễ kiếm, có thể triển khai với một lượng mẫu
tương đối lớn.
Các bước thực hiện sắc ký cột:
- Lựa chọn chất hấp thu: pha tĩnh là silicagel loại thường, hợp chất
không phân cực được giải ly khỏi cột trước, hợp chất phân cực được giải ly
sau.
- Lựa chọn dung môi: Mẫu cần sắc ký đuợc hoà tan hoàn toàn trong
dung môi phù hợp với nồng độ 10mg/ml, gọi là dung dịch mẫu (A). Chuẩn bị
4-6 tấm bản mỏng 2,5x10cm. Chấm lên những tấm bản này mỗi tấm khoảng
2-5µl dd(A). Mỗi bản mỏng được triển khai với một loại dung môi giải ly
khác nhau, kế đó phát hiện bằng đèn UV hay thuốc thử. Với đơn dung môi sẽ
dễ dàng thấy được dung môi nào phù hợp. Từ kết quả đó, cố gắng tìm một
hỗn hợp dung môi, trong đó một dung môi phân cực và một dung môi kém


phân cực thí dụ như ete dầu hỏa: etyl acetate.
- Nạp chất hấp thu dạng khô vào cột: dùng kẹp giữ cho cột thẳng đứng
trên giá, cho dung môi loại kém phân cực nhất vào khoảng 2/3 chiều cao cột.
Cho chất hấp thu dạng khô vào thẳng trong cột, đều đặn, mỗi lần một lượng
nhỏ, vừa cho vừa khỏ nhẹ vào thành cột. Khi lớp chất hấp thu đạt được chiều
cao khoảng 2cm trong cột, thì mở nhẹ khoá ở bên dưới để cột để cho dung
môi chảy ra, hứng vào một becher trống để bên dưới cột, dung môi này dẽ
được rót lại lên đầu cột. Sau khi nạp xong, cho dung môi chảy qua chất hấp
thu vài lần đến khi chất hấp thu trong cột đồng nhất.
- Nạp mẫu: Mẫu ở dạng lỏng cho trực tiếp lên đầu cột sắc ký. Nếu mẫu
ở dạng rắn thì hoà tan mẫu chất vào trong một lượng nhỏ dung môi, loại dung
môi cho khởi đầu sắc ký.
Thực hiện nạp mẫu lên cột như sau:
+ Mở khoá cho dung môi chảy ra khỏi cột để hạ mức dung môi trong
cột xuống sao cho vừa sát với mặ thoáng của chất hấp thu trong cột.
+ Đóng khoá lại, nạp dung dịch mẫu vào đầu cột. Muốn nạp mẫu, sử
dụng một pipet hút dung dịch mẫu chất, đặt đầu pipet gần sát mặt thoáng của
chất hấp thu trong cột, vừa bóp vừa rây pipet dọc quanh thành cột cho dung
dịch chảy ra theo thành trong của cột, chạm xuống bề mặt chất hấp thu.
+ Mở khoá bên dưới cho dung môi chảy ra khỏi cột, làm cho dung dịch
mẫu được thấm hết vào chất hấp thu trên đầu cột, cần canh chừng không cho
chất hấp thu đầu cột bị khô.
+ Dùng pipet cho một luợng nhỏ dung môi mới lên đầu cột, đồng thời
dùng dung môi này để rửa sạch ống mà dung dịch dính trên thành cột.
+ Mở khoá cho dung môi chảy ra. Lặp lại vài lần giúp cho dung dịch
mẫu thấm sâu vào chất hấp thu, dung môi trong suốt không lây màu của chất
mẫu.


+ Sử dụng bông thủy tinh, bông gòn, cát hay giấy lọc đặt nhẹ lên mặt
thoáng chất hấp thu để bảo vệ mặt cột.
+ Cho dung môi vào đầy cột để tiến hành giải ly trên cột.
1.4.3.2. Sắc ký lớp mỏng
Sắc ký lớp mỏng hay còn gọi là sắc ký phẳng (planar chromatography),
dựa chủ yếu vào hiện tượng hấp thu trong đó pha động là dung môi hoặc hỗn
hợp các dung môi, di chuyển ngang qua một pha tĩnh là một chất trơ (thí dụ
như: silicagel hay oxid alumin). Pha tĩnh được tráng thành một lớp mỏng,
đều, phủ lên nền phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm hay tấm plastic. Do chất
hấp thu được tráng thành một lớp mỏng nên phương pháp này được gọi là sắc
ký lớp mỏng.
Bình sắc ký: Hũ, lọ bằng thủy tinh, hình dạng đa dạng, có nắp đậy.
Pha tĩnh: Một lớp mỏng khoảng 0,25 nm của một loại hợp chất hấp thu
(silicagel, alumin,..) được tráng thành lớp mỏng, đều, phủ lên tấm kiếng, tấm
nhôm, hay tấm plastic. Chất hấp thu trên nhờ giá đỡ sulphat canxi khan, tinh
bột hay một lọai polymer hữu cơ.
Mẫu cần phân tích: thường là hỗn hợp gồm nhiều chất với độ phân cực
khác nhau. Sử dụng khoảng 1ul dung dịch mẫu với nồng độ pha loãng 2-5%,
nhờ một vi quản để chấm thành một điểm gọn trên pha tĩnh, ở vị trí phái trên
cao hơn một chút so với mặt thoáng của chất lỏng chứa trong bình.
Pha động: dung môi hay hỗn hợp 2 dung môi, di chuyển chầm chậm
dọc theo tấm lớp mỏng, và lôi kéo mẫu chất đi theo nó. Dung môi di chuyển
càng cao nhờ tính mao quản. Mỗi thành phần chất sẽ di chuyển với vận tốc
khác nhau, đi phía sau mực của dung môi. Vận tốc di chuyển này phụ thuộc
vào các lực tương tác tĩnh điện mà pha tĩnh muốn níu giữ các mẫu chất ở lại
pha tĩnh và tùy thuộc vào độ hòa tan của mẫu chất trong dung môi.
Ưu điểm:


- Chỉ cần một lượng rất ít mẫu để phân tích.
- Có thể phân tích đồng thời mẫu và chất chuẩn đối chứng trong cùng
điều kiện phân tích.
- Tất cả các hợp chất trong mẫu phân tích có thể được định vị trên tấm
sắc ký lớp mỏng.
Các bước thực hiện sắc ký lớp mỏng:
- Chuẩn bị ống vi quản: ống thủy tinh có đường kính trong ống nhỏ,
khỏang 1- 2mm, một đầu được vót nhọn, dài 10-20cm. Sử dụng ống vi quản
để chấm nhiều lọai mẫu dung dịch khác nhau, chỉ cần sau mỗi lần sử dụng,
rửa sạch vi quản bằng dung môi hữu cơ như aceton.
- Chuẩn bị tấm bản mỏng: tấm bản mỏng thương mại 20x20cm, dùng
kéo cắt bản với kích thước cần thiết, tấm bản phải vừa bình giải ly. Dùng bút
chì vạch nhẹ nét xuất phát và mức tiền tuyến dung môi.
- Chuẩn bị dung dịch mẫu: Mẫu là chất lỏng, có thể chấm trực tiếp mẫu
lên bản mỏng, còn mẫu làdung dịch quá sễt, có thể pha loãng mẫu. Với mẫu
là chất rắn phải hòa tan trong dung môi hữu cơ phù hợp, nồng độ 2-5%.
Nhờ một vi quản để dung dịch mẫu lên bề mặt tấm sắc ký lớp mỏng một cách
thận trọng, tránh không cho làm lũng bề mặt của lớp mỏng. Mỗi vết chấm
trên bản không chứa nhiều hơn 12ug (10ug là tối ưu) mẫu chất.
- Sấy nhẹ để dung môi bay đi khỏi vết chấm, rồi nhúng bản vào dung
dịch giải ly
- Giải ly để dung môi giải ly di chuyển lên: Sau khi bình đã bão hòa
dung môi, người ta đặt tấm mỏng vào bình khai triển để cho các vết chấm
mẫu ở bờ cạnh phía dưới đáy bình. Cạnh đáy của tấm lớp mỏng nậgp trong
dung môi giải ly khoảng 0.5-1cm. Các vết mẫu không được ngập trong dung
môi giải ly, vì như thế dung môi sẽ khuếch tán vào trong dung môi.
- Hiện hình các vết sau khi giải ly: Các hợp chất có màu sẽ được nhìn


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×