1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần
hóa học trong rễ của cây dừa cạn hoa trắng
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC
Sinh viên thực hiện : Ngô Thị Dương Hà
Lớp : 08 – CHD
Giáo viên hướng dẫn : Th.S Phan Thảo Thơ
2
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập –Tự do – Hạnh phúc
KHOA HÓA
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Ngô Thị Dương Hà
Lớp : 08-CHD
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn và các thầy cô công tác phòng
thí nghiệm khoa Hóa trường Đại học Sư phạm- Đại học Đà Nẵng đã nhiệt tình giúp đỡ,
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian nghiên cứu làm khóa luận vừa qua.
Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khóa luận này không tránh khỏi
thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của thầy cô để em thu
nhận thêm nhiều kiến thức và kinh nghiệm cho bản thân sau này.
Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong cuộc
sống cũng như sự nghiệp giảng dạy của mình. Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2012
Sinh viên
Ngô Thị Dương Hà
4
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
1.3. Phương pháp phân tích trọng lượng
1.3.1. Bản chất của phương pháp
1.3.2. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp phân tích trọng lượng
1.3.2.1. Ưu điểm
1.3.2.2. Nhược điểm
1.4. Phương pháp chiết soxhlet
1.4.1. Nguyên tắc
1.4.2.Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chiết soxhlet
1.4.2.1. Ưu điểm
1.4.2.2. Nhược điểm
1.5. Phương pháp phân tích vật lý
1.5.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS
1.5.2. Sắc kí khí – khối phổ liên hợp GC-MS
CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Sơ đồ nghiên cứu
2.1.1.Thuyết minh quy trình
2.2. Nguyên liệu
2.2.1. Thu hái nguyên liệu
2.2.2. Xử lý nguyên liệu
3. Hóa chất và thiết bị- dụng cụ thí nghiệm
2.3.2.1.Dụng cụ
2.4. Phương pháp xác định các chỉ số hóa lý của rễ dừa cạn hoa trắng
2.4.1. Xác định độ ẩm
2.4.2. Xác định hàm lượng tro
2.4.3. Xác định hàm lượng một số kim loại trong bột rễ dừa cạn hoa trắng
2.5. Định tính dịch chiết với thuốc thử ancaloit
6
2.6. Khảo sát các điều kiện chiết tách tối ưu các hợp chất trong rễ dừa cạn hoa trắng
2.6.1. Chọn dung môi chiết
Hình 1.1 : a. Cây dừa cạn; b.Quả; c.Hạt
Hình 1.2. Lá dừa cạn
Hình 1.3.Dừa cạn hoa hồng
Hình 1.4. Dừa cạn hoa trắng nhụy hồng
Hình 1.5. Dừa cạn hoa trắng
Hình 1.6. Mặt dưới của hoa
Hình 1.7. Quả dừa cạn
Hình 1.8. Hạt dừa cạn
Hình 1.9. Cây dừa cạn được trồng làm cảnh
Hình 1.10. Cây dừa cạn được trồng làm thuốc
Hình 1.11. Hình ảnh một số giống cây dừa cạn
Hình 2.1. Cây dừa cạn hoa trắng
Hình 2.2.Rễ dừa cạn hoa trắng
Hình 2.3. Bột dừa cạn hoa trắng
Hình 3.1. Dịch lọc CHCl
3
trong axit
Hình 3.2. Dịch chiết axit
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng cắn vào tỉ lệ rắn- lỏng khác nhau
Hình 3.7.Khối lượng sản phẩm thu được theo thời gian chiết
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng cắn vào thời gian chiết
Hình 3.8. Bột dừa cạn trước và sau khi tẩm NH
3
25%
Hình 3.10.Bộ chiết soxhlet
Hình 3.11.Dịch chiết rễ dừa cạn trong CHCl
3
Hình 3.12. Phổ đồ dịch chiết rễ dừa cạn hoa trắng
9
MỞ ĐẦU
1.Lí do chọn đề tài
Nước ta là một nước nhiệt đới với những điều kiện khí hậu thuận lợi vì vậy mà nguồn
tài nguyên thiên nhiên rất phong phú và đa dạng, cùng với nền y học cổ truyền dân tộc có
truyền thống lâu đời, nhân dân ta đã biết sử dụng các loài cây cỏ xung quanh làm nguồn
dược liệu để chữa bệnh rất có hiệu quả. Ngày nay, bên cạnh các loại thuốc tân dược thì các
loại dược liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng.
Trong nhiều năm qua, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học về việc chiết
tách các hoạt chất trong cây cỏ phục vụ cho việc chữa bệnh. Cây dừa cạn Catharanthus
roseus. G. Don thuộc họ Trúc đào Apocynaceae là một trong những loại cây cảnh phổ biến
đồng thời cũng là một loại thảo dược dân gian để chữa các bệnh như: đi tiểu đỏ và ít,
thông tiểu tiện, chữa tiêu hóa kém…Đặc biệt, trong cây dừa cạn có chứa một số ancaloit
điều trị được bệnh ung thư như: vinblastine, vincristine và chữa cao huyết áp như
ajmalicin, serpentin.
Nhận thấy những ứng dụng quan trọng của cây dừa cạn đối với việc chữa bệnh, đặc
biệt là căn bệnh ung thư cũng như làm rõ hơn thành phần hóa học của cây dừa cạn hoa
trắng.Với lý do trên, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần
hóa học trong rễ của cây dừa cạn hoa trắng”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng quy trình chiết tách và xác định thành phần hóa học, cấu trúc của các hợp
chất trong rễ cây dừa cạn hoa trắng.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Rễ cây dừa cạn hoa trắng được lấy từ Điện Bàn- Quảng Nam.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
dừa cạn hoa trắng.
- Giúp cho việc ứng dụng cây dừa cạn hoa trắng ở phạm vi rộng một cách khoa học
hơn.
7. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và thế giới
7.1. Trong nƣớc
- Trong dân gian cây dừa cạn đã dược dùng từ lâu để chữa nhiều bệnh.
11
- Năm 1979, Viện Quân Y 13- Quân khu 5 đã nghiên cứu sử dụng cây dừa cạn làm
bài thuốc điều trị bệnh cao huyết áp và đã thử nghiệm thành công trên thỏ.
- Xí nghiệp dược TW II đã chiết thành công vinblastin để chữa ung thư bạch cầu.
7.2. Thế giới
- Việc xác định sự có mặt của ancaloit trong cây dừa cạn bắt đầu vào cuối thế kỉ 19
nhưng phải đến sau năm 1950 mới được nghiên cứu kĩ hơn.
- Năm 1953, Paris và Moyse đã chiết được vincein, sau này vào năm 1955 được
Chatterjee đặt tên là vincaine hay là ajmalicine.
- Năm 1958, một số nhà khoa học Canada là Noble, Beer và Cutts đã tình cờ tách ra
được một ancaloit có tinh thể gọi là vincaleucoblastin có tác dụng làm giảm bạch cầu trog
máu chuột thí nghiệm. Chất này được Neuss làm rõ cấu trúc hóa học vào năm 1962.
- Năm 1964, Svoboda và công sự đã tách ra hơn 55 hợp chất khác nhau chia thành 2
nhóm là:
+ Ancaloit monomer có nhân indol hay indolinic
+ Ancaloit dimer không đối xứng là đặc thù của loài dừa cạn
non màu xanh lục nhạt sau chuyển
sang màu hồng tím ,có bộ rễ rất phát
triển, thân gỗ ở phía gốc, mềm ở
phần trên. Mọc thành bụi dày, có
cành đứng.
Hình 1.1 : a. Cây dừa cạn; b.Quả; c.Hạt
b
c
a
13
Lá đơn nguyên, mọc đối chéo chữ thập, hình trứng, dầu hơi nhọn, dài 4-7 cm, rộng
2-3 cm, mặt trên sẫm, mặt dưới nhạt, có lông. Cuống lá ngắn, dài 3-5 mm. Gân lá hình
lông chim lồi mặt dưới, 12-14 cặp gân phụ hơi lồi mặt dưới, cong hướng lên trên.
Hình 1.5. Dừa cạn hoa trắng Hình 1.6. Mặt dưới của hoa
15
Quả gồm 2 đại, dài 2-4cm, rộng 2-3mm, mọc thẳng đứng, hơi ngả sang hai bên, trên
vỏ có vạch dọc, đàu quả hơi tù, trong quả chứa 12-20 hạt nhỏ màu nâu nhạt, hình trứng,
trên mặt hạt có các hột nổi, thành đường chạy dọc. Mùa hoa quả gần như quanh năm.
Hình 1.7. Quả dừa cạn Hình 1.8. Hạt dừa cạn
1.1.5.Trồng trọt và thu hoạch
Dừa cạn là loại cây ưa sáng, ưa ẩm và có khả năng chịu được hạn. Trong điều kiện
trồng trọt, khi được cung cấp đầy đủ điều kiện cần thiết, cây sinh trưởng phát triển mạnh,
khối lượng chất xanh thu được có thể cao gấp đôi cây mọc từ thiên nhiên. Cây mọc từ hạt
trong tự nhiên vào khoảng 40%, nếu được xử lý có thể tăng lên 90% .Cây trồng từ hạt ra
hoa sau 4-5 tháng. Trong thời kì sinh trưởng mạnh, nếu bị cắt, cây tái sinh chồi khỏe.
18
Nguồn dừa cạn mọc tự nhiên ở Việt Nam tương đối dồi dào. Trước năm 1975, miền Bắc
đã từng xuất khẩu sang Đông Âu 1-3 tấn/năm. Những năm gần đây, lượng xuất khẩu sang
Pháp (khoảng trên 10 tấn/năm) thường xuyên hơn, nhưng chủ yếu là từ cây trồng tại Phú
Yên.
Vào năm 1970, Viện Dược Liệu đã tiến hành nghiên cứu kỹ thuật trồng dừa cạn trên
quy mô sản xuất. Cây được nhân giống bằng hạt, mỗi hecta cần gieo 500-700gr hạt trong
vườn ươm. Thời vụ gieo hạt vào tháng 9-10 hoặc tháng 1-2. Cần ngâm hạt 3-4 giờ, vớt ra
để ráo rồi gieo lên luống vườn ươm đã được chuẩn bị kỹ. Sau đó phủ rơm rồi tưới nước.
Sau khoảng một tuần, hạt nảy mầm, cần tháo bỏ rơm rạ. Khi cây có 3-4 đôi lá thật
(khoảng 40-45 ngày sau khi gieo) đánh đi trồng. Có thể gieo thẳng nhưng cách này tốn
công chăm sóc.
Dừa cạn ưa đất pha cát, đất phù sa, hơi chịu hạn nhưng chịu úng kém. Đất cần làm
kỹ, lên luống cao 20cm, mặt luống rộng 50-60cm, dung 10-15 tấn phân chuồng hoai mục
và 120 -150 kg super lân để bón lót. Trồng với khoảng cách 30 x 30cm, sau khi trồng cần
tưới ngay để cây mau bén rễ. Tưới thúc cho mỗi hecta 100-200 kg ure, tưới 2 lần, cách
nhau 1 tháng. Mặc dù cây chịu được hạn nhưng phải giữ đủ ẩm thường xuyên. Chú ý
thoát nước nhanh sau khi mưa lớn. Khi mới trồng, cây thường bị sâu bám phá hoại. Cần
tỉa bớt cành cho đất thoáng .
Sau khi trồng 3-4 tháng, cây cho thu hoạch, cành mang lá dài 10-15cm được cắt về
phơi sấy khô. Ở đất thoát nước và chăm bón tốt có thể thu hoạch nhiều lứa. Trung bình 1
hecta thu được 1-1,2 tấn lá khô mỗi lứa. Ta có thể thu rễ để chiết ajmalicin.
tháo đường. Có nơi dùng chữa tiêu hóa kém và lỵ.
Chính nhờ thực nghiệm trên chuột mà các nhà khoa học Canada đã phát hiện tác
dụng làm giảm bạch cầu của một số chất tách được từ dừa cạn và dẫn đến sự phát hiện ra
chất vincaleucoblastin và 3 ancaloit khác cũng có tác dụng chống u là leurosin,
leurocristin và leurosidin.
Ngoài ra người ta còn phát hiện ra tác dụng tẩy giun khá mạnh, tác dụng lợi tiểu của
catharanthin, vindolinin và vindolidin. Những thí nghiệm dùng trên người bệnh được bắt
đầu vào những năm 1960 ở Mỹ, Pháp và một số nước khác, tuy nhiên có nhiều ý kiến
khác nhau. Mặc dù vậy, vì hiện nay chưa có loại thuốc nào khác tốt hơn, nên như cầu về
dừa cạn vẫn cứ tăng lên.
21
1.1.8. Một số bài thuốc từ cây dừa cạn
* Tăng huyết áp: Lấy 20g thân lá dừa cạn khô sao vàng và 20g lá dâu, sắc lấy nước,
chia uống từ 2 – 3 lần mỗi ngày. Cách khác, lấy 6g hoa dừa cạn, 10g nụ hoa hoè (hoặc
10g cúc hoa), hãm với nước sôi trong bình kín khoảng 20 phút. Uống thay nước trà mỗi
ngày.
* Ung thư máu, viêm đại tràng: Lấy từ 15 – 20g thân lá dừa cạn khô sao vàng, sắc,
chia từ 2 – 3 lần uống trong ngày.
* Mất ngủ: Lấy 20g thân lá dừa cạn khô sao vàng, 12g lá vông nem, 12g hạt muồng
sao đen, sắc uống trước khi đi ngủ.
* Rong kinh: Lấy từ 20 – 30g dừa cạn sao vàng (toàn cây có cả hoa và rễ), sắc lấy
nước, uống liên tục từ 3 – 5 ngày.
* Chữa bỏng nước sôi: Lá dừa cạn tươi lượng vừa đủ, giã nát, nhuyễn với chút gạo,
đắp lên vết thương bỏng.
* Chữa bạch cầu cấp: Thân lá dừa cạn phơi khô, sao vàng 15g. Sắc uống mỗi ngày
trong 1 tháng sẽ có kết quả.
* Trị bệnh bạch cầu lymphô cấp: Dùng 15g dừa cạn sắc nước uống.Y học đã chiết
được vinblastin từ lá dừa cạn và dưới dạng thuốc tiêm vinblastin sulfat để chữa bệnh này.
* Điều trị zôna: Dừa cạn (sao vàng hạ thổ) 16g, thổ linh 16g, bạch linh 10g, kinh
Nhóm phenethylamin: mescalin, ephedrin, dopamin, amphetamin
Nhóm indol:
- Các tryptamin: DMT, N-metyltryptamin, psilocybin, serotonin.
- Các ergolin: Các ancaloit từ ngũ cốc/cỏ như ergin, ergotamin, acid lysergic.
- Các beta-cacbolin: harmin, harmalin, yohimbin, reserpin, emetin.
- Các alkaloid từ chi Ba gạc (Rauwolfia): reserpin.
Nhóm purin: Các xanthin ( caffein, theobromin, theophyllin).
Nhóm terpenoit:
- Các ancaloit aconit: aconitin.
- Các steroit: solanin, samandari (các hợp chất amoni bậc bốn): muscarin, cholin,
neurin.
23
- Các vinca ancaloit: Vinblastin, vincristin…
1.2.3 Tính chất của các alkaloid
1.2.3.1 Tính chất vật lý
- Phân tử lượng: khoảng 100-900.
- Các ancaloit không chứa các nguyên tử ôxy trong cấu trúc thông thường là chất
lỏng ở điều kiện nhiệt độ phòng (ví dụ nicotin, spartein, coniin).
- Các ancaloit với các nguyên tử ôxy trong cấu trúc nói chung là các chất rắn kết tinh
ở điều kiện nhiệt độ phòng (ví dụ: berberin).
- Hầu hết ancaloit base gần như không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi
hữu cơ như CHCl
3
, eter, các alcol mạch carbon ngắn.
- Một số ancaloit do có thêm nhóm phân cực như –OH, nên tan được một phần trong
nước hoặc trong kiềm (Morphin, Cephalin).
- Ngược lại với base, các muối ancaloit nói chung tan được trong nước và alcol, hầu
như không tan trong dung môi hữu cơ.
- Có một số ngoại lệ như Ephedrin, Colchixin, Ecgovonin các base của chúng tan
silicat…Bằng phương pháp phân tích trọng lượng, người ta đạt được kết quả với độ chính
xác tới 0,01-0,005%, vượt xa đọ chính xác của các phương pháp chuẩn độ.
1.3.2.2. Nhược điểm
Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là thời gian xác định kéo dài. Vì vậy mà
hiện nay người ta thay thế bằng các phương pháp phân tích hóa học và hóa lý hiện đại,
nhanh chóng hơn
1.4. Phƣơng pháp chiết soxhlet
1.4.1. Nguyên tắc
Chiết soxhlet là một kiểu chiết liên tục được thực hiện nhờ cấu tạo đặc biệt của dụng
cụ chiết. Kiểu chiết này cũng như là kiểu chiết lỏng-lỏng nên về bản chất của quá trình
chiết là tuân theo định luật phân bố chất trong hai pha không trộn lẫn vào nhau. Trong đó
pha rắn nằm trong mẫu sẽ được hòa tan bởi pha lỏng gọi là dung môi.
1.4.2.Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp chiết soxhlet
1.4.2.1. Ưu điểm
25
- Phương pháp này tiết kiệm được dung môi và hiệu quả tương đối cao, không tốn
công lọc và châm dung môi mới.
- Chiết được triệt để các chất cần quan tâm trong nguyên liệu vì nguyên liệu luôn
được ngấm và được chiết liên tục trong dung môi chiết.
1.4.2.2. Nhược điểm
- Kích thước các bộ phận của soxhlet làm giới hạn lượng nguyên liệu cần chiết. Vì
vậy muốn chiết với lượng lớn thì phải lặp đi lặp lại nhiều lần.
- Trong quá trình chiết, các chất được chiết ra từ nguyên liệu bị trữ lại trong bình cầu
nên luôn bị đun nóng ở nhiệt độ sôi của dung môi nên các hợp chất kém bền với nhiệt sẽ
bị phân hủy.
- Giá thành cao, hệ thống thủy tinh dễ vỡ, khó tìm được bộ phận vừa khớp để thay
thế khi làm vỡ.
1.5. Phƣơng pháp phân tích vật lý
1.5.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS