- 1 - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH
PHẦN MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG DỊCH
CHIẾT TỪ LÁ CÂY HOÀN NGỌC ĐƢỢC LẤY Ở
QUẬN LIÊN CHIỂU – ĐÀ NẴNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực hiện: PHẠM BÍCH NGỌC
Lớp: 08CHD
Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. TRẦN ĐỨC MẠNH
- 2 - MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
chất trong lá cây hoàn ngọc. Quá trình thực nghiệm được tiến hành ở phòng thí nghiệm
Hóa Hữu Cơ, Khu D - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lý thuyết:
Tổng quan tài liệu về đặc điểm sinh thái, thành phần hóa học và ứng dụng của lá hoàn
ngọc, tìm hiểu thực tế về cây hoàn ngọc.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm:
- Phương pháp lấy mẫu: Lá hoàn ngọc được hái về, loại bỏ lá hư, rửa sạch bằng nước
sau đó phơi khô, nghiền thành bột mịn.
- Phương pháp trọng lượng để xác định độ ẩm, hàm lượng tro của lá hoàn ngọc.
- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS để xác định hàm lượng kim loại
trong lá hoàn ngọc.
- Ngâm trích ly với các loại dung môi: phân cực, không phân cực.
- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS xác định mật độ quang của các
dịch chiết để chọn dung môi chiết, mẫu lá và thời gian chiết thích hợp.
- Xác định thành phần các hợp chất chính trong dịch chiết từ lá hoàn ngọc trong dung
môi chiết bằng phương pháp sắc kí khí - ghép khối phổ (GC-MS).
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Cung cấp các thông tin khoa học về thành phần và cấu tạo một số hợp chất trong lá
hoàn ngọc.
- Cung cấp các tư liệu về ứng dụng của cây hoàn ngọc, giải thích một số công dụng của
cây hoàn ngọc trong thực tế.
6. Kế hoạch và thời gian nghiên cứu
- Tháng 10/2011: Hoàn thành đề cương.
- Tháng 10 → 12/2011: Thu thập tài liệu
- Tháng 12/2011 → 04/2012: Tiến hành thực nghiệm.
- Tháng 04/2012 → 05/2012: Viết bản thảo và liên hệ với GVHD.
- 4 -
lá hoặc ở đầu cành. Hoa lưỡng tính, không đều, dài khoảng 3cm, cánh hoa màu trắng,
phần dưới hình ống hẹp, trên có 5 thùy hoa chia làm 2 môi, thùy dưới của môi dưới có
các chấm màu tím. Bao phấn màu tím. Vòi nhụy dài khoảng 2,5cm. Cây có sức sống
mạnh, mọc thẳng. Nhân rộng chủ yếu bằng ngắt cành cây trồng xuống đất ẩm.
- 6 - 1.1.1.3 Phân bố, thực trạng
Loài cây này mọc chủ yếu ở các nước nhiệt đới, ưa sáng, sinh trưởng nhanh, ưa
đất tốt, có thể sống trong điều kiện bán khô hạn. Cây hoàn ngọc mọc tự nhiên ở rừng
núi và gần đây được trồng rải rác ở các địa phương, rất phổ biến ở Hà Nội, các tỉnh
phía Bắc, các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và các tỉnh phía Nam.
Cây rất dễ trồng, chỉ cần một nhánh con giâm vào đất vườn nhà hoặc trồng trong
chậu kiểng, trung bình 2 tháng cây lên xanh tươi đã cho lá chữa được bệnh. Cây mọc
dưới tán lá rừng, ưa ẩm, dễ nhân giống. Cây sinh trưởng mạnh trong mùa xuân hè, mùa
đông có hiện tượng rụng nửa lá. Cây ra hoa vào khoảng từ tháng 2 đến tháng 3. Trong
thời gian ra hoa, lá bị sần lại có màu sẫm hoặc một số lá già bị bạc không có màu diệp
lục. Bộ phận sử dụng của cây là lá, rễ dùng tươi hoặc dùng khô. Cây có thể thu hái
quanh năm.
1.1.2 Dược tính.
- Theo Đông y, cây hoàn ngọc có tác dụng cân bằng âm dương. Vì vậy, còn
có tên là cây nhật nguyệt.
- Theo kinh nghiệm dân gian lá cây hoàn ngọc có vị mát, hơi nhớt dùng mỗi
lần 3-7 lá, rửa sạch giã lấy nước uống, ngày 2 lần trong 3-5 ngày để chữa đau bụng,
nhiễm khuẩn đường tiêu hóa và giã đắp ngoài chữa tụ máu, mụn nhọt, lỡ loét.
- Theo tài liệu Từ Điển Bách Khoa Dược học (1997), trang 714, tác giả Trần
Công Khánh và cộng sự đã xác định trong cây xuân hoa có Sterol, Coumarin, đường
khử và Carotenoit, chất tinh khiết β-Sitosterol 0,1% có trong lá khô. Hoàn ngọc có tác
dụng kháng khuẩn cho 2 loại gram (+) và gram (-), kháng nấm mốc và kháng nấm
men. Đặc biệt còn có tác dụng trên vi khuẩn Escherichia coli. Điều này phù hợp với
- 8 - Bảng 1.1. Hiệu quả điều trị bệnh tiêu chảy heo con theo heo mẹ
Dược liệu dùng để điều trị
Tỉ lệ (%)
Khỏi bệnh
Tái phát
Giảm lượng E.coli
Bột lá hoàn ngọc
92,86
7,14
88,06
Kháng sinh Coli-norgen
90,48
9,52
66,41
Kháng sinh Cotrimxazol
88,33
14,29
97,28
- Năm 2005, bác sĩ Xuân Lục đưa ra một số bài thuốc từ lá cây hoàn ngọc điều trị
một số bệnh sau:
1- Bệnh ung thư thời kỳ mới phát: Ngày ăn 2 lần hoặc hơn, tùy mức độ giảm
carotenoid, chất béo, flavonoid, saponin, acid hữu cơ và đường tự do.
Theo một số tài liệu các hợp chất trong cây hoàn ngọc có thể là: poriferasterol,
phytol, n-pentacosanol, l-triacontanol, β-sitosterol (có hàm lượng chiếm khoảng 0,1%
trong lá khô), β-sitosterol 3β-0-glucosid, stigmasterol, stigmasterol 3β-0-glucosid, 3-
metoxykaempferol 3β-0-glucosid, apigenin 7β-0-glucosid, phenylhepta-1,3,5-triyn,
hexadecanonat glycerol, axit leucin, valin, metionin, reonin, lysine… được trình bày
trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính trong cây hoàn ngọc
Tên hợp chất
Công thức phân tử
Khối lƣợng
phân tử
phenylhepta-1,3,5-triyn
C
13
H
8
164,206
phytol
C
20
H
40
O
296,540
poriferasterol
C
29
H
47
574,454
stigmasterol 3β-0-glucosid
C
6
H
11
O
5
OC
29
H
47
574,452
3-metoxykaempferol 3β-0-glucosid
C
16
H
12
O
6
300,032
apigenin 7β-0-glucosid
C
15
H
10
14
COOC
3
H
5
(OH)
2
330,215
acid palmitic
CH
3
(CH
2
)
14
COOH
256,291
acid salicylic
HOC
6
H
4
COOH
138,008
isoleucin
C
6
H
13
149,210
treonin
C
4
H
9
NO
3
119,198
lysine
C
6
H
14
N
2
O
2
146,188 - 11 - Tính chất hóa học của một số chất trong cây hoàn ngọc
+ Phytol:
- Các tên gọi khác: 3,7,11,15-tetramethyl-1-2-hexadecen-1-ol
- Công thức phân tử: C
3
+ β-sitosterol:
- Công thức phân tử: C
29
H
50
O
- Khối lượng phân tử: 414,707
- Không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ
- Công thức cấu tạo:
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
OH
- 12 - OH
CH
3
CH
3
OH
OH
O
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Một số axit amin
+ Isoleucin : + Leucin :
CH
3
OH
CH
3
NH
2
O
CH
3
CH
3
S
OH
NH
2
O
1.2 Cơ sở lý thuyết của các phƣơng pháp kỹ thuật
1.2.1 Phương pháp chiết
Phương pháp chiết là phương pháp lấy chất từ hỗn hợp bằng các dung môi để tách biệt,
cô và tinh chế các cấu tử có trong hỗn hợp thành cấu tử riêng. Có thể chiết từ hỗn hợp
dung dịch hay từ chất rắn.
- Chiết đơn giản, một lần: Đun nóng hợp chất với dung môi trong bình cầu có
sinh hàn hồi lưu, lọc nóng hoặc để lắng cho trong nồi chắt. Khi thao tác với lượng chất
nhỏ, dùng ống nghiệm có lắp sinh hàn bằng ngón tay hoặc lắp ống sinh hàn không khí.
- Chiết đơn giản nhiều lần: Để quá trình hoàn chỉnh phải chiết lặp lại nhiều lần
thao tác trên. Trong trường hợp đó nên cùng bộ dụng cụ công tác tự động. Những bộ
như vậy gồm bình cầu, một thiết bị chiết và một sinh hàn hồi lưu. Dung môi ở trong
bình cầu được bốc hơi từng phần, dung môi được ngưng tụ nhỏ vào chất được chiết
đựng trong một cái túi nhỏ bằng giấy lọc và sau đó lại chảy vào bình. Trong quá trình
đó cấu tử cần được tách sẽ được làm giàu thêm trong dung môi.
1.2.2 Chưng cất để loại dung môi
Trong nhiều phương pháp tổng hợp thu được một dung dịch của hợp chất mong
muốn trong một dung môi có điểm sôi thấp hơn mà sau khi chưng cất loại bỏ dung môi
đi có được hợp chất cần tổng hợp. Trong những trường hợp đó bao giờ cũng nên đun
bằng cách thủy hay đun bằng hơi nước, một mặt vì phần lớn các dung môi dễ cháy và
mặt khác để các hợp chất hữu cơ không phải chịu nhiệt một cách không cần thiết. Cuối
quá trình chưng cất loại dung môi, điểm sôi của dung dịch tăng mạnh đến nỗi dung môi
có nhiệt độ sôi thấp như ancol, benzene và các ete cũng không thể được tách hoàn toàn
như vậy trong những ống nghiệm sơ bộ.
1.2.3.2 Tiến hành kết tinh lại
Trước khi đun nóng chất trong một lượng dung môi không đủ để hòa tan hết
lượng chất tan đó. Vì đường cong biểu diễn độ hòa tan tăng vọt ở gần điểm sôi của
- 15 - dung môi nên khi kết tinh lại bao giờ cũng nên dung đến sôi. Qua ống sinh hàn thận
trọng cho thêm dung môi cho đến khi chất hòa tan hoàn toàn trong khi dung dịch đang
sôi. Nếu phải sử dụng dung môi dễ cháy trong khi tiến hành thao tác trên cần tắt hết tất
cả các ngọn lửa xung quanh. Nếu trong khi thí nghiệm sơ bộ đã xác định rằng sẽ có
một số tạp chất không tan thì không nên cho quá nhiều dung môi để có một dung dịch
trong suốt.
Đun sôi lại một chút và lọc nóng ngay sau đó. Các hợp chất hữu cơ hay có xu
hướng tạo ra dung dịch quá bão hòa, ta có thể cho vào dung dịch một tinh thể mầm của
hợp chất đó hoặc một hợp chất đồng hình hay lấy đũa thủy tinh cọ vào thành bình cũng
tạo ra mầm tinh thể và quá trình kết tinh phụ thuộc vào sự có mặt của các mầm đó.
1.2.3.3 Yêu cầu dung môi hữu cơ sử dụng
Dung môi phải đáp ứng yêu cầu sau đây:
- Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà không
được hòa tan hoặc hòa tan rất ít các chất khác. Đây là tính chất cơ bản của việc lựa
chọn dung môi.
- Không tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch.
- Nếu trích ly lỏng, yêu cầu khối lượng riêng của dung môi khác xa với khối
lượng riêng của dung dịch.
- Không phá hủy thiết bị.
- Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản.
- Không độc hại khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy.
- Rẻ tiền, dễ kiếm.
- Dung môi phải được tách ra sau qua quá trình trích ly bằng phương pháp đun
(detector) và bộ phận ghi phổ.
Để phát bức xạ tử ngoại ta dùng đèn doteri còn
để phát bức xạ khả kiến người ta dùng đèn W/I
2
. Bộ
tạo đơn sắc (thường dùng lăng kính thạch anh hoặc cách tử) có nhiệm vụ tách riêng
từng dãi sóng hẹp (đơn sắc). Bộ phận chia chùm sáng sẽ hướng chùm tia đơn sắc luân
phiên đi tới cuvet đựng dung dịch mẫu và cuvet đựng dung môi. Bộ phận phân tích
(detector) sẽ so sánh cường độ chùm sáng đi qua dung dịch (1) và đi qua dung môi (I
0
).
Tín hiệu quang được chuyển thành tín hiệu điện. Sau khi được phóng đại, tín hiệu sẽ
được chuyển sang bộ phận tự ghi để vẽ đường cong sự phụ thuộc của lg I
0
/I vào bước
- 17 - sóng. Nhờ sử dụng máy vi tính bộ tự ghi còn có thể chia ra cho ta những số liệu cần
thiết như giá trị λ
max
, λ
min
cùng với giá trị độ hấp thụ A (D).
Cơ sở của phương pháp phân tích quang phổ là định luật Lambert-Beer:
A = lg(I
0
/I) = ƹlC
Trong đó A là độ hấp thụ (còn gọi là mật độ quang và kí hiệu là D), C là nồng độ
chất tan tính ra mol/lit, l là bề dày cuvet đựng mẫu tính ra đơn vị cm, ƹ là hệ số hấp thụ
tích. Ta có thể nguyên tử hóa mẫu phân tích bằng ngọn lửa –
hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa. Đây là giai
đoạn quan trọng nhất có ảnh hưởng đến kết quả của phép đo
AAS.
- Chọn nguồn tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp với nguyên tố cần phân tích
để chiếu qua đám hơi nguyên tử tự do của mẫu cần phân tích. Nguồn phát bức xạ đơn
sắc cần phải tạo ra các tia phát xạ nhạy với nguyên tố phân tích, có cường độ ổn định
có thể lặp lại được trong nhiều lần đo khác nhau trong cùng điều kiện và điều chỉnh
được để có cường độ cần thiết cho mỗi phép đo.
- Thu toàn bộ chùm tia sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ, phân ly chúng
thành phổ và chọn vạch phổ hấp thụ của nguyên tử cần phân tích hướng vào khe đo của
máy quang phổ để đo cường độ của nó.
- Ghi nhận tín hiệu đo và kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ bằng thiết bị
ghi và xử lý thích hợp.
1.2.5.3 Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Nguồn đơn sắc: Là nguồn phát ra chùm bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân
tích, nguồn này sẽ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do và nó phải thỏa mãn các yêu cầu
sau:
+Nguồn phát ra tia sáng bức xạ đơn sắc phải là các tia bức xạ nhạy của nguyên tố
phân tích. Chùm tia phát xạ phải có cường độ ổn định, lặp lại được nhiều lần đo khác
nhau trong cùng điều kiện và phải điều chỉnh được để có cường độ cần thiết cho mỗi
phép đo.
- 19 - + Phải tạo ra được chùm tái phát xạ thuần khiết, chỉ bao gồm một số vạch nhạy
của nguyên tố phân tích, phổ nền của nó phải không đáng kể.
+ Phải có cường độ cao nhưng bền theo thời gian.
Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích: Bộ phận nguyên tử hóa mẫu chuyển mẫu
cần phân tích từ trạng thái ban đầu thành dạng hơi của các nguyên tử tự do này chính là
+ Giữ cho nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình phân tích, phương pháp này
khó tách hoàn toàn.
+ Thay đổi nhiệt độ trong quá trình phân tích, phương pháp này tuy tốn thời gian
nhưng triệt để.
Hình 1.4. Quá trình phân tách chất trong sắc ký
Máy sắc ký Hình 1.5. Sơ đồ thu gọn của thiết bị sắc ký khí
Nguyên tắc hoạt động
Hai bộ phận quan trọng của máy sắc ký là hệ thống cột tách và detectơ.
Sample Mobile phase
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
t
t
3
t
4
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
Detector
signals
Time
Detector
- 21 -
Phổ khối lượng không những cho phép xác định chính xác phân tử lượng, mà căn
cứ vào các mảnh phân tử tạo thành, ta cũng suy ra được cấu trúc phân tử. Xác suất tạo
thành mảnh phụ thuộc vào cường độ liên kết trong phân tử cũng như vào khả năng bền
hoá các mảnh tạo thành nhờ các hiệu ứng khác nhau. Các mảnh có độ bền lớn sẽ ưu
tiên tạo thành, các liên kết yếu nhất dễ bị đứt nhất. Có những mảnh có khối lượng đặc
trưng gọi là mảnh chìa khoá, chúng cho phép phân tích các phổ khối lượng dễ dàng.
1.2.6.3 Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS)
Hình 1.7. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ
Phương pháp GC – MS dựa trên cơ sở “nối ghép” máy sắc ký khí (GC) với máy phổ
khối lượng (MS) (hình 1.7).
Việc liên kết hai kĩ thuật đó đã tạo ra một công cụ mạnh mẽ để tách biệt và nhận
biết các hợp chất. Nhờ có sự liên kết chặt chẽ này người ta có thể thu được phổ khối
lượng đủ chấp nhận đối với tất cả các hợp phần mà sắc ký lỏng tách ra được, kể cả
những hợp phần với khối lượng chỉ cỡ vài picogam và có mặt trong vài giây.
- 23 - Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu.
2.1.1 Thu gom nguyên liệu.
Lá cây hoàn ngọc hái ở Quận Liên Chiểu - TP Đà Nẵng. Nhân dân trồng trong
vườn làm cây cảnh, làm thuốc và làm hàng rào. Cây được nhân giống và trồng phổ
biến.
Cây hoàn ngọc thuộc dạng cây bụi, cao từ 1 - 2m, sống nhiều năm. Rễ chùm.
Thân có nhiều đốt, đốt dài từ 6-13cm, thân non mềm, màu xanh tím, thân già hóa gỗ
màu nâu, phân nhiều cành mảnh. Lá mềm mọc đối, sau mặt lá hơi nhạt, mặt trên màu
xanh sẫm, mép lá nguyên. Phiến lá hình mũi mác, hai đầu nhọn, dài 7-14cm, rộng 2-
3cm, khi vò tươi thấy lá nhớt và hay dính tay,cuống lá dài từ 1-2,5cm, gốc phiến lá
men xuống cuống lá. Lá hoàn ngọc già thì đắng, có bột, lá non thì nhớt, không mùi,
3
loãng, dung dịch NaOH, giấy quỳ, nước cất,
các dung dịch chuẩn chứa kim loại K, Na, Zn, Fe…
- Các loại thuốc thử và các loại hóa chất khác.
2.2.2 Các máy móc và thiết bị phân tích:
- Máy cô quay chân không.
- Máy đo UV-VIS, máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, máy đo sắc ký khí
kết hợp khối phổ GC-MS.
- Cân phân tích, lò nung, tủ sấy, cốc thủy tinh, cốc sứ, bình tam giác có nút nhám,
giấy lọc, ống nghiệm, bếp điện, các loại pipet, bình định mức, bình hút ẩm, phểu chiết,
phểu lọc…
- Một số thiết bị khác - 25 - 2.3 Sơ đồ nghiên cứu:
chiết tối ưu
Đo UV - VIS
Đo GC - MS
Xác định thành phần,
CTCT các hợp chất
chính có trong dịch
chiết
Xác định hàm lượng
kim loại
Xác định độ ẩm,
hàm lượng hữu cơ
Copyright: Tài liệu đại học ©