ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
NGUYỄN THỊ LIỄU
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC MỘT SỐ DỊCH CHIẾT CÂY NỞ NGÀY ĐẤT
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH SƢ PHẠM HÓA HỌC
Đà Nẵng – 2016
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC MỘT SỐ DỊCH CHIẾT CÂY NỞ NGÀY ĐẤT
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH SƢ PHẠM HÓA HỌC
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Thị Liễu
Lớp
3. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng độc hại.
- Chiết mẫu bằng phương pháp soxhlet với các dung môi n-hexane, ethyl
acetate, dichloromethane, methanol.
- Nghiên cứu, khảo sát quá trình chiết các thành phần có trong cây Nở ngày
đất với các dung môi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS.NGND Đào Hùng Cường
5. Ngày giao đề tài: 30/06/2015
6. Ngày hoàn thành: 20/04/2016
Chủ nhiệm khoa
Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS Lê Tự Hải
GS.TS.NGND Đào Hùng Cường
Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 20 tháng 04 năm 2016
Kết quả điểm đánh giá
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2016
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA
Nhận xét:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Đánh giá: (Điểm)
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Đề nghị: (Câu hỏi)
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Ngày ……../ 05 / 2016
Giáo viên hƣớng dẫn hoặc duyệt
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo NGND.GS.TS Đào Hùng Cường đã giao
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................2
4.
Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................3
5.
Nội dung nghiên cứu .....................................................................................3
6.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. ......................................................4
7.
Bố cục của khóa luận gồm 3 phần .................................................................4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................5
1.1.
Giới thiệu thực vật học họ Dền (AMARANTHACEAE) .............................5
1.2.
Giới thiệu chi Gomphrena .............................................................................6
1.3.
1.6.1
Phương pháp chiết Soxhlet ..........................................................................12
1.6.2
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .....................................15
1.6.3
Phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC-MS) .............................................18
CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............24
2.1
Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ ...................................................................24
2.1.1
Nguyên liệu ..................................................................................................24
2.1.2
Hóa chất .......................................................................................................24
2.1.3
Dụng cụ ........................................................................................................24
2.1.4
3.1.2
Xác định hàm lượng tro ...............................................................................30
3.1.3
Kết quả thành phần và hàm lượng kim loại nặng ........................................31
3.2
Phương pháp chiết tách các thành phần hóa học từ câ Nở ngày đất với các
dung môi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol bằng phương pháp
Soxhlet. …………………………………………………………………………….32
3.2.1
Khảo sát thời gian chiết tốt nhất đối với bột cây Nở ngày đất .....................32
3.2.2
Kết quả xác định thành phần hóa học có trong các dịch chiết bột cây Nở
ngày đất .....................................................................................................................35
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................52
1.
Kết luận ........................................................................................................52
2.
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến khối
lượng sản phẩm chiết đối với dung môi n-hexane
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến khối
lượng sản phẩm chiết đối với dung môi ethyl acetate
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến khối
lượng sản phẩm chiết đối với dung môi dichloromethane
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến khối
lượng sản phẩm chiết đối với dung môi methanol
Kết quả định danh thành phần hóa học trong dịch chiết nhexane cây Nở ngày đất
Kết quả định danh thành phần hóa học trong dịch chiết
ethyl acetate cây Nở ngày đất
Kết quả định danh thành phần hóa học trong dịch chiết
Trang
1.1
Hình thái cây Nở ngày đất
8
1.2
Sơ đồ cấu tạo bộ chiết Soxhlet
14
1.3
Sơ đồ thiết bị đo quang phổ hấp thụ nguyên tử
17
1.4
Cấu tạo hệ thống sắc ký khí
20
2.1
Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm
36
40
43
45
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ xưa đến nay, những cây thuốc dân gian vẫn đóng vai trò hết sức quan trọng
trong việc chăm sóc sức khỏe con người. Ngày nay, những hợp chất tự nhiên có
hoạt tính sinh học được phân lập từ cây cỏ đã được ứng dụng trong rất nhiều ngành
công nghiệp, nông nghiệp và chăm sóc sức khỏe con người. Người ta có thể sử
dụng các hợp chất thiên nhiên một cách trực tiếp để làm thuốc, hoặc sử dụng làm
các mô hình để nghiên cứu tổng hợp các hoạt chất mới theo phương pháp phát triển
thành thuốc. Chúng còn được dùng như là nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp
hoặc cung cấp những chất đầu cho công nghệ bán tổng hợp nhằm tìm kiếm những
chất mới, dược phẩm mới có hoạt tính, tác dụng chữa bệnh tốt hơn, hiệu quả hơn.
Mặc dù công nghệ tổng hợp hóa dược ngày nay đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra
các biệt dược khác nhau được sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh, nhờ đó
giảm tỉ lệ tử vong rất nhiều. Song, những đóng góp của thảo dược không vì thế mà
mất đi chỗ đứng trong y học.
Tuy nhiên, phần lớn các cây được sử dụng làm thuốc trong dân gian chưa
được nghiên cứu đầy đủ và có hệ thống về mặt hóa học cũng như hoạt tính sinh học
mà chủ yếu dựa trên kinh nghiệm dân gian. Dó đó vẫn chưa phát huy được hết hiệu
Đối tƣợng nghiên cứu
Cây Nở ngày đất được thu hái tại xã Quế Châu, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng
Nam.
Phạm vi nghiên cứu
- Xác định một số chỉ tiêu vật lý của nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng tro,
thành phần và hàm lượng một số kim loại nặng độc hại.
- Chiết tách các cấu tử hữu cơ trong cây nở ngày đất khô bằng các dung môi
n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol.
- Định danh, xác định thành phần của các cấu tử trong cây Nở ngày đất bằng
phương pháp GC-MS.
3
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập thông tin tài liệu liên quan đến đề tài.
- Xử lí các thông tin về lý thuyết để đưa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá
trình thực nghiệm.
Phƣơng pháp thực nghiệm
- Phương pháp nghiên cứu và xử lí mẫu;
- Phương pháp trọng lượng xác định các thông số vật lý của nguyên liệu.
- Phương pháp AAS xác định thành phần và hàm lượng một số kim loại nặng
độc hại.
- Phương pháp chiết nóng Soxhlet bằng các dung môi n-hexane, ethyl acetate,
dichloromethane, methanol.
- Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) để định danh các cấu tử
chính có trong các dịch chiết.
5. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 6 trang.
Chương 3: Kết quả và bàn luận 22 trang.
5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu thực vật học họ Dền (AMARANTHACEAE)
Họ Dền hay họ Giền (danh pháp khoa học: Amaranthaceae) là một họ chứa
khoảng 160-174 chi với khoảng 2.050-2.500 loài. Phần lớn các loài là cây thân thảo
hay cây bụi nhỏ; rất ít loài là cây gỗ hay dây leo. [6]
Họ này phổ biến rộng khắp thế giới, nhưng chủ yếu được tìm thấy tại các
khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, mặc dù có nhiều loài thuộc về các khu khu
vực ôn đới mát. [6]
Trong hệ thống APG II năm 2003 (không thay đổi từ hệ thống APG năm
1998), họ này được đặt trong bộ Cẩm chướng (Caryophyllales). Nó bao gồm cả các
loài trước đây đặt trong họ Rau muối (Chenopodiaceae). Các loài trong họ Rau
muối cũ được nhiều người biết đến là củ dền, củ cải đường, rau muối, lê
mạch và rau bina. Các khác biệt cơ bản giữa họ Amaranthaceae (nghĩa hẹp) và
Chenopodiaceae là các cánh hoa và nhị hoa thường hợp nhất thành một cấu trúc
vòng. [6]
Trước khi hợp nhất cả họ Chenopodiaceae thì họ Amaranthaceae (nghĩa hẹp)
chỉ chứa khoảng 65 chi và khoảng 900 loài. Phần lớn trong số các loài này có mặt
tại khu vực nhiệt đới của châu Phi và Bắc Mỹ. Một vài loài bị coi là cỏ dại, nhưng
các loài khác thì lại được coi là các loại cây cảnh phổ biến trong vườn, đặc biệt là
các loài từ các chi Alternanthera, Amaranthus, Celosia, và Iresine. Các cây đáng
chú ý là rau dền và cỏ lăn. Nhiều loài trong họ này là cây chịu mặn, phát triển tốt tại
các khu vực đất mặn. [6]
Lá của các loài trong họ này là lá đơn, có thể mọc đối hay so le, các mép lá
nhẵn hay hơi có khía và chúng không có các lá kèm. Trong phần lớn các trường
Cây Nở ngày đất còn có tên gọi khác là cúc bách nhật đất, cây bạc dầu.
Tên khoa học của Nở ngày đất Gomphrena celosiodes Mart.
Nở ngày đất thuộc giới thực vật, hạt kín, hai lá mầm: Plantae Angiospermae
Eudisost.
Nở ngày đất thuộc bộ Cẩm Chướng Caryophylales.
Nở ngày đất thuộc họ rau Dền (Giền) Amaranthaceae.
7
Nở ngày đất thuộc chi Gomphrena.
Nở ngày đất thuộc loài G. celosioides.
1.4.2. Hình thái thực vật của cây Nở ngày đất
Đây là loại cỏ mọc hoang thân thảo sống lâu, mọc nằm rồi đứng, phân nhiều
nhánh, rễ to. Thân có rãnh sâu, có lông nằm trên thân. Có phiến lá dầy mọc đối
xứng nhau, đầy lông màu trắng ở mặt dưới lá. Cuống lá nhỏ, một cành thường cho
5-7 lá. [4]
Hoa màu trắng, cánh hoa cứng và thon gọn, cụm hoa hình bông trụ rộng
khoảng 1cm, dài 2-3cm, có mang lá bắc phía dưới hoa 5-6mm, 5 lá đài, 5 nhị dính
thành ống,bầu hình trứng có màu nâu. Không nên nhầm với cây Cúc bách nhật cùng
chi nhưng khác loài (Gomphrena globosa L. Amaranthaceae), đôi khi dân gian cũng
gọi là Bông nở ngày nhưng cụm hoa thì có màu đỏ tím.Cây ra hoa quanh năm và
cho nhiều quả, quả hộp chứa nhiều hạt màu nâu. Hình 1.1 mô tả hình thái tự nhiên
cây Nở ngày đất. [4]
1.4.3. Phân bố, thu hái và chế biến
Cây được phân bố nhiều trên thế giới, điển hình khu vực Châu á, như Trung
Quốc, Thái Lan, Camphuchia… Tại việt nam cây mọc hoang ở nhiều khu vực khô,
đồi núi phổ biến là phía Tây Nam và miền Trung. [4]
Cây mọc hoang khắp nơi trên bãi cỏ, lề đường, các vùng đất cát, rừng và rất
khó tiêu diệt. [4]
9
1. Khả năng kháng khuẩn: nở ngày đất có tác dụng kháng một số vi khuẩn
gram dương như:Aspergillus niger với vòng vô khuẩn lớn nhất trong điều kiện
chuẩn là 25 ± 0,33; Saccharomyces cerevisiae là 25 ± 0; Bacillus cereus là 44 ±
0,234; B. megaterium 44 ± 0.33; Staphylococcus aureus 44 ± 0,370. Với gram âm
chúng tác dụng tốt với Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi,
Shigella boydii, Sh. Dysenteriae, Mimicus Vibrio, Vibrio parahaemolyticus, S.
paratyphi và với cả nấm Candida albicans. [9]
2. Khả năng chống oxy hóa: với dịch chiết thô cây nở ngày đất bằng
chloroform, n-hecxan, cacbon tetrachloride thì chiết với hecxan hiệu ứng chống oxy
hóa là mạnh nhất, nhặt rác cho cơ thể tốt nhất. 3. Độc tính: Các sinh trắc nghiệm
nuôi tôm và cho thêm một lượng nhỏ dịch chiết của cây nở ngày thì gây chết tôm
đáng kể. Tác giả làm thí nghiệm này không nói rõ liều và không xác định độc tính
cấp hay liều chí tử 50 (LD50. Tác giả này cũng khuyến cáo không nên uống liều
cao hoặc kéo dài vì cúc bách nhật có thể gây độc tế bào theo chương trình khi so
sánh với Vincristin sunphat. Kết luận theo hiểu biết của cá nhân tác giả: 1. Khả
năng chữa khỏi bệnh gout của cây nở ngày đất là không có thật. 2. Cây nở ngày có
khả năng chống oxy hóa khá mạnh, nên có thể pha dạng trà với liều thấp 12 – 20
gam/ngày. [9]
3. Cây nở ngày kháng khuẩn phổ khá rộng với gram âm, gram dương và ngay
cả với nấm Candida albicans nên có thể dùng cho viêm nhiệt mồm, tưa lưỡi trẻ em
hoặc đắp mụn nhọt. 4. Nở ngày đất có khả năng gây chết tôm nuôi ở liều thấp và có
thể gây độc tế bào người theo chương trình kiểu Vincristin.[9]
* Theo tài liệu y học thế giới
Tại Ấn Độ
Kết quả công trình nghiên cứu về tác dụng dược lý của Gomphrena
celosiodes Mart. của 2 nhà khoa học Neha Sharma và Rekha Vijayvergia ở Ấn Độ
đã được đăng trong Tạp chí "International Journal of Pharma and Bio Sciences" vào
năm 2011 ghi nhận trong dịch chiết nước và cồn của cây Nở ngày có chứa đường,
nhọn của hoa sẽ làm trầy xước chân của chó và gây ra bệnh về da ở một số loài gia
súc.
Súc vật ít ăn loại cỏ này nhưng cừu thì thường ăn những cây non và mềm.
Nhưng may mắn cho cừu vì đây không phải là thức ăn chính của nó nên không gây
bệnh.
11
Tuy nhiên, tài liệu cũng ghi nhận là loại cỏ này là nguyên nhân gây bệnh sốt
mùa hè, hen suyễn và viêm da ở một số người.
Còn trong quyển "Plants of Western New South Wales" của tác giả
Cunningham, Mulham, Milthorpe và Leigh ghi chú rằng "Ngựa được thả trên những
vùng đồng cỏ có mọc nhiều loại cây này thì thấy chúng có hiện tượng lảo đảo…".
Tuy nhiên, độc tố trong cây nở ngày đất thì chưa được xác định, chỉ thấy ghi nhận là
có chứa nhiều oxalate.
Nếu người ăn nhiều sẽ có dấu hiệu ngộ độc thường là run cơ, choáng váng,
mất phương hướng nhận định, trầm cảm, sợ ánh sáng, người trở nên suy sụp tinh
thần và dễ tử vong. Cũng cần chú ý với người có vấn đề bệnh mạn tính ở thận. Vì
những cảnh báo trên nên mọi người cần thận trọng khi dùng.
Tóm lại, những kết quả nghiên cứu chứng minh cây nở ngày đất tác dụng
trên các chủng vi trùng, nấm và không thấy ghi nhận tác dụng giảm đau do gout
hoặc làm hạ đường huyết. Nhưng trước khi được công nhận là cây thuốc có tác
dụng chữa bệnh, những nhà nghiên cứu còn phải tiến hành thêm nhiều thử nghiệm
nữa trước khi công bố.
1.5. Thành phần hóa học có trong cây Nở ngày đất
Theo wikipedia Nở ngày đất chứa nhiều flavones, flavonoïdes glycosides,
gomphrenol giúp làm giảm các triệu trứng sốt, cảm cúm do virut gây ra, giúp ức chế
các Acid uric trong máu, thải các độc tố ra ngoài.
Một số bài thuốc dân gian từ cây Nở ngày đất
1.6.1 Phƣơng pháp chiết Soxhlet
Có nhiều cách để chiết tách hợp chất hữu cơ ra khỏi cây cỏ. Các kỹ thuật đều
xoay quanh hai phương pháp chính là chiết lỏng – lỏng và chiết rắn – lỏng. Trong
thực nghiệm, việc chiết rắn – lỏng được áp dụng nhiều hơn, bao gồm sự nghấm kiệt,
sự ngâm dầm, sự trích với bộ Soxhlet... Ngoài ra còn có thể chiết bằng phương pháp
lôi cuốn hơi nước, phương pháp sử dụng chất lỏng siêu tới hạn, chiết có sự hỗ trợ
của vi sóng.
Phương pháp chiết Soxhlet là phương pháp lấy chất từ hỗn hợp bằng dung
môi để tách các cấu tử có trong hỗn hợp thành những cấu tử riêng. Dung môi bay
13
hơi ngưng tụ hòa tan các cấu tử trong mẫu tạo các dịch chiết. Đặc biệt dụng cụ chiết
Soxhlet có thêm một ống xi – phông gắn bên cạnh để dịch chiết chảy vào bình cầu
khi nào mức chất lỏng trong ống chiết tăng lên tới khuỷu trên của ống xi – phông.
Các chất được chiết cần có tỷ khối lớn hơn dung môi. Trong quá trình đó cấu
tử cần được tách được làm giàu thêm trong dung môi.
1.6.1.1 Cấu tạo bộ chiết Soxhlet
Bộ chiết Soxhlet gồm ba bộ phận tháo ráp được tại các vị trí nút mài (1), (2)
và (3). Gồm:
- Bình cầu A đặt trong một bếp đun có thể điều chỉnh nhiệt độ;
- Bộ phận chứa mẫu bột cây, gồm ba ống: Ống D có đường kính lớn, ở giữa,
để chứa bột cây; ống B có đường kính trung bình, để dẫn dung môi từ bình A bay
lên, đi vào ống D chứa bột cây; ống E có đường kính nhỏ, là ống thông nhau, để dẫn
dung môi từ D trả ngược lại bình cầu A;
- Trên cao nhất là ống sinh hàn C, có nhiệm vụ ngưng hơi.
Hình 1.2 mô tả cấu tạo bộ chiết soxhlet.
1.6.1.2 Một số lưu ý khi chiết Soxhlet
- Các hợp chất chiết được trữ trong bình cầu A, đến một lúc khi nồng độ của