1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………
PHẦN I: TỔNG QUAN………………………………………………...
1.1.
Đặc điểm thực vật và tình hình nghiên cứu cây Bách sao
(Myoporum Bontoides A. Gray )…………………………………
1.1.1. Đặc điểm thực vật…………………………………………
1.1.2. Tình hình nghiên cứu cây Bách sao………………………
1.2.
Vài nét về terpen và phân loại của chúng………………………
1.2.1. Các monoterpen mạch hở…………………………………
1.2.2. Các monoterpen mạch vòng………………………………
1.2.3. Monoterpen khung iridoid và hoạt tính sinh học của
chúng……………………………………………………….
PHẦN II: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN…………………………………………...
2.1.
Các phương pháp chiết…………………………………………..
2.1.1. Các phương pháp chiết thông thường……………………
2.2.2. Các phương pháp chiết khác……………………………..
2.2.
Các phương pháp sắc ký phân lập chất………………………..
2.2.1 Sắc ký cột…………………………………………………..
2.2.2 Sắc ký bản mỏng…………………………………………..
2.2.3 Sắc ký lỏng cao áp…………………………………………
2.3
Các phương pháp phổ phân tích cấu trúc………………………
2.3.1 Phổ hồng ngoại (IR)……………………………………….
2.3.2 Phối khối lượng (MS)……………………………………..
16
17
18
18
18
19
20
21
2
Các hợp chất thiên nhiên, đặc biệt là các hợp chất có tính sinh học đóng vai
trò quan trọng trong đời sống con người. Chúng được dùng để sản xuất thuốc chữa
bệnh, các chất bảo vệ thực vật, nguyên liệu cho ngành công nghiệp, thực phẩm…
Theo trung tâm dữ liệu thực vật Quốc gia, thực vật rừng ngập mặn nước ta
có khoảng 47 họ với hơn 100 loài phân bố theo từng khu vực. Có khoảng 21 loài
trong số này có giá trị làm dược liệu trong nhiều bài thuốc nam đã được nhân dân
sử dụng, nhất là trong thời kỳ chiến tranh, để chữa các bệnh như viêm nhiễm, sốt
rét, u nhọt,…. Tuy nhiên, các nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học từ thực
vật rừng ngập mặn ở nước ta còn rất hạn chế.
Ở Việt Nam họ Bách sao (Myoporaceae) chỉ có một loài đó là cây Bách sao
(Myoporum bontoides A. Gray) thuộc chi Myoporum. Cây mọc ở vùng ngập mặn
ven biển hoặc cửa sông từ Bắc vào Nam, nhiều nhất là ở khu vực phía Đông Bắc.
Dân gian thường sử dụng loài cây này để trị viêm nhiễm ngoài da, đau họng, đau
mắt và tai....
Trong những năm gần đây đã có một số công trình trên thế giới nghiên cứu
về thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây Bách sao (Myoporum
bontoides A. Gray) mọc ở ven biển Trung Quốc, Nhật bản. Tuy nhiên ở Việt Nam
chưa có một công trình nào nghiên cứu về loài cây này. Do vậy em lựa chọn đề
nách lá, cọng dài 2,5 cm, đài cao 4mm, răng tam giác, không lông, vành hình quặn,
tía, ống dài, có lông mịn, tai 1× 0,5cm , tiểu nhụy 4, noẵn 6-8 buồng, 1 noẵn treo.
Quả nhân cứng có từ 6-8 nhân, 1 hột nhỏ, có phôi nhũ [1].
Cây phân bố ở Nam Nhật Bản, Đài Loan, Trung đến miền Nam Trung Quốc.
Ở Việt Nam thường xuyên được ghi lại trong rừng ngập mặn, đặc biệt được tìm
thấy trong rừng ngập mặn của khu vực phía đông bắc ( vịnh Hạ Long ).
Ở Trung Quốc, nước sắc của cây Bách sao được sử dụng trong y học dân
gian để chữa một số bệnh ngoài da, sốt, thần kinh,… Hợp chất (R)-myoporon, một
furanosesquiterpen, thành phần chính trong tinh dầu của cây Bách sao thể hiện
hoạt tính chống lại loài sâu tơ Plutella xylostella, đây là loại sâu bướm phá hoại
các loài rau họ cải và có tính kháng thuốc cao [2].
4
Một số nơi còn sử dụng loài cây này để điều trị vết thương nhỏ trên da và
tổn thương nhiễm thứ cấp, ngoài ra người ta con sử dụng cây này để trị đau họng,
đau mắt và tai.
Hình 1: Cây Bách Sao (Myoporum Bontoides A.Gray)
1.1.2. Tình hình nghiên cứu cây Bách sao
Trong những năm gần đây, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây
Bách sao đã bắt đầu được nghiên cứu trên thế giới.
Năm 2008, Moe Kanemoto và cộng sự đã phân lập được mười sáu hợp chất
từ dịch chiết metanol của lá cây Bách sao, trong đó có 5 hợp chất mới, đó là hai
dẫn xuất clo có khung iridoid là myopochlorin (1) và myobontioside A (2), một
iridoid glucoside
là
9
10
11
12
13
Năm 2008, Deng Yecheng và cộng sự đã nghiên cứu khả năng ức chế chống
lại các loại nấm gây bệnh từ dịch chiết metanol của cây Bách sao, kết quả cho thấy
các chất chiết xuất từ thân và lá của cây bách sao được dùng làm chất ức chế hoạt
động chống lại bảy loại nấm. Chất có hoạt tính cao được xác định là epingaione
(14), chất này có khả năng ức chế lại bảy loại nấm nếu trên [3].
7
14
Năm 2011, Huang Li-Lan và công sự đã phân lập được một dẫn xuất của
flavanonol là (2R, 3R) -3,5,7-trihydroxyflavanon-3-axetat (15). Cấu trúc của chất
này được xác định nhờ các phương pháp phổ MS, NMR và X-ray đơn tinh thể.
Đây là hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ cây Bách sao. Hợp chất này thể hiện
hoạt tính ức chế chống lại loài nấm Magnaporthe grisea với giá trị EC50 = 199,41
μg/mL. Đây là loại nấm gây bệnh đạo ôn ở cây lúa, căn bệnh này diễn ra ở 85 quốc
gia trên toàn thế giới, mỗi năm người ta ước tính bệnh này đã tiêu diệt lượng lúa đủ
để nuôi hơn 60 triệu người [4].
Số lượng C
Ví dụ
Monoterpen
10
Sesquiterpen
15
Geraniol, limonen,
tecpineol
Farnesenes, farnesol
Diterpen
20
Cafestol, cembren
Sesterterpen
25
Geranylfarnesol
Triterpen
9
Mentol (18 ) có trong tinh dầu bạc hà, không những được đưa vào kẹo bánh,
kem đánh răng,…mà còn dùng làm thuốc chữa bệnh. Cis-terpin-1,8 (19) được
dùng làm thuốc ho ( long đàm, giảm tiết đàm ). Cineol-1,8 (20) được điều chế từ
cis-terpin-1,8 có ứng dụng sát trùng và trị ho.
18
19
20
1.2.3. Monoterpen khung iridoid và hoạt tính sinh học của chúng
Monoterpen khung iridoid là monoterpen dạng 2 vòng ghép bao gồm một
vòng cyclopentan và một dị vòng 6 cạnh chứa oxi. Chất điển hình cho khung này
là Iridomyrmecin (21).
21
Các Iridoid được khoa học chứng minh có khả năng loại bỏ các gốc tự do có
hại, kiểm soát lượng cholesterol, tăng cường năng lượng, bảo vệ tim mạch, tăng
cường hệ thống miễn dịch,giảm viêm nhiễm, chống đột biến tế bào, và giúp não bộ
hoạt động khỏe hơn. Các Iridoid được sinh ra từ thực vật như một cơ chế phòng vệ
chống nhiễm trùng và các mối đe dọa khác. Đây là nhóm chất được tìm thấy từ rất
nhiều loài thực vật dùng làm thuốc. Trong thiên nhiên nhóm chất này thường tồn
tại ở dạng iridoid glucoside.
Một số các chất iridoid glucoside có hoạt tính mạnh như: aucubin (22),
catalpol (23).
10
Chiết lỏng - lỏng (LLE) là quá trình chiết mà cả hai pha đều là chất lỏng không
trộn lẫn.Thông thường là một dung môi phân cực (nước) và một dung môi kém
phân cực hơn ( hữu cơ).
2.
Chiết lỏng- rắn: là việc hấp thụ các chất trong dung dịch vào bề mặt của các chất
hấp phụ, sau đó sử dụng các dung môi thích hợp hoặc nhiệt độ để giải hấp các chất
đó đưa vào thiết bị phân tích.
3.
Vi chiết pha rắn(SPE): Trong chiết pha rắn, việc lựa chọn vật liệu hấp phụ là quan
trọng để đạt được hiệu quả lôi kéo các hợp chất hữu cơ từ pha lỏng tốt nhất.
*Chất hấp thụ phân cực: Sử dụng các chất hấp thụ phân cực để tách các chất
phân tích hòa tan trong dung môi không phân cực. Chất hấp thụ phân cực phổ biến
nhất được dung trong SPE pha thường là silica (SiO 2), alumina (Al2O3). Magie
silicat (MgSiO3 hoặc Florisil) …
2.1.2. Các phương pháp tách, chiết khác
a.
Chiết với sự hỗ trợ của siêu âm
Trong quá trình chiết xuất, đôi khi sóng siêu âm cũng được sử dụng để tăng
hiệu quả chiết. Sóng siêu âm với tần số 20 KHz thường được sử dụng. Sóng siêu
âm có tác dụng làm tăng sự hòa tan của chất tan vào dung môi và tăng quá trình
khếch tán của chất tan. Sóng siêu âm cường độ cao cũng có thể phá vỡ cấu trúc tế
bào, thúc đẩy quá trình chiết. Chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm thường được sử
dụng trong chuẩn bị mẫu phân tích thay cho phương pháp ngâm lạnh hay chiết
Soxhlet cổ điển. Khi đó, người ta nhúng bình chiết vào một bể siêu âm có chứa
chất lỏng quá tới hạn. Chất lỏng này không giống với chất lỏng trạng thái thông
thường mà mang cả đặc tính của chat khí và chất lỏng nên có khả năng hòa tan các
chất đồng thời có độ nhớt thấp và khả năng khếch tán cao có thể dung để hòa tan
các chất và ứng dụng vào trong chiết xuất các chất dược liệu.
d.
Chiết dưới áp suất cao
Khả năng hòa tan của các chất trong dung môi phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
Vì vậy trong chiết xuất người ta thường tăng nhiệt độ để giảm lượng dung môi và
thời gian chiết. Tuy nhiên việc tăng nhiệt dộ để chiết có giới hạn của nó là nhiệt độ
sôi của dung môi. Khi hóa hơi dung môi không còn khả năng hòa tan các chất nữa.
Để khác phục điều này, người ta tiến hành chiết ở áp suất cao dựa vào nguyên tắc :
nhiệt độ sôi của chất lỏng tăng khi áp suất tăng. Khi tăng nhiệt độ lên 10 0C khả
13
năng hòa tan của dung môi lên gấp rưỡi. Trong quá trình chiết dưới áp suất, dung
môi chiết được đưa tới nhiệt độ và áp suất gần với vùng giới hạn.
2.2. Các phương pháp sắc ký phân lập chất
2.2.1. Sắc ký cột
Sắc ký cột là phương pháp sắc ký mà pha tĩnh được nhồi trong một cột hình
trụ hở 2 đầu hoặc được tráng trong long của một mao quản có đường kính rất hẹp.
Tùy theo tính chất và lượng chất lượng mẫu mà người ta chọn pha tĩnh phù hợp với
loại chất. Chất hấp phụ có thể là chất phân cực hoặc chất không phân cực. Pha tĩnh
được nhồi vào cột theo phương pháp nhồi khô hoặc nhồi ướt. Thông thường người
ta hòa tan hỗn hợp chất nghiên cứu vào một dung môi ( pha động) với lượng vừa
đủ rồi nạp lên cột theo cách phù hợp sao cho chất nghiên cứu lan thành một lớp
phẳng lên cột, sau đó tiến hành sắc ký.
động của các nhóm được phân ra thành loại dao động hóa trị và dao động biến
dạng , và 2 loại dao động này được phân thành nhiều kiểu dao động khác nhau.
- Dao động hóa trị là những dao động làm thay đổi chiều dài liên kết nhưng
không làm thay đổi góc liên kết của các nguyên tử trong phân tử, bao gồm
-
dao động hóa trị đối xứng và dao động bất hóa trị đối xứng.
Dao động biến dạng là những dao động làm thay đổi góc liên kết nhưng ko
làm thay đổi chiều dài liên kết của các nguyên tử trong phân tử, bao gồm
dao động biến dạng đối xứng và dao động biến dạng bất đối xứng.
Ngoài ra còn dao động dạng quạt, dạng du và dạng xoắn.
2.3.2. Phổ khối lượng (MS)
Phương pháp khối phổ lượng là một trong những phương pháp phân tích
quan trọng. phổ khối lượng cung cấp các thông tin về phân tích định tính, định
lượng các nguyên tố, thành phần và cấu trúc các hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Phương pháp phổ khối lượng khác với các phân tích phổ khác một cách cơ
bản. Nó không phụ thuộc vào độ hấp phụ của bức xạ điện từ mà khảo sát dựa trên
sự xảy ra khi phân tử bị bắn phá bởi chum electron mang năng lượng cao. Nếu một
electron mang năng lượng cac khoảng 10eV ( 1eV= 230,5 kcal/mol ) va chạm với
15
một phân tử chất hữu cơ, năng lượng sẽ làm cho sự va chạm đủ để bật ra một số
electron của phân tử.
Một số phương pháp khối phổ lượng:
Phổ EI-MS ( Electron Impact Ionization Mass Spectroscopy ) dựa vào sự
phân mảnh ion dưới tác dụng của chùm ion bắn phá năng lượng khác
2.3.3 .2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (13C-NMR)
16
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (13C-NMR) tương tự như phổ cộng hưởng
từ proton, cho phép xác định số lượng nguyên tử C trong một phân tử hợp chất hữu
cơ.
Phổ 13C (13C-NMR) có ý nghĩa rất quan trọng trong việc xác định cấu trúc
của các chất. Độ dịch chuyển hóa học nằm trong một vùng rộng hơn nhiều so với
phổ proton.
2.3.3.3. Một số phổ 2D- NMR
Phổ HSQC ( Heteronuclear Single Quantum Coherence) cho tín hiệu của C
với H liên kết trực tiếp.
Phổ HMBC ( Heteronuclear Multiple Bond Correlation) cho tín hiệu của C
với H gián tiếp qua 2 hoặc 3 liên kết.
Phổ 1H- 1H COSY ( 1H- 1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy): Phổ
1
H- 1H COSY biểu diễn các tương tác xa của H- H, chủ yếu là các proton đính với
các cacbon liền kề nhau. Nhờ phổ này mà các phần của phần tử được ghép nối lại
với nhau. Tín hiệu thu được trên phổ COSY có hình dạng dấu thập.
Phổ NOESY ( Nuclear Overhause Effect Spectroscopy): Phổ hai chiều 1H1
H COSY có hiệu ứng NOE được gọi là NOESY. Phổ này biểu diễn các tương tác
xa trong không gian của các proton không kể đến các liên kết mà chỉ tính đến
khoảng cách nhất định trong không gian ( khoảng .Dựa vào kết quả phổ này có thể
xác định cấu trúc không gian của phân tử. Tương tự như phổ COSY, khi có hai
Deng Yecheng, Yang Zhen, Yu Yanzhen và Bi Xiulian,(2008), Pest Manag
Sci vol 64:203–207
4.
Huang Li, Lan Li Jie, Wen Ni Chun, Lin Gu Wen, Xiang Li Chun, Yuan
Chinese J. Struct. Chem. Vol. 30, No. 9 1298~1304
5.
GS.TSKH Phan Tống Sơn, Bài giảng hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hà
Nội 2004
6.
Nguyễn Đình Triệu ,Các phương pháp vật lý hiện đại ứng dụng trong hóa
học, ĐHQGHN 2012
19
7.
Một số trang web tìm kiếm:
www.sciencedirect.com
www.wikipedia.com
www.google.com