ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC
MỘT SỐ HỢP CHẤT CHÍNH TỪ CÂY CÀ
ĐỘC DƯỢC (DATURA METEL)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thái Nguyên - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC
MỘT SỐ HỢP CHẤT CHÍNH TỪ CÂY CÀ
ĐỘC DƯỢC (DATURA METEL)
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ MAI

Thái Nguyên - 2017


MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 3
1.1. Giới thiệu chi Datura .................................................................................. 3
1.2. Nghiên cứu hóa học chi Datura.................................................................. 3
1.3. Giới thiệu cây cà độc dược (Datura metel) ................................................ 9
1.3.1. Đặc điểm thực vật ................................................................................... 9
1.3.2. Công dụng theo kinh nghiệm dân gian ................................................... 9
1.4. Tổng quan về các phương pháp chiết mẫu thực vật................................. 10
1.4.1. Chọn dung môi chiết ............................................................................. 10
1.4.2. Quá trình chiết ....................................................................................... 12
1.5. Các phương pháp sắc ký trong phân lập các hợp chất hữu cơ. ................ 13
1.5.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký. ............................................ 13
1.5.2. Cơ sở của phương pháp sắc ký. ............................................................ 14
1.5.3. Phân loại phương pháp sắc ký. ............................................................. 14
1.6. Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ ..... 19
1.6.1. Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS). ........................................... 19
1.6.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance ................ 19
Spectroscopy NMR). ....................................................................................... 19
Chương 2: THỰC NGHIỆM........................................................................ 22
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 22
2.2. Các phương pháp nghiên cứu................................................................... 22

b


2.2.1. Phương pháp xử lý và chiết mẫu ........................................................... 22
2.2.2. Phương pháp phân tích, phân tách các phân đoa ̣n và phân lập các chất..... 22
2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được ................ 23
2.3. Thực nghiệm ............................................................................................ 23
2.3.1. Xử lý mẫu dược liệu và chiết tách các hợp chất ................................... 23

H-NMR

13

C-NMR

DEPT

ESI-MS

HMBC

HSQC

Nhóm metyl
Phổ khối lượng

Mass Spectroscopy
Proton Magnenic Rosonance
Spectrocopy

Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Resonance Spectroscopy
Distortionless Enhancement by
Polarisation Transfer

cacbon 13
Phổ DEPT

Electronspray Ionization Mas Phổ khối ion hóa phun mù

High Performance
Chromatography

Nồng độ ức chế tối thiểu 50%

Liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao

d


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Dữ kiện phổ NMR của DM1 và chất tham khảo ............................ 32
Bảng 3.2. Dữ kiện phổ NMR của DM2 và chất tham khảo ............................ 38
Bảng 3.3. Dữ kiện phổ NMR của DM3 và chất tham khảo ............................ 42
Bảng 3.4. Kết quả đo phổ HPLC của mẫu DM1 ............................................ 47
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phương sai ........................................................ 48
Bảng 3.6. Tổng hợp mẫu phân tích ................................................................. 49

e


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây cà độc dược (Datura metel) ....................................................... 9
Hình 2.1. Sơ đồ phân lập các chất từ loài Datura metel ................................. 24
Hình 3.1. Phổ MS của hợp chất DM1 ............................................................. 28
Hình 3.2. Phổ 1H –NMR của hợp chất DM1 .................................................. 29
Hình 3.3. Phổ 13C –NMR của hợp chất DM1 ................................................. 30
Hình 3.4. Phổ HMQC hợp chất của DM1....................................................... 30
Hình 3.5. Phổ HMBC của hợp chất DM1 ....................................................... 31
Hình 3.6. Cấu trúc hóa học của hợp chất DM1............................................... 33

Hình 3.5. Phổ HMBC của hợp chất DM1 ......................................................... 5
PHỤ LỤC 2: CÁC HÌNH ẢNH PHỔ CỦA HỢP CHẤT DM2 ................. 6
Hình 3.7. Phổ MS của hợp chất DM2 ............................................................... 6
Hình 3.8. Phổ 1H –NMR của hợp chất DM2 .................................................... 7
Hình 3.9. Phổ 13C –NMR của hợp chất DM2 ................................................... 8
Hình 3.10. Phổ DEP của hợp chất DM2 ........................................................... 9
Hình 3.11. Phổ HMQC của hợp chất DM2..................................................... 10
Hình 3.12. Phổ HMBC của hợp chất DM2 ..................................................... 11
PHỤ LỤC 3: CÁC HÌNH ẢNH PHỔ CỦA HỢP CHẤT DM3 ................ 12
Hình 3.14. Phổ MS của hợp chất DM3 ........................................................... 12
Hình 3.15. Phổ 1H –NMR của hợp chất DM3 ................................................ 13
Hình 3.16. Phổ 13C –NMR của hợp chất DM3 ............................................... 14
Hình 3.17. Phổ HMBC của hợp chất DM3 ..................................................... 15
Hình 3.20. Phổ UV của hợp chất DM1 ........................................................... 16
Hình 3.21. Sắc ký đồ của hợp chất DM1(CDM9) .......................................... 17
Hình 3.22. Sắc ký đồ của hợp chất DM1 ở nồng độ 0,053125 mg/mL .......... 18
Hình 3.23. Sắc ký đồ của hợp chất DM1 ở nồng độ 0,10625 mg/mL ............ 19
Hình 3.24. Sắc ký đồ của hợp chất DM1 ở nồng độ 0,2125 mg/mL .............. 20
Hình 3.25. Đường chuẩn của hợp chất DM1 .................................................. 21
Hình 3.26. Sắc ký đồ của hợp chất DM1 trong cặn chiết tổng ....................... 22

g


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước có vị trí địa lý và khí hậu nhiệt đới gió mùa rất
thuận lợi cho hệ thực vật phát triển. Điều này giải thích vì sao nước ta có thực
vật rất đa dạng và phong phú, với khoảng 12000 loài thực, trong đó có khoảng
4000 loài được nhân dân ta dùng làm thảo dược. Ngoài sự phong phú về
chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam còn có giá trị ở chỗ chúng được sử

4. Định lượng 01 chất bằng HPLC.

2


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chi Datura
Chi Datura là chi trong họ Cà (Solananceae). Trên thế giới chi Datura
có khoảng năm loài là Datura. inoxia, D. metel, D. stramonium, D. wrightii
và D. alba, ở Viêṭ Nam, theo tác giả Võ Văn Chi mới tìm thấy bốn loài là D.
inoxia, D. metel, D. stramonium, D. suaveolens [1]; Theo tác giả Phạm Hoàng
Hộ, chi Datura có ba loài: D. Inoxia, D. metel và D. suaveolens [2].
1.2. Nghiên cứu hóa học chi Datura
Trong cuốn sách “ Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, tác giả Đỗ
Tất Lợi chỉ mô tả một loài D. metel (cà độc dược) trong chi Datura. Loài này
có tác dụng khử phong thấp, chữa hen xuyễn, nước sắc dùng để rửa những nơi
da tê dại, chữa hàn thấp, chữa ho hen, say sóng hoặc nôn mửa khi đi máy bay.
Có thể dùng bột lá hay bột hoa, hoặc dùng lá hay hoa phơi khô, thái nhỏ để
hút như thuốc lá. Trong lá, hoa, hạt và rễ loài này chứa các alcanoit tropan là:
scopolamine (hyoscine) (1), atropine (2) và hyoscyamine (3) [3].

Các bộ phận lá, rễ, vỏ thân, cành, quả của các loài trong chi Datura là
các vị thuốc quí trong dân gian. Lá cà độc dược (D. metel L.) đã được sử dụng
ở Ấn Độ và châu Phi để điều trị các rối loạn hô hấp và bệnh hen suyễn [4].
Hoa của loài D. metel L. được dùng làm thuốc gây mê, điều trị các chứng ho,
hen suyễn và co giật [5]. Ở Trung Quốc, hoa của loài này có tác dụng rõ ràng
trong điều trị lâm sàng bệnh vẩy nến. Bên cạnh đó, nhiều tác dụng dược lý
bao gồm chống viêm, chống kích động của da và chống sốc phản vệ cũng
được các nhà khoa học Trung Quốc thông báo [6]. Từ dịch chiết 50% etanol


11

Cũng từ là loài D. metel L. tám hợp chất daturamalakoside A (12),
daturamalakoside B (13), daturamalakin A (14), daturamalakin B (15),
phenowithanolide (16), daturametelin B (17), withametelin (18) và
daturametelin A (19) được phân lập, kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào cho
thấy hợp chất 13 có hoạt tính độc tế bào với dòng tế bào ung thư phổi (A549)
và đại trực tràng (DLD-1) với giá trị IC50 lần lượt là 7 µM và 2,0 µM. Các

4


hợp chất 17 và 18 có hoạt tính độc tế bào mạnh hơn với dòng tế bào ung thư
đại trực tràng (DLD-1) với giá trị IC50 lần lượt là 0,6 µM và 0,7 µM [9].

Tiếp tục nghiên cứu thành phần hóa học từ lá loài D. metel L. năm hợp
chất khung steroidal lactone được phân lập dmetelin A (20), dmetelin B (21),
dmetelin C (22), dmetelin D (23) và 7α,27-dihydroxy-1-oxowitha-2,5,24trienolide (24). Các hợp chất được thử nghiệm kháng viêm, kết quả cho thấy
hợp chất 20, 23, 24 thể hiện hoạt tính kháng viêm với giá trị IC50 lần lượt là:
17,8 µM, 11,6 µM và 14,9 µM [10].

20

22

21

R1= α OH R2 =


3-tigloyloxy-6-isobutyryloxy-7-

hydroxytropane (31), 3-tropoyloxy-6-isobutyryloxytropane (32),
3β-tropoyloxy-6β-isovaleroyloxytropane (33) [11].

Trong một bài nghiên cứu về tác dụng dược lý và tính độc của loài D.
stramonium nhóm tác giả Bhakta Prasad Gaire, Lalita Subedi đã thông báo có
13 hợp chất được phân lập từ loài này: scopolamine (hyoscine) (1), atropine

6


(2), hyoscyamine (3), scopolin (34), atropamin (35), sitosterol (36), sophorose
(37), cuscohygrine (38), esculetin (39), chlorgenic acid (40), ferunic acid (41),
menteloidin (42) và apoatropin (43). Những tác dụng dược lý đáng chú ý của
loài D. stramonium là điều trị bệnh hen suyễn, chống động kinh, kháng
khuẩn, kháng nấm và chống ung thư tế bào biểu mô [12].

34

35

36

37

38

39


49

50

8


1.3. Giới thiệu cây cà độc dược (Datura metel)
1.3.1. Đặc điểm thực vật
Tên khoa học: Datura metel
Tên tiếng Việt: cà độc dược
Chi: Datura
Họ: Cà (Solananceae)
Mô tả :
Cây thân thảo cao đến 2m, sống
hàng năm, phần gốc của thân hóa
gỗ. Thân và cành non màu xanh lục
hay tím, có nhiều lông tơ ngắn. Lá
đơn , mọc so le, phiến lá nguyên,
hình trứng nhọn, gốc phiến lá
không đều. Hoa to mọc đứng,
thường đơn độc, phía trên cánh có
5 răng, cánh hoa màu trắng, dính
Hình 1.1. Cây cà độc dược
(Datura metel)

liền với nhau thành hình phễu.

1.3.2. Công dụng theo kinh nghiệm dân gian
Trong y học cổ truyền Trung Hoa, nó là một trong 50 vị thuốc cơ bản,

với chất nghiên cứu), không dễ bốc cháy, không độc.
Nếu dung môi có lẫn các tạp chất thì có thể ảnh hưởng đến hiệu quả và
chất lượng của quá trình chiết. Vì vậy những dung môi này nên được chưng cất
để thu được dạng sạch trước khi sử dụng. Thường có một số chất dẻo lẫn trong
dung môi như các diankyl phtalat, tri-n-butyl-axetylcitrar và tributylphosphat.
Những chất này có thể lẫn với dung môi trong quá trình sản xuất hoặc trong
khâu bảo quản như trong các thùng chứa hoặc các nút đậy bằng nhựa.
Methanol và chlorofrom thường chứa dioctylphtalat [di-(2-etylhexyl)phtalat hoặc bis-2-etylhexyl-phtalat]. Chất này sẽ làm sai lệch kết quả phân
lập trong các quá trình nghiên cứu hoá thực vật, thể hiện hoạt tính trong thử
nghiệm sinh học và có thể làm bẩn dịch chiết của cây. Chlrofrom, metylen

10


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, củ, quả, hoa…
Những tạp chất của chlorofrom như CH2Cl2, CH2ClBr có thể phản ứng
với một vài hợp chất như các ancaloit tạo muối bậc 4 và những sản phẩm khác.
Tương tự như vậy, sự có mặt của lượng nhỏ axit clohiđric (HCl) cũng có thể
gây ra sự phân huỷ, sự khử nước hay sự đồng phân hoá với các hợp chất khác.
Chlorofrom có thể gây tổn thương cho gan và thận nên khi làm việc với chất
này cần được thao tác khéo léo, cẩn thận ở nơi thoáng mát và phải đeo mặt nạ
phòng độc. Metylen clorit ít độc hơn và dễ bay hơi hơn chlorofrom.
Methanol và ethanol 80% là những dung môi phân cực hơn các
hiđrocacbon 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
hoà tan phần lớn các chất chuyển hoá phân cực cùng với các hợp chất phân
cực trung bình và thấp. Vì vậy, khi chiết bằng ancol thì các chất này cũng bị

- Chiết ngâm.
- Chiết sử dụng một loại thiết bị là bình chiết Xoclet.
- Chiết sắc với dung môi nước.
- Chiết lôi cuốn theo hơi nước.
Chiết ngâm là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi
nhất trong quá trình chiết thực vật bởi nó không đòi hỏi nhiều công sức và
thời gian. Thiết bị sử dụng là một bình thuỷ tinh với một cái khoá ở dưới đáy
để điều chỉnh tốc độ chảy thích hợp cho quá trình tách rửa dung môi. Dung
môi có thể nóng hoặc lạnh nhưng nóng sẽ đạt hiệu quả chiết cao hơn. Trước
đây, máy chiết ngâm đòi hỏi phải làm bằng kim loại nhưng hiện nay có thể
dùng bình thuỷ tinh.
Thông thường 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 mới được lấy ra. Thông thường quá trình chiết một mẫu chỉ thực hiện
qua 3 lần dung môi vì khi đó cặn chiết sẽ không còn chứa những chất giá trị nữa.
Sự kết thúc quá trình chiết được xác định bằng một vài cách khác nhau.

12


Ví dụ:
- Khi chiết các ancaloid, ta có thể kiểm tra sự xuất hiện của hợp chất
này bằng sự tạo thành kết tủa với những tác nhân đặc trưng như tác nhân
Đragendroff và tác nhân Maye.
- Các flavonoid thường là những hợp chất màu. Vì vậy, khi dịch
chiết chảy ra mà không có màu sẽ đánh dấu sự rửa hết những chất này
trong cặn chiết.
- 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.

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 ký so với các chất tương tác yếu hơn với pha này. Nhờ đặc điểm
này mà người ta có thể tách các chất qua quá trình sắc ký.
1.5.2. Cơ sở của phương pháp sắc ký.
Phương pháp sắc ký 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 mô tả sự phụ
thuộc của lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh với nộng độ của dung dịch (hoặc
với chất khí là áp suất riêng phần) gọi là định luật hấp phụ đơn phân tử đẳng
nhiệt Langmuir:
n=
n : Lượng chất bị hấp phụ lên pha tĩnh lúc đạt cân bằng.
n  : Lượng cực đại của chất có thể bị hấp phụ lên một chất hấp phụ

nào đó.
b: Hằng số.
C: Nồng độ của chất bị hấp phụ.
1.5.3. Phân loại phương pháp sắc ký.
Trong phương pháp sắc ký:
- Pha động là các chất ở trạng thái khí hay lỏng.
- Pha tĩnh có thể là các chất ở trạng thái lỏng hoặc rắn.
 Theo bản chất của hai pha sử dụng
14


- Pha tĩnh: Có thể là chất rắn hoặc chất lỏng
+ Pha tĩnh là chất rắn: Thường là alumin hoặc silicagel đã được xử lý,
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

- Sắc ký ái lực (arrinicy chromatography)
+ Sắc ký 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 ký lỏng cao áp
+ Kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp là một dạng mở rộng của kỹ thuật sắc ký
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 tuơng 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 ký theo cấu hình (chromatography configuration)
- Sắc ký giấy và sắc ký lớp mỏng (paper thin – layer chromatography).
Trong sắc ký giấy:
+ Pha tĩnh: một tờ giấy bằng cellulos
+ Pha động: là chất lỏng
Trong sắc ký lớp mỏng:
+ Chất hấp phụ thông dụng trong sắc ký lớp mỏng là silica gel, là loại
pha tĩnh với tính chất rất phân cực
+ Pha động: luôn luôn là chất lỏng
- Sắc ký cột hở cổ điển (classical open column chromatography)
+ Sắc ký cột hở cổ điển là tên gọi để chỉ loại sắc ký sử dụng một ống
hình trụ, được đặt dựng đứng, với đầu trên hở và đầu dưới có gắn một khóa.

16