ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGUYỄN THỊ QUYÊN
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG CÂY TRỨNG
QUỐC ( STIXIS SUAVEOLENROXB, PIERRE CAPPARACEAE)
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
THÁI NGUYÊN - 2018
a
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGUYỄN THỊ QUYÊN
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG CÂY TRỨNG
QUỐC( STIXIS SUAVEOLENROXB, PIERRE CAPPARACEAE)
Chuyên ngành:Hóa phân tích
Mã số:8440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS,TS. NGUYỄN VĂN TUYẾN
THÁI NGUYÊN – 2018
Em xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn
a
Nguyễn Thị Quyên
b
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... a
MỤC LỤC.............................................................................................................
c DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
................................................................... e
DANH MỤC HÌNH ẢNH
.....................................................................................f
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ...................................................................................
g
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................
h
DANH MỤC PHỤ LỤC........................................................................................ i
ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN..................................................................................2
1.1.Tổng quan về cây Trứng quốc..................................................................... 2
1.1.1. Khái quát chung....................................................................................... 2
1.1.2. Vài nét về thực vật họ Màn Màn (Capparaceae)..................................... 2
1.1.3. Khái quát về Chi Trứng Quốc – Stixis L................................................ 4
1.1.4. Giới thiệu về cây Trứng quốc - Stixis suaveolens (Roxb.) Pierre............6
1.2. Tổng quan các phương pháp phân tích để phân lập và xác định cấu trúc
KẾT LUẬN.........................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................43
PHỤ LỤC PHỔ...................................................................................................45
d
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Nghĩa
AAS
Phổ hấp thụ nguyên tử
F-AAS
Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa
GF-AAS
Phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit
ICP
Nguồn plasma cao tần cảm ứng
ICP-MS
e
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình ảnh cây Trứng quốc......................................................................6
Hình 1.2: Ảnh quả và hoa cây Trứng quốc............................................................7
Hình 1.3: Cách tính giá trị Rf.................................................................................9
Hình 1.4: Các bước tiến hành sắc ký bản mỏng..................................................10
Hình 1.5: Các bước tiến hành sắc ký cột (CC)....................................................12
Hình 2.1. Hình ảnh tiêu bản của cây Trứng quốc................................................15
Hình 3.1. Phổ 1H NMR của TCE4A....................................................................27
Hình 3.2. Phổ 13C NMR của TCE4A.................................................................. 28
Hình 3.3. Phổ DEPT của TCE4A........................................................................28
Hình 3.4. Phổ 1H-NMR của chất TCE3a.............................................................31
Hình 3.5. Phổ DEPT và 13C-NMR của chất TCE3a............................................32
Hình 3.6. Công thức hóa học của hợp chất Phytol..............................................32
Hình 3.7. Phổ 1H-NMR giãn rộng của TCE15a................................................. 34
Hình3.8. Phổ 13C-NMR giãn rộng của TCE15a.................................................35
Hình 3.9. Công thức hóa học của chất daucosterol............................................. 35
Hình3.10. Phổ 1H-NMR giãn rộng của TCE3b.................................................. 38
Hình 3 .11. Phổ 13C-NMR của chất TCE3b.........................................................39
Hình 3.12. Phổ 13C-NMR của chất TCE3b......................................................... 40
Hình 3.13. Phổ DEPT của chất TCE3b...............................................................40
Hình 3.14 . Phổ khối của chất TCE3b................................................................41
Hình 3.15. Công thức hóa học của hợp chất TCE3b...........................................41
f
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
PHỤ LỤC11. Phổ DEPT của TCE3A.................................................................55
PHỤ LỤC12. Phổ 1H NMR của TCE15A.......................................................... 56
PHỤ LỤC 13. Phổ 1H NMR của TCE15A......................................................... 57
PHỤ LỤC 14. Phổ 1H NMR của TCE15A......................................................... 58
PHỤ LỤC 15. Phổ 1H NMR của TCE15A......................................................... 59
PHỤ LỤC 16. Phổ 13C NMR của TCE15A........................................................ 60
PHỤ LỤC 17. Phổ 13C NMR của TCE15A........................................................ 61
PHỤ LỤC 18 Phổ 13C NMR của TCE15A......................................................... 62
PHỤ LỤC 19. Phổ 1H-NMR giãn rộng của TCE3b........................................... 64
PHỤ LỤC 20. Phổ 13C-NMR của chất TCE3b................................................... 65
PHỤ LỤC 21. Phổ 13C-NMR của chất TCE3b................................................... 66
PHỤ LỤC 22. Phổ DEPT của chất TCE3b......................................................... 67
PHỤ LỤC 23. Phổ khối của chất TCE3b...........................................................68
i
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất nước Việt Nam với nguồn tài nguyên dược liệu dồi dào, phong phú là
một thuận lợi trong việc nghiên cứu và điều chế ra những loại thuốc có nguồn gốc
tự nhiên để phục vụ cho nhu cầu chăm sóc sức khỏe con người.Với điều kiện khí
hậu nhiệt đới gió mùa, nước ta được xem là mảnh đất màu mỡ cho sự phát triển
của các chủng loại cây cỏ, trong đó không ít loại cây được sử dụng làm thuốc rất
hiệu quả. Có những loại dược liệu thảo mộc hết sức thông dụng trong dân gian
nhưng lại được các nhà khoa học chứng minh là có tác dụng trị liệu không thua
kém gì so với các loại thuốc tân dược hiện nay. Điển hình là cây Trứng quốc
được công nhận là có khả năng trị các bệnh về mắt, đau nhức xương, viêm dây
thần kinh tọa ngoài ra, cây này còn có tác dụng chữa ho, ho ra máu .Nằm trong
khuôn khổ của đề tài thuộc chương trình Khoa Học và Công Nghệ trọng điểm cấp
nhà nước giai đoạn 2013-2018 “Khoa Học và Công Nghệ phục vụ và phát triển
Chi:
Chi Stixis
Loài:
Loài S. Suaveolens
Tên khác: Tiết xích, Mang nam ho, Dây con gỗ (Thổ), Ban quả đằng,
Tôn nấm.
1.1.2. Vài nét về thực vật họ Màn Màn (Capparaceae)
Trên thế giới, họ Màn màn (Capparaceae Juss.) có khoảng 45 chi, 900 loài
phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, một phần ở ôn đới, chủ yếu
là vùng khô, nhất là Châu Phi. Ở Việt Nam, họ Màn Màn có 7 chi với khoảng
gần 60 loài. Đây là một họ có số lượng loài tuy không lớn nhưng về mặt phân
loại khá phức tạp và có ý nghĩa kinh tế về nhiều mặt như: phần lớn các loài
trong họ được sử dụng làm thuốc, làm thức ăn (rau ăn, lấy quả) cho người và
động vật, lấy gỗ, làm cảnh vì có hoa đẹp... Bên cạnh đó, họ Màn màn còn có giá
trị khoa học như được sử dụng nhiều trong nghiên cứu di truyền học, tế bào
học…
Bảng 1.1: Danh mục các loài có giá trị trong họ Màn màn ở Việt Nam
ST
T
Tên khoa học
Tên Việt Nam
LT
Capparis khuamak Gagnep.
Bạch hoa
X
4
Capparis micracantha DC.
Cáp gai nhỏ
X
X
CD
K
5
Capparis pyrifolia Lamk.
Cáp lá xá lị
X
6
Capparis
9
thorelii
var.
pranensis Gagnep.
10
Capparis
tonkinensis
Gagnep.
11
Capparis versicolor Griff.
Hồng trâu
X
12
Capparis zeylanica L.
X
17
Cleome viscosa L.
Màn màn vàng
18
Crateva magna (Lour.) DC.
19
20
21
Màn màn hoa
tím
X
X
X
X
X
X
X
X
Bún một buồng
X
Crateva unilocularis BuchHam.
22
Niebuhria siamensis Kurz
Chan chan
X
23
Stixis fasciculata Gagnep.
Dây tấm cám
X
24
Stixis scandens Lour.
Chi Trứng quốc là một chi nhỏ thuộc họ Màn màn. Các loài trong chi này
chủ yếu là cây bụi trườn hay leo, cành thường có lỗ vỏ. Lá đơn mọc cách, không
có lá kèm, nhẵn hay có lông, gân chính ở mặt trên thường nổi mụn nhỏ; cuống lá
thường dày ở đỉnh. Cụm hoa chùm ở nách lá hoặc chùm tập hợp thành chuỳ ở
nách lá và ở đỉnh. Đài gồm (5) 6 lá đài, xếp thành 2 vòng, hợp một phần ở gốc,
có lông. Không có cánh tràng. Cuống nhị nhụy ngắn. Nhị 15-50, các nhị ở ngoài
thường ngắn hơn các nhị ở phía trong. Cuống bầu thường dài bằng chỉ nhị. Bầu
nhẵn hay có lông; 3-4 ô, mỗi ô mang 4-10 noãn; vòi nhụy 1-4. Quả hạch, hình
bầu dục, vỏ quả thường có nhiều vết đốm, đỉnh quả thường có vòi nhụy tồn tại.
Hạt 1- 3, hình bầu dục.
Phân bố
Trên thế giới, chi này hiện biết 7 loài phân bố ở Châu Á gồm Ấn Độ,
Bhutan, Malaysia, Myanmar, Thái Lan, Trung quốc. Ở Việt Nam, chi này hiện
biết 3 loài và 1 phân loài, phân bố rải rác khắp cả nước, đặc biệt là ở vùng núi
Tây Bắc.
Phân loại
Bảng 1.2: Phân loại các loài trong chi Trứng quốc.
Loài
Phân bố
Sinh học và sinh
Giá trị sử dụng
thái
Stixis
Lai Châu, Sơn La, Hà Mùa hoa từ tháng Rễ trị ho, ho ra
sông Hoa
thơm
suối, ở độ cao thường
đến1500m.
được
bán ở chợ. Quả
có thể ăn được.
Stixis hookeri Các tỉnh miền Nam, còn Mùa hoa tháng 1.
Pierre
Trứng
– có ở Lào, Campuchia,
cuốc Ấn Độ.
rừng thưa, đồi, bãi
Ấn Độ
hoang.
Stixis
Lai Châu, Sơn La, Hà
fasciculata
núi, ở độ cao đến
1000m.
Stixis
Tuyên Quang, Quảng Mùa hoa từ tháng
scandens
Ninh,
Lour – Mắc
Quảng
nam ngoa
Kon Tum, Bình Thuận.
Còn
Hải
Dương, 12-6 (năm sau), dùng chữa đau
Trị, mùa quả từ tháng
có
Rễ, thân, lá được
ở
Cây bụi trườn hoặc leo. Cuống lá dài 1,5-3cm; phiến lá hình bầu dục, hình
thuôn, đôi khi hình trứng ngược, cỡ (10)15-28 (3,5)4-10cm, nhẵn; gốc lá nhọn
hay tròn, chóp lá nhọn có mũi dài 0,5-1,5cm; gân bên 7-12 cặp. Cụm hoa chùm
ở nách lá, hiếm khi tập hợp thành cụm hoa chùy, dài 15-25cm, có lông. Lá bắc
hình thuôn hoặc hình tam giác, dài 3-6mm, có lông. Đài hình bầu dục, hình
trứng ngược, cỡ 4-6 (9) 2-3mm, hợp một phần ở gốc, có lông. Cuống nhị nhụy
dài 2mm, nhẵn. Nhị (27-)40-50 (-80); chỉ nhị dài 4-6 (11)mm, có lông. Cuống
bầu dài 7 - 10mm, có lông. Bầu hình bầu dục, hình trứng, nhẵn; 3-4 ô, cỡ 1,7-2,5
1,5mm; vòi nhụy 3-4, dài 0,7-1mm. Quả hình bầu dục, chín có màu vàng, cỡ
3-5
2,5-4cm. Hạt hình bầu dục, dài 1,8 - 2cm.
Cây Trứng quốc thường mọc dại ở các trảng cây bụi, ven rừng, trong rừng
thứ sinh, dọc sông suối, ở độ cao đến 1500m. Mùa hoa từ tháng 4 - 5, mùa quả
từ tháng 8 -10.
Hình 1.2: Ảnh quả và hoa cây Trứng quốc
Phân bố
Cây Trứng quốc được phân bố rải rác ở các tỉnh trên cả nước: Lai Châu
(Phong Thổ), Sơn La (Mộc Châu), Hà Giang (Bắc Quang, Vị Xuyên), Tuyên
Quang (Chiêm Hóa), Bắc Kạn (Ba Bể, Na Rì), Vĩnh Phúc (Mê Linh), Bắc Ninh,
Hà Nội(Ba Vì), Hòa Bình (Lương Sơn), Ninh Bình (Cúc Phương), Đà Nẵng (Đà
Nẵng, Bà Nà), Quảng Nam (Nam Giang), Quảng Ngãi (Ba Tơ), Kon Tum (Đắk
Tô, Sa Thầy), Gia Lai (K’Bang), An Giang (TX. Châu Đốc). Ngoài ra, cây
Trứng Quốc còn được tìm thấy ở Ấn Độ, Bangladesh, Bhutan, Campuchia, Lào,
Myaanmar,Nepals, Thái Lan, Trung quốc.
Hoạt tính sinh học
Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước chưa có một báo cáo nghiên
cứu nào về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cây Trứng quốc.
ethyl axetate, n-buthanol.
Cách chiết có hai cách chiết: chiết ở nhiệt độ thường và chiết nóng.
Chiết ở nhiệt độ thường: Cách chiết thông thường là ngấm kiệt và ngâm
phân đoạn.
Chiết nóng: Nếu dung môi là các chất bay hơi thì áp dụng cách chiết liên
tục hoặc chiết hồi lưu, nếu dung môi là nước thì sắc đặc hoặc là hãm phân đoạn.
Để thu hồi dung môi, sử dụng máy cô quay chân không dưới áp suất giảm
cho hiệu suất cao.
1.2.2. Các phương pháp sắc ký
Phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC)
Sắc ký lớp mỏng là công cụ đắc lực trong nghiên cứu dược liệu vì đơn
giản, ít tốn thiết bị và dung môi mà lại đạt hiệu quả cao.
Sắc ký lớp mỏng là kỹ thuật tách các chất được tiến hành khi cho pha
động di chuyển qua pha tĩnh đã đặt sẵn hỗn hợp chất cần phân tích. Pha tĩnh là
chất hấp phụ được lựa chọn tùy theo yêu cầu phân tích, được trải mỏng đồng
nhất và được cố định trên các phiến kính hoặc kim loại. Pha động là một hệ
dung môi đơn hoặc đa thành phần được trộn với nhau theo tỷ lệ nhất định tùy
theo mục đích cụ thể. Trong quá trình di chuyển qua lớp hấp phụ, các cấu tử
trong hỗn hợp mẫu thử được di chuyển trên lớp mỏng theo hướng pha động, với
những tốc độ khác nhau. Kết quả, ta thu được một sắc ký đồ trên lớp mỏng.
Đại lượng đặc trưng cho mức độ di chuyển của chất phân tích là hệ số di
chuyển Rf được tính bằng tỷ lệ giữa khoảng dịch chuyển của chất thử và khoảng
dịch chuyển của dung môi (Hình 2.2). Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến giá trị Rf.
Hình 1.3: Cách tính giá trị Rf.
Sắc ký cột là một dạng của sắc ký bản mỏng. Trong sắc ký cột, chất hấp
phụ pha tĩnh được nhồi trong các ống hình trụ gọi là “cột”. Nhờ vậy mà có thể
triển khai nhiều hệ dung môi khác nhau từ phân cực yếu đến mạnh.
Giống như sắc ký lớp mỏng, phương pháp này cũng dựa vào độ phân cực
của các chất, những chất có ái lực lớn hơn đối với chất hấp phụ sẽ ra khỏi cột
chậm hơn và những chất có ái lực yếu hơn sẽ ra khỏi cột nhanh hơn trong quá
trình sắc ký. Sự tách trong cột xảy ra chủ yếu theo cơ chế hấp phụ hoặc phân bố
tùy theo tính chất của chất được sử dụng làm cột.
Kỹ thuật sắc ký cột (Hình 2.3):
Chuẩn bị chất hấp phụ và cột: Silicagel phải được hoạt hóa ở 120°C
trong 4 giờ trước khi đưa lên cột. Cột sắc ký phải là một khối đồng nhất, phải
thật khô và lắp thẳng đứng trên một giá cố định vững chắc.
Nhồi cột: Chất hấp phụ phải được phân tán đồng đều trong cột. Có 2
cách nhồi cột: nhồi khô và nhồi ướt với dung môi. Sau khi đưa chất hấp phụ lên
cột, rót dung môi vào cột và để chạy liên tục một thời gian để ổn định cột và
không được để khô dung môi trong cột.
Đưa chất cần phân tách lên cột: Phải đưa chất lên cột sao cho chất phân
tán thành một lớp mỏng đồng đều trên mặt cột bằng phẳng. Có nhiều cách đưa
chất lên cột: phương pháp dùng đĩa giấy, cho thẳng dung dịch chất cần phân tách
lên cột, trộn chất cần phân tách với một lượng chất hấp phụ…
Rửa cột: Tùy theo chất hấp phụ dùng và yêu cầu tốc độ chảy của cột mà
áp dụng cách rửa cột bằng áp suất thường hoặc áp xuất nén. Hứng dịch chảy ra ở
đáy cột theo phân đoạn, theo thời gian hoặc bằng ống nghiệm cùng thể tích.
Hình 1.5: Các bước tiến hành sắc ký cột (CC)
của ion mà xác định tỉ lệ giữa khối lượng (m) và điện tích (z) của ion (m/z). Ở
các phân tử nhỏ, điện tích của ion thường là 1 nên giá trị m/z của phổ khối liên
quan trực tiếp tới khối lượng của ion. Dưới những điều kiện nhất định, phân tử
các chất bị mất đi electron tạo nên ion phân tử (hay còn gọi la ion mẹ) M +. Ion
mẹ này có thể tiếp tục “vỡ” ra thành các mảnh nhỏ hơn là các ion con và các
mảnh trung hòa. Vì khối lượng của các electron rất nhỏ có thể bỏ qua, nên khối
lượng của M+ chính là khối lượng của phân tử.
Trong cùng một điều kiện ion hóa, sự phân mảnh tạo thành các ion con từ
ion mẹ sẽ tuân theo những quy định nhất định. Các chất có cấu trúc tương tự
nhau sẽ tạo ra những phân mảnh giống nhau. Từ khối lượng phân tử và các
mảnh của phân tử, cùng với các phương pháp phổ khác người ta có thể xác định
được cấu trúc của một chất chưa biết. So sánh phổ khối của một chất với phổ
khối của một chất đã biết có thể giúp định danh chất đó dễ dàng và chính xác.
Trong kỹ thuật này, các phân tử hợp chất bị bắn phá bởi chùm electron
năng lượng cao, biến các phân tử thành ion. Sau đó, các ion này được tăng tốc
trong một điện trường. Tiếp theo, các ion tăng tốc được phân tách tương ứng với
tỉ lệ khối lượng/điện tích (m/z –số khối) trong một từ trường hay điện trường.
Mỗi ion có một tỉ lệ m/z nhất định và được phát hiện bởi một thiết bị đo số
lượng ion đập vào nó. Mỗi số khối của mỗi mảnh ion bị bắn phá sẽ cho một pic
tương ứng trên phổ đồ.
Phân tích cấu trúc hợp chất bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân viết tắt là NMR (Nuclear Magnetic Resonance
), là một phương pháp phân tích hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong hóa học.