ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯƠNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGUYỄN HỮU CƯƠNG
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP
CHẤT TRONG CÂY LÁ GAN PELLIONIA
LATIFOLIA (BLUME) BOEL.(URTICACEAE)
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
THÁI NGUYÊN - 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯƠNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGUYỄN HỮU CƯƠNG
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP
CHẤT TRONG CÂY LÁ GAN PELLIONIA
LATIFOLIA (BLUME) BOEL.(URTICACEAE)
Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8.44.01.18
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. NGUYỄN VĂN TUYẾN
THÁI NGUYÊN - 2018
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................a
MỤC LỤC ......................................................................................................... b
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... d
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ.................................................e
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 3
1.1. Tổng quan về gan ........................................................................................
3
1.2. Cây lá gan.................................................................................................... 8
1.3. Tổng quan về các phương pháp phân tích phân lập hợp chất .....................
10
1.3.1. Phương pháp phân tích hợp chất bằng sắc ký lớp mỏng (TLC)...............
10
1.3.2. Phương pháp phân tích hợp chất sắc ký cột (CC)....................................
11
1.4. Tổng quan về các phương pháp phân tích xác định cấu trúc hợp chất ........
12
1.4.1. Phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất bằng phổ hồng ngoại (IR) ......
12
1.4.2. Phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất bằng Phổ khối lượng (MS) .....
13
1.4.3. Phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất bằng Phổ cộng hưởng
từ
hạt nhân (NMR) ............................................................................................... 14
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 15
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 15
2.1.1. Đối tượng .............................................................................................. 15
2.1.2. Hóa chất................................................................................................. 15
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
V
ết
Đ
ộ
P
1h
3ổ
CcP
1h
Hổ
- cD
o
d
o
M
ul
Si
n
T
ri
P
h
P
h
ổ
kP
h
M
ột
Hình 1.3.
Actiso ............................................................................................ 8
Hình 1.4.
Cây lá gan...................................................................................... 9
Hình 1.5.
Sản phẩm từ cây lá gan ................................................................. 9
Hình 1.6.
Cách tính giá trị Rf. ..................................................................... 10
Hình 1.7.
Các bước tiến hành sắc ký bản mỏng.......................................... 11
Hình 1.8.
Các bước tiến hành sắc ký cột (CC)............................................ 12
Hình 3.1.
Phổ 1H-NMR của hợp chất LGE.t01........................................... 22
Hình 3.2.
Hình 3.10. Phổ 13C NMR của LGEt.02 ....................................................... 28
Hình 3.11. Phổ DEPT của LGEt.02 .............................................................. 28
Hình 3.12. Cấu trúc hóa học của LGEt.02 .................................................... 29
e
Hình 3.13. Phổ 1H NMR của LGEt.14.......................................................... 31
Hình 3.14. Phổ13C NMR của LGEt.14.......................................................... 32
Hình 3.15. Phổ DEPT của LGEt.14 .............................................................. 33
Hình 3.16. Cấu trúc hóa học của LGEt.14 ................................................... 34
Hình 3.17. Phổ 1H-NMR của LGEt. 08 ........................................................ 36
Hình 3.18. Phổ 13C-NMR và phổ DEPT của LGEt.08 ................................. 37
Hình 3.19. Cấu trúc hóa học của LGEt.08 .................................................... 38
Hình 3.20. Phổ khối của hợp chất LGEt.06 .................................................. 39
Hình 3.21. Phổ 1H-NMR của hợp chất LGEt.06........................................... 40
Hình 3.22. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất LGEt.06................................... 40
SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ ngâm chiết cây lá gan - Pellionia latifolia (Blume) Boerl
....... 16
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn etyl axetat của cây lá gan Pellionia latifolia (Blume) Boerl................................................. 18
f
MỞ ĐẦU
Có nhiều nguyên nhân gây ra viêm gan, trong đó ba nguyên nhân chính
được công nhận, là viêm gan do virút, do nhiễm độc thuốc, hóa chất, thực
phẩm và do tự miễn. Viêm gan do virút là bệnh truyền nhiễm phổ biến khắp
toàn cầu, vì vậy là mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia trên thế giới,
thảo dược an toàn, hiệu quả trong phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh gan
mật cộng với nhu cầu cấp thiết về việc phải phát triển và khai thá c nguồn
cây thuốc vùng Tây Bắc một cách hiệu quả và bền vững. 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 phát triển
bền vững vùng Tây Bắc”.
Luận văn này sẽ phân tích và xác định cấu trúc một số hợp chất được
phân lập trong cây Lá gan, lần đầu tiên được nghiên cứu tại Việt Nam.
Mục tiêu nghiên cứu
1. Phân lập được một số hợp từ cây lá gan Pellionia latifolia (Blume)
Boerl. (Urticaceae)
2. Phân tích cấu trúc các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp
hóa lí hiện đại như: phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR, 13C NMR, DEPT;
phổ hồng ngoại IR; phổ khối lượng (EI-MS) và đo điểm nóng chảy Mp để
phân tích xác định cấu trúc một số hợp chất phân lập được trong cây Lá gan.
Nội dung nghiên cứu:
1. Thu thập mẫu lớn vỏ của cây lá gan - Pellionia latifolia (Blume) để
tiến hành nghiên cứu.
2. Nghiên cứu các phương pháp tách chiết, p hân lập một số hợp từ
cây lá gan.
3. Phân tích cấu trúc các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp
hóa lí hiện đại như: phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR; phổ
hồng ngoại IR; phổ khối lượng MS và đo điểm nóng chảy MP.
2
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về gan
Bệnh viêm gan Blà một dạng bệnh viêm gan do virus viêm gan siêu vi
B gây ra, truyền nhiễm theo đường máu và tình dục. Bệnh ảnh hưởng trực tiếp
tới gan và gây thiệt hại nặng nề cho các tế bào gan. Đây là một căn bệnh phổ
biến gây tử vong cao trên toàn thế giới. Vì Viêm gan B là bệnh rất dễ lây
nhiễm từ những người nhiễm bệnh viêm gan B sang cho người bệnh chưa
mắc bệnh. Viêm gan B thường tấn công những người có khả năng miễn dịch
kém dễ bị virus tấn công hoặc lây nhiễm sang những người có tiếp xúc với
người bệnh viêm gan B không được bảo vệ an toàn, như: người cao tuổi, phụ
nữ mang thai, trẻ em, nhân viên y tế, người nghiện hút ma túy, xăm mình, …
Người bệnh khi mắc bệnh viêm gan B trải qua hai giai đoạn bệnh đó là viêm
gan B cấp tính và viêm gan B mãn tính.
- Bệnh viêm gan C
Bệnh viêm gan C là một bệnh lây truyền từ người mang HCV sang cho
người lành theo 3 con đường: đường máu, đường tình dục và mẹ truyền cho
con qua nhau thai khi sinh. Tuy vậy, nguy cơ lây nhiễm theo đường tình dục
hiếm hơn bệnh viêm gan B. Hiện tượng mẹ truyền virus viêm gan C cho con
đã có ghi nhận nhưng tỷ lệ cũng thấp. Như vậy, nguy cơ lây nhiễm virus viêm
gan C chủ yếu theo đường máu (người nhận máu hoặc chế phẩm máu nhiễm
siêu vi C; dùng chung kim tiêm nhiễm siêu vi C; nhân viên y tế tiếp xúc với
bệnh phẩm có chứa HCV, một số nguyên nhân khác như châm cứu, bấm lỗ
tai, xăm mình mà các dụng cụ hành nghề không tuyệt đối vô khuẩn).
- Bệnh viêm gan mạn tính
Bệnh viêm gan mạn tínhlà một trong những hình thái bệnh lý thường gặp
ở gan do nhiều nguyên nhân gây ra với biểu hiện viêm và hoại tử ở gan kéo
dài ít nhất là 6 tháng. Viêm gan mạn thường là hậu quả của viêm gan cấp, tuy
nhiên ở nhiều trường hợp bệnh tiến triển âm thầm và chỉ thể hiện ở giai đoạn
mạn tính mà thôi. Tiến triển của viêm gan mạn có thể khỏi nhưng những
4
Bài thuốc này có tác dụng giải độc mát gan làm vượng chức năng của cơ
quan giải độc và loại trừ các độc tố. Bài thuốc được dùng vào giai đoạn đầu
của chứng mụn nhọt, nếu bệnh nhẹ thì tự nó sẽ tiêu đi, và nếu không tiêu
được thì nó cũng có tác dụng làm giảm độc tính..
Bài thuốc: Viêm gan vàng da (trong đó có viêm gan cấp mãn, viêm gan ứ
mất, viêm gan vàng da cấp). Thành phần bài thuốc: Bản lam căn 30g, Nhân
trần 30g, Thược dược 50g, Trạch lan30g, Uất kim12g, Đại hoàng 20g, Xa tiền
tử 15g
Bài thuốc: Tam niên vị linh thang gia vị.
Bài thuốc này giúp điều trị: sơ gan do mỡ.
Công thức: Sơn trà sống, chín mỗi thứ 120g, Mạch nha sao 21g, Thanh
bì, Trần bì mỗi thứ 9g, Khương hậu phác 12g, Trạch tả 15g, Quế chi non 9g,
Hương phụ sao dấm 15g, Cam thảo 6g.
Sắc uống, mỗi ngày 1 thang. Người có chứng đương cang xơ cứng động
mạch thì thêm Hà thủ ô 30g, người khí trệ trướng nặng thì thêm Lai phục tử
sống 30g.
Bài thuốc: ích can thang
Bài thuốc này giúp điều trị viêm gan
Công thức: Đảng sâm 12g, Bạch truật (sao) 10g, Thương truật (sao) 10g,
Hoắc hương 10g, Nhân trần 15 g, Đương quy 12g, Hương phụ 10g, Phật thủ
10g, Sơn trà 15g, Trạch lan 15g, Sinh mẫu lệ 15g, Vương bất lưu hành 12g.
Sắc uống, mỗi ngày 1 thang.
* Một số cây thuốc sử dụng điều trị gan ở trong nước
- CÂY MẠ MÂN Aganope balansae (Gagnep.). Fabaceae
Mạ mân là một cây thuốc lâu đời được người Tày, Nùng ở Lạng Sơn,
Cao Bằng và một số vùng thuộc vùng núi phía Bắc Việt nam sử dụng để chữa
các bệnh về gan, vàng da, lợi tiểu… nhưng phải đến những năm 80 của thế kỷ
Hình 1.3. Actiso
Cách dùng: Sử dụng Actisô dưới nhiều dạng, có thể dùng tươi hoặc khô
hâm uống hay nấu thành cao lỏng, cao mềm; còn có dạng chiết tươi bằng cồn
hoặc làm cồn thuốc. Hiện nay trên thị trường có nhiều chế phẩm của Actisô:
cao Actisô, trà Actisô, Cynaraphytol viên, thuốc ngọt Cynaraphytol, thuốc
nước đóng ống Actisamin v.v...
1.2. Cây lá gan
Tên khoa học: Pellionia latifolia (Blume) Boerl. (Urticaceae);
Tên thường dùng: cây lá gan
Nơi sống và thu hái: Cây lá gan đã được tìm thấy nhiều ở khu vực Tây
Bắc như Sơn La, Lào Cai.
Công dụng
Trong dân gian từ lâu người ta đã sử dụng cây lá gan như một loại cây
thuốc nam có tác dụng điều trị bệnh mà nhất là bệnh gan. Khi khoa học công
nghệ phát triển, các nhà khoa học cũng đã chỉ ra rằng cây lá gan là một cây
thuốc quý có tác dụng tốt cho gan.
Cây lá gan đã được tìm thấy nhiều ở khu vực Tây Bắc như Sơn La, Lào
Cai. Loài cây này được đồng bào dân tộc vùng cao coi là một cây thuốc quý
chữa bệnh gan truyền thống, đồng thời loại thảo dược này thuộc loại thân gỗ
nhỏ, người ta dùng thân để chữa trị, còn lá kết với một số loại khác dùng để
tắm. Cây lá gan được biết tới có tính qui hàn, khi sắc có vị đắng, có mùi hắc,
loại cây này được dùng để điều trị bệnh gan.
Hình 1.4. Cây lá gan
Nguyên liệu thực vật được thu vào tháng 4/2017 tại Yên Bái, được giám
định tên khoa học là Pellionia latifolia (Blume) Boerl. (Urticaceae) (PGS.TS.
Trần Văn Ơn, bộ môn Thực vật, trường đại học Dược Hà Nội).
(cách mép trên của bản mỏng 0,8 cm) và đánh dấu vị trí chấm chất (các vết
chấm cách nhau 0,5 cm và cách hai bờ bên của bản mỏng ít nhất 1 cm).
- Chấm chất phân tích lên bản mỏng: Dùng ống mao quản hoặc
micropipet chấm chất lên các vị trí đã đánh dấu. Các vết chấm phải nhỏ,
lượng chất phải đồng đều, không quá lớn dễ kéo vết hoặc chồng vết, cũng
không quá nhỏ khó hiện vết bằng thuốc thử.
-Triển khai sắc ký: Bình triển khai thường là bình thủy tinh, có nắp đậy
kín và đáy phải bằng. Lót giấy lọc xung quanh thành trong của bình. Pha hệ
dung môi với tỷ lệ thích hợp và vừa đủ, rót vào bình triển khai. Lắc rồi để
giấy lọc thấm đều dung môi. Đặt bản mỏng gần như thẳng đứng với bình triển
khai, các vết chấm phải ở trên bề mặt của lớp dung môi triển khai. Đậy kín
bình và để yên ở nhiệt độ không đổi. Khi dung môi chạy đến đường giới hạn,
lấy bản mỏng ra khỏi bình và sấy khô bản mỏng rồi hiện vết.
- Hiện vết trên bản mỏng: Có thể hiện vết bằng cách soi UV (bước sóng
254 và 365 nm) hoặc phun thuốc thử (thuốc thử dùng trong đồ án là Ce(SO4)2).
Hình 1.7. Các bước tiến hành sắc ký bản mỏng
Hiện nay, chủ yếu sử dụng bản mỏng tráng sẵn silica gel Merck 60 F254,
kích thước 20×20 cm, dày 0,2 mm.
1.3.2. Phương pháp phân tích hợp chất sắc ký cột (CC)
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.
Đơn vị trong phổ hồng ngoại là số sóng (cm-1). Sự hấp thụ có nhiều ý
nghĩa trong việc ứng dụng phổ hồng ngoại để phân tích câu trúc các hợp chất
hữu cơ là sự hấp thụ trong vùng 4000 - 660 cm-1
1.4.2. Phương pháp phân tích cấu trúc hợp chất bằng Phổ khối lượng (MS)
Phổ khối lượng dựa trên sự phân tách chất tương ứng khối lượng phân tử
và nguyên tử bằng cách sử dụng từ trường và điện trường để tác động lên các
hạt tích điện (ion) trong chân không. Phổ khối không xác định trực tiếp khối
lượng 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.
phổ proton (từ 0 ppm đến 240 ppm).
Phổ DEPT: Phổ này cho các tín hiệu phổ phân loại các bậc carbon khác
nhau. Trên phổ DEPT 135 không cho tín hiệu của carbon bậc 4, tín hiệu của
CH và CH3 nằm về một phía, còn tín hiệu của CH2 nằm về phía đối diện. Trên
phổ DEPT 90 chỉ có duy nhất tín hiệu phổ của CH. Kết hợp phổ 13C-NMR và
phổ DEPT sẽ cho ta biết chính xác số carbon bậc 1, 2, 3, 4.