ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA HỌC
+
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC CỦA LÁ ĐU ĐỦ ĐỰC ( CARICA PAPAYA (L))
BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC
SVTH
: BÙI THỊ THÙY DUNG
Lớp
: 14CHD
GVHD
: TS. TRẦN MẠNH LỤC
Đà Nẵng - 2018
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐHSP
-
Xác định thành phần hóa học trong cao tổng ethanol bằng phƣơng pháp GC –
MS.
-
Phân lập một số hợp chất trong cao tổng ethanol bằng phƣơng pháp sắc ký cột
và sắc ký bản mỏng.
-
Xác định thành phần hóa học trong các phân đoạn bằng phƣơng pháp GC – MS.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Trần Mạnh Lục
5. Ngày giao đề tài: 01/07/2017
6. Ngày hoàn thành: 20/04/2018
Chủ nhiệm khoa
Giáo viên hƣớng dẫn
PGS.TS Lê Tự Hải
TS. Trần Mạnh Lục
Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng 04 năm 2018
Kết quả điểm đánh giá:…….
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2018
GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐU ĐỦ ......................................................................... 4
1.2.
ĐẠI CƢƠNG VỀ CÂY ĐU ĐỦ ĐỰC............................................................... 4
1.2.1.
Tên gọi ......................................................................................................... 4
1.2.2.
Mô tả thực vật .............................................................................................. 4
1.2.3.
Phân bố ........................................................................................................ 5
1.3.
1.5.
THÀNH PHẦN HÓA HỌC ............................................................................ 5
NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY ĐU ĐỦ .............. 7
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 9
2.1.
NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU......... 9
2.1.1.
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .................................................................... 22
2.3.1.
Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm .................................................................. 22
2.3.2.
Ngâm dầm tạo tổng cao ethanol từ lá đu đủ đực ....................................... 24
2.3.3.
Chiết phân bố lỏng-lỏng bằng cao tổng ethanol ........................................ 24
2.3.4.
Phân lập phân đoạn bằng sắc ký bảng mỏng và sắc ký cột ....................... 24
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 28
3.1. KẾT QUẢ KHỐI LƢỢNG CAO CHIẾT THU ĐƢỢC BẰNG PHƢƠNG
PHÁP NGÂM CHIẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG-LỎNG ....................... 28
3.1.1.
Kết quả điều chế tổng cao ethanol bằng phƣơng pháp ngâm chiết. .......... 28
3.1.2.
Định tính thành phần nhóm chức cao chiết ethanol .................................. 29
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 54
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GC
: Gas Chromatography
MS
: Mass Spectrometry
STT
: Số thứ tự
TCCS
: Tiêu chuẩn cơ sở
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng
Trang
3.4.
Thành phần hóa học định danh đƣợc trong cao ethanol 80
36
3.5.
Thành phần hóa học định danh đƣợc trong phân đoạn LĐ.EIII.1
46
3.6.
Thành phần hóa học định danh đƣợc trong phân đoạn LĐ.EIII.3
49
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên hình
Trang
hình
1.1.
Phƣơng pháp chiết lỏng lỏng
12
2.5.
Bình triển khai dạng hình khối trụ có nắp đậy
16
2.6.
Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm
23
2.7
Bản mỏng silicagel 60F254
25
3.1.
Biểu đồ khối lƣợng cao qua 3 lần chiết
28
3.2.
chloroform, diclometan và etyl acetat (từ trái sang phải) soi
dƣới đèn UV bƣớc sóng 365 nm
3.7.
Kết quả chạy sắc ký bản mỏng với hệ dung môi chloroform
38
: diclometan theo các tỷ lệ 8:2; 6:4; 4:6; 2:8 (từ trái sang
phải) soi dƣới đèn UV bƣớc sóng 365 nm
3.8.
Cột sắc ký cao ethanol sau khi nhồi cột và nạp mẫu(1), bắt
38
đầu rửa giải(2), trong quá trình rửa giải(3,4)
3.9.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 1 đến 7
39
3.10.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 8 đến 29
39
41
254nm và 365nm
3.16.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 15 đến 40
42
3.17.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 41 đến 52
42
3.18.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 53 đến 77
42
3.19.
Sắc ký bản mỏng các bình số lẻ từ 78 đến 101
43
3.20.
Sắc ký đồ GC của phân đoạn LĐ.EIII.3
49
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Từ xa xƣa, con ngƣời đã biết sử dụng các nguyên liệu từ thiên nhiên để làm
thuốc chữa bệnh. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật hiện đại,
con ngƣời có thể tổng hợp đƣợc nhiều hoạt chất có cấu trúc và tác dụng tƣơng tự nhƣ
các thành phần có nguồn gốc thiên nhiên. Song, các loài thảo dƣợc hiện nay vẫn chiếm
một vị trí quan trọng trong việc điều trị các bệnh thông thƣờng nhiều ngƣời mắc phải,
cũng nhƣ các bệnh nan y mà Tây y chƣa chữa đƣợc.
Ở Việt Nam, sử dụng cây cỏ làm thuốc là một tập quán lâu đời. Với điều kiện
khí hậu của vùng nhiệt đới gió mùa, cây cỏ nƣớc ta rất phong phú và đa dạng (khoảng
12000 loài), trong đó có nhiều loài cây cỏ đƣợc sử dụng làm thuốc chữa bệnh (khoảng
4000 loài) đƣợc lƣu truyền sâu rộng trong nhân gian.
Một trong những dƣợc liệu quý chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều là cây Đu đủ đực
(Carica papaya). Loài Carica papaya ở Việt Nam còn gọi là Đu đủ.
Cây Đu đủ có thể sử dụng tất cả các bộ phận để làm thuốc và nhiều giá trị sử
dụng khác nhƣ: sử dụng quả Đu đủ làm thực phẩm, lá Đu đủ và hoa Đu đủ đƣợc sử
dụng làm thuốc trong y học, … Ngƣời dân Việt Nam đã dùng lá Đu đủ chữa bệnh ung
thƣ. Ở nƣớc ta, cao chiết với cồn từ lá Đu đủ đƣợc nghiên cứu trong một số mô hình
ung thƣ thực nghiệm và đƣợc chứng minh có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u
gây ra bởi tế bào ung thƣ Sarcoma TG-180 ở chuột nhắt trắng [3].
Gần đây, ngƣời dân địa phƣơng ở Quảng Nam-Đà Nẵng sử dụng hoa cây Đu đủ
-
Đóng góp thêm thông tin, tƣ liệu khoa học về loài Đu đủ, tạo cơ sở khoa học
ban đầu cho các nghiên cứu về sau.
3. Phƣơng pháp thực hiện nghiên cứu
3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tƣ liệu về nguồn nguyên liệu, thành
phần hóa học và ứng dụng của lá Đu đủ đực.
- Tổng hợp tài liệu về phƣơng pháp lấy mẫu, chiết tách, phân lập và xác định thành
phần hóa học các chất từ thực vật.
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm
-
Ngâm chiết chƣng ninh bằng dung môi ethanol 80.
-
Chiết lỏng - lỏng bằng các dung môi có độ phân cực khác nhau.
3
-
Phân lập cao ethanol 80 bằng phƣơng pháp sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng.
-
1.2. ĐẠI CƢƠNG VỀ CÂY ĐU ĐỦ ĐỰC
1.2.1. Tên gọi
Tên khoa học: Carica papaya
Tên thông thƣờng: Đu đủ đực hay Đu đủ
Theo phân loại thực vật [8]:
-
Giới: Plantae (Giới Thực vật)
-
Bộ: Brassicales (Bộ Cải hay Mù tạc)
-
Họ: Caricaceae (Họ Đu đủ)
-
Chi: Carica
-
Loài: C. Papaya
1.2.2. Mô tả thực vật
Hình 1.1. Tiêu bản cây Đu đủ
[8]
với sản lƣợng khoảng 200-350 nghìn tấn quả [5].
1.3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC
Các enzyme (enzymes): Nhựa chứa khá nhiều enzyme nhƣ papain, chymopapain,
papaya glutamine cyclotransferase, glutaminyl-peptide-cyclotransferase, chitinase,
papaya peptidase A và B, alpha-D_mannosidase và N-acetyl-beta-D-glucosaminidase.
Quả chứa beta-galactosidase I, II và III, và 1-amino cyclopropane-1-carboxylase
(ACC) oxidase, phenol-D-glucosyltransferase.
Carotenoid: Trong đu đủ chín có 19 carotenoid, chủ yếu là cryptoxanthin (48%),
beta carotene (30%) và cryptoflavin (13%),violaxanthin và zeaxanthin.
Alkaloid: Lá chứa carpinin carpain; ruột thân có pseudo carpain.
6
Monoterpenoid: Quả chứa 4-terpineol, linalool và linalool oxid.
Flavonoid: Chồi non chứa quercetin, myricetin và kaempferol.
Các khoáng chất và vitamin: calcium, sắt,magiê, phốt pho, kali, natri, kẽm,đồng,
mangan, thiamine (B1), beta caroten (tiền vitamin A), riboflavine(B2), niacin (B3),
pantothenic Acid (B5) ascorbic acid (C), vitamin E, riêngchồi còn có alpha tocopherol.
Glucosinolat: Trong hạt có benzyl isothiocyanate.
Dầu béo của hạt chứa 16,97% acid béo bão hòa (gồm 11,38% palmitic,5,25 %
stearic, 0,31% arachidic acid) và 78,63% acid béo chƣa bão hòa(76,5% oleic và 2,13%
linoleic)[3].
1.4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CÂY ĐU ĐỦ
1.4.1. Trong đời sống
Dƣỡng sinh với Đu đủ
Đu đủ chín có quanh năm và mùa nào dùng cũng tốt cho sức khoẻ. Vào mùa hè,
ăn Đu đủ có tác dụng thanh tâm, nhuận phế, giải nhiệt, giải độc. Vào thu đông, Đu đủ
giúp nhuận táo, ôn bổ tỳ vị, dƣỡng can, nhuận phế, chỉ khái, hoá đàm[14].
Làm đẹp với Đu đủ
Giúp nhuận tràng, tiêu tích trệ, lợi trung tiện, lợi tiểu
Trục giun
Trị di,mộng,hƣợt, tinh
Trị ho gà[17].
Hoa Đu đủ
Theo nghiên cứu y khoa đã chứng minh hoa Đu đủ đực có khả năng hỗ trợ điều
trị khối u và ngăn ngừa sự hình thành của một số chứng bệnh ung bƣớu
khác[16].
1.5. NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY ĐU ĐỦ
1.5.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây đu đủ trong nƣớc
Năm 1983, Nguyễn Tƣờng Vân và cộng sự đã chiết xuất và xác định đƣợc
alcaloid carpaine trong lá Đu đủ [6].
8
Năm 2015, Giang Thị Kim Liên và Đỗ Thị Lệ Uyên khảo sát thành phần hóa
học của hoa Đu đủ đực. Kết quả cho thấy sự có mặt của alcaloid, este, acid béo, một số
sterol trong hoa Đu đủ đực thu hái tại Đà Nẵng [2].
Năm 2017, Lê Thị Thanh Phƣơng đã phân lập đƣợc 2 hợp chất Kaempferol và
β-sitosterol glucoside từ phân đoạn chloroform trong hoa Đu đủ đực thu hái trên địa
bàn Quảng Nam - Đà Nẵng [4].
1.5.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây đu đủ ngoài nƣớc
Trên thế giới, năm 1965, Govindachari T.R., Nagarajan K. và Viswanathan N.
đã xác định đƣợc cấu trúc của carpaine và pseudocarpaine là alcaloid đƣợc phân lập từ
lá Đu đủ [12].
Năm 1979, Chung-Shih Tang đã phân lập đƣợc 2 alcaloid piperideine là
dehydrocarpaine I và dehydrocarpaine II từ lá Đu đủ [13].
Năm 2002, David S. và cộng sự đã xác định đƣợc glycoside là prunasin và
sambunigrin trong lá và thân Đu đủ [11].
1
Chloroform : Dichlomethane(0:10)
A
2
Chloroform : Dichlomethane(2:8)
B
3
Chloroform : Dichlomethane(4:6)
C
4
Chloroform : Dichlomethane(6:4)
D
5
Chloroform : Dichlomethane(8:2)
E
Hexane
Tinh khiết
TCCS
Trung Quốc
2
Ethyl acetate
Tinh khiết
TCCS
Trung Quốc
3
Ethanol 96%
Tinh khiết
TCCS
Trung Quốc
4
Dung dịch NaOH
Tinh khiết
TCCS
Trung Quốc
8
AgNO3
99,8%
TCCS
Trung Quốc
9
Dung dịch NH4OH
Tinh khiết
TCCS
Trung Quốc
10
Đèn UV bƣớc sóng 254 và 365 nm.
11
Hình 2.3. Đèn tử ngoại UV soi sắc ký bản mỏng
Máy sắc ký kết hợp khối phổ GC – MS.
-
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC
NGHIỆM
2.2.1. Phƣơng pháp ngâm dầm
Ngâm chất rắn (đã đƣợc nghiền nhỏ) vào dung môi thích hợp ở nhiệt độ và thời
gian xác định. Sau đó lọc lấy hẳn dung dịch rồi cô đuổi dung môi ở áp suất thấp. Có thể
lặp lại vài lần để cơ bản lấy hết hết lƣợng chất có khả năng hòa tan trong dung môi
đó[7].
2.2.2. Phƣơng pháp chiết lỏng-lỏng
a. Mục đích
Sau khi chƣng ninh 2kg nguyên liệu với dung môi ethanol 80 dung dịch thu
đƣợc đều chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ từ phân cực đến không phân cực vì thế rất
khó cô lập đƣợc riêng những hợp chất tinh khiết để thực hiện các khảo sát tiếp theo. Kỹ
thuật chiết lỏng – lỏng đƣợc áp dụng để phân chia dung dịch ethanol ban đầu thành
những phân đoạn có tính phân cực khác nhau.
b. Kỹ thuật chiết lỏng-lỏng
12
Ảnh hƣởng của quá trình chiết.
-
Vai trò của sự tạo phức.
-
Ảnh hƣởng của sự tạo thành hợp chất ít tan.
2.2.3. Phƣơng pháp sắc ký bản mỏng
13
Phƣơng pháp này đƣợc Izmailop và Schereiber đề nghị từ năm 1938, đƣợc Stan
phát triển, hoàn thiện năm 1955 và có ứng dụng rộng rãi.
a. Nguyên tắc
Phƣơng pháp sắc ký lớp mỏng đƣợc dùng để định tính, thử tinh khiết và đôi khi
để bán định lƣợng hoặc định lƣợng các hoạt chất thuốc. Sắc ký lớp mỏng là một kỹ
thuật tách các chất đƣợc tiến hành khi cho pha động di chuyển qua pha tĩnh trên đó đã
đặt hỗn hợp các chất cần phân tích, đƣợc trải thành lớp mỏng đồng nhất và đƣợc cố
định trên các phiến kính hoặc phiến kim loại. Pha động là một hệ dung môi đơn hoặc
đa thành phần đƣợc trộn với nhau theo tỷ lệ quy định trong từng chuyên luận. Trong
quá trình di chuyển qua lớp hấp phụ, các cấu tử trong hỗn hợp mẫu thử đƣợc di chuyển
trên lớp mỏng, theo hƣớng pha động, với những tốc độ khác nhau. Kết quả là ta thu
đƣợc một sắc ký đồ trên lớp mỏng. Cơ chế của sự chia tách có thể là cơ chế hấp phụ,
phân bố, trao đổi ion, sang lọc phân tử hay sự phối hợp đồng thời của nhiều cơ chế tùy
thuộc vào tính chất của chất làm pha tĩnh và dung môi làm pha động.
Đại lƣợng đặc trƣng cho mức độ di chuyển của chất phân tích là hệ số di chuyển
Rf đƣợc tính bằng tỷ lệ giữa khoảng dịch chuyển của chất thử và khoảng dịch chuyển
Tủ hút hơi độc.
-
Đèn tử ngoại.
-
Máy sấy.
-
Bản mỏng.
-
Micropipet nhiều cỡ từ 1ml đến 20ml hoặc các ống mao quản.
-
Bình triển khai bằng thủy tinh trong suốt, có nắp đậy kín.
c. Lựa chọn dung môi giải ly
Chọn dung môi triển khai phụ thuộc vào mẫu cần tách. Với mẫu chƣa biết thành
phần, chƣa có tài liệu tham khảo cần thử nghiệm với nhiều loại dung môi khác nhau, từ
loại không phân cực đến phân cực.
Cách xác định nhanh loại dung môi phù hợp với mẫu:
Chấm dung dịch mẫu thành nhiều chấm bằng nhau, đều nhau trên cùng một bản
mỏng, các vết chấm cách nhau 1 cm. Dùng những vi quản để đƣa các dung môi có độ
phân cực khác nhau, thấm nhẹ lên vết chấm mẫu, mỗi vết mẫu một loại dung môi khác