Khảo sát thành phần hóa học và hoặt tính chống õi hóa của cao hẽan lá bình bát dây coccinia grandí (l ) j voigt họ cucurbitaceae

Các nhà khoa học đã quan tâm nhiều đến việc tạo ra các sản phẩm từ thiên nhiên có ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như: y học, dược học, sinh học và nông nghiệp,…Bên cạnh đó các nhà hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

KHOA HÓA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC

ĐỀ TÀI:

CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ

Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Tiến Dũng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Dân An

Tp.HCM, tháng 5- 2013

L ỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tiến Dũng đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt trong quá trình làm khóa luận này

Em cũng gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Mai Đình Trị, phòng các chất có hoạt tính sinh học đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến giúp em hoàn thành tốt khóa luận này

Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Hóa học, trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu giúp em có những kiến thức như một hành trang giúp ích cho việc hoàn thành khóa luận này

Em cũng gởi lời cảm ơn đến các anh chị và các bạn làm đề tài tại phòng các hợp chất

có hoạt tính sinh học đặc biệt là các bạn trong lớp cùng làm khóa luận này đã luôn giúp đỡ nhau và góp ý cho em trong suốt quá trình làm khóa luận này

Con gởi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ, và anh chị đã luôn động viên, hỗ trợ con không những về mặt tinh thần mà lẫn vật chất để con yên tâm hoàn thành tốt khóa

luận tốt nghiệp

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013

Nguyễn Thị Dân An

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ 6

DANH MỤC PHỤ LỤC 7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 8

LỜI MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11

1.1 Giới thiệu về bình bát dây[1,4] 11

1.1.1 Đặc điểm thực vật 11

1.1.2 Phân bố sinh thái[1,4] 13

1.2 Tác dụng dược lý 13

1.2.1 Theo y học cổ truyền [1] 13

1.2.2 Theo y học hiện đại [16] 14

1.3 Thành phần hóa học của bình bát dây[8] 17

1.4 Hoạt tính chống oxi hóa [3,9,15] 21

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 23

2.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ 23

2.1.1 Hóa chất 23

2.1.2 Thiết bị và dụng cụ 23

2.2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Nguyên liệu 24

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.2.1 Phương pháp phân lập các chất 24

2.2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất hóa học 24

2.2.2.3 Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH[3,9.15] 25

2.3 Thực nghiệm 26

2.3.1 Điều chế cao ethanol 26

2.3.2 Cô lập và tinh chế các hợp chất 27

2.3.3 Sơ đồ phân lâp hợp chất 30

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Hợp chất BBH7 Error! Bookmark not defined 3.2 Hoạt tính chống oxi hóa Error! Bookmark not defined CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35

4.1 Kết luận 35

4.2 Kiến nghị 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

PHỤ LỤC 39

DANH M ỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ

Bảng 2.1: Kết quả sắc kí cột cao Hexan

Bảng 2.2: Kết quả SKC trên phân đoạn H5

Bảng 3.1: Bảng so sánh số liệu phổ 1H NMR và 13C NMR của DFA V với phổ 1H NMR và 13C NMR của cycloartanol

Bảng 3.2: Kết quả thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH các cao chiết Bình bát dây

Sơ đồ 1: Quy trình chiết

Sơ đồ 2: Quy trình phân lập các hợp chất

DANH M ỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl3

Phụ lục 2: Phổ 13C-NMR của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl3

Phụ lục 3: Phổ DEPT của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl3

Phụ lục 4: Phổ HSQC của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl3

Phụ lục 5: Phổ HMBC của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl3

DANH M ỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt

1H-NMR Hydro (1) Nuclear Magnetic

Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon (1)

DEPT Distortionless Enhancement by

δ Chemical shift Độ chuyển dịch hóa học

Ppm Part per million Phần triệu

Mp Melting point Điểm nóng chảy

Dd Double of doublet Mũi đôi đôi

J Coupling constant Hằng số ghép spin

(M)Hz (Mega) Hertz

G Gram

L ỜI MỞ ĐẦU

Từ lâu, chúng ta có nguồn thực vật đa dạng và phong phú trong đó có nhiều loài thực

vật có ích như đậu xanh được dùng để thanh nhiệt, giải độc và tiêu khát; gừng có tác

dụng ngăn ngừa cơn đau thắt ngực, kích thích tiêu hóa Ngày nay, với sự phát triển

của khoa học và kỹ thuật ngày càng hiện đại Các nhà khoa học đã quan tâm nhiều đến việc tạo ra các sản phẩm từ thiên nhiên có ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như:

y học, dược học, sinh học và nông nghiệp,…Bên cạnh đó các nhà hóa học đã tiến hành tách chiết, cô lập, bán tổng hợp ngày càng nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh

học để tạo ra các sản phẩm từ thiên nhiên để nâng cao chất lượng cuộc sống và không lãng phí nguồn thực vật phong phú

Bình bát dây Coccinia grandis L thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae) là một loại dây leo chúng ra hoa kết trái quanh năm và phân bố rộng rãi ở Việt Nam với những hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, chống oxi hóa, trị bệnh tiểu đường,…Ngoài ra, người ta còn sử dụng lá chế biến nhiều loại món ăn khác nhau Trên Thế giới có nhiều nghiên

cứu về hoạt tính sinh học của bình bát dây nhưng ở Việt Nam thì những công trình nghiên cứu về loài cây này có rất ít Vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính chống oxi hóa từ cao hexan của lá bình bát dây

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Gi ới thiệu về bình bát dây [1,4]

− Tên khoa học: Coccinia grandis (L.) Voigt, thuộc họ Bầu bí ( Cucurbitaceae)

− Tên gọi khác: Dây mảnh bát, bình bát dây, mảnh bát

− Tên nước ngoài: Ivy Gourd, Baby Water Melon, Baby Gourd

1.1.1 Đặc điểm thực vật

Cây thảo nhẵn và mảnh, mọc leo cao, đôi khi dài tới 5m hay hơn, tua cuốn đơn Lá hình 5 cạnh, có răng, rộng 5 – 8 cm, hình tim ở gốc, rất nhẵn, chia 5 thùy tam giác, có mũi nhọn cứng

Hình 1.1 Dây bình bát

Hình 1.2 Lá bình bát dây

Hoa đực và hoa cái giống nhau, mọc đơn độc hay xếp lại hai cái một ở nách lá, có

cuống dài 2cm Quả hình trứng ngược hoặc thuôn, dài 5cm, rộng 2.5cm, khi chín có màu đỏ và thịt quả đỏ chứa nhiều hạt

Hình 1.3 Quả bình bát dây

Hình 1.3 Hoa bình bát dây

1.1.2 Phân bố sinh thái [1,4]

Bình bát dây phân bố nhiều ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt Nam, Malaixia,…cũng gặp nhiều ở Châu Phi và Trung Mỹ Ở Việt Nam bình bát dây mọc

chủ yếu ở Quảng Ninh, Nam Hà, Ninh Bình, Thừa Thiên- Huế, Quảng Nam, Khánh Hòa, Lâm Đồng vào tới An Giang

Mọc hoang trên nương rẫy, bờ rào, lùm bụi từ vùng thấp tới vùng cao 1500m Ra hoa kết quả gần như quanh năm

1.2 Tác d ụng dược lý

1.2.1 Theo y học cổ truyền [1]

Lá non và quả dùng làm rau ăn Ở Campuchia, người ta dùng dịch chiết từ thân cây để trị bệnh đau giác mạc

Ở Ấn Độ, người ta còn dùng cả cây để làm thuốc trị bệnh lậu, dịch lá và rễ dùng

trị bệnh đái đường; lá dùng đắp ở ngoài da trị phát ban da, ghẻ lỡ, mụn nhọt, các vết thương và các vết cắn của rắn rết

Ở Inđônêxia, cây còn được dung làm thuốc trị bệnh đậu mùa, đau dạ dày và ruột

Trong dân gian dùng củ ngâm rượu bóp chữa sưng đau hay các khớp bị viêm, hoặc

dùng dây bình bát để ngâm Ngoài ra, lá bình bát dây phối hợp với Bùm sụm, Cỏ mầm

trầu, Dền gai, mỗi thứ một nắm sắc uống để trị huyết áp

Coccinia grandis Linn (Curcubitaceae) là một loại thảo mộc dây leo trồng trên

khắp Ấn Độ Trong y học cổ truyền quả của nó được sử dụng để điều trị bệnh phong,

sốt, hen suyễn, viêm phế quản và vàng da

Tóm lại trong y học dân gian thì rễ, lá và trái cây được sử dụng cho nhiều mục đích như trị vàng da, bệnh tiểu đường, chữa lành vết thương, vết loét, đau dạ dày,

bệnh ngoài da, sốt, hen suyễn, ho

1.2.2 Theo y học hiện đại [16]

Một số nghiên cứu và bài báo cho thấy bình bát dây Coccinia grandis L có nhiều

hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, trị bệnh tiểu đường, hoạt tính chống oxi hóa,

chống viêm và giảm đau…

Ho ạt tính kháng khuẩn [5]

Cao nước, cao hexan từ lá và cao nước, cao hexane, cao ethyl acetate, cao ethanol của thân bình bát dây Coccinia grandis đã được thử nghiệm hoạt tính kháng

khuẩn và kết quả thu được là chống lại bốn vi khuẩn gram dương (Bacillus cereus,

Corynebacterium b ạch hầu, Staphylococcus aureus và Staphylococcus pyogenes) và

sáu vi khuẩn gram âm (vi khuẩn Salmonella typhi, Escherichia coli, Klebsiella

pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis và Shigella boydii) Trong

đó, cao ethanol của thân cây có hoạt tính đối với Pseudomonas aeruginosa trong khi

cao ethyl acetate và cao hexan từ thân cây có hoạt tính hơn với vi khuẩn Salmonella

typhi và Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus pyogenes, Salmonella typhi và Pseudomonas aeruginosa Cao ethanol có ho ạt tính chống lại vi khuẩn Salmonella

typhi và Pseudomonas aeruginosa còn cao nước có hoạt tính chống lại vi khuẩn

Shigella boydii

Ho ạt tính chống oxy hóa[ 7]

Một thử nghiệm cho thấy cao methanol và bột của lá bình bát dây Coccinia

grandis có hoạt tính chống oxy hóa

Ho ạt tính chống loét [11]

Cao methanol, cao nước và bột lá của bình bát dây Coccinia grandis L được thử

nghiệm hoạt tính chống loét ở chuột trong đó thì cao methanol và bột lá có hoạt tính còn cao nước hầu như không có

Ho ạt tính hạ máu trong mỡ

Cao ethanol của Coccinia grandis (L.) Voigt cho thấy hiệu ứng làm giảm đáng kể

triglyceride (TG) và cholesterol trong mô hình thử nghiệm ở chuột

Ho ạt tính bảo vệ gan [18]

Cao diethyl ether của lá bình bát dây Coccinia grandis được thử nghiệm trên chuột

có hoạt tính bảo vệ gan chống lại CCl4 gây độc hại gan ở chuột

Ho ạt động chống viêm, giảm đau và hoạt động hạ sốt [14]

Hoạt tính chống viêm, giảm đau và hạ sốt của lá bình bát dây Coccinia grandis đã

được nghiên cứu ở chuột

Kh ả năng ức chế enzyme alpha amylase

Một nghiên cứu cho thấy cao methanol của lá bình bát dây Coccinia grandis có

khả năng ức chế 81,13% hoạt động của enzym alpha amylase và điều này giúp ích trong việc giảm nguy cơ bệnh tiểu đường

Kh ả năng trị bệnh tiểu đường [13]

Cao nước và ethanol của bình bát dây có tác dụng hạ đường huyết Nó giúp điều hòa lượng đường trong máu Các hợp chất trong cây ức chế enzyme glucose-6-phosphate hỗ trợ và thúc đẩy một cân bằng giúp cơ thể khỏe mạnh và do đó nó được khuyến khích cho bệnh nhân tiểu đường

1.3 Thành ph ần hóa học của bình bát dây [8]

Hợp chất đầu tiên được phân lập trong Bình bát dây là C60-polyprenol bởi G Singh

C60-polyprenol

Một số hợp chất được phân lập từ Coccinia indica[16]

Một số hợp chất phân lập từ quả Coccinia indica

Taraxerone (1) Taraxerol (2)

β – carotene (3)

Lycopene (4)

Cryptoxanthin (5)

Apo-6’-lycopenal (6)

β- sitosterol (7)

Một số hợp chất được chiết tách từ thân và lá Coccinia indica

Lupeol (8) β-amyrin (9)

β- sitosterol (7)

Stigmast -7- en-3-one (10)

1.4 Ho ạt tính chống oxi hóa [3,9,15]

Khái niệm về gốc tự do

Oxy được xem như một nguyên tố quan trọng giúp con người duy trì sự sống, chúng tham gia vào quá trình hô hấp ở tế bào, sản sinh năng lượng cung cấp cho mọi

hoạt động sống của con người

Khoảng vài thập niên gần đây, các nghiên cứu khoa học đã chứng tỏ rằng oxy vào

cơ thể tham gia nhiều quá trình sinh hóa và trong các quá trình đó oxy tạo ra những

tiểu phân trung gian gọi là các gốc tự do Các gốc tự do có nguồn gốc oxy này có hoạt tính cao, kém bền vững và được gọi chung là các gốc dạng oxy hoạt động (ROS: Reactive oxygen species) Ban đầu oxygen nhận một điện tử tạo ra gốc superoxyde (O), đây là gốc tự do quan trọng nhất của tế bào Từ superoxyde (O2•–) nhiều gốc tự

do và các phân tử khác của oxy có khả năng phản ứng cao được tạo ra như hydroxyl (HO●), hydroperoxyl (HOO●), peroxyl (ROO●), alkoxyl (RO●), lipoperoxyde (LOO•),

H2O2 Các dạng oxy hoạt động này do có năng lượng cao, kém bền nên dễ dàng phản ứng với những đại phân tử như protein, lipid, DNA, … gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể Đồng thời, khi một phân tử sống bị các gốc tự do tấn công, nó sẽ mất điện tử và trở thành một gốc tự do mới, tiếp tục phản ứng với những phân tử khác tạo thành một chuỗi phản ứng thường gọi là phản ứng dây chuyền, gây ra các biến đổi có tác hại đối với cơ thể

Gốc tự do có tác dụng không tốt cho cơ thể liên tục ngay từ lúc con người mới sinh ra và mỗi tế bào chịu sự tấn công của cả chục ngàn gốc tự do mỗi ngày Nếu không được kiểm soát, kiềm chế, gốc tự do gây ra các bệnh thoái hóa như: ung thư, xơ

vữa động mạch, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí

tuệ, teo cơ quan bộ phận ở người cao niên, phá rách màng tế bào khiến chất dinh dưỡng thất thoát, tế bào không tăng trưởng

Chúng tạo ra chất lipofuscin tích tụ dưới da khiến ta có những vết đồi mồi trên

mặt, trên mu bàn tay Ngoài ra, chúng còn tiêu hủy hoặc ngăn cản sự tổng hợp các phân tử protein, đường bột, lipid, enzyme trong tế bào, gây đột biến ở gene, ở DNA,

RNA, làm chất collagen, và elastin mất đàn tính, dẻo dai khiến da nhăn nheo, cơ

khớp cứng nhắc

Theo bác sĩ Denham Harman, các gốc tự do là một trong nhiều nguyên nhân gây

ra sự hóa già và sự chết của các sinh vật Ông cho là gốc tự do phản ứng lên ty lạp thể, gây tổn thương các phân tử bằng cách làm thay đổi hình dạng, cấu trúc, khiến chúng

trở nên vô dụng và mất khả năng sản xuất năng lượng

Theo các nhà khoa học thì gốc tự do có thể là thủ phạm gây ra tới trên 60 bệnh, đáng kể nhất gồm có: bệnh xơ vữa động mạch, ung thư, Alzheimer, Parkinson, đục

thủy tinh thể, bệnh tiểu đường, cao huyết áp không nguyên nhân, xơ gan

Các nghiên cứu cũng phát hiện rằng các gốc dạng oxy hóa hoạt động (ROS) sẽ được loại bỏ bằng các chất chống oxy hóa tự nhiên có sẵn trong cơ thể như enzyme superoxid dismutase (SOD), enzyme glutathion peroxidase (GSP-Px),enzyme catalase (CAT)… để tạo sự cân bằng giữa các dạng oxy hoạt động và các dạng chống oxy hóa trong cơ thể con người Đó là một trạng thái cơ bản của cân bằng nội mô (homeostasis)

Ngày nay, do ảnh hưởng của điều kiện sống như: ô nhiễm môi trường, tiếng ồn, căng thẳng, lo lắng hay sử dụng các thực phẩm chứa nhiều chất oxy hóa đã tạo điều

kiện làm gia tăng gốc tự do, kéo theo sau đó là sự gia tăng các dạng oxy hoạt động Các dạng oxy hoạt động gia tăng, gây ra nhiều phản ứng bất lợi, tổn thương cho cơ thể

và là nguyên nhân của nhiều căn bệnh nan y Do đó cần có những nghiên cứu, tìm

hiểu về các chất có khả năng chống oxy hóa mang lại những tác dụng tốt, có lợi cho

sức khỏe của con người Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần khảo sát thêm những quy trình thử hoạt tính chống oxy hóa tối ưu và dễ thực hiện để phục vụ cho việc nghiên

cứu

C HƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1 Hóa ch ất, thiết bị và dụng cụ

2.1.1 Hóa chất

Hạt silica gel cỡ hạt 0.04- 0.06 mm dung cho pha thường

Sắc kí lớp mỏng được thực hiện trên bản mỏng tráng sẵn DC-Alufolien F254 (Merck) dung cho pha thường

Dung môi dung cho quá trình thí nghiệm gồm:

− Hexane sử dụng có nhiệt độ sôi 690

Đèn UV tử ngoại cầm tay, bước song 254nm và 365nm hiệu UVITEC

Máy cô quay chân không Buchi – 11

Bếp cách thủy Julabo 461 Water Bath

Thiết bị gia nhiệt hồng ngoại hiệu SCHOTT

Cân phân tích AND HR 200

Tủ sấy hiệu Memmert

Máy đánh siêu âm