PHÂN lập CHẤT từ CAO BUTANOL của cây RAU má lá SEN HYDROCOTYLE VULGARIS l , họ NGÕ

Hóa học các hợp chất thiên nhiên là một chuyên ngành mới trong hóa học hữu cơ, nghiên cứu các nhóm hợp chất hữu cơ được chiết xuất, phân lập từ thiên nhiên thực vật, động vật...; từ đó,

PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO BUTANOL

CỦA CÂY RAU MÁ LÁ SEN HYDROCOTYLE

VULGARIS L., HỌ NGÕ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: HÓA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO BUTANOL

CỦA CÂY RAU MÁ LÁ SEN HYDROCOTYLE

VULGARIS L., HỌ NGÕ

Hướng dẫn khoa học: ThS Tôn Nữ Liên Hương

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Như Thụy - 3077419

Chuyên ngành: HÓA HỌC – K33

Luận văn tốt nghiệp đại học

LỜI CẢM ƠN



Trong thời gian hơn 4 tháng thực hiện luận văn, tôi đã học hỏi và tích lũy được nhiều kiến thức bổ ích Kết quả tôi đạt được hôm nay có sự đóng góp rất nhiều từ sự giúp đỡ, động viên của thầy cô, bạn bè Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Quý thầy, cô thuộc bộ môn Hóa - khoa Khoa Khoa học tự nhiên - đã truyền đạt cho em những kiến thức đại cương và chuyên ngành trong suốt thời gian học tập, là nền tảng quý báu để em thực hiện luận văn này

Em trân trọng và ghi ơn cô Tôn Nữ Liên Hương Cô đã chỉ dẫn tận tâm cho chúng em những kiến thức chuyên ngành quý báu; truyền cho chúng em ý thức và nhiệt huyết trong công việc; cũng như dành thời gian động viên, chia sẻ những khó khăn, vất vả của chúng em trong quá trình thực nghiệm

Tôi sẽ luôn ghi nhớ sự giúp đỡ, sẻ chia chân thành từ các anh chị cao học, các bạn cùng nhóm làm luận văn, cùng tất cả những người đã cùng tôi trãi qua khoảng thời gian đầy ý nghĩa này

Xin chân thành cảm ơn!!!

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển chung của các ngành khoa học, hóa học cũng đang phát triển mạnh mẽ với rất nhiều những thành quả vượt trội Nhiều chuyên ngành mới

đã ra đời nhằm phục vụ ngày càng tốt hơn cho nhu cầu của con người và bảo vệ môi trường sống Sự phát triển đó cũng mang đến những nguồn kiến thức phong phú để chúng ta học tập và nghiên cứu

Hóa học hữu cơ là một lĩnh vực vô cùng rộng lớn, nghiên cứu trên rất nhiều đối tượng và những thành quả của nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống như y học, dược học, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường Hóa học các hợp chất thiên nhiên là một chuyên ngành mới trong hóa học hữu cơ, nghiên cứu các nhóm hợp chất hữu cơ được chiết xuất, phân lập từ thiên nhiên (thực vật, động vật ); từ đó, các hợp chất này sẽ được nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế Đây là một chuyên ngành hay với nhiều ứng dụng thực tế Tuy nhiên, đây cũng là một lĩnh vực khó với lượng kiến thức chuyên ngành vô cùng phong phú và phức tạp; cũng như đòi hỏi một quá trình làm việc miệt mài

Với mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học vào thực nghiệm và hiểu biết thêm những kiến thức chuyên ngành về hóa học hữu cơ nói chung và hóa học hợp chất thiên nhiên nói riêng; cũng như mong muốn được tiếp thu những kinh

nghiệm thực nghiệm quý báu trong quá trình phân lập chất, em thực hiện đề tài "Phân

lập chất từ cao butanol của cây rau má lá sen Hydrocotyle vulgaris L., họ Ngò" với

sự hướng dẫn của cô Tôn Nữ Liên Hương Cây rau má lá sen là một loài thực vật mới, còn ít được nghiên cứu về thành phần hóa học Loài cây này đang được cô Tôn Nữ Liên Hương tiến hành nghiên cứu

Luận văn tốt nghiệp đại học

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI NÓI ĐẦU iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC BIỂU BẢNG VÀ SƠ ĐỒ viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT 1

1.1 Giới thiệu chung về các cây thuộc chi Hydrocotyle 1

1.2 Giới thiệu về loài rau má lá sen Hydrocotyle vulgaris L 2

1.2.1 Tên gọi và phân loại 2

1.2.2 Mô tả về đặc điểm, xuất xứ và phân bố 3

1.2.3 Công dụng 4

1.3 Phân biệt hai loài rau má lá sen Hydrocotyle bonariensis L và Hydrocotyle vulgaris L 4

1.4 Thành phần hóa học 6

CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ FLAVONOID GLYCOSIDE VÀ QUERCETIN GLYCOSIDE 10

2.1 Đại cương về Flavonoid 10

2.2 Phân loại Flavonoid 10

2.3 Phân bố và vai trò của Flavonoid 11

2.3.1 Phân bố 11

2.3.2 Vai trò 11

2.4 Flavonoid glycoside 12

2.4.1 Vài nét chung về glycoside 12

2.4.2 Flavonoid glycoside 13

2.5 Tìm hiểu về quercetin và quercetin 3-O-glucopyranoside 14

2.5.1 Quercetin 14

2.5.2 Quercetin 3-O-glucopyranoside 16

CHƯƠNG 3 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT TỰ NHIÊN 17

3.1 Tìm hiểu về các hợp chất tự nhiên 17

3.1.1 Định nghĩa 17

3.1.2 Phân loại 17

3.2 Mục đích của việc chiết tách hợp chất tự nhiên 21

CHƯƠNG 4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHIẾT VÀ SẮC KÝ 23

4.1 Chiết cao tổng từ bột cây 23

4.2 Phân chia cao tổng 24

4.2.1 Chiết lỏng-lỏng 24

4.2.2 Chiết pha rắn (SPE) 24

4.3 Sắc ký cột 24

4.3.1 Các khái niệm cơ bản 25

4.3.2 Các bước thực hành cơ bản 26

4.4 Sắc ký lớp mỏng 29

4.4.1 Nguyên tắc 29

4.4.2 Phương pháp thực hành 30

4.4.3 Ứng dụng 30

CHƯƠNG 5 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

5.1 Địa điểm 32

5.2 Thời gian thực hiện 32

5.3 Phương tiện 32

5.3.1 Dụng cụ 32

5.3.2 Hoá chất 32

5.4 Phương pháp nghiên cứu 33

CHƯƠNG 6 THỰC NGHIỆM 34

6.1 Điều chế cao metanol tổng 34

6.1.1 Xử lý nguyên liệu 34

6.1.2 Điều chế cao 35

6.1.3 Điều chế cao PE, C, Ea, Bu và cao Me cuối 35

Luận văn tốt nghiệp đại học

6.3.1 Phổ 1H 44

6.3.2 Phổ 13C 45

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

7.1 Kết luận 48

7.2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHẦN PHỤ LỤC Phổ 1H-NMR 51

Phổ 13C-NMR 53

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT

Chi Hydrocotyle là tập hợp hơn 30 loài, có đặc điểm chung là loại cây thân cỏ,

sống nhiều năm, vùng phân bố rộng Ở Việt Nam, người dân quen gọi chung là rau

má

Ở Việt Nam có hơn 10 loài rau má, đó là: Hydrocotyle asiatica, Hydrocotyle

chevalieri (Chern) Tard, Hydrocotyle chinensis (Dunn) Craib, Hydrocotyle nepalensis

Hook, Hydrocotyle petelotii Tard, Hydrocotyle pseudosanicula De Boiss, Hydrocotyle

siamica Craib, Hydrocotyle sibthorpioides Lamk, Hydrocotyle tonkinensis Tard, Hydrocotyle wilfordii Maxim

Hình 1.1 Hydrocotyle asiatica Hình 1.2 Hydrocotyle americana L.

Hình 1.3 Hydrocotyle nepalensis Hook Hình 1.4 Hydrocotyle sibthorpioides

Luận văn tốt nghiệp đại học

Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện thêm vài loài mới xuất hiện Dược sĩ Phan Đức Bình, nguyên phó tổng biên tập tạp chí Thuốc và sức khỏe thành phố Hồ Chí Minh, đã định danh hai loài rau má mới có hình dạng khác biệt so với rau má thường là lá giống lá sen, được phát hiện ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, đó là

Hydrocotyle bonariensis L và Hydrocotyle vulgaris L

Hình 1.5 Hydrocotyle bonariensis L Hình 1.6 Hydrocotyle vulgaris L

Trong đề tài này, chúng tôi khảo sát trên cây Hydrocotyle vulgaris L Đây là

loài rau má lá sen được phát hiện gần đây và ở Việt Nam chưa có nghiên cứu về thành phần hóa học

1.2 Giới thiệu về loài rau má lá sen Hydrocotyle vulgaris L.8

1.2.1 Tên gọi và phân loại

Tên khoa học: Hydrocotyle vulgaris L

Tên khác: Rau má lá sen, marsh pennywort, ecuelle d’eau, umbrella plant

- Thân mảnh khảnh, dạng dây leo, phân nhiều rễ ở các mấu đốt

- Phiến lá hình tròn, đường kính khoảng 0,8-3,5 cm, có thể phát triển tới 3-6

cm, có khía tai bèo, có 6-9 gân lá chính, xòe ra từ chỗ nối của lá với cuống lá Cuống

lá dài 25 cm, có lông nhưng thưa thớt Lá mầm co vào cuống lá

- Hoa màu trắng, hồng nhạt hoặc hơi xanh, có tính lưỡng tính, đường kính 1

mm Có từ 3-6 hoa đơn trong một cụm hoa, mỗi hoa cách nhau khoảng 3 mm, đôi lúc

có 1-3 vòng hoa bên dưới Đài hoa nhỏ Bầu nhụy thẳng Nhụy trưởng thành trước khi

5 bao phấn vỡ Vòi nhụy không đặt ở chân, chín lần lượt và tự thụ phấn

- Trái hình trứng, dài khoảng 2 mm, rộng khoảng 2,5 mm, dày 0,8 mm, trên thân có những đường gân nhô lên, bề mặt nhẵn

Luận văn tốt nghiệp đại học

Hình 1.7 Đặc điểm hình thái của loài Hydrocotyle vulgaris L

 Xuất xứ

Cây Hydrocotyle vulgaris L xuất xứ từ Châu Âu, vùng bắc Phi Gần đây, cây

được phát hiện mọc hoang ở Việt Nam Cây thích hợp với môi trường nhiệt đới hoặc môi trường nước mát, đất sét hoặc có pH nhỏ

1.2.3 Công dụng 3,8

Loài Hydrocotyle vulgaris L có lá ăn được, vị đắng và mùi giống cà rốt Cây

được dùng chữa sỏi thận và các bệnh bài tiết

Dùng cây để chữa bệnh ho gà là một phương thuốc cổ truyền ở Đan Mạch

Cây Hydrocotyle vulgaris L chưa được ứng dụng ở Việt Nam

1.3 Phân biệt hai loài rau má lá sen Hydrocotyle bonariensis L

và Hydrocotyle vulgaris L.

Hai loài rau má lá sen Hydrocotyle bonariensis L và Hydrocotyle vulgaris L

có đặc điểm hình thái rất giống nhau và rất dễ nhầm lẫn trong việc thu hái mẫu Sau đây là một số đặc điểm để phân biệt hai loại rau má trên:

1.3.1 Sự khác nhau về lá

Cả 2 loại đều có phiến lá hình tròn, mép lá có khía tai bèo nhưng lá của loài

Hydrocotyle bonariensis L có phiến rộng hơn và có gân lá nổi rõ ở giữa mặt trên và

dưới của lá Lá của Hydrocotyle vulgaris L nhỏ và mỏng hơn, không thấy rõ gân lá

Hình 1.8 Lá Hydrocotyle bonariensis L Hình 1.9 Lá Hydrocotyle vulgaris L

1.3.2 Sự khác nhau về hoa

Đây là điểm khác nhau cơ bản nhất giữa hai loài rau má này

- Hoa của loài Hydrocotyle bonariensis L gồm nhiều hoa nhỏ tạo thành nhiều

tia tụ lại thành một vòng hoa trên cuống chính

- Hoa của loài Hydrocotyle L mọc thành nhiều vòng hoa trên cuống chính

Hình 1.10 Hoa Hydrocotyle bonariensis L Hình 1.11 Hoa Hydrocotyle vulgaris L

Luận văn tốt nghiệp đại học

Tóm lại, sự khác nhau giữa 2 loài này được thể hiện trên tiêu bản so sánh sau:

Hình 1.12 Tiêu bản so sánh giữa hai loài

Hydrocotyle bonariensis L và Hydrocotyle vulgaris L

Có 2 nhóm chất chính đã được xác định trên cây Hydrocotyle vulgaris L là triterpen và flavonoid

 Triterpen

Năm 1971, Hiller và cộng sự đã cô lập được hỗn hợp saponin từ cây

Hydrocotyle vulgaris L., khi thủy phân các saponin này, ngoài các đường glucose và

arabinose còn thu được các genin gọi là các hydrocotylegenin Bằng các phương pháp sắc ký và chuyển hóa hóa học để khảo sát các genin, các genin được đề nghị gồm có R1-barigenol, diester acetate của acid angelic với R1-barigenol và diester acetate của acid tiglic với R1-barigenol với các tỷ lệ khác nhau

Năm 1975, cấu trúc của các chất hydrocotyle C, hydrocotyle F được xác thực bằng phổ NMR và khối phổ

Loài H bonariensis

Loài H vulgaris

 Flavonoid

Năm 1971, Hiller và các cộng sự cô lập đƣợc các flavonoid từ Hydrocotyle

vulgaris L là kaempferol 3-O-D-galactoside

OH

O CO CH 3

C O C

OH OH

O CO CH 3

O C

O C

O CO CH 3

CH 3

C 2 H 5

Hydrocotylegenin C

Luận văn tốt nghiệp đại học

Năm 1974, Rzadkowska-Bodalska đã cô lập được hai hợp chất là quercetin

3-O-galactoside và quercetin 3-O-rhamnogalactoside

Năm 1979, Hiller và cộng sự cũng đã cô lập được quercetin 3-O--D

của cây Hydrocotyle vulgaris L

Năm 1981, Voigt và cộng sự đã cô lập từ Hydrocotyle vulgaris L tươi được

hỗn hợp gồm 6 flavonol glycoside bao gồm các kaempferol và quercetin glycoside Đó

là các chất sau: Hai chất chính là quercetin 3-O-robinobioside và quercetin 3-O--D-galactopyranoside cùng với quercetin 3--D-galactopyranosyl-6-O- -L-

-arabinopyranoside

Quercetin 3-O-galactoside

O HO

OH

OH OH

O

O O

OH OH

OH HO

O

O

OH

OH O

O OH

CH 2 O O

Quercetin 3--D-galactopyranosyl-6-O--L-arabinoside

O OH

O O OH HO

HO

HO

CH 3 HO

O OH

O OH HO

O O OH

OH

Luận văn tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ FLAVONOID

GLYCOSIDE VÀ QUERCETIN GLYCOSIDE

Flavonoid là những hợp chất màu phenol thực vật, có cấu trúc cơ bản là diphenylpropan, nghĩa là 2 vòng benzen A và B nối với nhau qua một dây có 3 carbon, nên thường được gọi là C6-C3-C6 Hầu hết các flavonoid là các chất phenolic

1,3-Các flavonoid có cấu tạo khung cơ bản và cách đánh dố trên mạch như sau:

Cách đánh số trên mạch tùy theo dây C3 đóng hay hở Nếu dây C3 đóng thì đánh số bắt đầu từ dị vòng với nguyên tố oxy mang số 1 rồi đánh tiếp đến vòng A, còn vòng B đánh số phụ Nếu dây C3 hở, đánh số chính trên vòng B và đánh số phụ trên vòng A

Thường các flavonoid có mang một hoặc nhiều nhóm –OH ở vị trí 5 và 7 trên

nhân A và ở vị trí 3, 4, 5 trên nhân B

Các flavonoid được phân thành nhiều nhóm với cấu trúc cơ bản khác nhau Sự phân loại dựa vào gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxy hóa của mạch 3C Các nhóm flavonoid gồm có: flavon, flavanon, flavonol, chalcon, auron, anthocyanidin, isoflavon

8 9

10

1' 2' 3' 4' 5' 6'

2' 3' 4' 5' 6'

Cấu trúc của một số nhóm flavonoid như sau:

2.3.1 Phân bố

Flavonoid là một trong những nhóm chất được phân bố rộng rãi trong thiên nhiên Cho đến nay, ước tính đã có khoảng hơn 1200 flavonoid đã biết rõ cấu trúc Nói chung, flavonoid phân bố nhiều trong thực vật, không có ở các loại tảo và nấm

Các flavonoid có ở tất cả các bộ phận của cây, bao gồm cả quả, phấn hoa, rễ, vỏ

và lõi gỗ,… Các loại thực phẩm giàu flavonoid gồm: nước cam, củ hành, ngò tây, táo, các loại đậu, trà xanh và rượu vang đỏ,…

2.3.2 Vai trò của flavonoid 4,9

 Đối với thực vật

Chức năng chủ yếu của flavonoid là tạo màu sắc cho cây, nhất là hoa, quả Chúng giúp cây thu hút các loại côn trùng đến thụ phấn; giúp quả dễ được phát hiện để các loài vật đến ăn và phát tán hạt; qua đó giúp ích cho quá trình sinh sản ở thực vật

Luận văn tốt nghiệp đại học

 Hoạt tính sinh học 1,11-13,15

Flavonoid đã được nghiên cứu từ lâu và nhiều hoạt tính sinh học tốt của chúng

đã được công bố Sau đây là một số hoạt tính tiêu biểu:

- Các dẫn xuất flavonoid có khả năng dập tắt các gốc tự do, làm hạn chế nguy

cơ biến dị, lão hóa và ung thư 11

- Flavonoid tạo được phức với các kim loại nặng mà các kim loại này là xúc tác của nhiều phản ứng oxy hóa 12

- Flavonoid hạn chế sự peroxy hóa chất béo ở màng tế bào, giảm nguy cơ gây

xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu não, thoái hóa gan…

- Flavonoid còn có tác dụng làm bền thành mạch, giảm tính giòn và tính thấm của mao mạch 2,9,15

2.4 Flavonoid glycoside

2.4.1 Vài nét chung về glycoside 4,6,9

Glycoside là tên gọi chung để chỉ một nhóm hợp chất được tạo thành bởi sự tách nước giữa nhóm –OH hemiacetal hoặc hemiketal của phân tử đường với nguyên

tử hydro của một hợp chất khác Nói cách khác, đó là loại hợp chất mà một nhóm -OH

ở vị trí carbon anomer trên phân tử đường sẽ bị thay thế bằng một nhóm –OR để tạo thành liên kết glycosidic

Thông thường, glycoside được xem như một loại dẫn xuất tại vị trí carbon anomer monosaccharid dạng vòng Ví dụ, hợp chất sau được xem như là dẫn xuất metyl của đường  -D-glucose và được gọi tên là metyl -D-glucopyranoside

O HO

HO

OH OCH 3 OH

Metyl -D-glucopyranoside

Tuy nhiên, cụm từ “glycoside” sau đó được mở rộng hơn Nhóm thế được tạo thành không chỉ giới hạn ở -OR mà còn có thể là –SR (thioglycoside), -SeR (selenoglycoside), -NR1R2 (N-glycoside) và –CR1R2R3 (C-glycoside)

Các glycoside phổ biến thường gặp là loại glycoside cơ bản, với nhóm thế được tạo thành là –OR

Hợp chất glycoside có thể bị thủy phân tại liên kết glycosidic để tạo thành hai phần: phần đường và phần aglycon Phần đường có thể là monosaccharid (glucose, galactose, rhamnose, arabinose…) hoặc disaccharid

Để nghiên cứu các hợp chất glycoside, người ta thường tiến hành phản ứng thủy phân Tùy thuộc vào cấu trúc của aglycon, người ta sẽ lựa chọn phương pháp và điều kiện thủy phân sao cho quá trình thủy phân được triệt để mà đồng thời bảo toàn được cấu trúc aglycon

Một số tác nhân có thể dùng để thủy phân hợp chất glycoside là:

với acid, có thể sử dụng các dung dịch acid mạnh như dung dịch HCl 5-18%, dung dịch H2SO4 5-70%, với thời gian 5-6 giờ ở nhiệt độ 100 0C Nếu phần aglycon dễ bị

thủy phân ít hơn

- Thủy phân bằng dung dịch kiềm: sử dụng để cắt đứt nối ester hoặc nối của

đường gắn vào aglycon ngang qua nhóm chức ester của aglycon, thu được aglycon gắn với nhóm -COOH và đường

- Ngoài ra, người ta còn tiến hành thủy phân glycoside bằng enzyme

O HO

H 2 C OH

OH OH

R H

O HO

H 2 C O

OH OH R glycosidic bond

-H2O

Luận văn tốt nghiệp đại học

2.4.2 Flavonoid glycoside 4,6,7

Các hợp chất flavonoid thường tồn tại trong cây ở dạng glycoside Trong đó, một hoặc nhiều nhóm hydroxyl phenolic sẽ hóa hợp với nhóm –OH của phân tử đường (thường là monosaccharid) để tạo thành hợp chất glycoside Một phân tử flavonoid có thế kết hợp với một hoặc nhiều phân tử đường Các đường thường gặp nhất là đường

D-glucose, kế đó là D-galactose, L-rhamnose, L-arabinose

Kaempferol 3-O-(6-O--arabinopyranosyl)-

O OH HO

O O OH

O OH

HO

HO

CH 2 OH

Kaempferol 3--D-galactopyranoside

Các dẫn xuất glycoside làm tăng tính phân cực cũng như tăng khả năng tan trong nước của các flavonoid Mặt khác, nó cũng làm tăng tính đa dạng của nhóm hợp chất này trong thiên nhiên Nhiều flavonoid glycoside đã được nghiên cứu và cho thấy hoạt tính tốt trong việc điều trị bệnh và có tiềm năng ứng dụng vào dược phẩm

2.5 Tìm hiểu về quercetin và quercetin 3-O-glucopyranoside

2.5.1 Quercetin 2,6,14

Quercetin (3,3,4,5,7-pentahydroxyflavon) là một flavonoid rất phổ biến trong thiên nhiên, thuộc nhóm flavonol Quercetin được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm như: nho đỏ, mâm xôi, cam, chanh,… có trong nhiều loại rau màu xanh và nhiều loại thực phẩm khác

Trong số các flavonoid đã được xác định cấu trúc, các hợp chất có khung sườn carbon giống với quercetin có hoạt tính sinh học rất mạnh, đặc biệt là khả năng kháng oxy hóa và chữa trị một số bệnh

Đã có rất nhiều công bố về ứng dụng và hoạt tính sinh học của quercetin, theo

đó quercetin có một số hoạt tính sau:

- Quercetin như là một chất chống oxy hóa bằng cách diệt các hạt gây hại trong

cơ thể được gọi là gốc tự do, rồi đào thải ra ngoài bằng con đường bài tiết của cơ thể 14

- Có khả năng ngăn chặn chu trình của các oxid nitơ, ức chế men aldose reductase rất mạnh, men này có nhiệm vụ chuyển glucose thành sorbitol – một hợp chất có sự liên quan chặt chẽ với tiến triển của chứng đái tháo đường 12

- Có tính kháng viêm, tác động đến sự hình thành một số hoạt chất quan trọng

O HO

OH

OH

OH

O OH

Quercetin

Luận văn tốt nghiệp đại học

- Một số nghiên cứu đã công bố quercetin có khả năng ngăn ngừa ung thư, đặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt Quercetin cũng có khả năng làm giảm nguy cơ ung thư

vú, ung thư buồng trứng, ung thư dạ dày…

- Quercetin còn có tác dụng chữa trị một số bệnh liên quan đến tim mạch và khả năng miễn dịch

Mỗi ngày cơ thể cần 25-50 mg, sử dụng nhiều quercetin có thể bị nhức đầu

2.5.2 Quercetin 3-O-glucopyranoside 6,14

Quercetin 3-O-galactopyranoside là một dẫn xuất của quercetin, khi nhóm –OH

ở vị trí số C3 trên vòng C kết hợp với một phân tử đường glucose tạo thành glycoside

Công thức cấu tạo của quercetin 3-O-glucopyranoside:

Một số tính chất lý, hóa của quercetin 3-O-glucopyranoside

 Công thức phân tử : C21H20O12 (M=164)

C

ở liều lượng 22 μg/mL, khả năng gây độc thấp và không có tác dụng kháng khuẩn

Quercetin 3-O-glycoside có khả năng ngăn cản gây độc trên thực vật với giá trị IC50 là

O

HO

OH OH

O

H H

H H

H

O OH HO

HO

OH

2

3 4 5 6

7 89 10

Theo một số nghiên cứu, quercetin 3-O-glycoside có thể kháng nhiều vi khuẩn

Bảng 1 Hàm lƣợng quercetin 3-O-glucoside nhỏ nhất có thể kháng vi khuẩn

STT Tên vi khuẩn Liều lƣợng, mg/mL

Luận văn tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 3 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT TỰ NHIÊN

3.1.1 Định nghĩa

Hợp chất tự nhiên (natural product) còn được gọi là phân tử sinh học tự nhiên (biological molecule) là những chất biến dưỡng thứ cấp, có trọng lượng phân tử nhỏ

thể cần thiết hoặc đôi khi không cần thiết cho sự sống của sinh vật Điều này khác với các hợp chất đại phân tử như protein, acid nucleic, polysaccharide là những hợp chất căn bản nhất thiết phải có cho sự sống của một sinh vật

Chất biến dưỡng thứ cấp có thể đóng vai trò như một chất gây chán ăn (antifeedants), chất dẫn dụ giới tính (sex attractants), chất kháng sinh (antibiotic agents) để bảo vệ sinh vật không bị các loài khác làm hại…, nhưng rất nhiều chất biến dưỡng thứ cấp không có hoạt tính sinh học hoặc có thể có nhưng chưa được biết đến

3.1.2 Phân loại

Các chất biến dưỡng thứ cấp bao gồm nhiều loại hợp chất và được sắp xếp thành những nhóm khác nhau Việc phân loại các nhóm thường không bởi một định nghĩa duy nhất, cũng như ranh giới của một nhóm thường không rõ ràng

Các chất biến dưỡng thứ cấp của thực vật thường thuộc các nhóm sau: alkaloid, quinonoid, steroid, terpenoid (bao gồm tinh dầu là các terpen thấp), iridoid, flavonoid, coumarin, glycoside…

Sau đây là cấu trúc cơ bản của một số hợp chất tự nhiên thường gặp:

 Steroid

Steroid là nhóm hợp chất tự nhiên được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế nhiều nhất Nhiều nhóm steroid có ý nghĩa quyết định đến sự sinh trưởng và phát triển của động vật, thực vật và là nguyên liệu đầu để tổng hợp các loại thuốc chữa bệnh có giá trị cao

Steroid có cấu trúc từ 27-29 nguyên tử carbon, có khung sườn cơ bản là hệ vòng cyclopentanoperhydrophenantren hoặc trong trường hợp rất hiếm là sự biến đổi của hệ vòng đó:

Các steroid trong tự nhiên gồm:

- Sterol: tiêu biểu là cholesterol (có trong động vật) và stigmasterol (có nhiều

trong thực vật)

Cholesterol Stigmasterol

- Acid mật: được tìm thấy trong mật của động vật Đa số acid mật là dẫn xuất

mono-, di- hoặc trihidroxi của acid cholanic hay acid allocholanic

Luận văn tốt nghiệp đại học

- Các hormon sinh dục: Các hormon steroid quan trọng là hormon vỏ tuyến

thượng thận, hormon sinh dục và hormon dẫn xuất từ vitamin D

Một số hormon tiêu biểu:

Testosteron Progesterol

- Glycoside tim: là một nhóm glycoside có cấu trúc steroid, có tác dụng đặc biệt

lên tim Chúng có cấu trúc hóa học gồm 2 phần: phần aglycon là khung steroid có gắn thêm một vòng lacton ở carbon số 17 và phần đường

HO

HO

O O

Alkaloid là những hợp chất có hoạt tính sinh học, luôn có tính base, thường có chứa nguyên tử N trong vòng dị hoàn, thường được sinh tổng hợp từ amino acid và phân bố giới hạn trong thực vật Chúng không có khung sườn cố định, đặc điểm chung của các alkaloid là luôn có chứa nguyên tử N trong vòng dị hoàn

O

Luận văn tốt nghiệp đại học

Công thức của isopren như sau:

Về mặt hình thức, các terpenoid được hình thành từ isopren nhưng thực tế, chúng được sinh tổng hợp từ các acetyl coenzym A

Hầu hết hợp chất terpenoid có cấu trúc vòng, với một số nhóm chức như hydroxy (-OH), carbonyl

Dựa vào số đơn vị isopren, người ta chia thành:

Thành phần của tinh dầu khá phức tạp Chúng có thể là các hydrocarbon béo hoặc thơm và những dẫn xuất của chúng như alcol, aldehid, ceton, ester Ngoài ra còn

có một số hợp chất của lưu huỳnh, Thành phần phổ biến trong tinh dầu là dẫn xuất monoterpen

3.2 Mục đích của việc chiết tách hợp chất tự nhiên 4

Khi nghiên cứu thành phần hóa học và tiến hành cô lập chất của một loại cây, chúng ta muốn tìm hiểu các thông tin sau:

- Khảo sát thành phần hóa học của một loại cây mới để tìm ra những hợp chất mới và tìm hiểu hoạt tính sinh học của các hợp chất này Khi đó, chúng ta cần phải cô

phương pháp quang phổ

- Khi chúng ta cần có thêm lượng mẫu của một hợp chất đã biết cấu trúc hóa học

để khảo sát về hoạt tính sinh học của nó Nếu việc thử nghiệm hoạt tính cho kết quả tốt thì sẽ xem xét để có thể tổng hợp hóa học hợp chất đó

- Tìm hiểu một hợp chất đã biết và xem chất này được sinh ra từ bộ phận nào của sinh vật (sự sinh tổng hợp)

- Tìm hiểu sự khác biệt của những chất biến dưỡng thứ cấp được sản sinh ra từ cùng một nguồn tự nhiên nhưng không cùng điều kiện sinh thái

Các hợp chất tự nhiên do có trọng lượng phân tử nhỏ, tính chất hóa học đa dạng nên không thể có một quy trình tổng quát để áp dụng chung cho tất cả các nhóm; mà mỗi loại nhóm và từng hợp chất riêng biệt cần phải khảo sát rất cụ thể

Trong nghiên cứu hợp chất tự nhiên, người ta thường dùng các phương pháp chiết đơn giản, sau đó tiến hành sắc ký cột kết hợp với sắc ký lớp mỏng để cô lập các hợp chất tự nhiên

Nếu không xét đến quá trình định danh thực vật, thu hái và xử lý nguyên liệu tươi, một quá trình cô lập chất bằng sắc ký cột cơ bản gồm các bước:

- Lựa chọn dung môi và chiết các hợp chất ra khỏi cây thu được cao tổng

- Bằng các kỹ thuật chiết, phân chia cao tổng thành các phần nhỏ hơn có độ phân cực khác nhau

- Xử lý từng phân đoạn cao chiết trên bằng sắc ký cột và kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng để tinh chế chất

Luận văn tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHIẾT VÀ SẮC KÝ 4

4.1 Chiết cao tổng từ bột cây

Nguyên liệu sau khi sấy khô ở nhiệt độ thích hợp sẽ được xay thành bột có kích thước nhỏ, gọi là bột cây

Người ta tiến hành chiết bột cây bằng dung môi có tính phân cực thích hợp với loại hợp chất cần khảo sát hoặc chiết một lần lấy tất cả các loại hợp chất bằng cách sử dụng dung môi metanol

Khi tiến hành chiết có thể sử dụng các phương pháp: ngâm dầm, chiết bằng Soxhlet… Trong đó, phương pháp ngâm dầm là phương pháp đơn giản nhất

 Kỹ thuật ngâm dầm

- Người ta tiến hành ngâm bột cây trong một bình chứa bằng thủy tinh hoặc bằng thép không gỉ Bình có nắp đậy

- Rót dung môi vào bình cho đến xấp xấp bề mặt của lớp bột cây Đậy nắp

- Giữ yên ở nhiệt độ phòng trong một đêm hoặc một ngày để cho lớp dung môi xuyên thấm vào cấu trúc tế bào thực vật và hòa tan các hợp chất tự nhiên

- Dung dịch chiết được lọc ngang qua giấy lọc, cô quay thu hồi dung môi ta sẽ thu được cao chiết

- Bột cây sau khi chiết lần 1 có thể tiếp tục chiết them một vài lần nữa cho đến khi chiết kiệt

- Có thể gia tăng hiệu quả sự chiết bằng cách thỉnh thoảng đảo trộn, xốc đều lớp bột cây hoặc gắn bình vào máy lắc để lắc nhẹ

4.2 Chiết và phân chia cao tổng

cơ có độ phân cực tăng dần Với mỗi loại dung môi, việc chiết được thực hiện nhiều lần, mỗi lần một lượng nhỏ thể tích dung môi, đến khi chiết kiệt mới chuyển sang dung môi khác

4.2.2 Chiết pha rắn (SPE)

Chiết pha rắn có nguyên tắc cơ bản giống sắc ký cột, đó là sự tương tác giữa các chất tan trong một dung dịch lên trên chất hấp thu Quá trình giải ly cột được trợ giúp bằng một hệ thống tạo áp suất bằng vòi nước Các chất hấp thu được sử dụng gồm chất hấp thu pha thường, pha đảo và trao đổi ion

Khi thực nghiệm, cao thô được nạp lên đầu cột, sau đó giải ly với dung môi có độ phân cực tăng theo kiểu bậc thang Sau khi đuổi dung môi, ta thu được các cao chiết có

độ phân cực khác nhau

Kỹ thuật chiết pha rắn cho kết quả tương tự như kỹ thuật chiết lỏng-lỏng, nhưng

ưu điểm là tránh được sự tạo nhũ trong quá trình lắc

Sau khi thực hiện quá trình chiết sẽ thu được các cao chiết với mức độ phân cực khác nhau