Nghiên cứu chiết tách và xác định cấu trúc một số hợp chất sesquiterpen từ cây cúc quỳ (tithonia diversifolia) ở gia lai.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

PHAN QUỐC VINH

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH

CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT

SESQUITERPEN TỪ CÂY CÚC QUỲ

(TITHONIA DIVERSIFOLIA) Ở GIA LAI

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã số: 60 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Đà Nẵng - Năm 2015

Công trình được hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. TRỊNH THỊ THỦY

2. TS. GIANG THỊ KIM LIÊN

Phản biện 1: GS. TS. ĐÀO HÙNG CƯỜNG

Phản biện 2: TS. NGUYỄN THỊ BÍCH TUYẾT

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn

tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày

28 tháng 07 năm 2015

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Y học dân gian Việt Nam từ lâu đã sử dụng nhiều bài thuốc cổ

truyền hiệu quả từ các loài cây cỏ xung quanh, song bản chất hóa

học của các nguồn dược liệu cũng như mối liên quan giữa cấu trúc

hóa học và tác dụng dược lý chỉ mới được biết rất ít hoặc chưa biết.

Do đó, việc nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính dược lý của

các cây thuốc rất cần thiết và ý nghĩa trong lĩnh vực tổng hợp, điều

chế thuốc .

Cúc quỳ có tên khoa học Tithonia diversifolia, là một loài cây

được trồng nhiều ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Với sự thích

hợp của điều kiện khí hậu Việt Nam, loài cây này chỉ được trồng

nhiều với mục đích làm cảnh, trang trí chủ yếu. Các công trình

nghiên cứu trong nước gần đây không chỉ cho thấy loài thực vật này

được dùng làm phân xanh để gia tăng độ hữu dụng của lân trong đất

cao, mà còn phát hiện ra các hoạt tính sinh học kháng khuẩn từ các

dịch chiết của cây Cúc quỳ. Điều này đã mở ra một hướng mới trong

việc sử dụng loài cây này vào lĩnh vực điều chế, tổng hợp thuốc và

nhất là sản xuất thuốc trừ sâu sinh học thân thiện với môi trường

[10], [25].

Một số nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy chính các hợp

chất sesquiterpen có trong Cúc quỳ có khả năng kháng khuẩn cao đã

được ứng dụng trong bệnh sốt rét . Tuy nhiên, các nghiên cứu về

thành phần hóa học có trong Cúc quỳ vẫn còn rất ít. Vì vậy, tôi chọn

đề tài “Nghiên cứu chiết tách và xác định cấu trúc một số hợp

chất sesquiterpen từ cây Cúc quỳ (Tithonia diversifolia) ở Gia

Lai” làm đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của mình. Đề tài luận văn

2

đặt nhiệm vụ nghiên cứu các hợp chất sesquiterpen từ cây Cúc quỳ

nhằm tìm hiểu bản chất hóa học, tạo cơ sở khoa học cho các ứng

dụng của loài cây này [30].

2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu chiết tách và xác định cấu trúc một số hợp chất

sesquiterpen từ cây Cúc quỳ (Tithonia diversifolia) ở Gia Lai.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Điều tra sơ bộ, thu thập và xử lý nguyên liệu là lá cây Cúc

quỳ (Tithonia diversifolia) thu hái ở Gia Lai.

- Phân lập, tinh chế các hợp chất sesquiterpen có trong mẫu

cao chiết cây Cúc quỳ.

- Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất sesquiterpen phân lập

được.

4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên.

- Nghiên cứu trên mạng Internet, tham khảo các công trình

nghiên cứu trên thế giới về loài nghiên cứu.

- Tổng quan các tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành

phần hoá học, ứng dụng của chi và cây nghiên cứu.

Phương pháp thực nghiệm

- Xử lí mẫu: Nguyên liệu lá, cành cây Cúc quỳ được rửa sạch,

sấy khô và xay nhỏ.

- Nguyên liệu đã xử lý được chiết hồi lưu với các dung môi

khác nhau như n-hexan, chloroform, methanol, nước…cô trên bếp

cách thủy thu được các cao chiết.

3

- Phân lập, tách và tinh chế các sesquiterpen bằng phương

pháp sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng, các phương pháp kết tinh phân

đoạn.

- Các phương pháp xác định cấu trúc các sesquiterpen: kết hợp

các phương pháp đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1D

NMR): 1H-NMR,

13C-NMR, DEPT, cộng hưởng từ hạt nhân hai

chiều (2D NMR): COSY, HMQC, HMBC; phổ hồng ngoại (IR) và

các phương pháp khác để xác định cấu trúc các hợp chất phân lập

được.

- Các phương pháp thử nghiệm các hoạt tính sinh học: thử các

hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ký sinh trùng gây bệnh,…

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Góp phần tìm hiểu những hợp chất có hoạt tính sinh học

trong cây Cúc quỳ, đóng góp vào kết quả các nghiên cứu về thành

phần hóa học của loài này, tạo cơ sở khoa học giải thích mối liên

quan giữa bản chất hóa học và dược lý của cao chiết.

- Tạo cơ sở cho việc ứng dụng vào việc tổng hợp, bào chế

thuốc chữa bệnh, mở ra hướng mới trong lĩnh vực thuốc trừ sâu sinh

học, bảo vệ môi trường.

6. Bố cục luận văn

Ngoài phần mở đầu ( 3 trang), kết luận và kiến nghị ( 2 trang)

và 33 tài liệu tham khảo, luận văn gồm có 3 phần:

Chương 1. TỔNG QUAN

Chương 2. CÁC NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU VỀ CHI TITHONIA, HỌ CÚC

(ASTERACEAE)

1.1.1. Cây Tithonia tagetiflora

1.1.2. Cây Tithonia diversifolia

1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ

HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY CÚC QUỲ

1.2.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây cúc

quỳ

1.2.2. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây cúc

quỳ

1.3. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ

HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC CÂY TRONG CHI TITHONIA

1.3.1. Tithonia calva

1.3.2. Tithonia fruticosa

1.3.3. Tithonia longiradiata

1.3.4. Tithonia pedunculata

1.3.5. Tithonia rotundifolia

1.3.6. Tithonia tagitiflora

1.3.7. Tithonia tagetiflora

5

CHƯƠNG 2. CÁC NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT

2.1.1. Nguyên liệu

Nguyên liệu là lá cây Cúc quỳ được thu hái tại tỉnh Gia Lai

vào tháng 3 năm 2014. Lá Cúc quỳ sau khi được thu hái sẽ được rửa

sạch, phơi, sấy khô và xay nhỏ thành bột để sử dụng cho phần nghiên

cứu.

2.1.2. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phương pháp chiết mẫu thực vật

2.2.2. Phương pháp tách và tinh chế chất

2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất

2.2.4. Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi

chạy cột sắc kí

2.2.5. Tỉ lệ giữa lượng mẫu chất cần tách với kích thước

cột

2.2.6. Cách nạp silicagel vào cột

2.2.7. Cách nạp mẫu vào cột

2.3. CÁC NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

2.3.1. Sơ đồ điều chế các cao chiết

2.3.2. Chạy cột sắc ký phần cao CH2Cl2

Lấy 36,795 phần cao CH2Cl2 hoà tan hoàn toàn vào dung môi

CH2Cl2 tiến hành chạy cột silicagel với hệ dung môi n–hexan –

EtOAc tăng dần độ phân cực thu được 20 phân đoạn kí hiệu từ

CQD1 đến CQDRG với tổng lượng chất 27,38 gam. Dựa vào bản

mỏng, ta thấy phân đoạn CQD18 có vệt chất tròn và phun thuốc thử

6

vanilin/H2SO4 sau đó sấy khô cho vết màu. Cô đuổi dung môi thu

được 6143 mg chất sạch, ký hiệu CQD18.

2.3.3. Chạy cột sắc ký phân đoạn CQDA

Hòa tan phân đoạn CQD16 (CQDA) (2,117 g) trong dung môi

MeOH rồi tiến hành chạy sắc kí cột silicagel (khoảng 63,51 gam) với

hệ dung môi CH2Cl2 – EtOAc tăng dần độ phân cực thu được 11

phân đoạn kí hiệu từ CQDA1 đến CQDARG với tổng lượng chất

1,486 gam. .

Hai phân đoạn CQDA8 và CQDA9 được dồn vào nhau có

khối lượng 136 mg tiếp tuc chạy cột sắc ký với hệ dung môi CH2Cl2:

MeOH = 9:1 thu được chất sạch xuất hiện vệt tròn khi chạy trên bản

mỏng phun thuốc thử vanilin/H2SO4 sau đó sấy khô cho vết màu. Cô

đuổi dung môi thu được 50 mg chất sạch, ký hiệu CQD8.

2.3.4. Chạy cột sắc ký phân đoạn CQDA3

Lấy 300 mg trong số 866 mg phân đoạn CQDA3, thêm dung

môi MeOH để hòa tan rồi tiến hành chạy sắc kí pha đảo bằng cột

Rp18 với hệ dung môi MeOH : H2O thu được 3 phân đoạn kí hiệu từ

CQDA3.1 đến CQDA3RG với tổng lượng chất 264 mg.

Tiến hành chạy sắc kí cột silicagel phân đoạn CQDA3.2 (m =

128 mg) với hệ dung môi n–hexan – EtOAc tăng dần độ phân cực

thu được 7 phân đoạn kí hiệu từ CQDA3.2.1 đến CQDA3.2.RG với

tổng lượng chất 128 mg. Tiến hành chấm bản mỏng 7 phân đoạn

trên. Dựa vào bản mỏng, ta thấy phân đoạn CQD3.2.4 có vệt chất

tròn và rõ, phun thuốc thử vanilin/H2SO4 sau đó sấy khô cho vết

màu. Cô đuổi dung môi thu được 40 mg chất sạch, ký hiệu CQD16.

7

Hình 2.1. Sơ đồ tạo ra các cao chiết

Phân lớp với CH2Cl2

Nguyên liệu

lá cây Cúc quỳ sấy khô,

xay nhỏ (1,2 kg)

Dịch chiết rượu/ nước

Chiết với 80% rượu trong nước

(3 lần) ở 40oC

Bã

Dịch n-hexan

Dịch chiết rượu/ nước

Cao n –hexan

36,209 gam

Dịch chiết rượu/ nước

Cô quay loại bớt nước,

phân lớp với n-hexan

Cô quay chân không

Dịch chiết

rượu/ nước

Cao CH2Cl2

36,795 gam

Cao BuOH

15,539 gam

Dịch BuOH

Cô quay chân không

Phân lớp với BuOH

Dịch CH2Cl2

Cô quay chân không

8

Hình 2.2. Sơ đồ tổng quát phân lập và tinh chế

các chất từ cao CH2Cl2

Sắc ký cột

n-Hexan : EtOAc

Thu 7 phân đoạn

Cao CH2Cl2

36,795 gam

CQD18

(6,143 g)

Sắc ký cột

n-Hexan : EtOAc

Thu 20 phân đoạn

PD – CQD16

CQD8

( 136 mg)

Sắc ký cột

CH2Cl2 : EtOAc

Thu 11 phân đoạn

PD – CQDA3

Sắc ký cột Rp18

MeOH : H2O

Thu 3 phân đoạn

PD – CQDA3.2

CQD16

( 40 mg) Đo phổ để xác định cấu trúc

PD – CQDA8 - 9

Sắc ký cột

CH2Cl2 : MeOH