Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và phân lập phân đoạn các chất có trong dịch chiết của cây thầu dầu (ricinus communis) tại quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ THÙY HƯƠNG

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH

THÀNH PHẦN HÓA HỌC, HOẠT TÍNH SINH HỌC

VÀ PHÂN LẬP PHÂN ĐOẠN CÁC CHẤT CÓ TRONG DỊCH

CHIẾT CỦA CÂY THẦU DẦU (RICINUS COMMUNIS)

TẠI QUẢNG NAM

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã số: 8 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS. TRẦN MẠNH LỤC

Đà Nẵng, năm 2019

Công trình được hoàn thành tại

Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN MẠNH LỤC

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận

văn tốt nghiệp Thạc sĩ Hóa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào

ngày … tháng … năm 2019.

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. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới có thảm thực vât phong phú,

trong đó họ thầu dầu (Euphorbiaceae) là một họ lớn, rất đa dạng. Cây

thầu dầu có tên khoa học là Ricinus communis L., thuộc họ Đại kích

(Euphorbiaceae). Ở Việt Nam, thầu dầu thường mọc hoang tại các

tỉnh như Hà Giang, Bắc ninh, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Đà Nẵng... Về

công dụng trong y học, mỗi bộ phận của cây thầu dầu có tác dụng y

học riêng như chữa phong thấp, đau nhức khớp, đòn ngã sưng đau,

sài uốn ván, động kinh, tâm thần phân liệt ,...

Việc nghiên cứu xác định thành phần hóa học, ứng dụng các

phương pháp hiện đại để xác định cấu trúc và nghiên cứu hoạt tính

sinh học của một số hợp chất các cây thuộc họ thầu dầu ở Việt Nam

là một hướng nghiên cứu triền vọng, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

cao. Nhưng cho đến nay việc nghiên cứu các bộ phận của cây thầu

dầu vẫn chưa được nghiên cứu kỹ.

Vì vậy, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách, xác định

thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và phân lập phân đoạn các

chất có trong dịch chiết của cây thầu dầu (Ricinus communis) tại

Quảng Nam” làm luận văn tốt nghiệp của mình nhằm đóng góp

thông tin khoa học về loại cây này.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Tìm hiểu về cây thầu dầu tía (Ricinus communis L) tại

Quảng Nam.

- Nghiên cứu chiết tách, phân lập và xác định thành phần hóa

học chất thu được từ các bộ phận của cây thầu dầu tía.

- Thử hoạt tính sinh học của các cao chiết thu được.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

Các bộ phân cây thầu dầu (Ricinus communis L) được thu hái

vào tháng 8 năm 2018, tại tỉnh Quảng Nam.

2

- Phạm vi nghiên cứu

+ Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu (độ ẩm,

hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng).

+ Tiến hành chiết tổng cao ethanol, các cao phân đoạn từ tổng

cao ethanol.

+ Phân lập chất bằng sắc ký cột (SKC), sắc ký bản mỏng

(SKBM) và xác định thành phần các chất từ dữ liệu phổ.

+ Thành phần hóa học trong một số dịch chiết của các bộ phận

cây thầu dầu ở Quảng Nam.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

+ Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tư liệu về đặc

điểm hình thái thực vật, nguồn nguyên liệu, thành phần hóa học, ứng

dụng của các bộ phân cây thầu dầu.

+ Tổng hợp tài liệu về phương pháp lấy mẫu, chiết tách và

phân lập các hợp chất thiên nhiên.

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

+ Phương pháp chiết rắn – lỏng, lỏng – lỏng bằng các dung môi

có độ phân cực khác nhau.

+ Thăm dò hoạt tính sinh học các cao chiết.

+ Phương pháp sắc ký cột, sắc ký bản mỏng để phân lập một số

hợp chất trong cao chiết.

+ Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) xác định

thành phần hóa học trong cao chiết.

6. Bố cục luận văn

MỞ ĐẦU

Chương 1. Tổng quan

Chương 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3. Kết quả và thảo luận

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ HỌ THẦU DẦU

1.1.1. Họ thầu dầu

1.1.2. Các chi thuộc họ thầu dầu

1.2. TỔNG QUAN VỀ THẦU DẦU

1.2.1. Tên gọi, phân loại thực vật

1.2.2. Đặc điểm hình thái thực vật học

1.2.3. Thuộc tính dƣợc lý

1.2.4. Thành phần hóa học

1.2.5. Một số bài thuốc chữa bệnh từ cây thầu dầu

CHƢƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ

2.1.1. Nguyên liệu

2.1.2. Hóa chất

2.1.3. Dụng cụ và thiết bị

2.2. KHẢO SÁT KHỐI LƢỢNG CAO CHIẾT VÀ THỬ HOẠT

TÍNH KHÁNG KHUẨN

2.2.1. Khảo sát khối lƣợng cao chiết trong mỗi nguyên liệu

2.2.2. Thử hoạt tính kháng khuẩn

2.3. PHƢƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH THU NHẬN CÁC MẪU

CAO CHIẾT

2.3.1. Phƣơng pháp ngâm dầm (chiết rắn – lỏng) điều chế tổng cao

ethanol

2.3.2. Phƣơng pháp chiết lỏng – lỏng tách các phân đoạn cao từ

tổng cao ethanol

2.4. PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH THÀNH PHẦN NHÓM CHỨC

VÀ ĐỊNH DANH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC PHÂN

ĐOẠN CAO CHIẾT TỪ TỔNG CAO ETHANOL

2.4.1. Phân tích định tính thành phần nhóm chức các phân đoạn

4

cao chiết từ tổng cao ethanol

2.4.2. Định danh thành phần hóa học các phân đoạn cao chiết từ

tổng cao ethanol bằng phƣơng pháp GC/MS

2.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ

2.5.1. Sắc ký bản mỏng

2.5.2. Phƣơng pháp sắc ký cột

2.5.3. Sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS)

Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm

5

CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH LƢỢNG CAO VÀ HOẠT TÍNH

KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC TỔNG CAO ETHANOL

3.1.1. Kết quả khảo sát khối lƣợng cao chiết ethanol từ các bộ

phận của cây thầu dầu tía

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát khổi lượng cao chiết mỗi loại nguyên liệu

STT Loại nguyên liệu

Khối

lượng

mẫu

Khối

lượng cao

chiết

% Khối lượng

cao chiết

1 Lá thầu dầu tía 100g 13,80g 13,8%

2 Cành thầu dầu tía 100g 6,05g 6,05%

3 Thân thầu dầu tía 100g 3,94g 3,92%

4 Rễ thầu dầu tía 100g 8,32g 8,32%

Nhận xét: Hàm lượng cao chiết đối với các bộ phận của cây

thầu dầu tía là: lá (13,8%) > rễ (8,32%) > cành (6,05%) > thân

(3,92%). Tuy nhiên, trong lá của cây thầu dầu tía có chứa nhiều thành

phần diệp lục tố nên có hàm luợng cao nhất so với các bộ phận còn

lại của cây.

3.1.2. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn của các dịch chiết

ethanol của từ các bộ phận của cây thầu dầu tía

Hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán qua

giếng thạch với các chủng vi khuẩn Gram (+): Bacillus subtilis và

Gram (-): Escherichia coli;. Salmonella typhi.

Hoạt tính kháng khuẩn của rễ thầu dầu tía trong dung môi

ethanol đối với 3 chủng vi khuẩn kiểm định thể hiện qua kích thước

vòng vô khuẩn cho thấy cao chiết này thể hiện hoạt tính mạnh nhất

đối với E.coli(20,1 mm), tiếp đến là S.typhi(13,8 mm), riêng đối với

B.subtilis không thấy thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với chủng vi

khuẩn này. Kết quả này là cơ sở ban đầu cho những nghiên cứu ứng

dụng rễ thầu dầu tía trong việc chữa một số bệnh liên quan đến các vi

khuẩn gây bệnh.

6

3.2. KẾT QUẢ ĐIỀU CHẾ TỔNG CAO ETHANOL VÀ CÁC

CAO PHÂN ĐOẠN TÁCH TỪ TỔNG CAO ETHANOL TỪ RỄ

CÂY THẦU DẦU TÍA

3.2.1. Kết quả điều chế tổng cao ethanol bằng phƣơng pháp

ngâm chiết

Bảng 3.2. Kết quả điều chế cao ethanol của rễ thầu dầu tía

Số lần

chiết

V(lit)

cho vào

V(lit)

lấy ra

m cao ethanol

(g)

%m cao

ethanol

(%)

Lần 1 10 5,45 43,35 4,65

Lần 2 5 5,55 16,41 1,76

Lần 3 5 5,13 13,83 1,48

Lần 4 5 5,17 6,80 0,73

Tổng 20 21,30 80,39 8,62

Nhận xét: Hàm lượng cao ethanol thu được từ rễ thầu dầu tía

là 8,62% (tính theo mẫu khô kiệt)

3.2.2. Kết quả điều chế các cao phân đoạn từ tổng cao ethanol

bằng phƣơng pháp phân bố

Lấy 80,39g cao chiết ethanol thu được đem phân tán vào trở

lại 300ml nước cất. Sau đó tiến hành chiết lỏng- lỏng lần lượt với

các dung môi có độ phân cực tăng dần là hexane và ethyl acetate.

Bảng 3.5. Khối lượng các cao chiết thu được bằng phương

pháp chiết lỏng- lỏng

Cao phân đoạn từ tổng

cao ethanol

Khối

lƣợng (g)

Phần trăm

khối lƣợng(%)

Phân đoạn cao hexane 24,51 30,49 %.

Phân đoạn cao ethyl acetate 10,02 12,46%.

Phân đoạn cao nước 44,83 55,77%.

Tổng cộng các phân đoạn 79,36 98,72%

Nhận xét: Tổng khối lượng các phân đoạn cao thu được

bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng với các dung môi từ có độ phân

7

cực khác nhau từ cao tổng ethanol (80,39 g) là 79,36 g. Hiệu suất

của cả quá t nh đạt 98,72%.

3.3. KẾT QUẢ ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨC CÁC CAO PHÂN

ĐOẠN TÁCH TỪ TỔNG CAO ETHANOL BẰNG THUỐC

THỬ ĐẶC TRƢNG

3.3.1. Kết quả định tính nhóm chức có trong phân đoạn cao hexane

tách từ tổng cao ethanol

Bảng 3.9. Tổng hợp kết quả định tính thành phần hóa học

ALKALOID

Phân đoạn

Thuốc thử

Mayer

Thuốc thử

Dragendorff

Thuốc thử

Wagne

Phân đoạn cao

hexane - - -

Phân đoạn cao ethyl

acetate - - -

Phân đoạn cao nước - ++ +++

FLAVONOID

Phân đoạn

Thuốc thử

H2SO4 đậm

đặc.

Thuốc thử

1%

NaOH/etanol

.

Thuốc thử

1%

AlCl3/etano

l.

Phân đoạn cao

hexane

+ - +

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- - -

Phân đoạn cao nước ++ - -

STEROID

Phân đoạn Thuốc thử

H2SO4 đậm

đặc.

Thuốc thử

Vanilin

1%/etanol

Phân đoạn cao

hexane

+++ +++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

+++ +

Phân đoạn cao nước ++ +++

8

GLYCOSID

Phân đoạn Thuốc thử

Keller–

Killiani

Thuốc thử

Tollens

Thuốc thử

Phenol–

H2SO4

Phân đoạn cao

hexane

++ +++ +

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- - -

Phân đoạn cao nước - - -

PHENOL

Thuốc thử:

1% Vanilin +

HCl đặc.

Thuốc thử:

5%

FeCl3/H2O

Thuốc thử:

Bortrager

Phân đoạn cao

hexane

- - -

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- ++ ++

Phân đoạn cao nước + ++ ++

SESQUITERPEN–LACTON

Phân đoạn Thuốc thử:

H2SO4 đậm

đặc

Thuốc thử

Tolens

Thuốc thử:

Baljet

Phân đoạn cao

hexane

+++ +++ +

Phân đoạn cao ethyl

acetate

+++ +++ +

Phân đoạn cao nước + ++ +

TANNIN

Phân đoạn Thuốc thử:

Gelatin mặn.

Thuốc thử:

Stiasny

Thuốc thử:

5%

FeCl3/H2O

Phân đoạn cao

hexane

+ - +++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

++ - +++

Phân đoạn cao nước + - ++

9

Nhận xét: Dựa trên kết quả định tính thành phần nhóm chức có

trong các cao chiết từ cao tổng ethanol của rễ cây thầu dầu tía ta

thấy: thành phần hóa học các cao phân đoạn có chứa các hợp chất

alkaloid, flavonoid, sesquiterpen- lacton, steroid, glycosid, phenol,

tannin nhưng với mức độ khác nhau. Cả 3 phân đoạn đều không có

biểu hiện trên thuốc thử Mayer, Stiasny và NaOH 1%/etanol.

3.4. KẾT QUẢ ĐỊNH DANH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC

CHẤT TRONG CÁC PHÂN ĐOẠN CAO TÁCH TỪ TỔNG

CAO ETHANOL CỦA RỄ THẦU DẦU TÍA

3.4.1. Kết quả định danh thành phần hóa học các chất trong phân

đoạn hexane tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía

Phương pháp GC–MS đã định danh được 25 cấu tử trong

phân đoạn hexane tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía, trong đó

n- Hexadecanoic acid chiếm hàm lượng cao nhất (19,79 %), 9,12-

Octadecadienoic acid (Z,Z)- chiếm 13,76 %. Ngoài ra cũng có một số

cấu tử chiếm hàm lượng cao như Stigmasterol (6.98 %), gamma.-

Sitosterol (6,96 %), Hexadecanoic acid, ethyl ester (5,27 %).

3.4.2. Kết quả định danh thành phần hóa học các chất trong phân

đoạn cao ethyl acetate tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía

Phương pháp GC–MS đã định danh được 15 cấu tử trong phân

đoạn cao ethyl acetate tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía, trong

đó Ricinine chiếm hàm lượng cao nhất (20,42 %). Ngoài ra cũng có 1

số cấu tử chếm hàm lượng cao như 4-((1E)-3-Hydroxy-1-propenyl)-

2-methoxypheno l(7,01%), 2-Methoxy-4-vinylphenol (5,25 %).

3.4.3. Kết quả định danh thành phần hóa học các chất trong phân

đoạn cao nƣớc tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía

Phương pháp GC–MS đã định danh được 9 cấu tử trong

phân đoạn cao nước tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía, trong

đó 5 – hydroxymethylfurfural chiếm hàm lượng cao nhất (63,15 %),

một số cấu tử khác cũng có hàm lượng cao như Furfural (3,42 %), 2

– Furancarboxaldehyde, 5 – methyl (3,80 %). Ngoài ra còn có mặt

10

của các cấu tử Ricinine, Stigmasterol, Gama.-Sitosterol.

Tổng hợp các thành phần hóa học trong các phân đoạn

cao tách từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía

Bảng 3.13. Thành phần hóa học trong các phân đoạn cao tách

từ tổng cao ethanol của rễ thầu dầu tía

S

T

T

TÊN HỢP CHẤT

% DIỆN TÍCH PEAK

Phân

đoạn

Hexane

Phân đoạn

Ethyl

acetate

Phân

đoạn

Nƣớc

1

Cinnamaldehyde, (E)

–

0.62

2 Beta – Selinene 0.65

3 Alpha – Selinene 0.66

4 Coumarin 2.00

5 Isospathulenol 1.07

6 Neointermedeol 0.86

7 Germacron 1.15

8

Hexadecanoic acid,

methyl ester 3.13

9

Hexadecanoic acid,

ethyl ester 5.27 2.18

10 n- Hexadecanoic acid, 19.79 1.44 0.83

11

9,12,15-

Octadecatrienoic acid,

methyl ester

0.61 0.27

12 9,12- Octadecadienoic

acid (Z,Z)-

13.76 3.73 0.22

15 9,12- Octadecadienoic

acid 1.11

16 Cholesterol 0.30

17 Campesterol 3.24 0.41

18 Stigmasterol 6.98 1.03 0.50

19 gamma.-Sitosterol 6.96 1.95 1.12

20 Stigmasta-3,5-diene 0.03

11

21

4

-Campestene

-

3

-one 0.40

22 9,19

-Cyclolanost

-24

-

en

-

3

-ol, (3.beta.) 0.18

23 4,22

-Stigmastadiene

-

3

-one

0.42

24 Stigmasta

-3,5

-dien

-

7

-

one

0.46

25

9,19

-Cyclolanostan--

3

-ol, 24

-methylene

-

(3.beta.)

0.29

26 Stigmast

-

4

-en

-

3

-one 0.72

27 Butanedioic acid,

diethyl ester 0.48

28

2

-Methoxy

-

4

-

vinylphenol 5.25

29

2

-Propen

-

1

-ol, 3

-

phenyl

-

0.46

30

4

-((1E)

-

3

-Hydroxy

-

1

-

propenyl)

-

2

-

methoxyphenol

7.01

31 Coniferyl aldehyde 0.46

32 Linoleic acid ethyl

ester 0.65

33 Scopoletin 4.61

34 Ricinine 20.42 0.61

35 Furfural 3.42

36

2

–

Furancarboxaldehyde,

5

– methyl

3.80

37 Furryl hydroxymethyl

ketone 1.78

38

5

–

hydroxymethylfurfura l

63.15

12

Nhận xét: Từ bảng 3.13, phương pháp GC–MS đã định danh

được 38 cấu tử có trong các phân đoạn cao tách từ tổng cao ethanol

của rễ thầu dầu tía, trong đó các cấu tử: n- Hexadecanoic acid;

Stigmasterol; gamma.-Sitosterol; 9,12- Octadecadienoic acid có mặt

ở cả 3 phân đoạn; Hexadecanoic acid, ethyl ester; 9,12,15-

Octadecatrienoic acid, methyl ester; Campesterol có mặt ở 2 phân

đoạn cao hexan và cao ethyl acetate; cấu tử Ricinine có mặt trong 2

phân đoạn cao ethyl acetate và phân đoạn cao nước.

3.5. KẾT QUẢ PHÂN LẬP PHÂN ĐOẠN CÁC CHẤT TRONG

PHÂN ĐOẠN CAO HEXANE TÁCH TỪ TỔNG CAO

ETHANOL

3.5.1. Kết quả phân tích sắc ký bản mỏng các cao phân đoạn

tách từ tổng cao ethanol

a. Kết quả sắc ký bản mỏng phân đoạn cao hexane

Hình 3.7. Kết quả chạy sắc ký bản mỏng phân đoạn cao

hexane giải ly bằng các dung môi đơn: hexane (a), ethyl acetate

(b),và các hệ dung môi hexane – ethyl acetate tỷ lệ 8:2 (c), 6:4 (d),

4:6 (e), 2:8 (f).

Nhận xét: Với dung môi đơn hexane cấu tử được tách ra

không đáng kể và gần như vẫn ở ngay điểm chấm mẫu. Với dung

môi ethyl acetate cấu tử được tách ra khá rõ, kéo dài trong khoản từ

1/2 đến 2/3 từ mức xuất phát đến mức tiền tuyến. Khi sử dụng hệ

dung môi hexane: ethyl acetate với các tỷ lệ (V/V) lần lượt là: 8:2;

6:4; 4:6; 2:8 cho kết quả ở tỷ lệ 6:4 là tốt nhất cho thấy có 3 nhóm