Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học và phân lập chất từ một số dịch chiết của quả cây bằng lăng nước (lagerstroemia speciosa) tại thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HỒ ĐẮC TRẦN QUỲNH NI

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH

THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ PHÂN LẬP CHẤT

TỪ MỘT SỐ DỊCH CHIẾT CỦA QUẢ CÂY BẰNG

LĂNG NƯỚC (LAGERSTROEMIA SPECIOSA)

TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÓA HỌC

Đà Nẵng - Năm 2018

Công trình được hoàn thành tại

Trường Đại học Sư phạm- ĐHĐN

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Trần Mạnh Lục

Phản biện 1: GS.TS. Đào Hùng Cường

Phản biện 2: TS. Nguyễn Đình Anh

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

tốt nghiệp thạc sĩ Hóa hữu cơ họp tại Trường Đại học Sư phạm￾ĐHĐN vào ngày 6 tháng 10 năm 2018.

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

Hóa học các hợp chất thiên nhiên nói chung và các hợp chất có

hoạt tính sinh học nói riêng là một trong những lĩnh vực luôn được

các nhà khoa học quan tâm. Ngay từ xa xưa con người đã biết sử

dụng nhiều loại cây cỏ sẵn có trong tự nhiên để phòng và điều trị

bệnh. Ngày nay dù y học và ngành công nghệ tổng hợp hóa dược

phát triển vượt bậc đã tạo ra rất nhiều các biệt dược trong điều trị

bệnh. Song không vì thế mà những đóng góp của thảo dược mất đi

chỗ đứng trong y học hiện đại.

Ở nước ta, nền y học cổ truyền đã sử dụng rất nhiều các bài

thuốc dân gian, nghiên cứu và sản xuất ra nhiều chế phẩm dược vô

cùng quý giá để phòng và điều trị bệnh. Ngày nay với sự tiến bộ của

khoa học kĩ thuật cùng thảm thực vật phong phú, các nhà khoa học đã

chiết xuất được rất nhiều các hợp chất từ các cây thuốc quý không

những chỉ có giá trị chữa bệnh mà còn mang đậm bản sắc văn hóa dân

tộc.

Nước ta có một nguồn dược liệu rất phong phú. Theo các số

liệu thống kê mới nhất, thảm thực vật Việt Nam có trên 12000 loài,

trong số đó có trên 3200 loài được sử dụng làm thuốc trong Y học.

Trong vô vàn các loại dược liệu quý đó phải kể đến cây Bằng lăng

nước có tên khoa học là Lagerstroemia speciosa L. Pers thuộc họ Tử

vi Lythraceae. Ở Việt Nam cây thường được gọi đơn giản là Bằng

lăng tím hay Bằng lăng. Đây là loài cây có hoa rất đẹp, tán xòe tỏa

bóng mát nên thường được trồng nhiều hai bên đường hoặc nơi công

sở, trường học để lấy bóng mát. Ngoài dùng làm cây cảnh thì Bằng

lăng còn được sử dụng để làm thuốc tùy theo từng bộ phận.

Đối với các nước trên thế giới đặc biệt là Philippines và Ấn

2

Độ, cây Bằng lăng nước thường được sử dụng như một vị thuốc dân

gian để chữa trị nhiều bệnh với hiệu quả cao và an toàn. Tất cả các bộ

phận của cây đều có thể dùng để làm thuốc. Vỏ cây và lá chữa bệnh

tiêu chảy. Hoa cũng dùng để chữa tiêu chảy đồng thời có tác dụng lợi

tiểu rất có ích đối với người bị bệnh về bàng quang. Hạt có tác dụng

an thần, gây ngủ. Quả dùng để đắp ngoài trị những tổn thương viêm

loét ở miệng. Đặc biệt những nghiên cứu hiện đại đã chứng minh

trong lá và quả già của cây Bằng lăng nước có chứa nhiều axit

corosolic có tác dụng làm giảm đường huyết tương tự như tác dụng

của insulin, do đó dùng làm thuốc hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường

[13], [14]. Ở Việt Nam, Bằng lăng nước được trồng rất nhiều song

tác dụng dược lý của cây vẫn chưa được nhiều người biết đến. Vì vậy

nguồn dược liệu quý giá này vẫn chưa được tận dụng.

Trên thế giới đã có rất nhiều các công trình khoa học nghiên

cứu về hoạt tính sinh học của các chất có trong cây Bằng lăng nước.

Tại Việt Nam công trình nghiên cứu về loài cây này chưa nhiều, nếu

có chủ yếu tập trung vào hoạt tính và công dụng của lá, vỏ mà chưa

có nhiều công trình nghiên cứu về quả của cây. Do đó, tôi chọn đề tài

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

chất từ một số dịch chiết của quả cây Bằng lăng nƣớc

(Lagerstroemia speciosa ) tại thành phố Đà Nẵng” cho luận văn

của mình để góp phần vào việc tìm hiểu nguồn tài nguyên dược liệu

quý giá của đất nước.

2. Mục tiêu nghiên cứu

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

học chất thu được từ quả Bằng lăng nước.

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

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

3

Quả cây Bằng lăng nước thu hái tại thành phố Đà Nẵng vào

tháng 8, 10 và tháng 12 năm 2017.

3.2. 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.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu

4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tư liệu trong và ngoài nước

về đặc điểm, hình thái thực vật, thành phần hóa học, tác dụng dược lý

của quả Bằng lăng nước.

- Tổng hợp tài liệu về phương pháp chiết tách và phân lập các

hợp chất thiên nhiên.

4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp thu hái và xử lý mẫu dược liệu.

- 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.

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

5.1. Ý nghĩa khoa học

Cung cấp thông tin khoa học về quy trình chiết tách, thành

phần và cấu tạo một số hợp chất hóa học, hoạt tính sinh học trong

4

dịch chiết ethanol của quả Bằng lăng nước (Lagerstroemia speciosa

L. Pers).

5.2. Ý nghĩa thực tiễn

Góp phần mở rộng nuôi trồng, khai thác và sử dụng loài cây

dược liệu này một cách hiệu quả và bền vững.

6. Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, danh mục các chữ viết tắt, danh mục các

bảng, danh mục các hình, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và

phụ lục. Luận văn được chia làm các chương như sau:

Chương 1. Tổng quan

Chương 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3. Kết quả và thảo luận

5

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ HỌ BẰNG LĂNG VÀ CHI TỬ VI

1.1.1. Họ Bằng lăng

1.1.2. Thực vật chi Tử vi

1.2. TỔNG QUAN VỀ BẰNG LĂNG NƢỚC

1.2.1. Tên gọi, phân loại thực vật

1.2.2. Đặc điểm hình thái thực vật học

1.2.3. Phân bố

1.2.4. Điều kiện sinh trƣởng và phát triển

1.2.5. Thuộc tính dƣợc lý

1.2.6. Thành phần hóa học

6

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. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU

2.2.1. Lựa chọn nguyên liệu

2.2.2 Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu

a. Xác định độ ẩm

b. Xác định hàm lượng tro

c. Xác định hàm lượng kim loại nặng

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. ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨC VÀ THỬ HOẠT TÍNH

KHÁNG KHUẨN CÁC PHÂN ĐOẠN CAO CHIẾT TỪ TỔNG

CAO ETHANOL

2.4.1 Định tính nhóm chức các phân đoạn cao chiết từ tổng

cao ethanol

2.4.2. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng khuẩn

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)

7

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA

NGUYÊN LIỆU

3.1.1. Kết quả lựa chọn nguyên liệu

Kết quả khảo sát khối lượng cao chiết ethanol được trình bày

trên bảng 3.1.

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

Loại quả Khối lượng cao chiết (g) Hàm lượng (%)

Quả trưởng thành 4,192 4,192

Quả già 5,247 5,247

Quả khô 6,926 6,926

Kết luận: Dựa vào kết quả khảo sát khối lượng cao chiết, chúng

tôi chọn quả Bằng lăng khô làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp

theo trong luận văn này.

3.1.2. Kết quả xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên

liệu

a. Độ ẩm

Độ ẩm trung bình của bột nguyên liệu là 8,081 %. Với độ ẩm

này, nguyên liệu được đảm bảo ổn định tốt trong trong thời gian dài

mà không bị nấm mốc làm hư hại.

b. Hàm lượng tro

Hàm lượng tro trung bình của bột nguyên liệu là 7,762 %. Điều

này cho thấy trong quả Bằng lăng nước chứa một lượng các chất vô

cơ, trong đó có thể có mặt muối hay oxit của một số kim loại.

c. Hàm lượng kim loại nặng

Hàm lượng các kim loại nặng có trong quả Bằng lăng nước nằm

trong khoảng cho phép theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 8-

2:2011/BYT) về hàm lượng kim loại nặng trong thực phẩm (theo

8

thông tư số 02/2011/TT-BYT ngày 13 tháng 01 năm 2011). Vì vậy có

thể sử dụng an toàn mà không ảnh hưởng đến sức khỏe.

3.2. KẾT QUẢ ĐIỀU CHẾ TỔNG CAO ETHANOL VÀ CÁC

CAO PHÂN ĐOẠN TÁCH TỪ TỔNG CAO ETHANOL

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

ngâm chiết

Kết quả điều chế tổng cao ethanol bằng phương pháp ngâm

chiết được trình bày ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Kết quả điều chế cao ethanol của quả Bằng lăng nước

Số lần

chiết

V(lit)

cho vào

V(lit) lấy

ra

m cao ethanol (g) %m cao ethanol

Lần 1 10 5,245 64,671 4,353

Lần 2 5 5,053 22,333 1,501

Lần 3 5 5,137 10,496 0.707

Lần 4 5 5,117 2,605 0,176

Tổng 20 20,540 100,105 6,737

Khối lượng cao ethanol thu được bằng phương pháp ngâm

chiết là 100,105 gam chiếm 6,737 %. Hàm lượng cao ethanol thu

được thấp hơn giá trị 6,926 % một phần là do có sự sai số nhất định,

sự khác biệt giữa việc tiến hành với một lượng mẫu lớn và lượng mẫu

nhỏ. Ngoài ra, kết quả ở đây đã tính đến hệ số khô kiệt nên hàm

lượng cao thu được sẽ thấp hơn so với ban đầu.

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

ethanol bằng phƣơng pháp phân bố

Lấy 100,105 g cao chiết ethanol thu được đem phân tán vào trở

lại 300 ml nước cất. Sau đó tiến hành chiết lỏng- lỏng lần lượt với 3

dung môi có độ phân cực tăng dần là hexane, diclorometane và ethyl

acetate.

9

Tổng hợp kết quả về khối lượng và phần trăm khối lượng các

phân đoạn cao chiết được trình bày trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. 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 (%)

Cao hexane 19,851 19,832

Cao diclorometane 6,165 6,159

Cao ethyl acetate 2,322 2,320

Cao nước 65,534 65,465

Tổng cộng 93,872 93,774

 Nhận xét: Tổng khối lượng cao thu được bằng phương

pháp chiết lỏng- lỏng với các dung môi từ cao tổng ethanol (100,105

g) là 93,872 g. Hiệu suất của cả quá trình đạt 93,774 %.

3.3. KẾT QUẢ ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨC VÀ THỬ HOẠT

TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC CAO PHÂN ĐOẠN TÁCH

TỪ TỔNG CAO ETHANOL

3.3.1. Kết quả định tính nhóm chức bằng các thuốc thử hóa học

Tổng hợp kết quả định tính thành phần nhóm chức bằng các

thuốc thử hóa học được thể hiện ở bảng 3.4.

Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả định tính nhóm chức trong các cao

phân đoạn

ALKALOID

Thuốc thử

Mayer

Thuốc thử

Dragendorff

Thuốc thử

Wagne

Phân đoạn cao hexane - +++ +++

Phân đoạn cao

dichloromethane - +++ +++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- +++ +++

Phân đoạn cao nước - +++ +++

10

FLAVONOID

Thuốc thử

H2SO4 đậm

đặc.

Thuốc thử 1%

NaOH/etanol.

Thuốc thử

1%

AlCl3/etanol.

Phân đoạn cao hexane +++ + -

Phân đoạn cao

dichloromethane

- + -

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- ++ -

Phân đoạn cao nước - ++ +

STEROID

Thuốc thử

Salkowski

Thuốc thử

Rosenthaler

Thuốc thử

Liberman–

Burchard.

Phân đoạn cao hexane + - +

Phân đoạn cao

dichloromethane

+ - +

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- + +++

Phân đoạn cao nước - ++ +++

GLYCOSID

Thuốc thử

Keller–

Killiani

Thuốc thử

Tollens

Thuốc thử

Phenol–

H2SO4

Phân đoạn cao hexane +++ ++ +

Phân đoạn cao

dichloromethane

- +++ -

Phân đoạn cao ethyl

acetate

+ ++ -

Phân đoạn cao nước + ++ -

11

PHENOL

Thuốc thử

1% Vanilin

+ HCl đặc.

Thuốc thử 5%

FeCl3/H2O

Thuốc thử

Bortrager

Phân đoạn cao hexane +++ +++ -

Phân đoạn cao

dichloromethane

- +++ +++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- +++ +++

Phân đoạn cao nước - +++ ++

SESQUITERPEN–LACTON

Thuốc thử

H2SO4 đậm

đặc

Thuốc thử

Tollens

Thuốc thử

Baljet

Phân đoạn cao hexane - +++

Phân đoạn cao

dichloromethane

- +++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

+ ++ +

Phân đoạn cao nước +++ ++ +

TANNIN

Thuốc thử

Gelatin mặn

Thuốc thử

Stiasny

Thuốc thử

5%

FeCl3/H2O

Phân đoạn cao hexane - ++ -

Phân đoạn cao

dichloromethane

- - ++

Phân đoạn cao ethyl

acetate

- - +++

Phân đoạn cao nước - - +++

Nhận xét: Dựa trên kết quả định tính, ta thấy thành phần hóa

học các cao phân đoạn của quả Bằng lăng nước có chứa các hợp chất

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

12

tannin nhưng với mức độ khác nhau.

3.3.2. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn của các phân

đoạn cao chiết

Trong 4 phân đoạn thì chỉ có phân đoạn cao hexane và cao

dichloromethane có hoạt tính kháng khuẩn đối với 2 chủng vi khuẩn

là: Salmonella typhi và Escherichia coli, không có hoạt tính với

chủng vi khuẩn Bacillus subtilis. Phân đoạn cao hexane có hoạt tính

kháng khuẩn mạnh hơn phân đoạn cao dichloromethane. Phân đoạn

cao ethyl acetate và cao nước thì không có hoạt tính kháng khuẩn đối

với các chủng vi khuẩn đã khảo sát.

3.3.3. Kết quả phân tích sắc ký bản mỏng các cao phân

đoạn tách từ tổng cao ethanol

Kết quả chạy sắc ký bản mỏng các cao phân đoạn: hexane,

dichloromethane, ethyl acetate và cao nước với dung môi đơn ethyl

acetate và hệ dung môi hexane – ethyl acetate tỷ lệ 2:8 các cấu tử

tách ra rõ nhất và xuất hiện được nhiều vết nhất. Ở phân đoạn cao

hexane, các chất xuất hiện trên bản mỏng rõ ràng, đặc trưng hơn so

với các phân đoạn cao khác.

3.4. KẾT QUẢ PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH CÁC CHẤT

TRONG PHÂN ĐOẠN CAO HEXANE TÁCH TỪ TỔNG CAO

ETHANOL

3.4.1. Kết quả chạy sắc ký cột cao hexane tách từ tổng cao

ethanol

Dựa trên kết quả thu được từ sắc ký bản mỏng ta gộp phân

đoạn cao hexane thành 4 phân đoạn, kí hiệu lần lượt là: BL.H1;

BL.H2; BL.H3 và BL.H4 với khối lượng tương ứng là 0,617 gam;

2,047 gam; 2,305 gam và 2.587 gam.

a. Kết quả tinh chế phân đoạn BL.H2

Tinh chế phân đoạn BL.H2 thu được 1,767 gam tinh thể màu

trắng, hình kim, ký hiệu BL.H2TT.

13

b. Kết quả chạy sắc ký cột phân đoạn BL.H4 (2,587 g)

Phân đoạn BL. H4 gộp thành 4 phân đoạn kí hiệu lần lượt là:

BL.H4A (397mg), BL.H4B (321mg), BL.H4C (1188 mg), BL.H4D

(337 mg). Từ Phân đoạn BL.H4A thu được 4 ml chất lỏng màu vàng

nhạt, trong suốt, ký hiệu BL.H4Aa.

c. Kết quả chạy sắc ký cột phân đoạn BL.H4C

Cao phân đoạn BL.H4C kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng, gộp

được 3 phân đoạn kí hiệu BL.H4C1 (281 mg), BL.H4C2 (658 mg),

BL.H4C3 (161 mg). Ở phân đoạn BL.H4C2 làm bay hơi hoàn toàn

dung môi thu được cao của 2 phân đoạn tương ứng ký hiệu

BL.H4C2A (280mg) và BL.H4C2B (311mg).

3.4.2. Kết quả định danh các chất trong phân đoạn cao

hexane tách từ tổng cao ethanol

a. Kết quả định danh các chất trong phân đoạn BL.H2TT

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

đoạn BL.H2TT được trình bày ở bảng 3.5.

Bảng 3.5. Thành phần hóa học định danh được trong phân đoạn

BL.H2TT

STT RT %

AREA NAME FORMULAR

1 8.71 7.36

Dimethyl phthalate

(C10H10O4)

2 16.54 17.73

n-Hexandecanoic acid

(C16H32O2)