Phân tích cấu trúc và hàm lượng một số hợp chất glucoside flavonoid từ fissistigma bicolor bằng các phương pháp hóa lý hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ THÙY NHUNG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƢỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT GLUCOSIDE - FLAVONOID TỪ FISSISTIGMA BICOLOR BẰNG CÁC PHƢƠNG PHÁP HĨA LÝ HIỆN ĐẠI Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM THẾ CHÍNH Thái Nguyên - 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS.TS Phạm Thế Chính ngƣời thầy tận tình giúp đỡ em trình học tập, bảo định hƣớng nghiên cứu khoa học cho em, hƣớng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn lãnh đạo khoa Hóa học, thầy giáo khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên hỗ trợ em q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Trong thời gian nghiên cứu thực đề tài luận văn em nhận đƣợc hỗ trợ kinh phí nghiên cứu đề tài Nafosted mã số 104.01-2019.22 Em xin gửi lời biết ơn đến PGS.TS Phạm Thị Thắm chủ nhiệm đề tài tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn cách tốt Cuối em xin cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Pháp y tỉnh Thái Nguyên nơi em công tác, tới gia đình bạn bè đồng nghiệp ln ủng hộ đồng hành, giúp đỡ em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Vũ Thùy Nhung i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .I DANH MỤC VIẾT TẮT IV DANH MỤC SƠ ĐỒ V DANH MỤC HÌNH VI DANH MỤC BẢNG BIỂU VII MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan số phƣơng pháp hóa lý đại xác định cấu trúc 1.1.1 Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR) 1.1.2 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (MS) 10 1.1.3 Phổ hồng ngoại IR 11 1.2 Tổng quan phƣơng pháp sắc ký 12 1.2.1 Sắc ký lớp mỏng 14 1.2.2 Sắc ký cột 16 1.2.3 Sắc ký lỏng cao áp 16 1.2.4 Sắc ký khí 19 1.3 Các nghiên cứu lãnh công 21 1.3.1 Đặc điểm thực vật 21 1.3.2 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Fissistigma 21 1.3.3 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học thuộc chi Fissistigma 25 2.1 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ 31 2.1.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.1.2 Hóa chất dung mơi 31 2.1.3 Khảo sát điều kiện tách chất sắc ký lớp mỏng 31 2.1.4 Xác nhận cấu trúc 32 ii 2.2 Chuẩn bị mẫu hợp chất thiên nhiên 32 2.2.1 Chuẩn bị sắc ký lớp mỏng 32 2.2.2 Chuẩn bị cột silica gel 33 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Mục tiêu đề tài 36 3.2 Kết phân lập chuẩn bị mẫu nghiên cứu Glucoside – Flavonoid 36 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 57 iii DANH MỤC VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng anh Tên tiếng việt NMR Nuclear Magnectic Resonance Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân TMS Tetramethylsilane MS Mass Spectroscopy Tetramethylsilan Phƣơng pháp phổ khối lƣợng EI Electron ionization CI Chemical ioniztion Phƣơng pháp bắn phá dòng electron Phƣơng pháp ion hóa hóa học ESI IR ElectroSpray Ionization Heteronnuclear Single Quantum Coherence Heteronnuclear Multiple Bond Connectivity Infrared spectroscopy Phƣơng pháp phun mù điện tử Phổ tƣơng tác dị hạt nhân qua liên kết Phổ tƣơng tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết Phổ hồng ngoại TLC Thin layer chromatography Sắc ký lớp mỏng CC Sắc ký cột GC Column chromatography High Performance Liquid Chromatography Gas Chromatography MCF-7 Michigan Cancer Foundation-7 Ung thƣ vú HepG2 Ung thƣ gan A-549 Liver cancer Cervical adenocarcinoma cancer Lung cancer MGC-803 Stomach cancer Ung thƣ dày COLO-205 Colorectal cancer Ung thƣ trực tràng IC50 Inhibitory concentration of 50% Nồng độ ức chế 50% MeOH Metanol Metanol EtOH Ethanol Etanol EtOAc Ethyl acetat Etyl acetat HSQC HMBC HPLC HeLa iv Sắc ký lỏng hiệu cao Sắc ký khí Ung thƣ cổ tử cung Ung thƣ phổi DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ Sơ đồ phân lập chuẩn bị mẫu hợp chất hợp chất 34 v DANH MỤC HÌNH Hình 1 Tính chất hạt nhân từ trƣờng Hình Định hƣớng hạt nhân trƣớc sau đặt vào từ trƣờng B0 Hình Nguyên nhân hình thành số chắn Hình Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR n -Butanol Hình Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13C-NMR n -Butanol Hình Ví dụ phổ COSY [42] Hình Phổ EI-MS Benzamid 11 Hình Phổ IR Toluene 12 Hình Kết tách số chất củ nghệ sắc ký mỏng 15 Hình 10 Sơ đồ thiết bị máy phân tích HPLC 17 Hình 11 Sơ đồ thiết bị máy phân tích GC 20 Hình Phổ 1H-NMR hợp chất 38 Hình Phổ 1H-NMR giãn vùng thơm hợp chất 39 Hình 3 Phổ 1H-NMR giãn vùng trƣờng cao hợp chất 40 Hình Phổ 13C-NMR hợp chất 41 Hình Phổ giãn 13C-NMR hợp chất 42 Hình Phổ 1H-NMR hợp chất 44 Hình Phổ 1H-NMR giãn vùng glucoside hợp chất 45 Hình Phổ 13C-NMR 47 Hình Một số tƣơng tác HMBC 48 Hình 10 Phổ HSQC 48 Hình 11 Phổ HMBC 49 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Phân loại phổ hai chiều (2D) 10 Bảng Dữ liệu cộng hƣởng từ hạt nhân quercetin 3-O-α-Larabinofuranoside (1) 43 Bảng Dữ liệu phổ 1H-NMR 13C-NMR hợp chất 50 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam quốc gia có nguồn tài nguyên rừng với thảm thực vật vô phong phú đa dạng Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên vô to lớn không mặt kinh tế mà nguồn dƣợc liệu quý để bảo vệ, nâng cao chất lƣợng sức khỏe ngƣời Ngày nay, với phát triển Khoa học Công nghệ, tảng thuốc dân gian, nhà khoa học phát phân lập đƣợc nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học q nhƣ kháng nấm, kháng vi khuẩn, độc tính tiêu diệt tế bào, chống oxi hóa Những nghiên cứu đóng góp quan trọng cho nghiên cứu phát triển thuốc mới, ứng dụng mỹ phẩm, thực phẩm chức nghành công nghiệp khác Chi Fissistigma chi quan trọng họ Na (Annonaceae), phân bố rộng rãi Việt Nam nƣớc Với thành phần hóa học phong phú, cấu trúc phức tạp hoạt tính sinh học đa dạng nên đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Mặt khác, nghiên cứu phân tích cấu trúc hóa học hợp chất thiên nhiên nhiệm vụ khó, kết nghiên cứu có giá trị lớn nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực khoa học khác nhƣ hóa dƣợc, thực phẩm hóa mỹ phẩm Do đề tài “Phân tích cấu trúc hàm lượng số hợp chất Glucoside - Flavonoid từ Fissistigma Bicolor phương pháp hóa lý đại” có ý nghĩa khoa học thực tiễn Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tơi có nhiệm vụ: - Nghiên cứu chuẩn bị mẫu chất tinh khiết glucoside-flavoinoid đƣợc tách từ lãnh công sử dụng phƣơng pháp tách chiết đại - Phân tích cấu trúc glucoside-flavonoid phƣơng pháp phổ Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu dịch chiết lãnh cơng có lơng (Fissistigma Bicolor Merr đƣợc lấy tỉnh Cao Bằng Phụ lục 9: Phổ 13C-NMR giãn vùng trường hợp chất 65 Phụ lục 10: Phổ HMBC hợp chất Phụ lục 11: Phổ HMBC giãn_1 hợp chất 66 Phụ lục 12: Phổ HMBC giãn_2 hợp chất Phụ lục 13: Phổ HMBC giãn_3 hợp chất 67 Phụ lục 14: Phổ HSQC hợp chất 68 Phụ lục 15: Phổ HSQC giãn_1 hợp chất Phụ lục 16: Phổ HSQC giãn_2 hợp chất 69 DAIHQC THAINGUYEN TRTIONG DAI HQC KHOA HQC coNG HOA XA Ho r CnU NGHIA VIET NAM OOc lip - fu ao - ffann pntu BITNBAN CHAMLUANvAN TH+C Si H6i AOng chrim luan vdn th4c si duo c hp theo Quy6t Ai*r sO.l*.6.Q fQoDHKH ngiy AIn0/2022 oia HiQu truong Truong D4i hec Khoa hec - DHTN TT Hg vd tGn, hgc v!, chr?c danh Trdch nhiQm HD Cht tich HD Phan bign I PGS.TS Tir Binh Minh J PGS.TS Ng6 Qu6c Anh TS Khii5u Thi TAm TS Truong Thl Th6o TS Vuong Truong Xu6n Ghi chri Chft lcf thinh vi6n HD -1{k l{rc -TYa'u"-' Phan biQn lk Thuki HD Uf /w - vi6n HD : "Phan tich c6u tnic T6 chr?c ch6m 1u6n van th4c si cho hqc vi6n Vt Thty Nhung vA vd hdm luqng mQt sii hqp ch6t glucoside-flavonoid tu cdy fissistigma bicolor bing c6c phuong ph6p ho6 Nganh: H6a phdn Ngiy lj hi€n dai" tich Ma s6: 84401l8 o bAo vQ: .11012022 o C6c nOi dung thlrc hiQn: l Hgc vi6n brio c6ot6mthtlufn vin CLcPhinbi$n ttgc nh$n x6t (c6 vin ban kdm theo) T6m tit "ttt"g nh{n x6t ngoii vtrn .2 .erk * /r&rb /uf* -fu": 021.rJ 2-A/41 f,ka/4 rwr tut" xHol 7t Th6o lufln cria HQi d6ng vd nhfrng ngudi quan tdm d6i v6i hqc vi6n (ghi t6m t6t cau h6i TRU DAI D4i biiSu tham dg: Hgc vi€n cao hgc ban cria phan biQn (niiu c6): o ,f$i: laf CAaV 1c2e "tfh HNIC ct i"" -a df _ b/ Han chii la - /: ) L d tat z{ck , c/ G6p y chlnh - *1 y/W" cru ful ?i st4 b6 sung Cl,^.: !* ,e !*# M,a^: kA * 9*' C,/to rl' ffn q dwc HOC /a.d lt&.ab drrril, r:kh' 4,/; /-;! ^ M fr": U rH C o + ' /r'ai6m: Q{.oiiimtrungbitth: 4.20 - /L il D€ nghi cia HD: Hoc vi6n ttri/khdng tti tli€u ki€n c6p bang: ffu.-.ka c/tt d'i' t/*; ry '7 alr6ng e/ Oe tai c6lkh6ng c6 khA ning ph6t triiSn thinh lufln rin ti6n si xAcNHANctlrnrJdxconxn cntrlcnnQroONc rIilJKfHoIEONG l,i-8,-4 o c IH rHrEu rnudrue KT,TRU gNG'PFONG D.Ao TAO PHO TRUONG PHONG ts.lktug frla JW,ung M;1^ I".Lg lf.l AoJ Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: “Phân tích cấu trúc hàm lượng số hợp chất Glucoside Flavonoid từ Fissistigma Bicolor phương pháp hóa lý đại” Chun ngành: Hố phân tích Mã số: 8.440.118 Học viên: Vũ Thuỳ Nhung Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Thế Chính Họ tên người nhận xét: TS Khiếu Thị Tâm, Khoa Hoá học- Trường Đại học Khoa học- Đại học Thái Nguyên NỘI DUNG NHẬN XÉT Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Việt Nam nước có nguồn thực vật vô phong phú đa dạng với 5000 loài sử dụng làm thuốc chữa bệnh Các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học phân lập từ thuốc ứng dụng rộng rãi dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp mỹ phẩm thực phẩm, v v… Cấu trúc hợp chất phân lập từ loài dược liệu xác định phương pháp phổ đại Việc xác định cấu trúc hợp chất có ý nghĩa vô quan trọng việc ứng dụng hợp chất ngành y dược đồng thời hiểu rõ cấu trúc hợp chất giúp cho nhà nghiên cứu thực phản ứng tổng hợp chuyển hoá Fissistigma bicolor loài chi Fissistigma thuộc họ Na (Annonaceae) phân bố chủ yếu Tam Đảo Vĩnh Phúc, Thừa Thiên Huế, Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk Nhiều hợp chất flavonoid glycoside phân lập từ loài thuộc chi thể hoạt tính chống oxy hố gây độc tế bào Chính việc tác giả tiến hành “Phân tích cấu trúc định lượng số hợp chất flavonoid từ lãnh công phương pháp hoá lý đại” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Sự hợp lý dộ tin cậy phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu mà tác giả sử dụng để phân tích hợp chất phương pháp phổ cộng hưởng hạt nhân 1D-NMR, 2D-NMR phương pháp sắc ký Đây phương pháp phân tích đại cho phép phân lập xác định cấu trúc hợp chất, sử dụng công bố nhiều cơng trình nghiên cứu nước giới, phương pháp phân tích có độ tin cậy tính hợp lý cao Đánh giá kết đạt Bản luận văn gồm 51 trang, chia thành phần cung cấp thông tin kết đạt sau: - Mở đầu: trang, tác giả nêu lý lựa chọn đề tài, mục đích nội dung thực - Chương (tổng quan) gồm 28 trang, tác giả trình bày thông tin cần thiết phương pháp sử dụng để phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ, đồng thời trình bày đối tượng phân tích, lãnh cơng, thành phần hố học hoạt tính sinh học chi nghiên cứu Nhìn chung thông tin phần tổng quan tham khảo tài liệu tiếng Việt tiếng Anh có cập nhật số vấn đề, cơng trình có liên quan đến vấn đề tác giả nghiên cứu biện luận tính hợp lý độ tin cậy phương pháp phân tích - Chương (thực nghiệm) gồm trang, tác giả trình bày phương pháp nghiên cứu, đưa quy trình phân lập hợp chất phân tích cấu trúc hợp chất phân lập - Chương 3: (Kết thảo luận) 16 trang gồm: phân tích cấu trúc hợp chất flavonoid từ lãnh công gồm quercetin 3-O-α-L-arabinofuranoside (1) kaempferol 3-O-α-L-apiofuranosyl-(1→2)-β-L-galactopyranoside (2) Cấu trúc hợp chất phân tích phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân Nhìn chung kết thu có độ tin cậy cao, biện luận logic có tính thuyết phục cao Những ưu điểm thiếu sót cần bổ sung, sữa chữa -Ưu điểm: Luận văn trình bày sạch, đẹp, rõ ràng Bố cục hợp lý, logic Dụng cụ, hóa chất chuẩn bị chuẩn hóa, thiết bị phân tích đại sử dụng rộng rãi để phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ, kết thí nghiệm trung thực có độ tin cậy cao Đóng góp lớn luận văn phân lập xác định cấu trúc flavonoid glycoside từ lãnh công Các kết thu có bàn luận, giải thích rõ ràng, đảm bảo tính thuyết phục luận văn - Những thiếu sót cần bổ sung sửa chữa: Bên cạnh ưu điểm, luận văn tồn số nhược điểm cần khắc phục, là: lỗi soạn thảo văn bản, cú pháp, cách trích dẫn tài liệu tham khảo phần trình bày tài liệu tham khảo chưa chuẩn * Phần tổng quan: - Tác giả nên bổ sung thêm phương pháp hoá lý xác định cấu trúc hợp chất hữu phổ UV-Vis, XRD - Các phương pháp sắc ký tác giả nên thay phương pháp phân lập hợp chất thiên nhiên - Nghiên cứu lãnh công: Tác giả nên bổ sung kết luận tình hình nghiên cứu lãnh cơng - Thành phần hố học chi nghiên cứu: Tác giả bỏ phần kết nghiên cứu thành phần hố học số lồi thuộc chi khác trang 27, 28, 30 - Tác giả bỏ phần hoạt tính sinh học chi nghiên cứu thay giới thiệu chung hợp chất flavonoid glycoside - Danh pháp cần sửa lại thống theo chuẩn quốc tế: tên hợp chất cách viết hợp chất trang 3, 5,7, 9… * Phần thực nghiệm: - Bổ sung thêm nguồn nguyên liệu nghiên cứu, thiết bị nghiên cứu - Tách riêng thành mục phương pháp nghiên cứu * Phần kết thảo luận: - Đưa phần mục tiêu từ chương vào phần mở đầu - Tác giả cần biện luận kỹ cấu trúc hợp chất Câu hỏi - Tác giả nêu phương pháp xác định hàm lượng hợp chất mẫu thực vật? Trong nghiên cứu em xác định hàm lượng hợp chất phân lập từ đối tượng nghiên cứu nào? - Tác giả chứng minh cấu trúc phần aglycone hợp chất - Tác giả cho biết tương tác phổ HMBC hợp chất thể phần đường gán với phần aglycon vị trí carbon số 2? - Tác giả cho biết hai hợp chất phân lập từ chi nghiên cứu chưa? Ý nghĩa việc xác định cấu trúc hợp chất này? Kết luận chung Dựa tiêu chuẩn nội dung hình thức qui định cho luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, nhận thấy sau sữa chữa, luận văn đáp ứng yêu cầu đặt đưa bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tác giả Vũ Thuỳ Nhung xứng đáng nhận học vị Thạc sĩ Hóa học Thái Nguyên, ngày 13 tháng 10 năm 2022 TS Khiếu Thị Tâm CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN BÁO CÁO GIẢI TRÌNH THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG VỀ THẨM ĐỊNH NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN THẠC SỸ Kính gửi: Đại học Thái Nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Sau tiếp thu ý kiến góp ý Hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ Khóa 14, chuyên ngành Hóa phân tích theo định số 1460/QĐ-ĐHKH ngày 06/12/2022 Học viên cao học chỉnh sửa luận văn theo góp ý hội đồng sau: Đã chỉnh sửa lại thể tương tác HMBC hợp chất luận văn Các lỗi tả in ấn luận văn mà phản biện đưa chỉnh sửa lại Đã chỉnh lại danh pháp số chất theo danh pháp quốc tế Đã chỉnh sửa nội dung sử dụng phổ MS phan tích cấu trúc hợp chất hợp chất Kính mong Đại học Thái Nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học xem xét cho phép học viên hoàn thiện thủ tục xin cấp Xác nhận chủ tịch Hội đồng (Theo ủy quyền công văn 1432/ĐHKH-ĐT, ngày 15/10/2021 Hiệu trưởng Trường ĐHKH) TS Bùi Minh Quý Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2022 GVHD PGS TS Phạm Thế Chính Học viên Vũ Thùy Nhung cQNc HoA xA ngr cHU NGHiA VrET NAM DQc lip - Tq - Hanh phtic DAI HQC THAI NGUYEN rRrIoNG_ p4l xQg xHgA HQC s6 /+3L /DHKH-Dr Thdi Nguy1n, V/v giao nhi6m vu ki xric nhdn bdn sria chta, b6 sung luAn vdn ngdy/f thring 10 ndm 2021 giii trinh thac si crha hoc vi6n cao hoc Kinh gti: Cric Khoa/ViQn c6 diro tao trinh d6 thac si Cdn cf viro Ditiu crla Quy dinh tam thdi ud nhigm vg, quydn han cria Dai hqc Th6i Nguy€n vd c6c don vi thdnh vi€n tuyiln sinh vir quin lf