Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGƠ THỊ NHƯ Ý PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY BỌ MẮM POUZOLZIA ZEYLANICA L Ở CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH Trang
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGÔ THỊ NHƯ Ý PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY BỌ MẮM (POUZOLZIA ZEYLANICA (L)) Ở CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGÔ THỊ NHƯ Ý PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY BỌ MẮM (POUZOLZIA ZEYLANICA (L)) Ở CAO BẰNG Ngành: Hoá phân tích Mã số: 8.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ PHÂN TÍCH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1 TS KHIẾU THỊ TÂM 2 TS VŨ THỊ THU LÊ THÁI NGUYÊN - 2023 i LỜI CẢM ƠN Luận văn được thực hiện và hoàn thành tại phòng thí nghiệm Khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên Trong quá trình làm luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô giáo hướng dẫn đề tài khoa học TS Khiếu Thị Tâm - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi tốt nhất, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình Tôi cũng xin gửi lòng biết ơn chân thành tới tất cả các thầy cô giáo, người đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong những năm học vừa qua Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo trường Đại học khoa học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và các cán bộ nhân viên phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tôi thực hiện đề tài khoa học này Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu Học viên Ngô Thị Như Ý ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CC Column Chromatography Sắc ký cột thường TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký bản mỏng 1H-NMR Proton Nuclear Magnetic resonance Phổ cộng hưởng từ hạt Spectroscopy nhân 1H 13C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt Resonance Spectroscopy nhân carbon 13 HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân Correlation qua nhiều liên kết HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân Coherence qua một liên kết COSY Correlation Spectroscopy Phổ tương tác hai chiều 1H -1H ESI-MS Electron Spray Ionization Mass Phổ khối ion hóa phun mù Spectrometry điện tử HR-MS High Resolution - Mass Spectrometry Phổ khối phân giải cao IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại s: singlet d: doublet t: triplet m: multiplet dd: doublet of td: triplet of dt: doublet of EtOAc: doublets doublets triplets ethyl acetate EtOH: ethanol MeOH: Methanol CH2Cl2: CHCl3: dichloromethane Chloroform iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ii MỤC LỤC……………………………………………………………………….iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2 1.1 Tình hình nghiên cứu về cây Bọ mắm 2 1.1.1 Tổng quan về chi Pouzolzia 2 1.1.2 Tổng quan về cây Bọ mắm (Pouzolzia zeylanica L.) 4 1.2 Tổng quan về các phương pháp hoá lý hiện đại được sử dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ 9 1.2.1 Phương pháp phổ hồng ngoại 9 1.2.2 Phổ hấp thụ quang (UV-Vis) .11 1.2.3 Phổ khối (MS) .12 1.2.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 14 CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu .20 2.2 Hoá chất và thiết bị .20 2.2.1 Hoá chất .20 2.2.2 Thiết bị .20 2.3 Phân lập các hợp chất từ cây Bọ mắm 21 2.3.1 Quy trình xử lý và chiết mẫu .21 2.3.2 Quy trình phân tách các hợp chất 21 2.4 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất 1-3 bằng các phương pháp phổ 23 2.4.1 Phân tích cấu trúc các hợp chất bằng phổ IR 23 2.4.2 Phân tích cấu trúc của các hợp chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân .23 2.4.3 Phân tích cấu trúc của các hợp chất bằng phương pháp phổ khối .24 iv 2.4.4 Số liệu của các hợp chất phân lập được từ cây Bọ mắm 24 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Phân tích cấu trúc của hợp chất (20S)-20-hydroxydammar-24-en-3-one (BM1) 26 3.2 Phân tích cấu trúc của hợp chất kaempferol (BM2) .31 3.3 Phân tích cấu trúc của hợp chất 3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid (BM3) 35 3.4 Phân tích cấu trúc của hợp chất Astilbin (BM4) 37 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Danh mục các loài thuộc chi Pouzolzia ở Việt Nam 2 Bảng 1.2 Các đỉnh hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trong hợp chất hữu cơ 10 Bảng 3.1 Số liệu phổ BM1 29 Bảng 3.2 Số liệu phổ của BM2 và kaempferol 34 Bảng 3.3 Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất BM4 .40 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh về loài P sanguinea .2 Hình 1.2 Hình ảnh về loài P Hasski 2 Hình 1.3 Một số cấu trúc của các hợp chất phân lập từ loài Pouzolzia occidentalis .4 Hình 1.4 Một số cấu trúc của các hợp chất phân lập từ loài Pouzolzia indica .4 Hình 1.5 Cấu trúc của một số hợp chất phân lập từ Pouzolzia sanguinea .4 Hình 1.6 Hình ảnh cây Bọ mắm .5 Hình 1.7 Cấu trúc của một số flavonoid được phân lập từ cây Bọ mắm .6 Hình 1.8 Cấu trúc của một số hợp chất triterpenoid được phân lập từ cây Bọ mắm .7 Hình 1.9 Cấu trúc của một số lignan được phân lập từ cây Bọ mắm 7 Hình 1.10 Cấu trúc của các hợp chất khác được xác định từ Bọ mắm 8 Hình 1.11 Phổ hồng ngoại của benzene .10 Hình 1.12 Phổ UV-Vis của các hợp chất naphthalene, anthracene và tetracene 11 Hình 1.13 Phổ MS của hợp chất ethanol 13 Hình 1.14 Phổ HR-ESI-MS của hợp chất pouzolignan N 13 Hình 1.15 Phổ 1H-NMR (500 MHz, CD3OD) của pouzolignan N 15 Hình 1.16 Phổ 1H-NMR giãn của pouzolignan N 16 Hình 1.17 Phổ 13C-NMR (125 MHz, CD3OD) của pouzolignan N .17 Hình 1.18 Phổ HSQC của pouzolignan N 18 Hình 1.19 Phổ HMBC của pouzolignan N 18 Hình 1.20 Phổ COSY của pouzolignan N 19 Hình 2.1 Hình ảnh: a) cây Bọ Mắm thu thập ở Cao Bằng, b) thân cây Bọ mắm khô 20 Hình 2.2 Quy trình chiết cây Bọ mắm 21 Hình 2.3 Quy trình phân lập các hợp chất từ cặn chiết n-hexane 22 Hình 2.4 Quy trình phân lập các hợp chất từ cặn chiết ethyl acetate 23 Hình 3.1 Cấu trúc của các hợp chất được phân lập từ cây Bọ mắm ở Cao Bằng 26 Hình 3.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất BM1 27 Hình 3.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất BM1 28 Hình 3.4 Phổ DEPT của hợp chất BM1 .28 Hình 3.5 Cấu trúc hóa học và tương tác chính HMBC (HC) 29 Hình 3.6 Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất BM2 31 vii Hình 3.7 Phổ 13C-NMR của hợp chất BM2 32 Hình 3.8 Phổ DEPT của hợp chất BM2 .32 Hình 3.9 Phổ HMBC của hợp chất BM2 33 Hình 3.10 Các tương tác chính trên phổ HMBC của BM2 33 Hình 3.11 Cấu trúc của hợp chất kaempferol .34 Hình 3.12 Phổ 1H-NMR của hợp chất BM3 35 Hình 3.13 Phổ 13C-NMR của hợp chất BM3 .36 Hình 3.14 Phổ DEPT của hợp chất BM3 .36 Hình 3.15 Cấu trúc hóa học của BM3 37 Hình 3.16 Phổ 1H-NMR của BM4 .37 Hình 3.17 Phổ 13C-NMR của BM4 38 Hình 3.18 Phổ DEPT của BM4 38 Hình 3.19 Cấu trúc của hợp chất BM4 .39 Hình 3.20 Phổ HSQC của hợp chất BM4 39 1 MỞ ĐẦU Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa mưa điển hình ở miền Nam và thời tiết ôn hoà hơn ở miền Bắc với trên 3000 km bờ biển và 4/5 diện tích là đồi núi nên hệ thực vật rất đa dạng với hơn 19.357 loài trong đó có khoảng 4000 loài được sử dụng làm thuốc Ngày nay, các hợp chất thiên nhiên ngày càng thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu và được ứng dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm do chúng an toàn với sức khoẻ, thân thiện môi trường Do đó, việc tách và phân tích cấu trúc của các hợp chất từ thực vật là một công việc bước đầu và vô cùng quan trọng cho các bước nghiên cứu tiếp theo Việc phân tích và xác định cấu trúc là một quá trình phức tạp bằng cách sử dụng các phương pháp phổ hiện đại như phổ hồng ngoại, phổ hấp thụ quang, cộng hưởng từ hạt nhân và phổ khối cho thông tin về các nhóm chức trong hợp chất cũng như cấu trúc của các hợp chất chưa biết Chi Pouzolzia thuộc họ Gai (Urticaceae), có 37 loài, được phân bố nhiều ở vùng nhiệt đới của các nước Đông Nam, Nam Á của Châu Á và những vùng nước ấm trên thế giới Bọ mắm (Pouzolzia zeylanica (L)) thuộc chi Pouzolzia được dân gian sử dụng để điều trị các bệnh như cảm ho, hoặc ho lâu ngày, viêm họng, bệnh về phổi, viêm ruột Trên thế giới, nhiều hợp chất thuộc nhóm flavonoid, lignan, terpenoid và steroid đã được phân lập từ cây Bọ mắm thể hiện hoạt tính sinh học đa dạng Cấu trúc của chúng được xác định bằng các phương pháp phổ hiện đại Tuy nhiên, đến nay chưa có nghiên cứu nào công bố về phân tích cấu trúc thành phần hóa học của cây Bọ mắm ở Việt Nam Do đó đề tài “Phân tích cấu trúc một số hợp chất phân lập từ cây Bọ mắm (Pouzolzia zelylanica L.) ở Cao Bằng” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhằm khẳng định cấu trúc của các hợp chất cũng như đưa ra các phương pháp định lượng các hợp chất đồng thời làm sáng tỏ các cơ sở khoa học của cây thuốc để ứng dụng Mục tiêu của đề tài: Phân tích cấu trúc của các hợp chất phân tách được từ cây Bọ mắm bằng các phương pháp hoá lý hiện đại Nội dung nghiên cứu: Chiết và phân lập các hợp chất từ cây Bọ mắm Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp phổ hiện đại