Nghiên cứu và phân lập Flavonoid của cây hoàng cầm (scutellaria baicalensis)

BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỜI CẢM ƠN Báo cáo khoa học này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Bộ môn Hóa hữu cơ, Khoa Hóa Học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Đậu, người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện cho chúng em trong quá trình thực hiện nghiên cứu hoa học này. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các anh chị và các bạn trong phòng Hóa học các hợp chất thiên nhiên, đặc biệt là chị Lại Hoàng Yến đã giúp đỡ em nhiều trong quá trình nghiên cứu và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành báo cáo nghiên cứu khoa học này. Hà Nội, ngày 30 tháng 3 năm 2012 Sinh viên Phùng Thị Tuyền Phùng Thị Tuyền-K54B Page 1 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Mục lục MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1. Vài nét về họ hoa môi ( Lamiaceae hay Labiata)………………………………… 4 1.2. Cây Hoàng cầm………………………………………………………………… 5 1.2.1 Đặc điểm thực vật …………………………………………………………………5 1.2.2 Nguồn gốc và phân bố…………………………………………………………… 6 1.2.3 Hóa thực vật cây Hoàng cầm…………………………………………………… 6 1.3 Công dụng và các hoạt tính sinh học……………………………………………… 8 1.3.1.Ứng dụng trong y học dân gian…………………………………………………… 8 1.3.2. tác dụng dược lý………………………………………………………………… 9 1.3.3. Hoạt tính sinh học của một số chất trong cây Hoàng cầm……………………… 10 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Các phương pháp nghiên cứu ………………………………………………………11 2.1.1. Chiết các hợp chất từ mẫu thực vật……………………………………………. …11 2.1.2. Phương pháp khảo sát các lớp chất…………………………………………… 11 2.1.3 Phương pháp kết tinh lại 13 2.1.4. Phương pháp xác định cấu trúc các chất phân lập 13 2.2. Thực nghiệm 13 2.2.1. Nguyên liệu thực vật 13 2.2.2. Chiết các hoạt chất từ thân và rễ cây Hoàng cầm 13 2.2.3. Phân tích cặn SBD bằng TLC 14 Phùng Thị Tuyền-K54B Page 2 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 2.2.4. Phân tách cặn SBD bằng CC 14 2.2.5. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các chất đã phân lập được từ phần chiết điclometan ( SBD) 15 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Điều chế các phần chiết. 16 3.2. Phân tích và phân tách cặn chiết diclometan (SBD) 16 3.2.1.Phân tích cặn chiết điclometan (SBD) bằng CC 17 3.4. Hằng số vật lý và cấu trúc các chất phân lập được từ cặn diclometan (SBD1) 18 3.4.1 Chất β-Sitosterol (SBD1) ……………………………………………………… 18 3.4.2 Wogonin (SBD2) …………………………………………………………………22 Kết luận …………………………………………………………………………………23 Tài liệu tham khảo Phổ của SBD1 và SBD 2 Phùng Thị Tuyền-K54B Page 3 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỜI MỞ ĐẦU Việc tăng cường nghiên cứu, khai thác và phát triển nguồn tài nguyên thực vật làm thuốc đang là một định hướng lớn trong chiến lược phát triển ngành công nghiệp và nâng cao sức khỏe cộng đồng.Từ những năm đầu thế kỉ XIX,trong lĩnh vực y-dược học,việc kết hợp giữa các phương pháp khoa học kĩ thuật và các loại thực vật xuất phát từ thiên nhiên đã đưa con người đến một bước lớn trong việc phát minh ra nhiều loại thuốc có khả năng chữa bệnh. Hoàng cầm là một vi thuốc thông dụng,nhưng hiện nay chưa thấy ở nước ta.Hoàng cầm được sử dụng rộng rãi là thuốc thảo dược Trung Quốc được sử dụng trong điều trị chống viêm và chống ung thư, ức chế mạnh sự tăng trưởng tế bào trong tất cả các dòng tế bào ung thư thử nghiệm, có tác dụng hạ huyết áp,kháng khuẩn…. Xuất phát từ những lí do trên, bài báo cáo này có tên là: “Nghiên cứu và phân lập Flavonoid của cây hoàng cầm (scutellaria baicalensis) “. Để góp phần nghiên cứu thành phần hóa học của cây Hoàng cầm, các nhiệm vụ đặt ra như sau: - Xây dựng phương pháp chiết hiệu quả với cây Hoàng cầm. - Khảo sát định tính và phân tách các chất từ cây Hoàng cầm. - Khảo sát cấu trúc các chất phân lập được từ cây Hoàng cầm. Phùng Thị Tuyền-K54B Page 4 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1 Vài nét về họ hoa môi ( Lamiaceae hay Labiatae ). Họ hoa môi hay được gọi bằng nhiều tên khác như họ Húng, họ Bạc hà …,là một họ thực vật có hoa. Nó từng được coi là có học hang gần với họ Verbenaceae nhưng một số nghiên cứu phát sinh gần đây đã chỉ ra rằng một loạt các chi được phân loại trong họ Verbenaceae thực chất là thuộc họ Limiaceae, trong khi các chi cốt lõi của họ Verbanaceae thì không có quan hệ họ hàng gần với Lamiaceae mà là gần hơn với các thành viên khác cả bộ Lamiales.Họ Lamiaceae mỏ rộng chứa khoảng 233-263 chi và khoảng 6900-7173 loài. Các loài thực vật trong họ này nói chung có hương thơm trong mọi thành phần của cây và bao gồm nhiều loài cây than thảo được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực, như húng quế, bạc hà, hương thảo, ô kinh giới, oải hướng, tía tô, hương nhu….Một số loài là cây bụi hay cây gỗ,hiếm gặp hơn là các dạng leo.Nhiều loài được gieo trồng rộng rãi, không chỉ vì hương thơm của chúng mà còn vì dễ gieo trồng với mục đích lấy lá để ăn, làm gia vị, làm cảnh hay lấy hạt. Tên gọi nguyên gốc của họ này là Labiatae, do hoa của chúng thông thường có các cánh hoa hợp thành môi trên và môi dưới.Nhưng phần lớn các nhà thực vật học hiện tại sử dụng tên gọi Lamiaceae khi nói về họ này. Các lá của chúng mọc chéo chữ thập, nghĩa là lá sau mọc vuông góc với lá trước, hay mọc vòng. Thân cây nói chung có tiết diện hình vuông, nhưng điều này không phải bắt buộc ở tất cả các loài cũng như tiết diện kiểu này cũng có thể xuất hiện ở các họ thực vật khác. Phùng Thị Tuyền-K54B Page 5 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoa của chúng đối xứng hai bên với 5 cánh hoa hợp, 5 lá đài hợp. Chúng thường là lưỡng tính và mọc vòng (cụm hoa trông giống như một vòng hoa nhưng thực tế bao gồm 2 cụm chụm lại). 1.2 Cây Hoàng cầm ( scutellaria baicalensis ). Tên khoa học là Scutellaria baicalensis (Hoàng cầm), nó còn có các tên khác là Hủ trường, Túc cầm, Hoàng văn, Kinh cầm, Đỗ phụ, Nội hư, Ấn dầu lục, Khổ đốc bưu, Đồn vĩ cầm, Thủ vĩ cầm, Điều cầm, Khô cầm, Bắc cầm, Phiến cầm ,Khô trường,Lý hủ thảo, Giang cốc thu, Lý hủ cân thảo, Điều cầm, Tử cầm, Đạm tử cầm, Đạm hoàng cầm, Tủ cầm, Đông cầm, Hoàng kim trà, Lan tâm hoàng. 1.2.1 Đặc điểm thực vật Hoàng cầm là một loại cỏ sống dai, cao 20-50cm, có rễ phình to thành hình chùy, mặt ngoài màu vàng sẫm bẻ ra có màu vàng. Thân mọc đứng, vuông, phân nhánh, nhẵn Phùng Thị Tuyền-K54B Page 6 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN hoặc có lông ngắn. Lá mọc đối, cuống rất ngắn, hoặc không cuống; phiến lá hình mác hẹp, hơi đầu tù, mép nguyên, dài 1.5-4cm, rộng 3-8mm hoặc 1cm, mặt trên màu xanh sẫm, mặt dưới xanh nhạt. Hoa mọc thành bông ở đầu cành, màu lam tím. Cánh hoa gồm 2 môi, 4 nhị (2 nhị lớn dài hơn tràng) màu vàng, bầu có 4 ngăn. 1.2.2 Nguồn gốc phân bố Đang thí nghiệm di thực vào vùng mát của nước ta. Cây mọc tốt, nhưng chưa phát triển.Hiện nay vẫn phải nhập của Trung Quốc ( Hắc long Giang, Liêu Ninh, Hà Bắc, Hà Nam, Vân Nam, Nội Mông ). Mọc hoang cả ở Liên Xô cũ được nghiên cứu sử dụng làm thuốc chữa cai huyết áp. Mùa xuân và mùa thu thu hoạch lấy rễ: đào về cất bỏ rễ con, rửa sạch đất cát, phơi hơi khô, cạo bỏ vỏ mỏng, phơi hoặc sấy khô là được. 1.2.3. Hóa thực vật của cây Hoàng cầm. 1.2.3.1. Tinh dầu 1.2.3.2. Dẫn xuất flavon Theo các nghiên cứu thì chất xác định được trong cây hoàng cầm chủ yếu là dẫn xuất của flavon.Trong cả lá, rễ, thân đều có scutelarin hay wooginin ( 8,4-10,3% ), baicalin chỉ có trong rễ, cùng với nhiều chất như baicalein, neo-baicalein, b-sitosterol, benzoic acid, woogonoside, skullcapflavone, oroxylin A, methoxylbaicalei, dihydrooroxylin A, chrysin, 2,5,8-trihydroxy-7-methoxyflavone, 2,5,8-trihydroxy-6,7- dimethoxyflavone, 4,5,7-trihydroxy-6-methoxyflavanone.Ngoài ra còn có tannin và chất nhựa.Không thấy có ancaloit, glucozit, saponin, vitamin C. Phùng Thị Tuyền-K54B Page 7 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Baicalin wogonoside wogonin Phùng Thị Tuyền-K54B Page 8 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Skullcapflavone 1 Skullcapflavone 2 1.3. Công dụng và các hoạt chất sinh học 1.3.1. Ứng dụng trong y học dân gian Từ lâu,y học Trung Quốc đã sử dụng hoàng cầm là một vị thuốc để phòng và chữa bệnh.Trong đông y: Hoàng cầm là một vị thuốc mát chữa sốt, chữa cảm mạo, ho cảm, cầm máu, kinh nguyệt quá nhiều. Theo tài liệu cổ: Hoàng cầm vị đắng tính hàn, vào 5 kinh tâm, phế, can, đởm và đại tràng. Có tác dụng tả phế hỏa, thanh thấp nhiệt. Dùng chữa hàn nhiệt vãng lại, phế nhiệt sinh ho, tả lỵ đau bụng, thấp nhiệt da vàng, đầu nhức, mắt đỏ, đau, động thai. Liều dùng mỗi ngay 6-15g sắc với nước chia 3 lần uống trong ngày. Có thể dùng bột. Gần đây, hoàng cầm được dùng làm thuốc chữa các triệu chứng nhức đầu, mất ngủ của bệnh cao huyết áp do thần kinh thực vật và do mạch máu bị cứng, đồng thời được dùng điều trị bệnh cao huyết áp. Dùng dưới hình thức rượu hoàng cầm (bột hoàng cầm 20g, cồn 700 vừa đủ 100ml). Ngày uống 2-3 lần, mỗi lần 20-30 giọt. Đơn thuốc có hoàng cầm trong kinh nghiệm cổ truyền: 1. Thanh kim hoàng: Hoàng cầm sấy khô tán nhỏ làm thành viên to bằng hạt ngô. Ngày dùng 20-30 viên. Chữa các bệnh đổ máu cam, thổ huyết, kinh nguyệt quá nhiều, cảm mạo, ho cảm. 2. Tam hoàng cầm (Theo Thiên kim phương). -Hoàng cầm (mùa xuân dùng 120g, mùa hạ và mùa thu 240g, mùa đông 120g). Phùng Thị Tuyền-K54B Page 9 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -Hoàng liên (mùa xuân 160g, mùa hạ 280g, mùa thu 120g, mùa đông 80g). -Đại hoàng (mùa xuân 120g, mùa hạ 40g, mùa thu 120g, mùa đông 200g) Cả ba vị, liều lượng tùy theo mùa mà thay đổi, tất cả tán nhỏ, dùng mật ong viên thành viên to bằng hạt đậu đen. Ngày uống 3 lần, mỗi lần 5-7 viên. Uống luôn trong 1 tháng. Chữa bệnh lao, viêm niêm mạc tử cung. 3. Hoàng cầm-mạch môn đông, mỗi vị 10g. Sắc uống trong ngày thay nước. Dùng sau khi sinh nở bị mất máu nhiều, khát nước. 1.3.2. Tác dụng dược lý. + Tác dụng miễn dịch : tác dụng chống dị ứng của baicalein liên hệ đến sự ức chế khả năng giải phóng enzyme ra khỏi các tế bào.Tác dụng ngăn ngừa dị ứng này làm cho cơ dãn ra,thuốc có tác dụng đối với da heo được gây dị ứng và chất Histamin. Chất Baicalein và Baicalin có tác dụng dãn phế quản đối với tiểu phế quản của heo bị gây dị ứng suyễn.Cả hai chất này có tác dụng ức chế phù co thắt và giảm tính thẩm thấu mao mạch ở chuột.Chất Baicalin cũng ngăn ngừa phổi xuất huyết ở chuột xuống mức thấp nhất (Chinese herbal medicine). + Tác dụng kháng khuẩn: Hoàng cầm có kháng phổ rộng. Trong thí nghiệm, nó có tác dụng ức chế đối với nhiều khuẩn bệnh gồm tụ cầu vàng, phế cầu khuẩn, não mô viêm Neisseria.Nhiều thí nghiệm báo cáo cho thấy thuốc có tác dụng kháng lại trực khuẩn lao, kháng lại với nấm da và có khả năng diệt Leptospira (Chinese herbal medicine). + Tác dụng điều hòa nhiệt độ: từ năm 1935, có báo cáo cho biết rễ Hoàng cầm có tác dụng hạ nhiệt. + Tác dụng đối với huyết áp: nước sắc, cồn chiết, dịch truyền, kể cả nước và cồn trích Hoàng cầm đều có tác dụng hạ huyết áp + Tác dụng lợi tiểu. + Tác dụng chuyển hóa Lipid: nước sắc hỗn hợp Hoàng cầm, Hoàng liên, Đại hoàng không gây ảnh hưởng đối với Cholesterol/phospholipid nhưng làm hạ lipid. + Tác dụng đối với mật, với vết vị trường, với hệ thần kinh trung ương ( chất baicalin làm giảm sự di chuyển và phản xạ của chuột ). Phùng Thị Tuyền-K54B Page 10 [...]... nghiệm 2.2.1 Nguyên liệu thực vật Mẫu nghiên cứu là 1 kg thân và rễ cây hoàng cầm đã được làm khô 2.2.2 Chiết các hoạt chất từ thân và rễ cây Hoàng cầm Phần tổng quan về thành phần hóa học của cây Hoàng cầm nói chung cho thấy chủ yếu chứa Flavonoid, việc chiết chủ yếu được thực hiện ở các dung môi có độ phân cực trung bình trở lên như điclometan, etyl axetat 1kg Hoàng cầm được ngâm trong methanol ở nhiệt... 1.3.3 Hoạt tính sinh học của một số chất có trong cây Hoàng cầm Trong cây Hoàng cầm chủ yếu chứa Flavonoid là dẫn xuất của phenol có hầu hết ở người, động thực vật và vi sinh vật do đưa trực tiếp vào từ nguồn thức ăn Bản thân con người không có khả năng tự tổng hợp được phenol Flavonoid tham gia vào tất cả các quá trình trao đổi chất, sinh tổng hợp và quá trình enzym Về mặt cấu tạo, flavonoid là các polyphenol... bền của thành mạch máu như rutin Có tác dụng estrogen như glycosid quecrcetin và kaempferol- 3-3-ramnogalacto-7-ramnorid Flavonoids có hoạt chất chống oxy hóa Một số hoạt độ tính của flavonoid bao gồm: chống dị ứng, chống ung thư, chất chống oxy hóa, chống viêm và chống virus, chống dị ứng, chống co giật… Các flavonoid quercetin được biết đến với khả năng của nó để làm giảm sốt, eszema, viêm xoang và. .. (SBE) Sơ đồ 1 Quy trình điều chế các cặn chiết trong cây hoàng cầm 3.2 Phân tích và phân tách cặn chiết diclometan (SBD) Phân tích bằng sắc kí lớp mỏng,sử dụng hệ dung môi hexan/aceton (4/1) cho sự tách tốt nhất 3.2.1 .Phân tích cặn chiết điclometan (SBD) bằng CC Phùng Thị Tuyền-K54B Page 18 KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO KHOA HỌC Phân tách trên cột silicagel (Merck, cỡ hạt 63-100 μm)... β-Sitosterol (SBD1) Hợp chất SBD1 đã được phân lập ở phân đoạn IV dưới dạng tinh thể hình kim, màu trắng, đnc: 130.9-132.4oC Hợp chất này cho giá trị Rf =0.36 (TLC, silica gel, n-hexan/axeton 5:1, vệt chất hiện màu tím khi phun vanillin/H2SO4 đặc 1% + to) Phổ EI-MS của SBD1 quan sát thấy pic phân tử [M] + của nó là 414, từ các phổ FT-IR, và có thể khẳng định sự có mặt của nhóm hydroxyl(OH): νmax 3246cm-1... mẽ hệ thống miễn dịch của cơ thể, làm giảm nguy cơ ung thư, giảm các triệu chứng của tiền liệt tuyến lành tính + β-sitosterol giới hạn số lượng cholesterol có thể nhập vào cơ thể và giảm viêm, ngăn ngừa các bệnh tim mạch, bệnh lao, viêm khớp dạng thấp, dị ứng, đau cơ, hen xuyễn 3.4.2 Wogonin (SBD2) + Hợp chất SBD2 đã được phân lập ở phân đoạn VIII dưới dạng tinh thể hình kim, màu vàng nhạt, đnc: 192,4-195,1oC... KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KẾT LUẬN 1 Đã xây dựng được một quy trình điều chế các cặn chiết từ cây Hoàng cầm là diclometan và etyl axetat, chứa lớp họat chất mà chúng tôi quan tâm nghiên cứu 2 Đã phân tích thành phần cặn chiết diclometan bằng phương pháp SKLM Hệ dung môi phân tách tốt cho cặn hexan/aceton 4:1 3 Sử dụng phương pháp kết tinh lại đã thu được một chất tinh khiết, kí hiệu... kiệt dung môi để thu được các nhóm phân đoạn 2.1.3 Phương pháp kết tinh lại Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để làm sạch chất rắn Việc làm sạch chất rắn bằng kết tinh là dựa trên sự khác nhau về độ tan của các chất và tạp chất trong dung môi hoặc hệ dung môi đã chọn và độ tan của chất ở các nhiệt độ khác nhau 2.1.4 Phương pháp xác định cấu trúc các chất phân lập Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton... 12 phân đoạn,kí hiệu là SBD I→ IX Sau đó tiến hành rửa chất cùng với kết tinh lại thu được chất tinh khiết ở phân đoạn SBD IV (SBD1) Tiếp tục chạy sắc kí cột với những cột nhỏ hơn phân đoạn SBD VIII với hệ dung môi diclometan-etylacetat, pha tĩnh là silicagel, tiến hành rửa chất và kết tinh lại chúng tôi thu được chất tinh khiết, kí hiệu là SBD2 2.2.5 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các chất đã phân. .. được loại dung môi rồi chiết với diclometan và etylacetat Hiệu suất các phần chiết được đưa ra trong bảng sau: Bảng 1 Hiệu suất các phần chiết từ cây Hoàng cầm STT 1 2 Cặn chiết Diclometan Etylacetat Phùng Thị Tuyền-K54B Kí hiệu SBD SBE Thân và rễ hoàng cầm khô (1 kg) Page 17 Khối lượng (g) 13.2 26.3 Hiệu suất (%) 1.32 2.63 KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO KHOA HỌC -Ngâm chiết với methanol . báo cáo nghiên cứu khoa học này. Hà Nội, ngày 30 tháng 3 năm 2012 Sinh viên Phùng Thị Tuyền Phùng Thị Tuyền- K54B Page 1 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Mục lục MỞ ĐẦU CHƯƠNG. glucozit, saponin, vitamin C. Phùng Thị Tuyền- K54B Page 7 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Baicalin wogonoside wogonin Phùng Thị Tuyền- K54B Page 8 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA. …………………………………………………………………22 Kết luận …………………………………………………………………………………23 Tài liệu tham khảo Phổ của SBD1 và SBD 2 Phùng Thị Tuyền- K54B Page 3 BÁO CÁO KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC-ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỜI MỞ ĐẦU Việc tăng cường