Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết lipid của hải sâm Holothuria scabra

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC = = = S o CQ g = = = NGÔ THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC DỊCH CHIẾT LIPID CỦA HẢI SÂM HOLOTHURIA SCABRA KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC C huyên ngành: H óa hữu HÀ NỘI - 2016 LỜ I CẢM ƠN Khóa luận với đề tài : “Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết lipid hải sâm Holothuria scabra” thực phòng Hóa sinh hữu - Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Em xin trân trọng cảm ơn GS.TS Phạm Quốc Long Ban lãnh đạo Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho em học tập sử dụng thiết bị tiên tiến viện để hoàn thành tốt mục tiêu đề khóa luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Trần Thị Thu Thủy, anh - chị phòng Hóa sinh hữu - Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên giúp đỡ em tiong suất thời gian thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Hóa Học - Trường ĐHSP Hà Nội tận tình dạy dỗ bảo cho em suất năm học tập trường Trong trình thực khóa luận, cố gắng chắn không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em kính mong nhận đóng góp, bảo quý cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 15 tháng năm 2016 Sinh viên Ngô Thị Hương M ỤC LỤC MỞ ĐÀU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Những nghiên cứu tổng quan hải sâm Holothuria scabra 1.1.1 Hệ thống phân loại 1.1.2 Đặc điểm phân bố hình thái cấu tạ o 1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng, dinh dưỡng 1.1.4 Giá trị kinh tế 1.1.5 Tình hình nghiên cứu 1.2 Các phương pháp sắc ký phân lập hợp chất hữu c 1.2.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc ký 1.2.2 Cơ sở phương pháp sắc k ý 1.2.3 Phân loại phương pháp sắc k ý 10 1.3 Các phương pháp hóa lý xác định cấu trúc hợp chất hữu 14 1.3.1 Phổ hồng ngoại 14 1.3.2 Phổ khối lượng 15 1.3.3 Phổ cộng từ hạt nhân 15 CHƯƠNG : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 19 2.1 Đối tượng nghiên u 19 2.2 Phương pháp phân lập chất 19 2.2.1 Sắc ký lớp mỏng (TLC) 19 2.2.2 Sắc ký cột (CC) 19 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất 20 2.4 Dụng cụ, thiết b ị 20 2.4.1 Dụng cụ thiết bị tách chiết 20 2.4.2 Dụng cụ thiết bị xác định cấu trúc 20 2.5 Hóa chất 20 CHƯƠNG : THựC NGHIỆM 21 3.1 Thu mẫu, xử lý m ẫu 21 3.2 Phân lập họp ch ất 22 3.2 Hằng số yật lý họp chất phân lập 23 CHƯƠNG : KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 4.1 Xác định cấu trúc hóa học họp chất 24 4.2 Xác định cấu trúc hóa học họp chất 28 KÉT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤ C 38 D A N H M ỤC CÁC C H Ữ VIẾT TẮT TLC Sắc ký lớp mỏng - Thin Layer Chromatography cc Sắc ký cột - Column Chromatography 13C-NMR Phổ cộng từ hạt nhân Carbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy H- NMR Phổ cộng từ hạt nhân proton Pronton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy XH- *H COSY 1H- ’ll Chemical Shift Correlation Spectroscopy 2D- NMR Phổ cộng từ hạt nhân hai chiều Two - Dimensional NMR DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer El- MS Phổ khối lượng va chạm electron Electron Impact Mass Spectroscopy ESI - MS Phổ phun mù điện tử Electron Sparyt Ionization Mass Spectroscopy HMBC Heteronuclear Multiple Bond Coherence HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Phổ hồng ngoại - Infrared Spectroscopy MS Phổ khối - Mass Spectroscopy NOESY Nucler Overhauser Effect Spectroscopy D A NH M Ụ C BẢ N G B IỂ U , H ÌN H VẼ V À s ĐỒ Hình 1.1 Hải sâm Holothurỉa scabra Sơ đồ 3.1 Sơ đồ ngâm chiết mẫu hải sâm Holothurỉa scabra 21 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn CHC13 22 Hình 4.1.a cấu trúc hóa học hợp chất 24 Hình 4.1.b Phổ ^-N M R hợp chất 24 Hình 4.I.C Phổ 13C-NMR DEPT hợp chất .25 Bảng 4.1 Dữ liệu phổ ^-N M R 13C-NMR hợp chất 26 Hình 4.1.d Phổ HMBC hợp chất 27 Hình 4.2.a cấu trúc hóa học hợp chất 28 Bảng 4.2 Dữ liệu phổ ^-N M R 13C-NMR phần aglycol hợp chất 30 Bảng 4.3 Dữ liệu phổ ’H-NMR 13C-NMR phần đường hợp chất 2.31 Hình 4.2.b Phổ ^-N M R hợp chất 32 Hình 4.2.C Phổ 13C-NMR hợp chất 32 Hình 4.2.d Phổ 13C-NMR DEPT hợp chất 33 Hình 4.2.e Phổ COSY hợp chất 33 Hình 4.2.g Phổ HMBC hợp chất 34 M Ở ĐÀU Nằm bán đảo Đông Dương, Việt Nam Quốc gia ven biển Với dải bờ biển chạy dài 3260 km, diện tích triệu km2, hàng năm đem lại nguồn lọi triệu số hon 90 triệu hải sản giới, đồng thời hệ sinh thái đặc thù đánh giá 16 trung tâm đa dạng sinh học cao giới Đây điều kiện thuận lợi để nước ta phát triển đa dạng ngành kinh tế biển ven biển hon 50 năm qua Việc nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn lọi từ biển chủ đề đáng quan tâm nhà khoa học khắp giới Trong năm gàn đầy Việt Nam có công trình khoa học nghiên cứu sinh vật biển, xu hướng mói mở tìm kiếm họp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao từ sinh vật biển Từ nghiên cứu thành phàn, cấu trúc tổng hợp nên hợp chất có giá trị y học cao Trong đa dạng sinh vật biển hải sâm loài nhận quan tâm đặc biệt nhà khoa học nước Ở Việt Nam quốc gia ven biển Thái Bình Dương hải sâm có giá ưị ẩm thực mà mang giá trị y học Nhiều loại có có hoạt tính sinh học dụng để chế tạo dược phẩm trị hen suyễn, thấp khớp, chất điều trị ung thư Đặc biệt, ăn từ hải sâm có giá trị dinh dưỡng lớn, đặc biệt việc ưị chứng bệnh sinh lý Lipid thành phần quan trọng thể sống, có chức chất dự trữ lượng Một gam lipid thu 9,3 Kcal, gam gluxit protein chuyển hóa cho Kal Lipid cung cấp lượng cao cho thể, gấp 2,5 lần so với protein Trong màng sinh học, lipid trạng thái liên kết vói protein tạo thành hợp chất lipoproteid cấu tạo nên màng tế bào Chính nhờ tính chất hợp chất tạo cho màng sinh vật có tính thẩm thẩu chọn lọc, tính cách điện Đó hợp tính quan trọng tế bào sinh vật Ngoài ra, lipid liên kết vói nhiều chất đom giản khác thành hợp chất có tính chất sinh học khác Những hợp phức có vai trò quan trọng hoạt động thần kinh bắp Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn nên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết lipid hải sâm Holothuria scabra” Vói mục đích nghiên cứu thành phàn hóa học dịch chiết lipid hải sâm Holothurỉa scabra xác định cấu trúc hóa học hợp chất phân lập Từ đó, tạo sở cho nghiên cứu lĩnh vực tìm kiếm hoạt chất ứng dụng vào tíong thực tế sống đồng thời góp phần bảo tồn loài quý hiếm, loài có vai trò quan trọng hệ sinh vật biển C H Ư Ơ N G : TỔ NG QUAN 1.1 Những nghiên cứu tổng quan hải sâm Holothuria scabra Hải sâm loài động yật thuộc ngành Da gai, lớp hải sâm có khoảng 1.10 loài, có khoảng 20 loài có giá trị thực phẩm tập trung khai thác nuôi thương phẩm 1.1.1 Hệ thống phân loại Ngành : Echinodermata Lớp : Holothuroidea Bộ : Aspỉdochỉrotỉda Họ : Holothuriidea Giống : Holothuria Loài : Holothurỉa scabra Jaeger, 1883 Tên tiếng v iệ t: Hải sâm trắng, hải sâm cát Hình 1.1 Hải sâm Holothuria scabra 1.1.2 Đặc điểm phân bố hình thái cấu tạo Hải sâm ữắng phân bố hầu hết vùng bờ đại dương, tập trung phía Tây Thái Bình Dương, chủ yếu vùng biển Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam, Phillippine, Indonesia Ở Việt Nam, chúng phân bố tập trung thành bãi lớn dọc bờ biển tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên, Quảng Ninh, Hải Phòng Hải sâm trắng có thân dạng hình trụ dài với lớp da mềm Lưng có màu xám đậm đen, bụng trắng, thể giống dưa chuột, dài trung bình 20 cm, da sần sùi, nhám mềm Thân hải sâm phía có nhiều u bướu sần sùi trông đỉa nên thường gọi đỉa biển Hải sâm đầu đuôi riêng biệt Chính phần đầu trước có lỗ miệng nhỏ, xung quanh miệng mọc - tua nhỏ Phần đầu sau hải sâm có lỗ hậu môn thể mắt 1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng, dinh dưỡng Hải sâm có tập tính sống đáy vùng nước biển nông, vũng, vịnh có nhiều đá ngầm, nhiệt độ nước thích hợp 26 - 29°c, tập trung nhiều độ sâu - m Thức ăn hải sâm xác chết động vật, thực vật phù du, chất hữu vi sinh vật đáy biển Hải sâm có cách bắt mồi khác nằm sóng sử dụng xúc tu để bắt loài sinh vật trôi Do sử dụng thức ăn mùn bã hữu xác động vật chết đáy nên hải sâm cát giúp đáy hơn, hạn chế ô nhiễm nước 1.1.4 Giá trị kinh tế Hải sâm ữắng loài có giá trị kinh tế nuôi nhiều nước thể giới có điều kiện khí hậu tương tự Việt Nam Trung Quốc, Phillipines, Indonesia Không loại thức ăn cao cấp, hải sâm ưắng có nhiều giá trị y học, xem vị thuốc bổ thận, tráng dương, ích Cặn RI tiến hành phân tách silica gel pha thường, rửa giải hệ dung môi n-hexan/etyl axetat (90/1) thu phân đọan, ký hiệu RIA - R1D Phân đoạn R1C (90 mg) phân tách siliacagel pha thường, với hệ dung môi rửa giải n-hexan/etyl axetat (70/1), thu hợp chất (3 mg) Cặn R3 tiếp tục phân tách cột silicagel pha thường rửa giải hệ dung môi DCM/Me0H/H20 (50/10/1) thu phân đoạn, ký hiệu R2A - R2C Phân tách tiếp phân đoạn R2A (110 mg) sắc ký cột Silicagel pha thường với hệ dung môi rủa giải DCM/Me0H/H20 (500/95/5), thu họp chất (5 mg) 3.2 Hằng sổ vật lý hợp chất phân lập 3.2.1 Họp chất : 4,14a-dimethyl-5a-cholest-9(ll)-en-3ß-ol Dạng tinh thể hình kim, màu ữắng, nhiệt độ nóng chảy 143°c Phổ 3H-NMR (500 MHz, CDC13) 13C-NMR (125 MHz, CDCI3) xem bảng 4.1 3.2.2 Họp chất : Holothurin B Chất rắn màu ữắng, nhiệt độ nóng chảy 224-225°C Phổ *H-NMR (500 MHz, CD3OD + CDCI3) 13C-NMR (125 MHz, CD3OD + CDCI3) xem bảng 4.2 4.3 23 C H Ư Ơ N G : K ẾT Q U Ả VÀ TH ẢO LU Ậ N 4.1 Xác định cấu trúc hóa học họp chất 1: 4,14a-dimethyl-5acholest-9(ll)-en-3p-ol 29 Hình 4.1.a cấu trúc hóa học họp chất Họp chất phân lập dạng tinh thể hình kim, màu ữắng, có nhiệt độ nóng chảy 143°c 5,293 L Y D G - C D C - H ^ o (C ■ ''í -a o o m t- ■-J>' ■'■'í r -rt o » o j n o > n > c ( ì ( ® ( r ( p g ì í N O - r- T *z> t M> r '- '■* V0 «Qi 01 ^ tjO -^-ĩĩ-iÕ-0'»*