Nghiên cứu chiết tách, xác định cấu trúc và hàm lượng của scopolamine từ cây đại cà dược (Brugmansia suaveolens)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HOÀNG PHÚ LÂM NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA SCOPOLAMINE TỪ CÂY ĐẠI CÀ DƯỢC (BRUGMANSIA SUAVEOLENS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HOÀNG PHÚ LÂM NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA SCOPOLAMINE TỪ CÂY ĐẠI CÀ DƯỢC (BRUGMANSIA SUAVEOLENS) Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Mai THÁI NGUYÊN - 2017 LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Mai giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn cán phòng Nghiên cứu cấu trúc,Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ em nhiều trình thực nghiệm hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy khoa Hóa Học - Trường Đại Học Khoa Học Thái Nguyên trang bị cho em kiến thức để tiếp cận với vấn đề nghiên cứu khoa học anh chị, bạn học viên lớp K9B- lớp Cao học Hóa trao đổi giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi, bạn bè đồng nghiệp - người bên cạnh động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2017 Tác giả luận văn Hoàng Phú Lâm a MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT d DANH MỤC BẢNG e DANH MỤC HÌNH f DANH MỤC PHỤ LỤC PHỔ g MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chi Brugmansia 1.2 Nghiên cứu hóa học chi Brugmansia 1.3 Giới thiệu đại cà dược (Brugmansia suaveolens) 1.3.1 Đặc điểm thực vật 1.3.2 Công dụng theo kinh nghiệm dân gian 1.3.3 Hợp chất scopolamine …………………………………………………6 1.4 Tổng quan phương pháp chiết mẫu thực vật 1.4.1 Chọn dung môi chiết 1.4.2 Quá trình chiết 10 1.5 Các phương pháp sắc ký phân lập hợp chất hữu 11 1.5.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc ký 11 1.5.2 Cơ sở phương pháp sắc ký 12 1.5.3 Phân loại phương pháp sắc ký 12 1.6 Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc hợp chất hữu 17 1.6.1 Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS) 17 1.6.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR) 18 Chương 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 b 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Phương pháp xử lý chiết mẫu 20 2.2.2 Phương pháp phân lập chất 20 2.2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất phân lập 21 2.3 Thực nghiệm 21 2.3.1 Xử lý mẫu dược liệu, chiết tách phân lập hợp chất 21 2.3.2 Hằng số vật lý liệu phổ hợp chất 23 2.3.3 Phương pháp xác định hàm lượng hợp chất phân lập 25 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Xác định cấu trúc hợp chất phương pháp phổ 27 3.1.1 Hợp chất BS1 (Scopolamine) 27 3.1.2 Xác định cấu trúc hợp chất BS2 31 3.1.3 Xác định cấu trúc hợp chất BS3 37 3.2 Xác định hàm lượng chất BS1 (CBS1) có mẫu khơ 41 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 c DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CC Column Chromatography Sắc ký cột TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng Me MS H-NMR 13 C-NMR Nhóm metyl Phổ khối lượng Mass Spectroscopy Proton Magnenic Rosonance Spectrocopy Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon Resonance Spectroscopy 13 δ DEPT ESI-MS HMBC HSQC Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Chuyể n dich ̣ hóa ho ̣c Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Electronspray Ionization Mas Spectrum Phổ DEPT Phổ khối ion hóa phun mù điện tử Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết Connectivity Heteronuclear Single-Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết Connectivity Glc Glucoside Rh Rhamnozơ LC50 Inhibitory concentration 50% HPLC High Performance Chromatography Nồng độ ức chế tối thiểu 50% Liquid Sắc ký lỏng hiệu cao d DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Dữ kiện phổ NMR hợp chất BS1 chất tham khảo 29 Bảng 3.2 Dữ kiện phổ NMR hợp chất BS2 chất tham khảo 35 Bảng 3.3 Dữ kiện phổ NMR hợp chất BS3 chất tham khảo 40 Bảng 3.4 Cấu trúc hợp chất phân lập từ loài cà độc dược 41 Bảng 3.5 Kết đo phổ HPLC mẫu BS1 43 Bảng 3.6 Kết phân tích phương sai 43 Bảng 3.7 Kết mẫu nghiên cứu 45 e DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh đại cà dược (Brugmansia suaveolens) Hình 2.1 Sơ đồ phân lập chất từ lồi Brumansia suaveolens 23 Hình 3.1 Phổ MS hợp chất BS1 27 Hình 3.2 Phổ 1H -NMR hợp chất BS1 28 Hình 3.3 Phổ 13C -NMR hợp chất BS1 29 Hình 3.4 Phổ HMBC hợp chất BS1 30 Hình 3.5 Một số tương tác HMBC hợp chất BS1 30 Hình 3.6 Cấu trúc hóa học hợp chất BS1 (Scopolamine) 31 Hình 3.7 Phổ 1H -NMR hợp chất BS2 32 Hình 3.8 Phổ 13C -NMR hợp chất BS2 33 Hình 3.9 Phổ DEPT hợp chất BS2 33 Hình 3.10 Phổ HMBC hợp chất BS2 34 Hình 3.11 Một số tương tác HMBC hợp chất BS2 34 Hình 3.12 Phổ khối hợp chất BS2 36 Hình 3.13 Cấu trúc hóa học hợp chất BS2 36 Hình 3.14 Phổ 1H -NMR hợp chất BS3 37 Hình 3.15 Phổ 13C -NMR hợp chất BS3 38 Hình 3.16 Phổ DEPT hợp chất BS3 38 Hình 3.17 Phổ HMBC hợp chất BS3 39 Hình 3.18 Một số tương tác HBMC hợp chất BS3 39 Hình 3.19 Cấu trúc hóa học hợp chất BS3 41 Hình 3.20 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,19 mg/mL 41 Hình 3.21 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,475 mg/mL 42 Hình 3.22 Sắc ký đồ chất BS3 nồng độ 0,95 mg/mL 42 Hình 3.23 Đường chuẩn hợp chất BS1 44 Hình 3.24 Sắc ký đồ chất BS1 cặn chiết 44 f DANH MỤC PHỤ LỤC PHỔ Hình 3.1 Phổ MS hợp chất BS1 Hình 3.2 Phổ 1H -NMR hợp chất BS1 Hình 3.3 Phổ 13C -NMR hợp chất BS1 Hình 3.4 Phổ HMBC hợp chất BS1 Hình 3.5 Phổ 1H -NMR hợp chất BS2 Hình 3.6 Phổ 13C -NMR hợp chất BS2 Hình 3.7 Phổ DEPT hợp chất BS2 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất BS2 Hình 3.9 Phổ khối hợp chất BS2 Hình 3.10 Phổ 1H -NMR hợp chất BS3 10 Hình 3.11 Phổ 13C -NMR hợp chất BS3 11 Hình 3.12 Phổ DEPT hợp chất BS3 12 Hình 3.13 Phổ HMBC hợp chất BS3 13 Hình 3.14 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,19 mg/mL 14 Hình 3.15 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,475 mg/mL 15 Hình 3.16 Sắc ký đồ chất BS1 cặn chiết 16 g MỞ ĐẦU Việt Nam nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, nên thảm thực vật phát triển đa dạng phong phú; có khoảng 11000 đế n 12000 loài thực vật bậc cao, đó, gần 4000 lồi nhân dân ta dùng làm thuốc Ngoài phong phú chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam có giá trị chỗ chúng sử dụng rộng rãi nhân dân để phòng chữa nhiều bệnh khác Các thuốc sử dụng hình thức vị hay phối hợp với tạo nên thuốc dân gian, cổ truyền tồn lưu truyền đến ngày Đây nguồn tài nguyên vô quý giá, từ xa xưa, người biết đến, khai thác sử dụng vào phục vụ đời sống, sức khỏe Có đặc tính dược liệu q giá thuốc có hợp chất thiên nhiên mang hoạt tính sinh học Các hợp chất thiên nhiên thường độc so với hợp chất tổng hợp, dùng làm chất kích thích, điều hòa sinh trưởng, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp v.v ; đặc biệt, chúng dùng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm làm thuốc phòng, chữa bệnh cho người Ngày nay, biến đổi khí hậu, lồi người phải đối mặt với hàng loạt dịch, bệnh nguy hiểm nan y Mặt khác, khoa học - công nghệ phát triển mạnh mẽ đạt nhiều tiến vượt bậc, mang tính đột phá, đời sống người cải thiện rõ rệt, biến đổi môi trường, áp lực công việc, thức ăn sử dụng hàng ngày chưa bảo đảm an toàn thực phẩm, với biến thể loại vi khuẩn, vi rút gây bệnh v.v… đe dọa sống khơng ngừng Chính vậy, việc nghiên cứu tìm loại thuốc tăng cường sức đề kháng, phòng, chống chữa bệnh vấn đề quan tâm nhà khoa học toàn xã hội Chi Brugmansia chi họ Cà (Solananceae), chi lớn, phân bố nhiều quốc gia có mặt hầu hết tỉnh, thành Hình 3.2 Phổ 1H -NMR hợp chất BS1 Hình 3.3 Phổ 13C -NMR hợp chất BS1 Hình 3.4 Phổ HMBC hợp chất BS1 Hình 3.5 Phổ 1H -NMR hợp chất BS2 Hình 3.6 Phổ 13C -NMR hợp chất BS2 Hình 3.7 Phổ DEPT hợp chất BS2 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất BS2 Hình 3.9 Phổ khối hợp chất BS2 Hình 3.10 Phổ 1H -NMR hợp chất BS3 10 Hình 3.11 Phổ 13C -NMR hợp chất BS3 11 Hình 3.12 Phổ DEPT hợp chất BS3 12 Hình 3.13 Phổ HMBC hợp chất BS3 13 Hình 3.14 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,19 mg/mL 14 Hình 3.15 Sắc ký đồ chất BS1 nồng độ 0,475 mg/mL 15 Hình 3.16 Sắc ký đồ chất BS1 cặn chiết 16 ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HOÀNG PHÚ LÂM NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA SCOPOLAMINE TỪ CÂY ĐẠI CÀ DƯỢC (BRUGMANSIA SUAVEOLENS) Chun... lượng cao Vì chúng tơi lựa chọn loài Brugmansia suaveolens họ cà (Solananceae) làm đối tượng nghiên cứu cho đề tài: Nghiên cứu chiết tách, xác định cấu trúc hàm lượng scopolamine từ đại cà dược. .. Nhờ vào tương tác phổ mà phần phân tử toàn phân tử xác định cấu trúc 19 Chương THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng nghiên cứu Cây đại cà độc dược gọi cà độc dược nhẵn, cà độc dược cảnh (Brugmansia suaveolens)