Đang tải... (xem toàn văn)
Tuy có mấy tháng làm luận văn nhưng em đã tiếp thu và học hỏi được rất nhiều điều bổ ích. Để hoàn thành được luận văn em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô bộ môn Hóa đã dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em, và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn của mình. Em xin chân thành cảm ơn: Thầy Lê Thanh Phước, thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho em kiến thức, chỉ bảo và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình làm đề tài. Cô Tôn Nữ Liên Hương đã tận tình truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm của mình giúp em hiểu thêm về hợp chất thiên nhiên. Cô Nguyễn Thị Diệp Chi đã giúp em hiểu và học được rất nhiều điều thông qua việc làm luận văn. Cô Bùi Thị Bửu Huê, thầy Võ Hồng Thái đã hỗ trợ phương tiện để em làm tốt hơn. Cuối cùng em đồng cảm ơn chị Trang phòng thí nghiệm và các bạn cử nhân hóa 31 đã giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài
LỜI CẢM ƠN Tuy có tháng làm luận văn em tiếp thu học hỏi nhiều điều bổ ích Để hồn thành luận văn em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô mơn Hóa dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn: Thầy Lê Thanh Phước, thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho em kiến thức, bảo giúp đỡ cho em suốt trình làm đề tài Cơ Tơn Nữ Liên Hương tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm giúp em hiểu thêm hợp chất thiên nhiên Cô Nguyễn Thị Diệp Chi giúp em hiểu học nhiều điều thông qua việc làm luận văn Cô Bùi Thị Bửu Huê, thầy Võ Hồng Thái hỗ trợ phương tiện để em làm tốt Cuối em đồng cảm ơn chị Trang phòng thí nghiệm bạn cử nhân hóa 31 giúp đỡ em trình làm đề tài! i Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bộ Mơn Hóa -Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NĂM HỌC: 2008 – 2009 Họ tên cán hướng dẫn: TS LÊ THANH PHƯỚC Tên đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học rễ cau Areca catechu L Địa điểm, thời gian thực hiện: + Địa điểm: Phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ, Bộ mơn Hóa, Khoa Khoa Học + Thời gian: 02/02/2009 – 30/04/2009 Sinh viên thực : Trần Thị Trúc Linh Lớp: Hóa học MSSV: 2051935 Khóa 31 Mục đích đề tài : định tính cấu tử hữu cơ, chiết tách xác định cấu trúc hóa học Các nội dung giới hạn đề tài: - Chiết tách - Phân lập cấu tử hữu có cao chiết sắc ký mỏng sắc ký cột ii Giới hạn đề tài: Do khơng có nhiều thời gian nên khảo sát số hoạt chất cao ether dầu hỏa, có thời gian khảo sát thêm cao ethyl acetate, butanol Các yêu cầu hỗ trợ: u cầu hỗ trợ kinh phí, hố chất dụng cụ thí nghiệm Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 716000 đồng DUYỆT CỦA BỘ MÔN ĐỀ NGHỊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP iii Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bộ Mơn Hóa -Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: TS Lê Thanh Phước Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học rễ cau Areca catechu L Sinh viên thực hiện: Trần Thị Trúc Linh Lớp: Hóa học MSSV: 2051935 Khóa 31 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức LVTN: b Nhận xét nội dung LVTN: - Đánh giá nội dung thực đề tài: iv - Những vấn đề hạn chế: c Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: d Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Cán hướng dẫn TS Lê Thanh Phước v Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bộ Mơn Hóa -Cần Thơ, ngày tháng 04 năm 2009 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: Đề tài: : Nghiên cứu thành phần hóa học rễ cau Areca catechu L 3.Sinh viên thực hiện: Trần Thị Trúc Linh Lớp: Hóa học MSSV: 2051935 Khóa 31 4.Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức LVTN: b Nhận xét nội dung LVTN: - Đánh giá nội dung thực đề tài: - Những vấn đề hạn chế: vi c Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: d Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Cán chấm phản biện vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC .viii MỤC LỤC CÁC BIỂU BẢNG VÀ SƠ ĐỒ .ix MỤC LỤC HÌNH x BẢNG VIẾT TẮT .xii LỜI MỞ ĐẦU xiii CHƯƠNG I PHẦN TỔNG QUAN I ĐẠI CƯƠNG THỰC VẬT CÂY CAU (ARECA) .1 Mô tả thực vật 2 Phân bố nơi mọc Bộ phận dùng II ỨNG DỤNG CỦA CÂY CAU Một số ăn từ cau .5 Công dụng dân gian III NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI CHƯƠNG II PHẦN THỰC NGHIỆM 13 I ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 13 Địa điểm thời gian nghiên cứu 13 Phương tiện nghiên cứu 13 2.1 Dụng cụ: 13 2.2 Hóa chất 13 II NGHIÊN CỨU SƠ BỘ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY CAU 15 Khảo sát nguyên liệu 15 1.1 Thu hái xử lý mẫu 15 1.2 Xác định độ ẩm nguyên liệu .15 Khảo sát diện hợp chất tự nhiên rễ cau 16 2.1 Khảo sát diện sterol-triterpen 16 2.2 Khảo sát diện flavonoid 18 2.3 Khảo sát diện saponin 20 2.4 Khảo sát diện alkaloid 22 viii 2.5 Khảo sát diện glycoside .24 2.6 Khảo sát diện tannin 26 2.7 Khảo sát diện iridoid .28 2.8 Nhận diện nhóm carbonyl 28 III THỰC NGHIỆM .31 Quy trình chiết tách cao thơ .31 Hiệu suất cao thu 32 Tách tinh chế hợp chất cao PE 32 3.1 Dựa vào sắc ký lớp mỏng chọn hệ dung môi 32 3.2 Quá trình sắc ký cột cao PE 33 3.3 Xử lý phân đoạn cao PE 36 3.3.1 Xử lý phân đoạn VI .37 3.3.2 Xử lý phân đoạn V 38 3.4 Sắc ký cột cao PE với lượng lớn 39 CHƯƠNG III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 42 Kết luận 42 Đề nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 ix MỤC LỤC CÁC BIỂU BẢNG VÀ SƠ ĐỒ Bảng Hàm lượng % tannin phenol tổng hạt rễ cau Bảng Hàm lượng alkaloid areca 10 Bảng Tóm tắt kết định tính cấu tử rễ cau 30 Bảng Hiệu suất cao chiết PE so với khối lượng rễ cau ban đầu 32 Bảng Kết sắc ký cột cao PE .35 Sơ đồ Sơ đồ trích dịch alcol làm mẫu thử định tính 16 Sơ đồ Quy trình chiết tách cao thô từ rễ cau .31 x Khảo sát diện hợp chất tự nhiên rễ cau Chuẩn bị mẫu thử: Rễ cau Ngâm cồn 96 Dịch alcol Làm mẫu thử Sơ đồ Sơ đồ trích dịch alcol làm mẫu thử định tính 2.1 Khảo sát diện sterol-triterpen Sterol thuộc nhóm steroid, phân bố rộng rãi thiên nhiên, sterol nguồn gốc thực vật gọi phytosterol, nguồn gốc động vật gọi zoosterol Cấu tạo phân tử có chứa hệ thống vòng cyclopentanopherhydrophennantren trường hợp dạng biến đổi hệ vòng cyclopentanopherhydrophennantren 16 Sterol chất khơng phân cực, tan nước, tan dung môi hữu không phân cực như: ether dầu hỏa, n-Hexan, Diethyl ether, benzene….nên dung môi thường dùng để ly trích sterol Một số thuốc thử nhận biết sterol - Liebermann-Burchard Anhydride acetic 20 ml H2SO4 đậm đặc ml Nếu xuất màu xanh lục, hồng, cam, đỏ màu bền phản ứng dương tính Thực nghiệm: cho ml dịch alcol vào ống nghiệm, nhỏ thuốc thử vào Kết quả: phản ứng âm tính - Salkowski: H2SO4 đậm đặc Màu đỏ nâu phản ứng dương tính Thực nghiệm: 1ml dịch alcol, nhỏ từ từ 1ml H 2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm Kết quả: Dung dịch chuyển sang màu đỏ nâu, phản ứng dương tính Hình 18 Định tính sterol (1): dịch alcol (2): dịch alcol có thuốc thử 17 - Rosenthaler Vanillin 1% ethanol HCl đậm đặc Phản ứng dương tính dung dịch đổi sang màu xanh lục tím Thực nghiệm: ml dịch alcol, dung dịch vanillin 1% ethanol (2 giọt), HCl đậm đặc (1 giọt) Kết quả: Phản ứng âm tính 2.2 Khảo sát diện flavonoid Flavonoid hợp chất màu phenol thực vật, tạo nên nhiều màu cho rau, quả, hoa…phần lớn có màu vàng, có cấu trúc 1,3-Diphenylpropan Một số flavonoid tan nước, rượu, acid vơ lỗng base lỗng Một số thuốc thử flavonoid - Với FeCl3 tạo kết tủa màu xanh lục đỏ nâu (1 Hình 19 Định tính flavonoid (1): nước cất có thuốc thử, (2): mẫu đối chứng (phenol + thuốc thử) 18 (3): dịch alcol có thuốc thử, (4): dịch alcol - Với H2SO4 đậm đặc cho màu vàng đậm đến cam màu đỏ đến xanh dương tùy vào loại hợp chất khác cho màu khác Thực nghiệm: ml dịch alcol cho vào ống nghiệm, nhỏ từ từ ml H 2SO4 đậm đặc vào Kết quả: Dung dịch chuyển sang màu đỏ Phản ứng dương tính Hình 20 Định tính flavonoid (1): dịch alcol (2): dịch alcol có thuốc thử (3): nước cất có thuốc thử - Với NaOH 1% ethanol cho màu từ vàng đến cam đỏ, đơi lúc từ đỏ đến tím Thực nghiệm: ml dịch alcol cho vào ống nghiệm, nhỏ vào vài giọt thuốc thử Kết quả: Dung dịch có màu đỏ nâu, phản ứng dương tính (1): dịch alcol (2): dịch alcol có thuốc thử 19 Hình 21 Định tính flavonoid - Phản ứng Cyanidin (Shibata) tert-Butyl ml HCl đậm đặc 0.5 ml Mg 2-3 hạt Thực nghiệm: ml dịch alcol, thêm vào ml tert-Butyl, 0.5 ml HCl đậm đặc, hạt Mg, đun nóng vài phút Kết quả: Lớp alcol phía dung dịch có màu cam Phản ứng dương tính Hình 22 Định tính flavonoid (1): dịch alcol (2): dịch alcol có thuốc thử (3): nước cất có thuốc thử 2.3 Khảo sát diện saponin Saponin loại glycoside thường gặp thực vật, vài loại động vật có chứa saponin loại hải sâm, cá cao… Saponin có số đặc tính sau: - Tạo bọt nhiều bền lắc với nước - Có thể làm chết cá (hoặc động vật máu lạnh khác) nồng độ thấp 20 - Thường gặp dạng vơ định hình khó tinh chế, có vị đắng khó chịu - Là chất phân cực mạnh nên tan nước, alcol có mạch cacbon ngắn, tan dung môi hữu - Kết tủa với chì acetate, Ba(OH)2, (NH4)2SO4 - Tính tạo bọt saponin Thực nghiêm: Bột (1 g), ethanol (5 ml), đun cách thủy 15 phút Lọc lấy dung dịch alcol để thử nghiệm ống nghiệm có kích cỡ Ống 1: ml HCl 0.1 N + giọt dung dịch alcol chứa mẫu thử Ống 2: ml NaOH 0.1 N + giọt dung dịch alcol chứa mẫu thử Bịt miệng ống nghiêm lắc mạnh hai ống phút để yên Kết quả: Cả ống nghiệm khơng có bọt Phản ứng âm tính - Định tính saponin Thực nghiệm: Cân g rễ cau khô cho vào erlen 500 ml chứa sẵn 100 ml nước nóng, giữ cho sơi nhẹ 30 phút Lọc, để nguội, thêm nước cất đến 100 ml Lấy 10 ống nghiệm có chiều cao 16 cm, đường kính 16 mm Cho vào ống nghiệm 1, 2, 3,…10 ml nước sắc Thêm nước cất vào ống cho đủ 10 ml Bịt miệng ống lại lắc 15 giây, để yên 15 phút Đo chiều cao cột bọt, cột bọt ống thấp cm số bọt 100 nghĩa khơng có saponin Kết quả: Cột bọt 10 ống lúc đầu có chiều cao cm, để 15 phút khơng có bọt Phản ứng âm tính - Kết tủa với chì acetate Thực nghiệm: ml dịch alcol, cho thêm chì acetate vào Kết quả: có tủa xuất Phản ứng dương tính 21 Hình 23 Định tính saponin (1): nước cất có thuốc thử (2): dịch alcol (3): dịch alcol có thuốc thử 2.4 Khảo sát diện alkaloid Alkaloid hợp chất hữu có chứa nitơ phân bố chủ yếu thực vật tìm thấy với lượng vi sinh vật động vật Alkaloid base yếu, có mặt nguyên tử nitơ Hầu hết alkaloid base thực tế không tan nước tan dung môi hữu CHCl3, eter, alcol bậc thấp (MeOH, EtOH, BuOH) Một số alkaloid có nhóm phân cực tan phần nước dung dịch kiềm Ngược lại với base, muối alkaloid tan nước, cồn không tan dung môi hữu CHCl3, eter, benzene… Chuẩn bị mẫu thử: ngâm g rễ khô 150 ml cồn, lọc cô quay áp suất thấp, thu cặn alcol lấy làm mẫu thử 22 Thuốc thử alkaloid - Mayer HgCl2 1.36 g KI H2O 5g 100 ml Nếu có alkaloid xuất tủa màu trắng vàng nhạt Thực nghiệm: không thấy tượng, phản ứng âm tính - Dragendorff Bi(NO3)3.H2O HNO3 30% 8g 25 ml KI 28 g HCl 6N H2O 100 ml Nếu có alkaloid xuất tủa màu cam-nâu Thực nghiệm: phản ứng âm tính - Wagner I2 KI H2O 1.27 g 2g 100 ml Nếu có alkaloid xuất tủa màu nâu Thực nghiệm: xuất tủa màu nâu Kết quả: Phản ứng dương tính 23 Hình 24 Đinh tính alkaloid (1): mẫu thử (2): thuốc thử Wagner (3): mẫu có thuốc thử 2.5 Khảo sát diện glycoside Các glycoside diện nhiều họ thực vật tất phận cây: lá, vỏ, hạt…Các glycoside thường chất kết tinh có vị đắng Glycoside hợp chất mà cấu trúc hóa học gồm phần: phần đường (glucose, fructose, galctose ) phần không đường gọi aglycon Thuốc thử glycoside - Molish Resorcinol 5% ethanol 80% Hoặc α-Naphthol 1% ethanol 80% (Thymol 1% ethanol 80%) Phản ứng dương tinh có xuất mặt phân cách dung dịch vòng màu tím đỏ tùy loại thuốc thử 24 Thực nghiệm: ml mẫu thử, ml H 2SO4 đậm đặc, thêm 2-3 giọt thuốc thử vào nhẹ nhàng không khuấy trộn hỗn hợp Kết quả: Vòng màu cam mặt phân cách dung dịch Phản ứng dương tính Hình 25 Định tính glycoside (1): nước cất có thuốc thử (2): mẫu đối chứng (glycoside 5% có thuốc thử) (3): mẫu có thuốc thử - Fehling A, Fehling B (1:1) Phản ứng dương tính dung dịch chuyển sang màu đỏ gạch Thực nghiệm: ml mẫu thử, thuốc thử Fehling A, Fehling B (tỷ lệ 1:1), đun cách thủy phút Kết quả: Dung dịch có màu đỏ gạch Phản ứng dương tính (1): mẫu thử (2): thuốc thử (3): mẫu có thuốc thử (4): mẫu đối chứng (glycoside 5% thuốc thử) Hình 26 Định tính glycoside 25 2.6 Khảo sát diện tannin Tannin hay acid tannic chất polyphenol thường gặp thực vật, dù thành phần hóa học thay đổi, chúng có tính chất chung sau: - Làm kết tủa số protein, đặc biệt gelatin, albumin - Làm kết tủa số base, đặc biệt cho kết tủa với số alkaloid - Với muối kim loại nặng, tannin cho nhựa sơn với màu sắc khác nhau, đặc biệt với muối sắt, tannin cho màu xanh hay xanh dương đậm - Tannin tan nước (1 g/0.35 ml nước) dịch nước có tính acid yếu Ngồi ra, tannin tan alcol, acetone, ethyl acetate, khơng tan Diethyl ether, benzene, chloroform… - Tannin khơng có điểm nóng chảy xác định - Có tính thuộc da, có vi chát Thuốc thử tannin - Stiasny Formol 36% 20 ml HCl đậm đặc 10 ml Phản ứng dương tính xuất trầm màu đỏ Thực nghiệm: Lấy ml dịch alcol, nhỏ vào vài giọt thuốc thử Kết quả: Phản ứng âm tính - Gelatin Gelatin 0.5 g NaCl 5g H2O 100 ml Phản ứng dương tính trầm màu vàng nhạt, để lâu hóa thành nâu Thực nghiệm: ml dịch alcol, nhỏ gelatin vào 26 Kết quả: Phản ứng dương tính Hình 27 Định tính tannin (1): thuốc thử (2): mẫu thử (3): mẫu thử có thuốc thử - Chì acetate bão hòa cho kết tủa vàng nhạt Thực nghiệm: ml dịch alcol, nhỏ vài giọt chì acetate bão hòa Kết quả: Xuất kết tủa vàng nhạt, phản ứng dương tính Hình 28 Định tính tannin 27 (1): chì acetate bão hòa (2): mẫu thử (3): mẫu thử có chì acetate - FeCl3 1% dung dịch chuyển sang xanh đen Kết quả: Phản ứng dương tính Hình 29 Định tính tannin (1): mẫu thử (2): mẫu có thuốc thử 2.7 Khảo sát diện iridoid Thuốc thử Trim-Hill CH3COOH 10 ml CuSO4 0.2% ml HCl đậm đặc 0.5 ml Phản ứng dương tính dung dịch có màu xanh lục Thực nghiệm: ml dịch alcol, thêm 1-2 giọt thuốc thử, đun nhẹ Kết quả: Phản ứng âm tính 2.8 Nhận diện nhóm carbonyl 28 Thuốc thử đặc trưng 2,4-Dinitrophenylhydrazine, dung dịch có màu đỏ cam Thực nghiệm: ml dịch alcol, 2-3 giọt thuốc thử Kết quả: Dung dịch có màu đỏ cam, phản ứng dương tính Hình 30 Định tính nhóm carbonyl (1): mẫu thử (2): thuốc thử (3): mẫu có thuốc thử 29 Bảng Cấu tử hữu Steroltriterpen Alkaloid Flavonoid Glycoside Saponin Tannin Iridoid Nhóm carbonyl Tóm tắt kết định tính cấu tử rễ cau Thuốc thử Liebermann-Burchard Salkowski Rosenthaler Mayer Dragendorff Hiện tượng Kết đỏ nâu +++ - Wagner tủa nâu ++ Với FeCl3 H2SO4 đậm đặc NaOH 1%/ethanol Cyanidin Molish Fehling A, Fehling B (1:1) Tính tạo bọt Kết tủa với chì acetate Stiasny xanh đen cam đỏ đỏ nâu màu cam vòng màu cam đỏ gạch +++ Gelatin trầm vàng nhạt tủa vàng nhạt Chì acetate bão hòa tủa vàng nhạt FeCl3 1% xanh đen Trim-Hill 2,4-Dinitrophenylhydrazine đỏ cam + +++ + ++ +++ +++ ++ +++ +++ +++ (+): phản ứng dương tính (-): phản ứng âm tính Vậy rễ cau có diện nhóm sterol-triterpen, alkaloid, glycoside, tannin, saponin, flavonoid 30