Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong cây xạ đen (celastrus hindsii benth)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA  ĐỒN THIỆN DUY Đề tài: NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY XẠ ĐEN (CELASTRUS HINDSII BENTH) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Đà Nẵng, tháng năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA  NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY XẠ ĐEN (CELASTRUS HINDSII BENTH) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Ngành Cử nhân Hóa dược Sinh viên thực : Đồn Thiện Duy Lớp : 14CHD Giáo viên hướng dẫn : Th.S Đỗ Thị Thúy Vân Đà Nẵng, tháng năm 2018 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : ĐOÀN THIỆN DUY Lớp : 14 CHD Tên đề tài: “Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học xạ đen (Celastrus hindsii Benth)” Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị hóa chất Nguyên liệu: Thân xạ đen thu hái vùng núi cao thuộc tỉnh Hòa Bình, miền bắc – Việt Nam Dụng cụ thiết bị: Bộ chiết Soxhlet, bình cầu, cốc thủy tinh, ống đong, bếp điện, ống nghiệm, bình tam giác,bình định mức, loại pipet, cân phân tích, lò nung, tủ sấy, chén nung, bình hút ẩm, bếp cách thủy,… Hóa chất: n-hexane, chloroform, ethyl acetate, thuốc thử Wagner, thuốc thử Mayer, Fehling A, Fehling B, dung dịch HCl, HNO3, NaOH, FeCl3, H2SO4,… Nội dung nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu lý thuyết - Tìm hiểu tư liệu, sách báo nước đặc điểm, thành phần hóa học, cơng dụng xạ đen - Trao đổi với giáo viên hướng dẫn đặc điểm, công dụng xạ đen 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Xử lí nguyên liệu - Xác định số tiêu hóa lí: độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại - Khảo sát thời gian chiết tối ưu - Định tính nhóm chất - Xác định thành phần hóa học số dịch chiết xạ đen Giáo viên hướng dẫn: ThS Đỗ Thị Thúy Vân Khóa luận tốt nghiệp Ngày giao đề tài: 4/2017 Ngày hoàn thành: 3/2018 Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) Sinh viên hồn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày… tháng … năm 2018 Kết điểm đánh giá: Ngày … tháng … năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí ghi rõ họ tên) Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo Th.S Đỗ Thị Thúy Vân giao đề tài, hướng dẫn tận tình ln sẵn sàng giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô khoa, nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian học tập thực đề tài Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Din thầy Đoàn Văn Dương tạo điều kiện cho em sử dụng phòng thí nghiệm thiết bị cần thiết để em hồn thành tốt đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Hóa – khu D – trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đài khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ số 660 Trưng Nữ Vương, Quận Hải Châu, TP Đà Nẵng giúp đỡ em hoàn thành đề tài Trong q trình làm khóa luận, thân có nhiều cố gắng bước đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên khó tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp ý kiến Q Thầy Cơ giáo bạn để khóa luận hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên Đồn Thiện Duy Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tương nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG I 1.1 Giới thiệu xạ đen 1.2 Một số nghiên cứu xạ đen nước 1.3 Những nghiên cứu hoạt tính sinh học 10 1.4 Một số sản phẩm xạ đen thị trường 12 CHƯƠNG II 13 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị 13 2.1.1 Nguyên liệu 13 2.1.2 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 13 2.2 Phương pháp nghiên cứu 14 2.3 Sơ đồ nghiên cứu 17 2.4 Phương pháp xác định số tiêu hóa lý 18 2.4.1 Xác định độ ẩm 18 2.4.2 Xác định hàm lượng tro 19 2.4.3 Xác định hàm lượng kim loại nặng 21 2.5 Định tính số hoạt chất có xạ đen 23 2.5.1 Saponin 23 2.5.2 Alcaloid 23 2.5.3 Coumarin 23 2.5.4 Flavonoid 23 2.5.5 Đường khử 24 2.5.6 Polyphenol 24 2.5.7 Steroid 24 2.6 Phương pháp xác định thành phần hóa học có dịch chiết xạ đen… .24 2.6.1 Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) 24 2.6.2 Xác định thành phần hóa học có dịch chiết xạ đen 26 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng CHƯƠNG 27 3.1 Kết xác định số tiêu hóa lý xạ đen 27 3.1.1 Xác định độ ẩm 27 3.1.2 Hàm lượng tro 27 3.1.3 Xác định hàm lượng kim loại nặng 28 3.2 Kết khảo sát thời gian chiết soxhlet 28 3.2.1 Kết khảo sát thời gian chiết dung môi n-hexan 28 3.2.2 Kết khảo sát thời gian chiết dung môi Chloroform 29 3.2.3 Kết khảo sát thời gian chiết dung môi Ethyl acetate 30 3.3 Kết định tính lớp chất xạ đen 32 3.4 Kết khảo sát sơ thành phần hóa học dịch chiết dung môi xạ đen phương pháp GC-MS 32 3.4.1 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung mơi n-Hexan .33 3.4.2 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung mơi chloroform 36 3.4.3 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung môi Ethyl acetate 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu STT bảng 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 10 3.10 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Số hiệu STT hình 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 10 3.1 11 3.2 12 3.3 13 3.4 14 3.5 15 3.6 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng 0.18 Khối lượng cao (g) 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 m cao (g) 0.06 0.04 0.02 0 10 12 Thời gian (h) Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng thời gian chiết dung môi ethyl acetate ❖ Nhận xét: Qua kết bảng 3.6 hình 3.3, thời gian chiết tăng khối lượng cao chiết thu nhiều Tuy nhiên từ đến 10 giờ, khối lượng cao chiết tăng không đáng kể Nguyên nhân tăng thời gian chiết, cấu tử có ethyl acetae hòa tan dung mơi nhiều Chiết lâu hàm lượng cấu tử có cao chiết tăng dẫn đến khối lượng cao chiết tăng lên Đến lúc đó, cấu tử hòa tan gần hết dung mơi khối lượng cao chiết có xu hướng khơng đổi Như thời gian chiết tối ưu dung môi ethyl acetae 3.3 Kết định tính nhóm hợp chất có dịch chiết xạ đen Định tính lớp chất thiên nhiên xạ đen phản ứng hóa học Kết định tính nhóm hợp chất có dịch chiết thân xạ đen trình bày bảng 3.7 31 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Bảng 3.7 Kết định tính nhóm hợp chất có thân xạ đen Nhóm chất Saponin Alcaloid Coumarin Flavonoid Đường khử Polyphenol Steroid ➢ Ghi chú(+++) : Phản ứng rõ ( : Phản ứng rõ ( : Có phản ứng (-) : Khơng có phản ứng ❖ Nhận xét: Sau tiến hành định tính nhóm hợp chất tự nhiên thân xạ đen có hợp chất: alcaloid, flavonoid, saponin steroid, đường khử, polyphenol, coumarin 3.4 Kết khảo sát sơ thành phần hóa học có xạ đen phương pháp GC-MS 3.4.1 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung môi nhexane Phổ GC-MS dịch chiết xạ đen dung mơi n-hexan trình bày hình 3.4 32 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Hình 3.4 Sắc ký đồ GC – MS thành phần hóa học có dịch chiết dung mơi n-hexane Kết phân tích sắc ký đồ GC – MS vàso sánh với thư viêṇ chuẩn cho thấy dịch chiết thu từ dung môi n-hexan có 16 cấu tử Thành phần hóa học dịch chiết phương pháp chiết Soxhlet với số cấu tử có thời gian lưu, khối lượng phân tử tỉ lệ phần trăm trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết thành phần hóa học có dịch chiết n-hexan xạ đen Peak TR Benzene, 1,2,4,52 4,22 136 3,62 4,64 135 2,40 tetramethyl- Benzene, 1-ethyl3,5-dimethyl- 33 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng pentamethyl- Napthalene, 26 6,46 144 0,69 methyl- O O O O O HO 34 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Octadecanoic acid Stigmasterol 13 41,7 414 9,72 á-Sitosterol OH à-Amyrin 35 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Nhận xét: Qua bảng 3.8 thấy, phương pháp GC–MS định danh 16 chất có dịch chiết thân xạ đen dung mơi n-hexan Thành phần hóa học chủ yếu có dịch chiết thân xạ đen acid hữu cơ, ester, phthalide, phytosterol Các cấu tử có hàm lượng ≥ 5% bao gồm: à-Amyrin (21,27%); 9,19-Cyclolanostan3-on, acetate, (3á)- (20,61%), Cis-Vaccenic acid (9,62%), á-Sitosterol (9,72%), 3-nbutylphthalide (7,47%) 3.4.2 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung mơi chloroform Phổ GC – MS dịch chiết xạ đen dung mơi chloroform trình bày hình 3.5 Hình 3.5 Sắc ký đồ GC – MS thành phần hóa học có dịch chiết dung mơi chloroform Kết phân tích sắc ký đồ GC – MS vàso sánh với thư viêṇ chuẩn cho thấy dịch chiết thu từ dung mơi choloroform có 15 cấu tử Thành phần hóa học dịch chiết phương pháp chiết Soxhlet với số cấu tử có thời gian lưu, khối lượng phân tử tỉ lệ phần trăm trình bày bảng 3.9 36 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Bảng 3.9 Kết thành phần hóa học có dịch chiết chloroform xạ đen Structure Peak O O O O O OH O HO O OH O OH HO O O CH3 O HO 37 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng O OH O HO 10 O CH3 OH 11 12 HO OH 38 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng OH 14 15 ❖ Nhận xét: Qua bảng 3.9 thấy, phương pháp GC – MS định danh 15 chất có dịch chiết thân xạ đen dung mơi choloroform Thành phần hóa học chủ yếu có dịch chiết thân xạ đen acid hữu cơ, ester, ancol, phytosterol Các cấu tử có hàm lượng ≥ 3% bao gồm: 9,19-Cycloergost-24(28)-en-3-ol, 4-14dimethyl-, acetate, (3á,4à,5à)- (34,84%); 1,4-Dioxane-2,5-dione, 3,6-dimethyl- (37,59%), CisVaccenic acid (3,96%), à-Amyrin (3,88%) 3.4.3 Kết khảo sát thành phần hóa học dịch chiết dung môi ethyl acetate Phổ GC-MS dịch chiết thân xạ đen dung môi ethyl acetate trình bày hình 3.6 Hình 3.6 Sắc ký đồ GC – MS thành phần hóa học có dịch chiết dung mơi ethyl acetate 39 Khóa luận tốt nghiệp Kết phân tích sắc ký đồ GC-MS va so sanh vơi thư viêṇ chuẩn cho thấy ̀ dịch chiết thu từ dung môi ethyl acetate có 10 cấu tử Thành phần hóa học dịch chiết phương pháp chiết Soxhlet với số cấu tử có thời gian lưu, khối lượng phân tử tỉ lệ phần trăm trình bày bảng 3.10 Bảng 3.10 Kết thành phần hóa học có dịch chiết ethyl acetate xạ đen Peak Structure O O O HO O O HO O O OH 40 OH OH OH 10 ❖ Nhận xét: Qua bảng 3.10 thấy, phương pháp GC – MS định danh 10 chất có dịch chiết thân xạ đen dung môi ethyl acetate Thành phần hóa học chủ yếu có dịch chiết thân xạ đen acid hữu cơ, ester, phthalide, ancol, phytosterol Các cấu tử có hàm lượng ≥ 5% bao gồm: 1-Heptatriacotanol (19,76%); à-Amyrin (19,12%), á-Amyrin (13,87%), 3-n-butyl phthalide (9,16%), Cis-Vaccenic acid (11,55%), 9,12- octadecadienoic acid (Z,Z) (7,84%), Hexandecanoic acid (7,12658%) 41 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua q trình nghiên cứu, chúng tơi thu kết sau đây: ➢ Đã xác định số tiêu hóa lý + Độ ẩm: 5,122% + Hàm lương tro: 3,730% + Hàm lượng kim loại nặng thân xạ đen phù hợp với tiêu chuẩn Bộ Y Tế giới hạn tối đa độ nhiễm sinh học hóa học thực phẩm ➢ Đã khảo sát thời gian chiết tốt số dịch chiết thân xạ đen: + Dịch chiết n-hexane thân xạ đen: thời gian chiết tốt 6h + Dịch chiết chloroform thân xạ đen: thời gian chiết tốt 6h + Dịch chiết ethyl acetate thân xạ đen: thời gian chiết tốt 6h ➢ Bằng phương pháp GC-MS định danh thành phần hóa học số hợp chất dịch chiết xạ đen: + Trong dịch chiết n-hexan định danh hợp chất: à-Amyrin (21,27%); 9,19-Cyclolanostan-3-on, acetate, (3á)- (20,61%), Cis-Vaccenic acid (9,62%), á-Sitosterol (9,72%), 3-n-butylphthalide (7,47%) + Trong dịch chiết chloroform định danh hợp chất: 9,19-Cycloergost- 24(28)-en-3-ol, 4-14-dimethyl-, acetate, (3á,4à,5à)- (34,84%); 1,4-Dioxane-2,5-dione, 3,6dimethyl- (37,59%), Cis-Vaccenic acid (3,96%), à-Amyrin (3,88%) + Trong dịch chiết Ethylacetat định danh hợp chất: 1-Heptatriacotanol (19,76%); à-Amyrin (19,12%), á-Amyrin (13,87%), 3-n-butyl phthalide (9,16%), CisVaccenic acid (11,55%), 9,12- octadecadienoic acid (Z,Z) (7,84%), Hexandecanoic acid (7,12658%) Ngồi số hợp chất có hàm lượng thấp tạm thời chưa thể định danh Kiến nghị Thông qua kết đề tài, mong muốn đề tài phát triển rộng số vấn đề như: 42 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng - Khảo sát đánh giá hàm lượng chất có dịch chiết thân xạ đen số địa phương khác để có sở khoa học đánh giá ảnh hưởng thổ nhưỡng, khí hậu đến thành phần hóa học tính chất số dịch chiết thân xạ đen - Tách phân lập cấu tử tinh khiết từ số dịch chiết thân xạ đen Từ xác định cấu trúc hoạt tính sinh học để đến nghiên cứu ứng dụng vào dược học - Thử hoạt tính sinh học cao chiết xạ đen với chủng vi sinh vật dung mơi khác 43 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Huy Cường (2008), Nghiên cứu thành phần hóa học thăm dò hoạt tính sinh học xạ đen cùm cụm răng, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa Học – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [2] Nguyễn Huy Cường, Phạm Thị Ninh, Trần Văn Sung, Trịnh Thị Thủy (2008), “Phân lập xác định cấu trúc hợp chất tritecpen từ xạ đen”, Tạp chí Hóa học, Tập 46(số 4), tr.456-461 [3] Nguyễn Đăng Đức (2008), Giáo trình học phân tích, Trường Đại học Thái Ngun [4] Từ Minh Koóng (2007), Kỹ thuật chiết xuất dược phẩm, Tập 1, Nhà xuất Y học, Hà Nội [5] Hồ Viết Quý (2006), Chiết tách phân chia chất dung môi hữu (Lý thuyết-Thực hành-Ứng dụng), Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật [6] Nguyễn Kim Phi Phụng (2007), Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, Trường Đại Học Khoa Học tự nhiên – Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [7] Bùi Xn Vững (2011), Giáo trình phân tích cơng cụ, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng Trang web [8] http://thegioithaomoc.net/xa-den-2023535.html [9] http://vi.wikipedia.org/wiki/X%E1%BA%A1_%C4%91en [10].http://vietq.vn/ky-thuat-trong-cay-va-cham-soc-xa-den-cho-hieu-qua-kinhte-cao-d55572.html [11].http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%8D_D%C3%A2y_g%E1%BB%9 1i [12].http://www.caoxaden.com/cay-xa-den-voi-cong-trinh-nghien-cuu-khoa-hoccua-giao-su-le-trung.html [13].http://www.caoxaden.com/cay-xa-den-co-tac-dung-chua-duoc-nhung-benhgi.html 44 ...ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA  NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY XẠ ĐEN (CELASTRUS HINDSII BENTH) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ... khoa học loài thực vật dân gian dùng làm thuốc chữa bệnh lâu góp thêm thơng tin khoa học xạ đen, định chọn đề tài: Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học xạ đen (Celastrus hindsii Benth) ... pháp xác định thành phần hóa học có dịch chiết xạ đen .24 2.6.1 Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) 24 2.6.2 Xác định thành phần hóa học có dịch chiết xạ đen 26 Khóa luận