Phân tích cấu trúc của một số hợp chất phân lập từ cây đơn đất

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THANH HỊA PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪCÂY ĐƠN ĐẤT (WEDELIA CHINENSIS) Chuyên ngành:Hóa phân tích Mã số: 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM THẾ CHÍNH Thái Ngun-2018 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn: Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Thế Chính ngƣời thầy giao đề tài, tận tình bảo truyền đam mê nghiên cứu cho em suốt q trình hồn thành luận văn, ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn để em hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo khoa Hóa học trƣờng Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên, tập thể thầy cô, anh chị bạn khoa Hóa học trƣờng Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu toàn thể cán giáo viên Trƣờng THPT Đồ Sơn – Hải Phòng tạo điều kiện thuận lợi thời gian công việc để em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn hỗ trợ nhóm nghiên cứu cơng ty TNHH Hải Anh hỗ trợ hoàn thành kết thực nghiệm Em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy, cô dạy dỗ em nên ngƣời! Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè giúp đỡ em hoàn thành luận văn Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Hòa a MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC HÌNH f DANH MỤC BẢNG BIỂU g MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phƣơng pháp xác định cấu trúc 1.1.1 Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR)[1,4] 1.1.2 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (MS) [1,4] 1.1.3 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR) [1,4] 1.2 Phân tích hàm lƣợng chất HPLC [16] 1.3 Đặc điểm đơn đất 12 1.3.1 Nguồn gốc phân bố 13 1.4.Thành phần hóa học đơn đất 13 1.4.1 Nhóm wedelo 13 1.4.2 Nhóm tecpenoit 14 1.4.3 Nhóm flavonoit 14 1.4.4 Thành phần hóa học tinh dầu đơn đất 15 1.5 Mục tiêu luận văn 16 Chƣơng THỰC NGHIỆM 17 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu, nguyên liệu thiết bị 17 2.1.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.1.2 Hóa chất dung mơi 17 2.1.3 Định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết hợp chất sắc kí lớp mỏng 17 2.1.4 Xác nhận cấu trúc 17 2.2 Chuẩn bị mẫu hợp chất thiên nhiên 18 2.2.1 Khảo sát điều kiện tách cột sắc ký lớp mỏng (SKLM) 18 b 2.2.2 Phân lập chất tinh khiết từ cặn chiết diclometan 19 2.3 Phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 phổ IR 20 2.4 Phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 phổ MS 21 2.5 Phân tích cấu trúc HOA01 phổ NMR 21 2.6 Phân tích cấu trúc HOA01 phổ 2D (HSQC, HMBC, NOESY) 23 2.7 Phân tích độ HOA01 LC/MS/MS 23 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Mục tiêu đề tài 24 3.2 Kết chuẩn bị mẫu nghiên cứu 24 3.2.1 Khảo sát điều kiện tách mẫu nghiên cứu 24 3.2.2 Phân tách hợp chất thiên nhiên sắc ký cột 25 3.3 Kết phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 26 3.3.1 Phân tích cấu trúc HOA01 phổ hồng ngoại IR 27 3.3.2 Phân tích cấu trúc HOA01 phổ MS 28 3.3.3 Phân tích cấu trúc HOA01 NMR 29 3.3.4 Phân tích cấu trúc HOA01 HSQC, HMBC phổ NOESY 33 3.4 Phân tích hàm lƣợng HOA01 phƣơng pháp LC/MS/MS 38 3.5 Phân tích cấu trúc 1P NMR 38 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 c DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MS Phƣơng pháp phổ khối lƣợng EI Phƣơng pháp bắn phá dòng electron CI Phƣơng pháp ion hóa hóa học FAB Phƣơng pháp bắn phá nguyên tử nhanh GC Phƣơng pháp sắc ký khí HPLC Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao SKLM Sắc kí lớp mỏng TMS Chất chuẩn d DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Sơ đồ phân tách hợp chất thiên nhiên từ cặn chiết diclometan 26 e DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tính chất hạt nhân từ trƣờng ngồi Hình 1.2 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân – etyl phenol Hình 1.3.Phổ cộng hƣởng từ hai chiều Hình 1.4 Phổ khối lƣợng củaToluen C7H8 Hình 1.5 Phổ hồng ngoại – hidroxi – 4– metylcoumarin Hình 1.6 Sơ đồ thiết bị phân tích HPLC Hình 1.7 Hình ảnh đơn đất (Wedelia chinensis) 12 Hình 3.1 Phổ IR hợp chất HOA01 27 Hình 3.2 Phổ MS hợp chất HOA01 29 Hình 3.3 Phổ 1H-NMR HOA01 30 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR giãn HOA01 31 Hình 3.5 Phổ 1H-NMR giãn HOA01 31 Hình 3.6: Phổ 13C-NMR hợp chất HOA01 32 Hình 3.7 Phổ DEPT HOA01 33 Hình 3.8 Phổ HSQC hợp chất HOA01 34 Hình 3.9 Phổ HSQC hợp chất HOA01 34 Hình 3.10 Phổ HMBC HOA01 36 Hình 3.11 Phổ HMBC HOA01 tiếp 36 Hình 3.12: Phổ COSY hợp chất HOA01 37 Hình 3.13: Phổ LC/MS hợp chất HOA01 38 Hình 3.14 Phổ DEPT 1P 39 Hình 3.15 Phổ 1H-NMR 1P 40 f DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại phổ hai chiều (2D) Bảng 2.1 Kết chạy sắc ký cột 20 Bảng 3.1 Kết khảo sát điều kiện phân tách SKLM 25 Bảng 3.2 Bảng liệu phổ quy gán HOA01 35 Bảng 3.3 Kết phổ 1H-NMR 13C-NMR hợp chất 1P 41 g MỞ ĐẦU Phân tích cấu trúc hợp chất hữu số nhiệm vụ quan trọng Hóa học biết xác cấu trúc, có câu trả lời xác cho việc định tính, định lƣợng phân tích chúng mẫu nghiên cứu thực nhƣ đời sống cơng nghệ Để phân tích cấu trúc hợp chất hữu sử dụng phƣơng pháp phổ nhƣ phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại khả kiến, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân, phổ khối lƣợng Mỗi phƣơng pháp cho ph p xác định số thông tin khác cấu trúc phân tử hỗ trợ lẫn việc xác định cấu trúc hợp chất hữu Đơn đất có tên khoa học Wedelia chinensis hay gọi đơn đất, có tên gọi khác đơn kim đơn buốt tùy theo vùng miền gọi khác thƣờng bị nhầm lẫn với sài đất (Wedelia calendulacea), đƣợc dùng dân gian nhiều địa phƣơng Việt Nam nhƣ vị thuốc quan trọng nhiều thuốc quý để chữa nhiều loại bệnh thông thƣờng Các nghiên cứu gần cho thấy có nhiều hoạt tính sinh học q nhƣ hoạt tính chống ung thƣ, kháng viêm hoạt tính bảo vệ gan Nhóm nghiên cứu PGS.TS Phạm Thế Chính trƣờng Đại học Khoa học Thái Nguyên bƣớc đầu cho thấy đơn đất thuốc tiềm có nhiều ứng dụng dƣợc học mỹ phẩm Do có hoạt tính sinh học lý thú, nhiều hợp chất đƣợc phát từ thuốc nên đƣợc nhiều nhà Khoa học quan tâm nghiên cứu Luận văn tập trung vào phân tích cấu trúc hợp chất hữu đƣợc phân lập từ thuốc phƣơng pháp phổ đại nhằm đƣa đƣợc tiêu quan trọng việc nghiên cứu phân tích thành phần hóa học thuốc Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan c c phƣơng ph p c nh cấu tr c 1.1.1 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)[1,4] Cơ sở phƣơng pháp phổ dựa tƣơng tác từ trƣờng với hạt nhân nguyên tố Tính chất hạt nhân nguyên tố Nhƣ ta biết, hạt nhân ngun tử có khối lƣợng, điện tích liên quan đến tƣơng tác electron bao quanh hạt nhân nhƣ trung hòa điện tích tính chất hóa học đặc trƣng nguyên tử Hạt nhân vài đồng vị tự nhiên nguyên tố có momen góc hay momen spin với tổng biên độ ħ√ Hợp phần đo lớn momen góc Iћ ћ = h/2л số Planck rút gọn I số lƣợng tử, số nguyên hay số bán ngun (0,1,3/2…) Vì I đƣợc lƣợng tử hóa nên có dãy số khơng liên tục momen góc đƣợc quan sát độ lớn ћm , số lƣợng tử m có giá trị I, I -1, I-2,… -I Nhƣ có 2I + giá trị khác trạng thái spin hạt nhân với số lƣợng tử I Hạt nhân nguyên tử momen spin đƣợc đặc trƣng số lƣợng tử spin có momen từ µ đƣợc đặc trƣng số lƣợng tử từ mI thay đổi theo trạng thái spin khác nhau, µ có 2I + giá trị khác Khi khơng có từ trƣờng ngồi tác động tất trạng thái spin có mức lƣợng nhƣ Tính chất hạt nhân từ trường Nếu đặt hạt nhân vào từ trƣờng nam châm, sinh lực làm lệch hƣớng momen từ hạt nhân Khuynh hƣớng lệch xếp hƣớng momen từ hạt nhân hƣớng với đƣờng sức từ trƣờng Điều liên hệ với tính chất kim nam châm từ trƣờng trái đất Kim nam châm hƣớng theo từ trƣờng trái đất Nếu Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR HOA01 Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR giãn HOA01 Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR giãn HOA01 Phụ lục 6: Phổ 13C – NMR hợp chất HOA01 Phụ lục 7: Phổ DEPT HOA01 Phụ lục 8: Phổ HSQC hợp chất HOA01 Phụ lục 9: Phổ HSQC hợp chất HOA01 tiếp Phụ lục 10: Phổ HMBC HOA01 Phụ lục 11: Phổ HMBC HOA01 tiếp Phụ lục 12: Phổ MS HOA01 Phụ lục 13: Phổ DEPT 1P Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR 1P Phụ lục 15: Phổ 1H-NMR 1P Phụ lục 16: Phổ 1H-NMR 1P Phụ lục 17: Phổ 1H-NMR giãn 1P ... chất phân lập đƣợc từ đơn đất thƣờng có cấu trúc phức tạp, việc phân tích cấu trúc cần phải kết hợp nhiều phƣơng pháp phân tích cấu trúc khác Trong luận văn chúng tơi phân tích cấu trúc số hợp chất. .. b 2.2.2 Phân lập chất tinh khiết từ cặn chiết diclometan 19 2.3 Phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 phổ IR 20 2.4 Phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 phổ MS 21 2.5 Phân tích cấu trúc HOA01... 24 3.2.2 Phân tách hợp chất thiên nhiên sắc ký cột 25 3.3 Kết phân tích cấu trúc hợp chất HOA01 26 3.3.1 Phân tích cấu trúc HOA01 phổ hồng ngoại IR 27 3.3.2 Phân tích cấu trúc HOA01