Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học một số dịch chiết rễ cây rẻ quạt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA ĐỒN MINH TUẤN “NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ DỊCH CHIẾT RỄ CÂY RẺ QUẠT” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA DƯỢC Đà Nẵng – 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA “NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ DỊCH CHIẾT RỄ CÂY RẺ QUẠT” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA DƯỢC Sinh viên thực : Đoàn Minh Tuấn Lớp : 11CHD Giáo viên hướng dẫn : GS.TS.NGND Đào Hùng Cường Đà Nẵng – 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đoàn Minh Tuấn Lớp: 11CHD Tên đề tài: “Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học số dịch chiết rễ Rẻ quạt” Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị - Nguyên liệu: rễ Rẻ quạt thu hái Thừa Thiên Huế - Dụng cụ, thiết bị: chiết Soxhlet, bình tam giác, cốc thủy tinh, cân phân tích, bếp cách thủy, tủ sấy, lò nung … Nội dung nghiên cứu - Khảo sát độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng - Chiết mẫu phương pháp soxhlet với dung môi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol - Nghiên cứu, khảo sát trình chiết thành phần có rễ củ nghệ đen với dung mơi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol Giáo viên hướng dẫn: GS.TS.NGND Đào Hùng Cường Ngày giao đề tài: 30/06/2014 Ngày hoàn thành: 30/03/2015 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải GS.TS.NGND Đào Hùng Cường Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 27 tháng 05 năm 2015 Kết điểm đánh giá Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo NGND.GS.TS Đào Hùng Cường giao đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian nghiên cứu hồn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo mơn thầy cơng tác phịng thí nghiệm khoa Hóa trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian nghiên cứu làm khóa luận Trong q trình làm khóa luận, bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khó tránh khỏi thiếu sót, em mong Thầy, Cô bỏ qua em mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung Thầy, Cơ để em thu nhận thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân sau Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc thành công sống nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày… tháng … năm 2015 Sinh Viên Đoàn Minh Tuấn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục khóa luận gồm phần CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu thực vật học họ Lay ơn (IRIDACEAE) 1.2 Giới thiệt chi BELAMCANDA 1.3 Tổng quan Rẻ quạt 1.3.1 Giới thiệu chung Rẻ quạt 1.3.2 Hình thái thực vật Rẻ quạt 1.3.3 Đặc điểm bột dược liệu 1.3.4 Phân bố, thu hái chế biến 1.3.5 Tác dụng dược lý - Công dụng 1.4 Thành phần hóa học có Rẻ quạt 1.4.1 Các hợp chất endion 1.4.2 Dẫn xuất stilbene 1.4.3 Các flavonoit 1.4.4 Các hợp chất phenolic 10 1.4.5 Các isoflavonoit 11 1.4.6 Các hợp chất iridal 12 1.5 Hoạt tính sinh học Rẻ quạt 13 1.5.1 Hoạt tính kháng viêm 13 1.5.2 Hoạt tính điều trị bệnh tiểu đường 14 1.5.3 Hoạt tính chống oxi hóa chống đột biến 14 1.5.4 Hoạt tính chống ung thư tuyến tiền liệt 15 1.5.5 Hoạt tính chống ung thư vú 15 1.5.6 Hoạt tính kháng nấm 15 1.5.7 Tác dụng estrogen 16 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ 17 2.1.1 Nguyên liệu 17 2.1.2 Hóa chất 17 2.1.3 Dụng cụ 17 2.1.4 Các loại máy móc, thiết bị 18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phương pháp chiết Soxhlet 18 2.2.1.1 Cấu tạo chiết Soxhlet 19 2.2.1.2 Một số lưu ý chiết Soxhlet 20 2.2.1.3 Ưu, nhược điểm hệ thống 20 2.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 21 2.2.2.1 Nguyên tắc phép đo AAS 21 2.2.2.2 Dụng cụ 22 2.2.2.3 Ưu, nhược điểm phép đo AAS 23 2.2.3 Phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC-MS) 24 2.2.3.1 Phương pháp sắc ký khí 24 2.2.3.2 Phương pháp khối phổ (MS) 27 2.2.3.3 Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) 28 2.2.4 Phương pháp kết tinh lại 29 2.3 Nghiên cứu thực nghiệm 30 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm 30 2.3.2 Xác định số tiêu hóa lý 32 2.3.2.1 Độ ẩm 32 2.3.2.2 Hàm lượng tro 32 2.3.2.3 Xác định thành phần hàm lượng kim loại nặng 33 2.3.3 Phương pháp chiết tách chất từ rễ Rẻ quạt với dung môi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol phương pháp Soxhlet 34 2.3.3.1 Khảo sát thời gian chiết tốt bột rễ Rẻ quạt 34 2.3.3.2 Xác định thành phần hóa học dịch chiết rễ Rẻ quạt 35 2.3.4 Tinh chế chất rắn thu từ dịch chiết 35 2.3.4.1 Đuổi dung môi dịch chiết, thu chất rắn kết tinh 35 2.3.4.2 Chọn dung môi kết tinh lại Error! Bookmark not defined 2.3.4.3 Kết tinh lại chất rắn 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37 3.1 Kết xác định số tiêu hóa lý 37 3.1.1 Độ ẩm 37 3.1.2 Xác định hàm lượng tro 37 3.1.3 Kết thành phần hàm lượng kim loại nặng 38 3.2 Phương pháp chiết tách thành phần hóa học từ rễ Rẻ quạt với dung môi n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, methanol phương pháp Soxhlet 39 3.2.1 Khảo sát thời gian chiết tốt bột rễ Rẻ quạt 39 3.2.1.1 Dung môi n-hexane 39 3.2.1.2 Dung môi ethyl acetate 40 3.2.1.3 Dung môi dichloromethane 41 3.2.1.4 Dung môi methanol 41 3.2.1.5 Nhận xét chunng 42 3.2.2 Kết xác định thành phần hóa học có dịch chiết rễ Rẻ quạt 43 3.2.2.1 Thành phần hóa học dịch chiết n-hexane 43 3.2.2.2 Thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate 45 3.2.2.3 Thành phần hóa học dịch chiết dichloromethane 47 3.2.2.4 Thành phần hóa học dịch chiết methanol 49 3.2.2.5 Nhận xét chung 51 3.3 Tinh chế chất rắn 56 3.3.1 Đuổi dung môi dịch chiết, thu chất rắn kết tinh 56 3.3.2 Chọn dung môi kết tinh lại 56 3.3.3 Kết tinh lại chất rắn, thu chất rắn tinh khiết 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Kết luận 59 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Tên Trang Các flavonoit có Rẻ quạt 10 Các hợp chất Phenolic Rẻ quạt 10 Các isoflavonoit có Rẻ quạt 11 Các hợp chất Phenolic Rẻ quạt 13 Các hợp chất Iridal Rẻ quạt 14 Kết khảo sát độ ẩm bột rễ Rẻ quạt 37 Kết khảo sát hàm lượng tro bột rễ Rẻ quạt 38 Thành phần hàm lượng kim loại nặng rễ Rẻ quạt 38 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết đến khối 39 lượng sản phẩm chiết dung môi n-hexane Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết đến khối 40 lượng sản phẩm chiết dung môi ethyl acetate Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết đến khối 41 lượng sản phẩm chiết dung môi dichloromethane Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết đến khối 42 lượng sản phẩm chiết dung môi methanol Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết n44 hexane rễ Rẻ quạt Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết ethyl 46 acetate rễ Rẻ quạt Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết 48 dichloromethane rễ Rẻ quạt Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết 50 methanol rễ Rẻ quạt Hoạt tính cấu tử có dịch chiết rễ Rẻ quạt 52 Khảo sát tính tan chất rắn dung môi 57 Sự kết tinh chất rắn dung môi 57 50 Kết từ sắc ký đồ - khối phổ thu cho thấy dịch chiết methanol thu từ rễ Rẻ quạt có nhiều cấu tử Thành phần hóa học dịch chiết phương pháp chiết Soxhlet với số cấu tử có thời gian lưu, hàm lượng phần trăm trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11: Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết methanol rễ Rẻ quạt STT RT Tên (phút) 4.671 5.184 4H-Pyran-4-one, 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6- MW Area (%) 300 1.40 Benzofuran, 2,3-dihydro- 144 1.42 5.417 1,2,3-propanetriol, monoacetate 134 3.15 5.901 2-methoxy-4-vinylphenol 150 3.79 7.561 Ethanone, 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)- 166 3.21 7.937 Hexanoic acid 116 9.16 8.601 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid 168 0.48 11.507 Methyl tetradecanoate 242 1.25 12.590 Tetradecanoic acid 228 7.95 10 19.794 n-hexadecanoic acid 256 3.47 11 27.330 Octadecanoic acid 284 0.65 12 35.358 144 4.99 methyl- 4H-1-benzopyran-4-one, 5,7-dihydroxy-2-(4hydroxyphenyl)-6-methoxy- 51 Nhận xét: Từ bảng 3.11 cho thấy phương pháp GC-MS định danh 12 cấu tử dịch chiết methanol rễ Rẻ quạt khô Thành phần chủ yếu dịch chiết metanol rễ Rẻ quạt acid mạch dài, hợp chất phenolic, đặc biệt xuất hợp chất flavonid Cụ thể, 4H-Pyran-4-one,2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl- (1.40%); Benzofuran, 2,3-dihydro- (1.42%); 1,2,3-propanetriol, monoacetate (3.15%); 2methoxy-4-vinylphenol (3.79%); Ethanone,1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)- (3.21%); Hexanoic acid (9.16%); 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid (0.48%); Methyl tetradecanoate (1.25%); Tetradecanoic acid (7.95%); n-hexadecanoic acid (3.47%); Octadecanoic acid (0.65%); 4H-1-benzopyran-4-one,5,7-dihydroxy-2-(4- hydroxyphenyl)-6-methoxy- (4.99%) 3.2.2.5 Nhận xét chung Bằng phương pháp GC-MS, số thành phần hóa học dịch chiết từ rễ Rẻ quạt khô xác định Tổng kết xác định 20 cấu tử dịch chiết khác từ rễ Rẻ quạt khô, bao gồm acid hữu cơ, este acid hữu cơ, hợp chất phenolic, aldohexoses, flavonoid Trong đó, dịch chiết định danh cấu tử methanol với 12 cấu tử Trong dịch chiết, có chung cấu tử Tetradecanoic acid với hàm lượng dịch chiết cao Bảng 3.12 thể hoạt tính cấu tử định danh dịch chiết rễ Rẻ quạt Từ bảng 3.12, nhận thấy cấu tử định danh từ rễ Rẻ quạt có cấu tử có hoạt tính chống ung thư, cấu tử có hoạt tính chống oxy hóa, cấu tử có hoạt tính chống viêm, cấu tử có hoạt tính kháng khuẩn, cấu tử có hoạt tính kháng nấm số cấu tử với hoạt tính sinh học quang trọng khác 52 Bảng 3.12: Hoạt tính cấu tử có dịch chiết rễ Rẻ quạt STT Tên cấu tử Cấu trúc hóa học [26] Hoạt tính [27] 4H-Pyran-4- one, 2,3- Kháng khuẩn, chống viêm, dihydro-3,5- chống ung thư, chống oxy dihydroxy-6- hóa methylBenzofuran, 2,32 dihydro- Kháng khuẩn, chống viêm (Coumaran) 1,2,33 propanetriol, monoacetate 2-methoxy-4vinylphenol Hương phẩm, phụ gia, kháng nấm, làm chất dẻo Chất chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống viêm, hương liệu Ethanone, 1-(4hydroxy-35 methoxyphenyl)- Chống viêm khớp, chống bệnh đường ruột, trị hen, xơ vữa động mạch (Apocynin) Hexanoic acid (Acid caproic) Hương liệu, phụ gia 53 3-hydroxy-47 methoxybenzoic Kháng khuẩn, chống oxy acid hóa (acid Isovanillic) Methyl tetradecanoate Tetradecanoic acid Chất chống oxy hóa, ngăn ngừa ung thư, giảm choloesterol, chất bơi trơn Chất chống oxy hóa, ngăn ngừa ung thư, chất bôi trơn, hạ cholesterol, cầm máu, trị (Acid myristic) giun tròn, kháng khuẩn Kháng khuẩn, Chất chơng 10 n-hexadecanoic oxy hóa, chất bơi trơn, hạ acid cholesterol, thuốc trừ sâu, (Acid Palmitic ) trị giun, chống androgen, làm hương vị, ức chế 5Alpha reductase Octadecanoic 11 acid (Acid Stearic) 12 Hương vị, chất bôi trơn, ức chế alpha reductase, chống cholesterol,nước hoa, mỹ phẩm 4H-1- chống tăng sinh, chống benzopyran-4- nấm, chống viêm, chống oxy one, 5,7- hóa hoạt động chống dihydroxy-2-(4- động kinh 54 hydroxyphenyl)6-methoxy(Hispidulin) Octanoic acid Sát khuẩn, trị nấm, diệt côn (Acid Caprylic) trùng n-decanoic acid Diệt nấm, diệt côn trùng, (Acid Capric) kháng khuẩn 13 14 1H-Indene, 2,315 dihydro-1,1,6- - trimethyl- 16 Nonadecanoic Chống lại bất thường acid, methyl cấu trúc nhiễm sắc thể, ester kháng u Chống viêm, chống ung thư, hạ cholesterol, ngăn chặn 17 9,12- nhiễm độc gan, chống côn octadecadienoic trùng, chống dị ứng, chống acid (z,z)- viêm khớp, chống mụn (Acid linoleic) trứng cá, chống bệnh động mạch vành, chống bệnh Eczema 55 Giảm đau, chống lão hóa, chống viêm khớp, xơ vữa động mạch, chống ung thư, chống co giật, chống bệnh trí nhớ, chống đái tháo đường, kháng viêm, chống vô sinh, chống thiếu máu cục bộ, chống nhiễm bạch cầu, chống co thắt, chống 18 Vitamin E huyết khối, chống hạ đường huyết, bảo vệ tim mạch, có tác dụng giãn mạch, kích thích hệ thống miễn dịch làm việc bình thường, có tác dụng bảo vệ mắt, bảo vệ da chống tia độc hại, giữ ẩm cho màng tế bào, giúp tế bào não thu nhận chất dinh dưỡng, thải chất cặn bã 19 Undecane, 2methyl Tác dụng ức chế miễn dịch, chống lại tổn thương 20 D-allose gan, cịn có ức chế hình thành bạch cầu động vật 56 3.3 Tinh chế chất rắn 3.3.1 Đuổi dung môi dịch chiết, thu chất rắn kết tinh Đối với dung môi, tiến hành gom dịch chiết thời gian chiết, đuổi dung mơi đến cịn khoảng 30ml, cho vào ống nghiệm, để tủ lạnh 24 giờ,sau ly tâm, thu chất rắn, gộp chung chất rắn vào ống nghiệm Chất rắn thu thể hình 3.5 Hình 3.5: Chất rắn kết tinh thu từ dung môi 3.3.2 Chọn dung mơi kết tinh lại Tiến hành trích lượng chất rắn cho vào ống nghiệm, cho giọt dung môi acid acetic, dichloromethane, methanol, cloroform vào ống nghiệm Đun ống nghiệm bếp cách thủy với nhiệt độ sôi dung môi quan sát tượng Đối với chất rắn ống nghiệm chưa tan hoàn toàn, tiến hành nhỏ thêm từ từ giọt dung môi tương ứng vào tiếp tục đun bến cách thủy, quan sát tượng, thu kết bàng 3.13 57 Bảng 3.13 Khảo sát tính tan chất rắn dung môi Dung môi Acid Acetic Dichloromethane Methanol Cloroform Tính tan - - + + Ghi chú: (+) tan (-) không tan Nhận xét: Ở nhiệt độ sôi dung môi acid acetic, dichloromethane, methanol, cloroform chất rắn tan dung mơi methanol cloroform Với dung dịch tan ống nghiệm, để tủ lạnh 24 Sau quan sát kết tinh lại chất rắn Kết thu thể bàng 3.14 Bảng 3.14 Sự kết tinh chất rắn dung môi Dung môi Methanol Cloroform Kết tinh + - Ghi chú: (+) kết tinh (-) không kết tinh Nhận xét: Trong điều kiện nhiệt độ thấp, dung dịch tan chất rắn dung môi methanol kết tinh lại Vậy, sau tiến hành khảo sát kết tinh, chọn dung môi methanol để tinh chế chất rắn 3.3.3 Kết tinh lại chất rắn, thu chất rắn tinh khiết Nhỏ 1ml dung mơi methanol vào ống nghiệm chứa tồn chất rắn Tiến hành đun ống nghiệm bếp cách thủy nhiệt độ sôi methanol (650C), nhỏ thêm từ từ giọt methanol vào ống nghiệm đồng thời đun đến chất rắn tan hết tiến hành lọc nhanh qua phễu Dung dịch thu để tủ lạnh 24h Quá trình kết tinh lại sản phẩm thể hình 3.6 Theo nguyên tắc, chất rắn phải kiểm tra độ tinh khiết phương pháp nóng chảy, phương pháp khối phổ (MS) Nhưng điều kiện thời gian hạn hẹp 58 nên thực phương pháp đo nóng chảy, nhiên nhiệt độ nóng chảy thu chưa thích hợp Nguyên nhân chất rắn tinh chế chưa Hình 3.6: Quá trình kết tinh lại chất rắn 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Qua nghiên cứu thực nghiệm, thu số số vật lý nguyên liệu sau: - Độ ẩm trung bình rễ Rẻ quạt khô 6.235% - Hàm lượng tro trung bình rễ Rẻ quạt khơ 3.041% - Hàm lượng kim loại nặng Cu (3.93mg/kg), Zn (14.mg/kg), Pb (0.31mg/kg), As(