6.1. Các phương pháp phổ
6.1.1. Các loại phổ thông dụng thường dùng
Đây là phương pháp thông thường rất hay được sử dụng để xác định cấu tạo các hợp chất hóa học. Để xác định cấu trúc của một hợp chất ta phải sử dụng kết hợp các phương pháp phổ: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (H1NMR, C13, DEPT), Phổ khối ( MS), Phổ hồng ngoại (IR). Nhưng chủ yếu chỉ dùng phổ cộng hưởng từ hạt nhân và phổ khối.
a. Phương pháp phổ khối (MS / GC-MS)
Nguyên tắc là dựa vào sự phân mảnh của các ion phân tử dưới sự bắn phá của các chùm ion bên ngoài.
Phổ EI-MS: Dựa vào sự phân mảnh ion dưới sự bắn phá của chùm ion với năng lượng khác nhau.Thường là 70ev.
Phổ ESI-MS: gọi là phổ khối phun mù điện tử.Đây là phương pháp chủ yếu được sử dụng ở Việt Nam.Phổ này được thực hiện với năng lượng bắn phá thấp hơn nhiều so với EI-MS nên phổ thu được chủ yếu là pic ion phân tử, các píc đặc trưng cho sự phá vỡ các liên kết có năng lượng thấp,dễ bị phá vỡ (Peak cơ bản)
Phổ GC-MS: là phương pháp tích hợp giữa sắc ký khí và khối phổ. Phương pháp này được sử dụng để xác định thành phần hỗn hợp, khả năng phân tách các thành phần trong hỗn hợp và công thức cấu tạo một số chất trong hỗn hợp đó.
b. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
1H-NMR: Phổ proton: Trong phổ này,độ dịch chuyển hóa học của các proton xác định trong thang đo 0-14ppm.Chất chuẩn sừ dụng thường là TMS.Dựa vào độ dịch chuyển hóa học đặc trưng và các tương tác spin mà ta có thể xác định được công thức hóa học của các chất.
13C-NMR: Phổ cacbon: Phổ này cho ta tín hiệu của cacbon ở trong những nhóm thế khác nhau.Độ dich chuyển hóa học các C xác định trong thang đo 0- 230ppm.
DEPT: thường sử dụng DEPT-90 hoặc DEPT-135.Phổ này cho ta các tín hiệu để phân biệt các C ở các bậc khác nhau dựa vào độ mạnh của tín hiệu,độ dịch chuyển hóa học của C và phía của píc. Ví dụ như ở phổ DEPT-90 chỉ xuất hiện các tín hiệu của nhóm CH trong khi đó trong phổ DEPT-135 các tín hiệu CH, CH3 nằm phía trên trục dịch chuyển hóa học,các tín hiệu CH2 nằm phía dưới và các tín hiệu C bậc 4 biến mất.
2D-NMR: Phổ 2 chiều cộng hưởng từ hạt nhân, thường sử dụng khi các chất cần xác định có cấu trúc phức tạp hoặc cần kiểm định chính xác công thức cấu tạo đã dự đoán.Các dạng phổ hay sử dụng như COSY, HMQC, HMBC, NOESY.
c. Phổ hồng ngoại (IR)
Đây là phương pháp để xác định nhóm chức dựa vào tần số hấp thụ của các vạch do các dao động hóa trị và dao động biến dạng gây ra.Đây là phương pháp đơn giản để xác định lại các nhóm chức trong phân tử chứ không có nhiều ý nghĩa trong việc xác định công thức cấu tạo của các hợp chất.
6.1.2. Một số hoạt chất đã được xác định cấu trúc
Alcaloit cô lập từ cây Zephyranthes concolor chlidanthine (1), và galanthamine (2) có cấu trúc đã được xác định như sau:
Chlidanthine (1). Tinh thể không màu hình kim (kết tinh từ acetone).
[α]D20 = −129° (EtOH, c. 3.0 mg/mL).
IR (CCl4 , film) νmax cm-1 2923, 2853, 1604, 1460, 1254, 1088. EI-MS m/z (%):
287(100) M+( C17H21NO), 272(9) M+ −Me, 256(65) M+−OMe, 244(10), 230(6), 225(14), 212(29), 202(45) (C17H21NO2), 115(42), 77(39). Đối với phổ 1H và 13 C-NMR dữ liệu phổ xem bảng : C17H21NO2
Bảng 1: các dữ liệu quang phổ của chlidanthine (1)
Vị trí 1H (J, Hz) NOESY 13 C HMBC
1 4.5(td,J=3.3,1,2) H(2α),H(2β), H(11α) 87.2.s C(11) 2α 1.99(ddd,J=-15.9,5.8,3.3) H(1),H(3) 28.1 t
2β 2.59(ddd,J=15.9,3.3,1.5) H(1)
3 3.79(m,J=5.8,1.5) H(2α) 70.0 s C(4),C(1),OMe
4 5.98(ddd,J=10.4,4.5,1.2) H(4a) 124.3 s C(2),C(10b) 4a 6.17(dt,J=10.4,1.2) H(4),H(6β),H(12β) 129.4 s C(1),C(3),C(10b) 6α 3.62(d,J= -15.0) H(7),H(12α),NMe 60.6 t C(10a),C(6a),C(7),
C(12),NMe
6β 4.09(d,J= -15.0) H(4a),H(12β) C(10a),C(6a),C(7),
C(12),NMe
6a 128.7s
7 6.47(d,J= 8.0) H(6α),H(8) 121.9d C(10),C(10a),C(6)
8 6.47(d,J= 8.0) H(7) 115.3d C(9),C(10),C(6a)
9 145.4s
10 140.1s
10a 132.1s
10b 48.6s
11α 2.10(dt,J= -13.3,3.0 H(1) 34.6t C(10b)
11β 1.52(ddd,J=13.3,3.8,1.6) H(12α)
12α 3.03(d,J= -14.3) H(6α),H(11β), NMe 54.0t 12β 3.28(d,J= -14.3,1.4) H(4a),H(6β)
OMe 3.37s 56.8q C(3)
NMe 2.36s H(6α),H(11α), H(12 α) 41.9q C(6),C(12)
Phổ 1H được thể hiện như sau:
Phổ C13 được thể hiện như sau :
Galanthamine (2). Phổ 1H- và 13C-NMR dữ liệu phổ đã được báo cáo bởi Carrol et al. [27].
Galanthamine N-oxide (3). Phổ 1H- và 13 C-NMR dữ liệu phổ đã được báo cáo bởi Kobayashi et al. [30].
Ankaloid Lycorine (3) được phân lập từ cây Bạch trinh biển đã được xác định cấu trúc như sau:
Dữ liệu phổ 1 H:
Dữ liệu phổ C13