BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO
ETYL ACETAT CÂY RAU MÁ LÁ SEN
Hydrocotyle bonarienasis L. HỌ NGÒ
(APIACEAE)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Ths. Tôn Nữ Liên Hương
Phan Thị Trinh
MSSV: 2064027
Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 32
Tháng 11/2010
Trường Đại học Cần Thơ
Khoa Công Nghệ
Bộ môn Công nghệ hóa học
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-----------------------Cần Thơ, ngày
tháng
năm 2010
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2010 – 2011
1. Họ và tên của cán bộ hướng dẫn
Ths. Tôn Nữ Liên Hương
MCB: 1410
2. Tên đề tài: Khảo sát thành phần hóa học trên cao Etyl acetat cây rau má
lá sen (Hydrocotyl bonariensis L.), họ Ngò (Apiaceae).
3. Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Hữu cơ Bộ Môn Hóa học – Khoa
Khoa học tự nhiên – Trường Đại Học Cần Thơ.
4. Số lượng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên.
5. Họ và tên sinh viên: Phan Thị Trinh
MSSV: 206407
Lớp: Công Nghệ Hóa Học
Khóa: 32
6. Mục đích của đề tài
Khảo sát thành phần hóa học trên cao etyl acetat cây hydrocotyl bonariensis
họ ngò.
7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Điều chế cao tổng bằng phương pháp ngâm dầm, điều chế các cao có tính
phân cực tăng dần bằng kĩ thuật trích ly rắn lỏng sắc kí cột nhanh.
Sắc kí cột các phân đoạn cao để tinh chế các hợp chất
Đo phổ xác định cấu trúc của hợp chất tinh chế được.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài
Các hóa chất để thực hiện
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 250.000 đồng.
DUYỆT CỦA CB TẠI CƠ SỞ
DUYỆT CỦA CBHD
Ths. Tôn Nữ Liên Hương
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
i
LỜI CẢM ƠN
Để có nhiều điều kiện phấn đấu hoàn thành luận văn, trước hết em xin gửi lời
cảm ơn trân trọng nhất đến toàn thể quý thầy cô trong trường, trong khoa đặc biệt
quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ hóa học khoa Công nghệ. Quý thầy cô đã
truyền đạt cho em những kiến thức vô cùng quý báu trong những năm học tập rèn
luyện tại trường và cả trên đường đời sau này.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc trân trọng nhất đến cô Tôn Nữ Liên Hương
không chỉ tận tình hướng dẫn, chỉ bảo những kiến thức chuyên sâu trong nghiên cứu
và ứng dụng, mà còn tạo điều kiện động viên dìu dắt em bước qua giai đoạn khó
khăn nhất để hoàn thành luận văn của mình. Cô là cầu nối cho em hiểu biết thêm về
lĩnh vực Hợp chất thiên nhiên và nhiều kinh nghiệm cuộc sống.
Em xin gửi lời ghi ơn đến quý thầy cô Bộ môn Công nghệ hóa học – Khoa
Công nghệ đã tạo điều kiện truyền đạt những kiến thức chuyên ngành.
Tôi xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp Công nghệ hóa học K32 đã động
viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập rèn luyện. Đặc biệt các anh chị và các bạn
trong nhóm thực hiện luận văn đã hỗ trợ rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài.
Con xin khắc ghi công ơn trời biển của cha mẹ đã cho con đến trường, cho
con hậu phương vững chắc để vững bước trên con đường tiếp cận tri thức khoa học.
Con xin hứa sẽ phấn đấu nhiều hơn nữa để đạt được nhiều thành công hơn nữa
trong tương lại.
Xin chân thành cảm ơn!
Phan Thị Trinh
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
ii
Trường Đại Học Cần Thơ
Khoa Công nghệ
Bộ Môn: Công nghệ Hóa học
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: Ths. Tôn Nữ Liên Hương
2. Đề tài: Khảo sát thành phần hóa học trên cao etyl acetat cây rau má lá
sen (Hydrocotyle bonariensis L.), họ Ngò (Apiaceae).
3. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trinh
MSSV: 2064027
Lớp Công nghệ Hóa học – Khóa 32
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức LVTN:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN:
Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Những vấn đề còn hạn chế:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2010
Cán bộ hướng dẫn
Tôn Nữ Liên Hương
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
iii
Trường Đại Học Cần Thơ
Khoa Công nghệ
Bộ Môn: Công nghệ Hóa học
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
1. Cán bộ chấm phản biện:
2. Đề tài: Khảo sát thành phần hóa học trên cao etyl acetat cây rau má lá
sen (Hydrocotyle bonariensis L.), họ Ngò (Apiaceae).
3. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trinh
MSSV: 2064027
Lớp Công nghệ Hóa học – Khóa 32
4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của LVTN:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN ( Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):
Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Những vấn đề còn hạn chế:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng
nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…..tháng…..năm 2010
Cán bộ chấm phản biện
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
iv
LỜI MỞ ĐẦU
Xuất phát từ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và nhu cầu của con
người, các biệt dược đi từ nguồn tổng hợp làm giảm tác dụng miễn dịch và nhiều
tác dụng phụ khác, nên xu hướng hiện nay là tìm các hoạt chất thiên nhiên từ nguồn
thảo mộc có tác dụng như thuốc tổng hợp nhưng ít độc và dễ dung nạp, nhất là đối
với người cao tuổi và người có bệnh mạn tính. Để ứng dụng tốt hơn hoạt chất thiên
nhiên thì việc tìm hiểu về thành phần hóa học là cần thiết. Ngoài việc nghiên cứu
biết rõ tổng thể từng nhóm chất thì việc làm rõ thành phần cũng như nhận danh cụ
thể từng hợp chất là nhu cầu rất quan trọng. Đó cũng chính là nhiệm vụ của ngành
Hóa học các hợp chất thiên nhiên.
Thuộc khu vực nhiệt đới nên Việt Nam có nguồn thực vật rất phong phú và đa
dạng và được con người sử dụng để làm thức ăn, chữa bệnh. Trong đó cây rau má là
loài cây rất thân thuộc, chúng hiện diện ở khắp nơi từ vùng hải đảo, ven biển đến
vùng núi. Theo Trung y, rau má có tính hàn (lạnh), tân (cay), khổ (đắng). Khi ăn ở
dạng tươi như một loại rau, người ta cho rằng nó giúp cho việc duy trì sự trẻ trung.
Nước sắc từ lá rau má được coi là có tác dụng hạ huyết áp. Loại nước sắc này cũng
được coi là một loại thuốc bổ dưỡng để có sức khỏe tốt (tăng trí nhớ, thị lực). Loại
thuốc đắp từ lá cũng được dùng để điều trị những chỗ đau, hạ sốt. Nó còn được
dùng trong điều trị các chứng phù, viêm thanh quản, tĩnh mạch, phế quản, các bệnh
trĩ, phong, eczema hay vẩy nến, giải ngộ độc sắn và lợi tiểu. Tuy nhiên rau má lá
sen là loài mới phát hiện gần đây, chưa có nghiên cứu hóa học nào.
Nhằm góp một phần nhỏ vào nghiên cứu khoa học, chúng em chọn đề tài
“Khảo sát thành phần hóa học cao etyl acetat cây rau má lá sen hydrocotyl
bonariensis L. thuộc họ ngò (Apiaceae)” để thực hiện.
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
v
MỤC LỤC
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN ................................ i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................ii
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ................................... iii
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN ........................... iv
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... v
MỤC LỤC ........................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ PHỤ LỤC ............................................................ x
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TỪ .................................................................. xi
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT ........................................................ 1
1.1 Sơ lược về chi Hydrocotyle ............................................................................. 1
1.2 Giới thiệu về rau má lá sen Hydrocotyle bonariensis L. ................................... 3
1.2.1 Tên gọi và phân loại .............................................................................. 3
1.2.2 Đặc điểm, xuất xứ và phân bố ............................................................... 3
1.2.3 Thành phần hóa học .............................................................................. 4
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU Về STEROID GLYCOSID ......................................... 5
2.1 Steroid ............................................................................................................. 5
2.2 Glycosid .......................................................................................................... 7
2.2.1 Khái niệm về glycosid .......................................................................... 7
2.2.2 Phân loại glycosid................................................................................. 8
2.2.3 Lý tính của glycosid ............................................................................. 9
2.2.4 Steroid glycosid .................................................................................... 9
2.2.4.1 Glycosid trợ tim ........................................................................ 9
2.2.4.2 Saponin.................................................................................... 10
2.2.5 Quy trình tách chiết glycosid ra khỏi cây ............................................ 10
2.2.6 Phương pháp thủy giải glycosid .......................................................... 12
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
vi
2.2.6.1 Thủy phân bằng con men (enzym) ........................................... 12
2.2.6.2 Thủy phân bằng dung dịch acid (HCl, H2SO4...) ...................... 13
2.2.6.3 Thủy phân bằng dung dịch kiềm .............................................. 13
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 14
3.1 Dụng cụ ......................................................................................................... 14
3.2 Hóa chất ........................................................................................................ 14
3.3 Phương pháp sắc kí........................................................................................ 14
3.3.1 Phương pháp sắc kí cột ....................................................................... 14
3.3.1.1 Chuẩn bị cột sắc kí................................................................... 14
3.3.1.2 Giải ly sắc kí cột pha thường.................................................... 16
3.3.1.3 Theo dõi quá trình giải ly cột sắc kí ......................................... 16
3.3.2 Sắc kí lớp mỏng .................................................................................. 17
3.3.2.1 Nguyên tắc............................................................................... 17
3.3.2.2 Giải ly bản mỏng ..................................................................... 18
3.4 Phương pháp chuẩn bị cao ............................................................................. 19
3.4.1 Dung môi............................................................................................ 19
3.4.1.1 Dung môi để chiết tách hợp chất ra khỏi mẫu cây .................... 19
3.4.1.2 Lựa chọn dung môi để chiết tách ............................................. 20
3.4.1.3 Một số điều cần biết khi sử dụng dung môi để chiết tách hợp chất
............................................................................................................ 20
3.4.2 Các kỹ thuật chiết tách hợp chất ra khỏi cây ....................................... 21
3.4.2.1 Kỹ thuật chiết rắn lỏng............................................................. 21
a. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt .......................................................... 21
b. Kỹ thuật chiết ngâm dầm ......................................................... 22
c.Kỹ thuật chiết bằng máy Soxlet ................................................ 23
3.4.2.2 Kỹ thuật chiết lỏng-lỏng .......................................................... 24
3.5 Phương pháp xác định cấu trúc ...................................................................... 27
CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM ............................................................................ 28
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
vii
4.1 Điều chế các loại cao ..................................................................................... 28
4.1.1 Sắc kí cột nhanh.................................................................................. 28
4.1.2 Điều chế cao metanol tổng .................................................................. 29
4.1.3 Điều chế cao PE.................................................................................. 30
4.1.4 Điều chế cao DC................................................................................. 30
4.1.5 Điều chế cao Ea .................................................................................. 30
4.1.6 Điều chế cao Me ................................................................................. 30
4.2 Sắc kí cột cao Ea3.......................................................................................... 32
4.2.1 Khảo sát phân đoạn Ea3.3 ................................................................... 33
4.2.2 Biện luận cấu trúc của Ea8.................................................................. 36
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 47
PHỤ LỤC............................................................................................................ 49
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... 59
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Một số cây thuộc chi Hydrocotyle .............................................. Trang 2
Hình 1.2. Lá và hoa Hydrocotyle bonariensis .................................................... 3
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình tách chiết glycosid ra khỏi cây ................................. 11
Hình 3.4 Triển khai SKLM ............................................................................... 18
Hình 3.5. Cách tính giá trị Rf ............................................................................ 19
Hình 3.6. Kỹ thuật chiết ngâm dầm .................................................................. 22
Hình 3.7. Kỹ thuật chiết bằng máy Soxhlet....................................................... 23
Hình 3.8. Bình lóng .......................................................................................... 24
Hình 3.9. Sơ đồ tổng quát quá trình điều chế các cao ........................................ 26
Hình 4.10. Sắc kí cột nhanh .............................................................................. 29
Hình 4.11. Sơ đồ điều chế cao bằng phương pháp trích ly rắn lỏng sắc kí cột nhanh
......................................................................................................................... 31
Hình 4.12. SKLM cao Ea được giải ly trong Ea:Me = 9:1 ................................ 32
Hình 4.13. SKLM kết quả xử lý Ea3.12 ............................................................ 35
Hình 4.14. SKLM hợp chất Ea8........................................................................ 35
Hình 4.15. SKLM Ea8 với 3 hệ dung môi khác nhau ....................................... 35
Hình 4.16. Tinh thể của hợp chất Ea8 ............................................................... 35
Hình 4.17. Cấu trúc hỗn hợp hợp chất Ea8 ....................................................... 45
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
ix
DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ PHỤ LỤC
Bảng 1: Kết quả khảo sát cao Ea3 ..................................................................... 33
Bảng 2: Kết quả xử lý phân đoạn Ea3.3 ............................................................ 34
Bảng 3: Kết quả phổ 13C-NMR spinasterolglycosid ........................................ 37
Bảng 4: So sánh số liệu phổ của spinasterol glycosid với tài liệu [13] và [14].. 39
Bảng 5: Kết quả phổ 13C-NMR stigmasterol glycosid ..................................... 41
Bảng 6: So sánh số liệu phổ của stigmasterol glycosid với tài liệu [15] và [19]..43
Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR của hợp chất Ea8........................................................ 49
Phụ lục 2: 13C-NMR của hợp chất Ea8 ............................................................. 53
Phụ lục 3: Phổ DEPT của hợp chất Ea8 ............................................................ 56
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
x
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
PE
Eter dầu hỏa
DC
Diclorometan
Ea
Etyl acetat
Me
Metanol
Bu
n-Butanol
SKLM
Sắc ký bản mỏng
NMR
Nuclear Magnetic Resonance
Rf
Retention factor
SVTH Phan Thị Trinh-MSSV 2064027
xi
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT
1.1 Sơ lược về chi Hydrocotyle [8]
Chi Hydrocotyle, tập hợp hơn 30 loài, có đặc điểm chung là cây thảo, sống
nhiều năm, vùng phân bố rộng. Ở Việt Nam, người dân quen gọi là rau má và có
hơn mười loài Hydrocotyle asiatica, Hydrocotyle chevalieri (Chern) Tard,
Hydrocotyle chinensis (Dunn) Craib, Hydrocotyle nepalensis Hook, Hydrocotyle
petelotii Tard, Hydrocotyle pseudosanicula De Boiss, Hydrocotyle siamica Craib,
Hydrocotyle sibthorpioides Lamk, Hydrocotyle tonkinensis Tard, Hydrocotyle
wilfordii Maxim.
Những loài cây thuộc chi Hydrocotyle rất dễ sống ở các vùng đất ẩm, có
bóng râm, khí hậu mát mẻ, có thể sống cả trong môi trường nước và đặc biệt có loài
sống được trong môi trường đất cằn, ngay cả nước mặn chúng cũng có khả năng
sinh sống và phát triển (những loài này có ở Hà Tiên, Ninh Thuận…). Trong đó,
Hydrocotyle asiatica L. và Hydrocotyle sibthorpioides (rau má lá nhỏ) là hai loài
thường gặp nhất và rất quen thuộc với người dân Việt Nam.
Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện thêm vài loài mới xuất hiện. Dược
sĩ Phan Đức Bình, phó biên tập của Tạp chí thuốc và sức khỏe Thành phố Hồ Chí
Minh đã định danh hai loài rau má có hình dạng khác biệt so với rau má thường là
lá giống lá sen, phát hiện ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, đó là Hydrocotyle
bonariensis L. và Hydrocotyle vulgaris L. thường quen gọi là rau má Thái, rau má
Nhật. Do đó tiến hành khảo sát thành phần hóa học trên cây Hydrocotyle
bonariensis, loài cây mới phát hiện, là mục tiêu chủ yếu của đề tài.
Chương 1 Tổng Quan về thực vật
Hydrocotyle asiatica
Hydrocotyle americana L.
Hydrocotyle bonariensis L.
Hydrocotyle verticillata Thunb
Hydrocotyle umbellata L.
Hydrocotyle vulgaris L.
Hình 1.1. Một số cây thuộc chi Hydrocotyle
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
2
Chương 1 Tổng Quan về thực vật
1.2 Giới thiệu về rau má lá sen Hydrocotyle bonariensis L.
Hình 1.2. Lá và hoa
Hydrocotyle bonariensis
1.2.1 Tên gọi và phân loại
Tên khoa học: Hydrocotyle bonariensis L.
Tên khác: Penywort, large leaf penywort paraguita, rau má lá sen.
Phân loại:
Giới: Thực vật
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Thứ: Apiales
Họ: Apiaceae
Chi: Hydrocotyle
Loài: Bonariensis
1.2.2 Đặc điểm, xuất xứ và phân bố
Hydrocotyle bonariensis L. là loại cây sống dễ trong nước, nơi ẩm ướt, đất cát,
và cả môi trường khô. Cây thuộc loại cỏ lưu niên nhẵn, dạng thân rễ mọc bò, tại mỗi
đốt có nhiều rễ và cho ra 1 – 2 lá vươn thẳng lên từ cọng lá. Lá mỏng, hình lọng,
phiến tròn, rộng, có thùy cạn, mép lá khía tai bèo, cuống lá mọc ở giữa. Hoa nhỏ,
năm cánh, có màu trắng hoặc vàng kem, tán hoa đường kính 1 – 6 cm gồm nhiều tia
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
3
Chương 1 Tổng Quan về thực vật
tụ tạo thành vòng tròn, cây ra hoa từ mùa xuân đến đầu mùa thu. Quả hình bầu dục,
dày 0,5 – 2 cm, rộng 2,5 – 3 mm, đáy và đỉnh có khía sống lưng và phần bên gân
nổi rõ. Xuất xứ từ Nam Mỹ, gần đây phát hiện mọc hoang ở Việt Nam.
1.2.3 Thành phần hóa học
Các nghiên cứu về cây Hydrocotyle bonariensis L. chỉ mới tập trung về đặc
điểm sinh thái của cây. Trong báo cáo về sinh hóa có ghi nhận về khả năng hấp thụ
muối NaCl của lá cây này ở những vùng đất mặn có ảnh hưởng đến hàm lượng
chlorophyl và làm thay đổi hàm lượng protein trong lá. So với cây Foeniculum
vulgare L. thì cây Hydrocotyle bonariensis L. nhận NaCl nhiều hơn. Chưa có sự
nghiên cứu nào về thành phần hóa học trên loài cây này (ngoài nhóm nghiên cứu
của cô Th.s Tôn Nữ Liên Hương).
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
4
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ STEROID GLYCOSID
2.1 Steroid [1], [4], [5]
Steroid là những hợp chất thiên nhiên có chung đặc điểm cấu tạo phân tử có
chứa hệ vòng cyclopentanoperhyphenantren hoặc trong trường hợp rất hiếm là sự
biến đổi của hệ vòng đó. Phép phân tích tia X cho thấy các phân tử steroid dài và
mỏng, điều phù hợp với cấu hình vòng B và C ở vị trí trans với nhau, còn A/B, C/D
có thể cis hoặc trans. Tất cả các steroid bão hòa thuộc 2 loại là cholestan và
coprostan. Khung cholestan là sự kết hợp A/B trans, B/C trans, C/D trans, được gọi
là allo. Khung coprostan là sự kết hợp A/B cis, các vòng khác là trans gọi là
normal.
12
11
1
2
10
A
3
4
9
B
5
17
13
D
C
14
8
16
15
7
6
Steroid có nhiều trong thiên nhiên như: các sterol, các nội tiết tố (hormon) như
nội tiết tố sinh dục, axít mật, hormon tuyến thượng thận, các glycosid, đặc biệt là
glycosid trợ tim, các sapogenin,…
Sterol là những alcol có nguồn gốc động vật hoặc thực vật, có cấu trúc từ 2729 nguyên tử cacbon và một nhóm thế alkyl mạch nhánh ở C17. Sterol phân bố rất
rộng, thường có mặt song song với alkaloid hoặc saponinsterol. Chúng được tìm
thấy trong động vật có xương sống, không xương sống và sau đó được tìm thấy
trong thực vật. Nhóm sterol động vật (zoosterol): cholesterol, cholestan-3β-ol,
coprostan--ol, desosterol, coprostanol, cerebrosterol, lathosterol....
Nhóm sterol của động vật biển không xương sống: spongesteol, clionasterol,
24-methylencholesterol, fucosterol....
Nhóm sterol thực vật (phytosterol): sitosterol (có các đồng phân α, β),
stigmasterol, α-spinasterol, brassicasterol... Các sterol thực vật có trong tất cả các
bộ phận của cây nhưng nhiều nhất ở các hạt có dầu, dưới dạng tự do, ester hoặc ở
dạng glycosid.
Nhóm sterol nấm men: ergosterol, zymosterol, acosterol...
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
Các hormon trong cơ thể người, và trong các động vật khác cũng đã được
nghiên cứu. Sinh tố D cũng là một hợp chất steroid.
Các steroid có tác dụng đặc biệt đối với cơ tim thường tồn tại dưới dạng
glycosid, trong tự nhiên gọi là các glycosid trợ tim.
Các sapogenin steroid phân lập chủ yếu từ sự thủy phân glycosid thực vật còn
gọi là saponin.
Các sterol trong thiên nhiên
HO
HO
Spinasterol
Cholesterol
COOH
HO
HO
Acid lithocolit
Stigmasterol
OH
OH
HO
HO
Ergosterol
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
Estriol
6
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
Khả năng hấp thụ của phytosterol là 2-5% so với cholesterol là 60%, nhưng có
cấu trúc tương tự nhau nên phytosterol ức chế hấp thụ cholesterol ở ruột và làm
giảm nồng độ của chất béo này trong máu. Do đó phytosterol có tác dụng chống xơ
vữa động mạch, chống viêm, chống sự oxy hóa. Ngoài ra phytosterol còn có tác
dụng chuyển hóa cholesterol nên giảm nguy cơ với bệnh tim, mạch vành, kiềm hãm
sự phát triển của tế bào ung thư, kháng nấm. [16], [17]
2.2 Glycozit [1], [4], [21]
2.2.1 Khái niệm về glycosid
Glycozit là dạng phổ biến của nhiều hợp chất tự nhiên, chất tạo thành do sự
ngưng tụ giữa một phần là đường và một phần không phải là đường, được gọi là
“heterosid”. Phần đường, phần không đường gọi là aglycon hoặc genin. Phần đường
và phần không đường liên kết với nhau bằng dây nối acetal vì vậy phân tử glycosid
dễ bị phân huỷ khi có nước dưới ảnh hưởng của các enzim (men) có chứa trong cây.
Phần aglycon của glycosid rất đa dạng và gồm tất cả các loại hợp chất thiên
nhiên như: monoterpen, sesquiterpen, diterpen, triterpen, steroid, iridoid, flavonoid,
quinonoid, polyphenol…
Phần đường trong glycosid chủ yếu là monosaccarid hoặc oligosaccarid,
thường là glucose, rhamnose, galactose... Tác dụng của các glycosid lên cơ thể phụ
thuộc vào phần aglycon và phần đường làm tăng hoặc giảm tác dụng của chúng.
CH2OH
CH2OH
O
H
H
OH
H
O
H
OH
OH
HOAr(R)
H
OH
H
H
OH
OAr(R)
OH
H
OH
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
7
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
Một số glycozit
H
N
O
CH3
O
O
HO
Solasodin
Spirostan
H
OH
H O
HO
O
HO
OH
H
H
Sitosterol glucopyranozit
2.2.2 Phân loại glycosid
Phân loại glycosid dựa theo phần đường và phần aglycon.
Phân loại theo tên của đường: tùy theo nhóm glycon mà glycozit có tên gọi tương
ứng như glucozit, rhamnozit, galactozit, rutozit…
Phân loại theo mạch đường: phần glycon gồm một hoặc nhiều đơn vị đường nối với
nhau theo di hoặc trisaccarid. Nếu aglycon có 2 nhóm OH trở lên thì có diglycozit
hay bidesmozit (desmos có nghĩa là mạch).
Phân loại theo dây nối aglycon-đường: phần đường và phần không đường của các
glycozit thường nối với nhau bằng các cầu nối: O-glycozit, S-glycozit, N-glycozit,
C-glycozit. Một số trường hợp phần đường và không đường liên kết với nhau bằng
dây nối ester, loại này được gọi là pseudoglycozit.
Phân loại theo cấu trúc của aglycon: Hệ thống phân loại thường dùng hiện nay là
phân loại theo cấu trúc của phần không đường. Dựa vào cấu trúc của phần không
đường người ta chia thành các nhóm chất như: steroid glycozit, terpenoid glycozit,
polyphenol glycozit, alkaloid glycozit,…
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
8
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
2.2.3 Lý tính của glycozit
Kết tinh, dạng vô định hình hoặc lỏng sánh. Đa số không màu (trừ
anthraglycozit có màu đỏ, flavonoid có màu vàng), có vị đắng. Aglycon thân dầu
nên ít tan trong nước. Ở dạng glycozit dễ tan hơn, nhờ phần đường, nên tan được
trong dịch tế bào.
2.2.4 Steroid glycozit
Steroid glycozit gồm phần aglycon là steroid và phần đường, gồm 2 nhóm chính là
glycosid trợ tim và saponin.
2.2.4.1 Glycozit trợ tim
Glycozit trợ tim là một nhóm glycozit có cấu trúc steroid, có tác dụng đặc hiệu
đối với bệnh tim nhưng với liều cao chúng là các chất gây độc. Tác dụng của
glycozit tim làm tăng sức co bóp của cơ tim cả ở người lành lẫn người bệnh, làm
tăng trương lực cơ tim, làm ngắn chiều dài của các sợi cơ tim đã bị căng, giãn do
vậy làm tăng trương lực cơ tim, giảm thể tích và kích thước tim. Nhịp tim chậm lại
do vừa có tác dụng trên dây thần kinh phế vị, vừa làm giảm tính tự động của nút
xoang, giảm dẫn truyền trong nhĩ, đặc biệt nút nhĩ thất, tính kích thích của cơ tâm
nhĩ cũng giảm. Ngược lại, glycozit trợ tim làm tăng tính kích thích của cơ tâm thất,
gây lợi tiểu nhẹ do giảm tái hấp thu natri ở ống lượn gần.
Sự hấp thu glycozit qua dạ dày, ruột non phụ thuộc vào số lượng nhóm -OH
của aglycon. Một điển hình cụ thể như sau digitoxin có 1 nhóm -OH dễ hấp thu qua
đường tiêu hóa, tích luỹ trong cơ thể. Còn ouabain có 5 nhóm -OH, khó hấp thu qua
đường tiêu hóa nên tiêm tĩnh mạch được thải trừ nhanh. Đa số glycozit tim có vòng
A/B là cis, A/B ít gặp hơn. Người ta ghi nhận là nếu vòng A/B có cấu tạo trans thì
hoạt tính giảm hơn so với cấu tạo cis.
O
O
O
O
OH
OH
CH2OH
OH
Duong-O
Duong-O
Glycozit tim
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
OH
Ouabain
9
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
O
O
H3C
HO
H3C
H3C
O
O
O
OH
O
O
O
OH
OH
Digitoxin
2.2.4.2 Saponin
Saponin là một glycosid phân bố khá rộng trong thực vật, có một số tính chất
đặc trưng là khi hòa vào nước sẽ có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung
dịch và tạo nhiều bọt, có tính phá huyết vì làm vỡ hồng cầu. Saponin thường ở dạng
vô định hình, có vị đắng, khó tinh chế có điểm nóng chảy thường cao hơn 2000C trở
lên và có thể cao hơn 3000C. Saponin bị tủa bởi chì, hydroxid barium,… có thể lợi
dụng tính chất này để cô lập saponin.
O
O
O
O
HO
Spirostan
Diosgenin
2.2.5 Quy trình tách chiết glycozit ra khỏi cây
Cấu trúc hóa học của glycozit rất đa dạng nên tính chất phân cực của mỗi phân
tử thay đổi tùy theo cấu trúc của aglycon và số phân tử đường gắn aglycon, vì thế
không thể có một phương pháp chung nào cho tất cả các glycozit. Các glycozit có
tính phân cực khá mạnh, nên không tan trong ete dầu hỏa, hexan, benzen nhưng tan
được trong cloroform, dietyl ete (các monoglycozit), tan tốt trong alcol, nước.
Người ta thường chiết glycozit bằng nước nóng, etanol, metanol hoặc hỗn hợp
alcol-nước 50-90%.
Trước tiên bột cây được loại béo bằng hexan hoặc ete dầu, bột cây còn lại
được chiết tiếp bằng alcol 50-100% (etanol, metanol). Dung dịch alcol được thêm
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
10
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
một ít nước và được loại tạp bằng dung dịch acetate chì 20%. Cũng có thể loại tạp
bằng Pb(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3... Lọc bỏ tủa. Dung dịch nước trong này được
cho thêm dung dịch nước bão hòa Na2SO4 để tủa acetate chì. Lọc lấy phần nước
trong. Dung dịch nước này được làm khan với Na2SO4 hoặc MgSO4, rồi đuổi dung
môi sẽ thu được cao.
Bột cây
Tận chiết với eter dầu hỏa để loại béo.
-Tận chiết với hỗn hợp etanol hoặc methanol-nước
Dung dịch nước alcol
Eter dầu hỏa
-Dung dịch nước acetal chì 2-5%.
-Lọc, rửa tủa với nước cất
(chứa chất béo, clorophyl, các
chất có màu,…)
Dung dịch nước
Trầm hiện
-Dung dịch Na2SO4
-Lọc, rửa tủa với nước cất
Dung dịch nước
Trầm hiện PbSO4
-Tận chiết lỏng lỏng với C
Dung dịch nước
-Tận chiết lỏng lỏng với Ea
Dung dịch nước
-Tận chiết lỏng lỏng với n-butanol
Dung
dịch nước
Dung dịch nbutanol
-Làm khan, thu
hồi dung môi
Polyglycosid
Dung dịch
Ea
-Làm khan, thu
hồi dung môi
Polyglycoside
Polyglycosid
Dung
dịch C
-Làm khan, thu
hồi dung môi
monoglycosid
Glycosid toàn
phần
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình tách chiết glycozit ra khỏi cây
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
11
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
2.2.6 Phương pháp thủy giải glycozit
Rất khó xác định cấu trúc của glycozit bằng phương pháp phổ nghiệm, đối với
hợp chất glycozit có nhiều phân tử đường gắn vào aglycon, vì các proton –CH-OH
hoặc cacbon –CH-OH của các phân tử đường cho các mũi cộng hưởng với độ dịch
chuyển hóa học cùng tập trung vào một vùng, người ta thường thủy phân glycozit
để khảo sát riêng từng phần aglycon và phần đường.
Có thể thủy phân glycozit bằng enzym hoặc bằng dung dịch acid. Việc thủy
phân bằng dung dịch acid tương đối phức tạp: tùy thuộc vào nồng độ của dung dịch
acid, nhiệt độ, thời gian thủy phân sao cho có thể thủy phân triệt để mà đồng thời
đảm bảo thời gian bảo toàn được cấu trúc aglycon không bị phá hủy hay biến đổi.
Do cấu trúc của glycozit đa dạng: số phân tử đường của mỗi glycozit khác nhau, các
nối hóa trị giữa đường- đường cũng như giữa aglycon- đường không giống nhau...
vì thế không thể có một điều kiện chung nào cho các glycozit, phải xét từng trường
hợp cụ thể.
Trong nghiên cứu, trước khi tiến hành thủy phân một lượng lớn glycozit (cần
phải có phổ NMR toàn thể glycozit để dự đoán trước cấu trúc của hợp chất) cần
phải có bước nghiên cứu thăm dò với những lượng mẫu nhỏ. Bắt đầu với nồng độ
acid thấp và thời gian thủy phân ngắn và sẽ nâng dần lên cho đến khi đạt các thông
số tối ưu cho phản ứng thủy phân trên hợp chất cần khảo sát.
Theo dõi quá trình thủy phân bằng SKLM. Khi thực hiện SKLM phải chấm
đồng thời trên cùng một bản: dung dịch đang thủy phân (khảo sát phản ứng theo
thời gian), mẫu glycozit ban đầu và chất chuẩn aglycon, nếu có.
2.2.6.1 Thủy phân bằng men (enzym)
Thông thường men thủy phân có sẵn trong cây tươi, đủ để tự thủy phân glycozit. Để
thực hiện thủy phân glycozit, người ta thường sử dụng enzym là β-glucosidase
(enzym lấy từ con sên Helix pomatia), cách tiến hành như sau: mẫu glycozit
(10mg), dung dịch đệm acid acetic- acetat natri pH = 4-5 (2ml), enzym βglucosidase (10mg), nước cất (1ml). Ủ yên ở nhiệt độ phòng khoảng 28oC trong 1-2
ngày. Theo quá trình thủy phân bằng SKLM. Sau khi thủy phân hoàn tất, thêm vào
5ml nước cất chiết lỏng-lỏng với dietyl ete. Lớp dietyl ete này được làm khan nước
và được đuổi dung môi ở áp suất thấp cho đến khô thu được aglycon. Phần nước
còn lại được làm đậm đặc để phân tích đường.
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
12
Chương 2 Giới thiệu về steroid glycozit
2.2.6.2 Thủy phân bằng dung dịch acid (HCl, H2SO4...)
Để cắt đứt nối của phần đường gắn vào aglycon qua nhóm –OH của aglycon,
thu được aglycon và đường. Nếu phần aglycon bền vững với acid, có thể sử dụng
các dung dịch acid mạnh như dung dịch 5-18% HCl, dung dịch 5-70% H2SO4, với
thời gian 5-6 giờ ở nhiệt độ 100 oC. Nếu phần aglycon dễ bị biến đổi với acid, cần sử
dụng điều kiện nhẹ nhàng với CH3COOH 50% với thời gian 5-6 giờ, ở nhiệt độ
70oC hoặc tốt nhất là thủy phân bằng enzym.
Thủy phân bằng dung dịch Kiliani: dung dịch acid gồm (HCl đậm đặc:
CH3COOH: H2O = 10:35:55). Với điều kiện thủy phân: 4mg hợp chất glycozit/ 1ml
dung dịch acid. Đun hoàn lưu trong một giờ, ở nhiệt độ 1000C. Thêm vào một lượng
nước gấp đôi, đuổi dung môi ở áp suất thấp cho đến khô. Thực hiện như thế 2 lần để
đuổi hết acid acetic. Cắn còn lại được hòa vào một ít nước, thực hiện việc chiết lỏng
– lỏng với cloroform thu lấy phần aglycon. Phần còn lại được sử dụng để phân tích
đường.
Thủy phân theo phương pháp được đề nghị bởi Mizou Mizou: cho mẫu
glycosid (10mg) vào dung dịch HCl 10% trong metanol 50% (5ml). Đun hoàn lưu
cách thủy trong 2-5 giờ. Đuổi metanol. Thêm một ít nước và chiết lỏng – lỏng với
etyl acetat. Phần etyl acetat được làm khan với Na2SO4 và đuổi dung môi ở áp suất
thấp thu được aglycon. Phần nước còn lại được trung hòa bằng cách cho thêm
Na2CO3 hoặc BaCO3 cho đến khi pH trung tính. Lọc, dung dịch qua lọc được cô đặc
để phân tích đương.
2.2.6.3 Thủy phân bằng dung dịch kiềm
Để cắt đứt các nối ester hoặc nối của đường với aglycon ngang qua nhóm chức
ester của aglycon, thu được aglycon-COOH và đường. Cho mẫu glycozit (10mg)
vào dung dịch 5% NaOH (10ml). Đun hoàn lưu trong 2-5 giờ. Thêm 5ml nước cất
và acid hóa với HCl 1N đến pH = 6. Chiết lỏng – lỏng với butanol, phần butanol
được làm khan nước với Na2SO4 và đuổi dung môi ở áp suất thấp thu được aglycon
– COOH. Lớp nước được cô đặc để phân tích đường.
SVTH Phan Thị Trinh – MSSV 2064027
13