nghiên cứu thành phần hóa học trong cao petroleum ether từ rễ cây bần chua (sonneratia caseolaris (l.) engl.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
------------

ĐỖ NGUYỄN TƯỜNG VY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC
TRONG CAO PETROLEUM ETHER
TỪ RỄ CÂY BẦN CHUA
(Sonneratia caseolaris (L.) Engl.)

LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Mã số: CN 262

CẦN THƠ − 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
------------

ĐỖ NGUYỄN TƯỜNG VY

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC
TRONG CAO PETROLEUM ETHER
TỪ RỄ CÂY BẦN CHUA
(Sonneratia caseolaris (L.) Engl.)
LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Mã số: CN 262

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. LÊ THANH PHƯỚC

CẦN THƠ − 2012


LỜI CẢM ƠN
------o0o------Luận văn này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa Sinh 3, Bộ môn Hóa,
Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ , khu II, đường 3/2, quận Ninh
Kiều, thành phố Cần Thơ. Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc đến:
TS. Lê Thanh Phước, Phó Trưởng Khoa, Khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại
Học Cần Thơ, người đã hết lòng tận tụy giảng dạy, giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn, đồng
thời tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Quý thầy cô của Bộ môn Công nghệ Hóa học, Khoa Công nghệ, trường Đại Học
Cần Thơ đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, cho tôi trong suốt bốn năm học tập tại
trường.
Quý thầy cô của Bộ môn Hoá học, Khoa Khoa học Tự nhiện, trường Đại Học
Cần Thơ đã tạo cho em điều kiện làm việc tốt nhất trong suốt thời gian thực hiện luận
văn.
Anh Từ Minh Tỏ, chị Lâm Thúy Phương, Lê Hương Nhi học viên cao học khóa
17 và các bạn tại Phòng thí nghiệm Hóa Sinh, Bộ môn Hóa, Khoa Khoa học Tự nhiên,
trường Đại Học Cần Thơ đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình làm việc tại
phòng thí nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình đã là chỗ dựa vững chắc cả về vật chất lẫn
tinh thần giúp tôi vượt qua mọi khó khăn thử thách.

Cần Thơ, tháng 4 năm 2012
Đỗ Nguyễn Tường Vy

ii


TÓM TẮT LUẬN VĂN
------o0o------Cây Bần hay còn gọi là Thủy liễu (liễu nước), hải đồng, Bần chua,…loài cây mà
đom đóm rất thích đậu trên lá vào ban đêm, tên khoa học là Sonneratia caseolaris (L.)
Engl., thuộc họ Lythraceae. Ở Việt Nam, Bần là một loại cây rất quen thuộc có mặt
khắp nơi ven sông, ven biển, các bãi bồi….Các bộ phận của cây bần được sử dụng
trong dân gian như: hoa bần chữa tiêu viêm chữa tụ máu, sưng tấy, giải nhiệt cảm
sốt,…quả có thể dùng để nấu canh chua, có thể chữa bệnh bong gân, cầm
máu,…Trong đề tài này, tôi nghiên cứu thành phần hóa học của cao petroleum ether từ
rễ cây Bần.
Bằng phương pháp sắc ký cột KG 60 F254 (silica gel) kết hợp với sắc ký lớp
mỏng, tôi phân lập ra được ba chất sạch từ cao petroleum ether. Sử dụng các dữ liệu
phổ 1H-NMR đã xác định được một chất đó là: lupeol, các chất còn lại đang trong quá
trình tìm hiểu.

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... II
TÓM TẮT LUẬN VĂN...........................................................................................III
MỤC LỤC................................................................................................................IV
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................VI
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. VII
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT ................................................................ VIII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .....................................................................................1
1.1 Khái quát về nguyên liệu..................................................................................1
1.1.1 Giới thiệu chung về cây Bần chua ............................................................1

1.1.2 Đặc điểm về cây Bần chua .......................................................................1
1.1.3 Phân bố sinh thái .....................................................................................3
1.1.4 Công dụng chữa bệnh của cây Bần...........................................................4
1.1.5 Tình hình nghiên cứu về cây Bần chua .....................................................5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .......................................................................10
2.1 Các kỹ thuật chiết tách thông dụng.................................................................10
2.1.1 Dung môi để tách chiết các hợp chất hữu cơ ra khỏi mẫu cây ................10
2.1.2 Lựa chọn dung môi chiết tách.................................................................10
2.1.3 Một số điều cần biết khi sử dụng dung môi chiết tách.............................11
2.1.4 Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng .......................................................................11
2.1.5 Kỹ thuật chiết rắn - lỏng.........................................................................12
2.2 Giới thiệu chung về phương pháp sắc ký........................................................13
2.2.1 Phương pháp sắc ký lớp mỏng................................................................13
2.2.2 Phương pháp sắc ký cột hở.....................................................................15
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM ..............................................................................20
3.1 Phương tiện nghiên cứu - thiết bị hóa chất .....................................................20
3.1.1 Dụng cụ.................................................................................................. 20
3.1.2 Hóa chất.................................................................................................20
iv


3.2 Các bước tiến hành.........................................................................................21
3.3 Quá trình thu hái và xử lý nguyên liệu............................................................21
3.3.1 Thu hái nguyên liệu ................................................................................21
3.3.2 Xử lý nguyên liệu....................................................................................22
3.4 Quá trình điều chế thu cao..............................................................................23
3.4.1 Quá trình điều chế thu cao ethanol.........................................................23
3.4.2 Quá trình điều chế các cao petroleum ether (PE), cao dichloromethane
(Di), cao Ethyl acetate (EA, EtOAc) và cao n-Butanol .......................................24
3.4.3 Cách phân lập các chất ít phân cực trong rễ Bần ...................................27

3.5 Quá trình phân lập và tinh chế các chất trên cao.............................................27
3.5.1 Khảo sát cao PE bằng sắc ký bản mỏng .................................................27
3.5.2 Khảo sát cao PE bằng sắc ký cột............................................................28
3.6 Xác định các tính chất vật lý đặc trưng và cấu trúc của hợp chất vừa phân lập
được.......................................................................................................................37
3.6.1 Tính chất vật lý.......................................................................................37
3.6.2 Xác định cấu trúc của PHUOC-VY-01 ...................................................37
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................40
4.1 Kết luận .........................................................................................................40
4.2 Kiến nghị .......................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................41

v


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1: Cây Bần chua

2

Hình 2: Hoa Bần chua

3

Hình 3: Quả Bần chua

3

Hình 4: Lẩu chua được chế biến từ quả Bần

5

Hình 5: Chiết ngâm dầm rễ cây Bần

22

Hình 6: Cao ethanol từ rễ Bần

24

Hình 7: Cao PE

25

Hình 8: Sơ đồ điều chế cao tổng quát

26

Hình 9: TLC cao PE

28

Hình 10: Sắc ký cột thường cao PE

29

Hình 11: Tinh thể và TLC của phân đoạn II trong cao PE

32

Hình 12: Bắt đầu xuất hiện chất sạch thứ I

33

Hình 13: TLC và mẫu PHUOC-VY-01

33

Hình 14: Sắc ký cột phân đoạn VI

34

Hình 15: TLC và mẫu của PHUOC-VY-02

35

Hình 16: TLC và mẫu của PHUOC-VY-03

36

vi


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1: Các hóa chất sử dụng thực hiện đề tài

20

Bảng 2: Kết quả sắc ký cột cao PE

29

vii


DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
NMR

Nuclear Magnetic Resonance

1

Proton Nuclear Magnetic Resonance

H-NMR



Chemical shift

d

Doublet (NMR)

t

Triplet (NMR)

s

Singlet (NMR)

TLC

Thin Layer Chromatography

EtOH

Ethanol

PE

Petroleum ether (60-90)

Di

Dicloromethane

MeOH

Methanol

EtOAc, EA

Ethyl acetate

ppm

Parts per milion

Rf

Retention factor

HPLC

High-performance liquid chromatography

viii


LỜI MỞ ĐẦU
----------Từ ngàn xưa, khi nền khoa học kỹ thuật chưa phát triển, những lúc đau yếu,
ông cha ta thường sử dụng những vị thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên để chữa
bệnh.
Vì thế, xu hướng hiện nay của ngành dược phẩm là hướng đến các sản phẩm
có nguồn gốc thiên nhiên và các sản phẩm như thế rất được ưa chuộng. Một trong
những vị thuốc trong y học dân gian thì cây Bần chua là một loài cây phổ biến và
được biết đến với nhiều lợi ích. Theo một số tài liệu về y học trên thế giới, vỏ cây,
lá và trái của loài này là nguồn dược liệu có giá trị chữa bệnh. Ngoài ra, những kết
quả nghiên cứu về thành phần hóa học và thử hoạt tính sinh học của cây Bần chua
đã khẳng định nó có khả năng chống ung thư và kháng oxi hóa.
Do đó, để góp phần tìm hiểu và đánh giá chất lượng nguồn nguyên liệu phong
phú có tiềm năng quan trọng trong ngành dược, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thành
phần hóa học trong cao petroleum ether từ rễ cây Bần chua (Sonneratia caseolaris
(L.) Engl)”. Qua đó, nhằm tìm hiểu thêm về phương pháp cô lập các hợp chất thiên
nhiên từ cây Bần chua nói riêng và các loài thảo dược nói chung.

ix


CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về nguyên liệu 6
1.1.1 Giới thiệu chung về cây Bần chua
Tên Khoa Học: Sonneratia caseolaris (L.) Engl.
Tên đồng nghĩa : Sonneratia acida L, Rhizophora caseolaris
Tên Việt Nam: Bần Chua
Tên khác: Hải đồng, Thủy Liễu
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliosida
Bộ: Myrtales
Họ: Lythraceae
Chi: Sonneratia
Loài : Sonneratia caseolaris (L).

1.1.2 Đặc điểm về cây Bần chua
Bần là loại cây gỗ phân cành nhiều, ưa sáng chịu được mặn nên thường thấy
trên các vùng đất bùn nhão ở các cửa sông. Để thích nghi với điều kiện đất bùn
nhão và thường bị ngập nước nên cây có hệ thống rễ thở. Nó thường mọc lẫn với
các loài Kandelia candel, Aegiceras corniculata, Excoecaria agallocha, và các loài
đước – Avicenna spp… là những đại diện không thể thiếu, tạo nên quần thể rừng
ngập mặn ven biển Việt Nam. Cây còn được trồng thêm nhằm mục đích chắn sóng
và bảo vệ vùng đất ngập nước ở ven biển.
Cây gỗ, thân cao 10-15 m hoặc cao hơn, luôn xanh. Rễ thở tập trung thành

khóm ở quanh gốc thân, mọc ngập sâu vào bùn. Cành non có 4 cạnh nhẵn. Để thích

1


nghi với điều kiện đất bùn nhão và thường xuyên bị ngập nước, cây có hệ thống rễ
thở mọc trồi lên khỏi mặt đất.

Hình 1: Cây Bần chua

Lá mọc đối, lá non hình mũi mác dài, lá già hình trái xoan, dài 5-10 cm, rộng
3,5-4,5 cm, gốc thuôn, đầu tù, phiến lá dài và dai, hơi mọng nước, rất giòn, gân lá
rõ, thường rụng vào mùa đông; cuống lá và phần gân chính ở gốc có màu đỏ.
Hoa màu trắng, mọc đơn độc ở ngọn thân hoặc kẽ lá, cuốn hoa ngắn và mập,
đài có có 6 răng hình tam giác, dày hàn liền ở gốc tạo thành một ống dài 1,5 cm,
mặt ngoài màu lục mặt trong màu tím hồng, tràng 6 cánh hình dải, đầu thuôn nhọn,
nhị nhiều, chỉ nhị dài, mảnh, bầu hình cầu dẹt. Mùa hoa: tháng 3-5. Bần ra hoa hàng
năm, thụ phấn nhờ gió, côn trùng và dơi. Hoa Bần là nguồn thức ăn quan trọng của
ong mật.

2


Hình 2: Hoa Bần chua

Quả mọng, hình cầu dẹt, đường kính 3-4 cm, có mũi thuôn nhọn ở đầu; hạt
nhiều dẹt, nạc vị chua chua. Mùa quả: tháng 8-10.

Hình 3: Quả Bần chua

1.1.3 Phân bố sinh thái
Chi sonneratia L.f. gồm một số đại diện là cây gỗ hay cây bụi, mọc ở các
vùng đất ngập mặn ven biển. Loài này cũng được phân bố rộng rãi ở Ấn Độ, Thái

3


Lan, Campuchia, Indonesia, Philippin, New Guinea, phần biển Đông Bắc Australia
và đảo Salomon.
Ở Việt Nam, chi này có 4-5 loài, trong đó Bần là cây gặp khá phổ biến ở các
vùng nước lợ và ven biển từ Thủy Nguyên (Hải Phòng) cho đến Rạch Giá (Hà
Tiên). Nó thường được mọc chung với các loại cây khác như: Trang, Sú, Cóc…
cũng có khi mọc thành rừng gần như thuần loại như ở Hải Phòng, Nghệ An, Hà
Tĩnh. Sự phong phú này tùy theo nước lợ và chế độ thủy triều.

1.1.4 Công dụng chữa bệnh của cây Bần 9, 10
Gỗ bần dung làm than, nút chai. Trái thì làm các món ăn như canh chua bần,
mắm bần, lẩu cá nấu bần... Ngoài ra, cây Bần chua còn có thể làm dược liệu chữa
được một số bệnh cho con người.
Ở Ấn Độ, người ta dùng dịch quả lên men làm thuốc ngăn chặn của chứng
xuất huyết. Ta dùng lá giã ra, thêm tí muối, làm thuốc đắp tốt các vết thương đụng
giập và vết thương nhẹ. Ở Malaixia, người ta giã lá lẫn với cơm làm thuốc đắp chữa
bí tiểu tiện.
Lá Bần: ở các nước Đông dương (cũ), lá Bần giã nát với ít muối, đắp tại chổ
chữa vết thương bầm tím do đập đụng.
Quả Bần: quả dùng để cầm máu nhất là chảy máu cam bằng cách rửa sạch, giã
nát, đắp vào vết thương, máu sẽ cầm ngay, tác dụng này chính là do chất pectin
chứa trong dịch quả hoặc là trị tiêu viêm chữa tụ máu, sưng tấy thì giã nhỏ, ép lấy
dịch, cô thành cao mềm. Lúc cao còn nóng phết lên giấy, khi dùng, hơ thuốc cho
mềm rồi đắp lên chổ đau, ngày làm một lần. Ở Ấn Độ, quả Bần được dùng làm

thuốc đắp ngoài chữa bong gân sưng tấy, dịch ép lên men từ quả có tác dụng cầm
máu. Ở Malaisia, quả già là thuốc diệt giun, còn nước ép từ quả xanh có vị chua,
dùng làm tăng mùi vị cho bột cari, còn lúc chín có mùi vị giống bơ, có thể ăn tươi
hoặc nấu chín.
Hoa Bần: ở Ấn Độ, dịch ép từ hoa là một thành phần trong bài thuốc chữa đái
ra máu.
4


Hình 4: Lẩu chua được chế biến từ quả Bần

1.1.5 Tình hình nghiên cứu về cây Bần chua
1.1.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước 6,12
Năm 2010, Từ Minh Tỏ ( Khoa Khoa học tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ)
đã phân lập và xác định cấu trúc của hợp chất PHUOC-TO-01 là betulinaldehyde
trên cao petroleum ether từ vỏ rễ, phần nhô lên khỏi mặt đất, đường kính trung bình
của mỗi rễ khoảng 2 cm, chiều cao khoảng 0,4 đến 0,8 m.
Từ loại nguyên liệu có sẵn ở Đồng bằng Nam Bộ là rễ Bần, hai tác giả La Vũ
Thùy Linh và Trương Ngọc Đức (Trường Đại học Tôn Đức Thắng) đã nghiên cứu
sản xuất thành công than hoạt tính. Các tác giả cho biết, công trình đã xác định
được đặc trưng của rễ Bần và sản xuất thành công than hoạt tính với điều kiện than
hóa ở 450°C trong 3 giờ và hoạt hóa bằng cách tẩm muối cacbonat và nung trong
môi trường CO2 ở nhiệt độ 800°C trong khoảng 1 giờ... Kết quả cho thấy than hoạt
tính từ rễ Bần có thể thay thế các loại than hoạt tính trên thị trường trong xử lý
nước, xử lý môi trường, hấp phụ, khử mùi và màu.

5


1.1.5.2 Các công trình nghiên cứu trên thế giới 7,8

Ngoài việc sử dụng cây Bần mà chủ yếu là các cao trích từ lá, thân, rễ để điều
trị một số bệnh trong y học dân gian, ngày nay các nhà hóa học trên thế giới đã chiết
xuất được nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng từ cây Bần như: flavonoid, steroid,
terpenoid, iridoid,…
Năm 2006, nhóm nghiên cứu gồm: Sadhu Samir Kumar (Khulna Univ.,
Khulna, Bgd) Sadhu Samir Kumar (Chiba Univ., Chiba, Jpn) Ahmed Firoj (Khulna
Univ., Khulna, Bgd) Ohtsuki Takashi (Chiba Univ., Chiba, Jpn) Ishibashi Masami
(Chiba Univ., Chiba, Jpn) tại Nhật Bản đã nghiên cứu về flavonoids từ cây
Sonneratia caseolaris (L.) được đăng bài viết trên tạp chí quốc gia bằng tiếng anh ở
trang (264-265). Bài viết dựa trên công dụng theo dân gian của Sonneratia
caseolaris (L.) đã thử nghiệm trên các phần trích ra từ cây, thử khả năng kháng oxi
hóa sử dụng gốc 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) loại bỏ ảnh hưởng của tạp
chất trên sắc ký lớp mỏng. Kế theo nó định hướng khả năng tách rời hai chất
flavonoids là luteolin (1) và luteolin 7-O-β-glucoside (2) đã được phân lập và cả hai
chất trên đều có hoạt tính kháng oxi hóa.
Năm 1995, nghiên cứu về thành phần hóa học trên hoa của cây Sonneratia
caseolaris (L.). Tóm tắt bài nghiên cứu như sau: Hoa của cây Sonneratia caseolaris
(L.) được làm khô. Được chiết với hexane, dichlorometane, ethyl acetate và
methanol. Chiết phân đoạn bằng cột sắc ký đã phân lập được mười chất. Tám chất
đã biết đặt tính và tính chất vật lý, TLC với các mẫu đã chắc chắn, các phản ứng
hóa học và dữ liệu phổ. Tám chất này là một hỗn hợp của một chuỗi dài sắp xếp
theo thứ tự các hydrocarbon (C23-C33), một hỗn hợp các chuỗi dài các ester, một hỗn
hợp các chuỗi dài của alcohol (C26,C30,C33), một hỗn hợp các steroid (-sitosterol và
stigmasterol),

kaempferol,

qrercetin,

gallic

acid

và

-sitosterol-3-O--D-

glucopyranoside, hai chất còn lại đang trong quá trình nghiên cứu.
Năm 2008, nhóm nghiên cứu Shi-Bao Wu, Xu-Wen Li, Yun Zhao và Jin-Feng
Hu thuộc bộ môn của Các Sản Phẩm Tự Nhiên Nghiên Cứu Về hóa Chất Di Truyền
và Ying Wen, Zheng Zhao thuộc bộ bộ môn Dược Lý và Độc Chất trường Đại Học
6


Chuẩn Phương Đông, Trung Quốc. Họ đăng bài viết vào ngày 25 tháng 09 năm
2008 được chấp nhận ngày 18 tháng 01 năm 2009 và có tài khoản online ngày 20
tháng 02 năm 2009. Đề tài của họ là “Nghiên cứu thành phần hóa học trên quả của
cây Sonneratia caseolaris (L.) và Sonneratia ovata (Sonneratiaceae)” và họ đã có
được kết quả như sau: chín chất (1-9) và bảy chất (1-6,10) lần lượt được phân lập từ
quả Sonneratia caseolaris và Sonneratia ovata. Các cấu trúc của chúng được xác
định bởi sự so sánh dữ liệu MS và NMR của chúng tốt như các đặc tính vật lý có
trong lý thuyết. Tất cả các hợp chất được phân lập được sàn lọc thử nghiệm trên
chuột dãy các tế bào C-6 sử dụng phương pháp thử nghiệm MTT; chỉ có hợp chất
(-)-(R)-nyasol (1), (-)-(R)-4′-O-methylnyasol (2) và maslinic acid (6) được phát hiện
có biểu hiện khả năng giết chết tế bào.
1.1.5.3 Một số hợp chất được phân lập từ cây Bần chua 6
1.1.5.3.1 Luteolin
+ Tên khác: Digitoflavone, flacitran, luteolol…
+ Tên IUPAC: 5,7-dihydroxy-2-(3,4-dihydrophenyl)-4H-chromen-4-one
+ Công thức phân tử: C15H10O6

+ Công thức cấu tao:
OH
OH
HO

O

OH

O

1.1.5.3.2 Luteolin 7-O-β-glucoside
+ Tên IUPAC:
7-((2S,3R,4S,5S,6R)-tetrahydro-3,4,5-trihydroxy-6-(hdroxymethyl)-2H-pyran2-yloxy)-5-hydroxy-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-4H-chromen-4-one
+ Công thức phân tử: C21H20O11
7


+ Công thức cấu tạo:
OH
OH
O

HO
HO

O

O

OH
OH

OH

O

1.1.5.3.3 Oleanolic acid
+ Tên IUPAC:
(4aS,6aR,6aS,6bR,8aR,10S,12aR,14bS)-10-hydroxy-2,2,6a,6b,9,9,12aheptamethyl-1,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,14b-tetradecahydropicene-4acarboxylic acid.
+ Công thức phân tử: C30H48O3
+ Công thức cấu tạo:

H
OH
O

H
HO

H

1.1.5.3.4 Kaempferol
+ Tên IUPAC: 3,5,7-trihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4H-chromen-4-one
+ Công thức phân tử: C15H10O6
+ Công thức cấu tạo:
OH
HO

O

OH
OH

O

8


1.1.5.3.5 Quercetin
+ Tên IUPAC: 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxy-4H- chromen-4-one
+ Công thức phân tử: C15H10O7
+ Công thức cấu tạo:
OH
OH
HO

O

OH
OH

O

1.1.5.3.6 Betulinaldehyde
+

Tên

IUPAC:

9-Hydroxy-1-isopropenyl-5a,5b,8,8,11a-pentamethyl-

icosahydro-cyclopenta[α]chrysene-3a-carbaldehyde
+ Công thức phân tử: C30H48O2
+ Công thức cấu tạo:

CHO

HO

9


CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Các kỹ thuật chiết tách thông dụng 2
2.1.1 Dung môi để tách chiết các hợp chất hữu cơ ra khỏi mẫu cây
Do cấu tạo hóa học của cây cỏ hoặc sinh khối thường là những chất liệu đại
phân tử tương đối trơ, không hòa tan trong dung môi hữu cơ. Do đó, việc khảo sát
hợp chất tự nhiên nghĩa là chiết lấy và khảo sát các biến dưỡng thứ cấp có trọng
lượng phân tử nhỏ.
Thông thường, người ta muốn nghiên cứu các hợp chất tự nhiên có tính ái dầu
với mức độ phân cực khác nhau. Tuy nhiên, đôi khi cũng nghiên cứu các hợp chất
có tính ái nước. Vì vậy, việc chiết tách hợp chất thiên nhiên được thực hiện lần lượt
với từng loại dung môi có tính phân cực tăng dần hoặc chiết một lần lấy tất cả các
loại hợp chất ra bằng cách sử dụng dung môi vạn năng methanol, ethanol.
Nguyên tắc tổng quát là tùy vào đặc tính các chất biến dưỡng thứ cấp có trong

từng loại cây mà sự lựa chọn dung môi và qui trình phù hợp để tách hợp chất ra
khỏi cây. Do đó, trước khi làm thực nghiệm cần phải thu thập đầy đủ các tài liệu
tham khảo có liên quan trực tiếp đến loại cây cần khảo sát để chọn ra qui trình tách
chiết phù hợp.
Muốn tách chiết hợp chất ra khỏi cây cần chọn dung môi phù hợp, sử dụng kỹ
thuật chiết ngâm dầm, chiết Soxhlet,... Sau khi chiết, phần bã cây hoặc sinh khối
còn lại được lọc bỏ, dung môi qua lọc được thu hồi bằng máy cô quay chân không ở
nhiệt độ thấp khoảng 30-40°C do nhiệt độ cao có thể làm hư hại một số hợp chất
kém bền nhiệt.

2.1.2 Lựa chọn dung môi chiết tách
Dung môi tách chiết phải trung tính, không độc, không quá dễ cháy, hòa tan
được hợp chất cần khảo sát, sau khi tách chiết xong, dung môi có thể được loại bỏ
dễ dàng. Hạn chế sử dụng dung môi độc như benzene hoặc diethyl ether, carbon
tetrachloride,...
10


2.1.3 Một số điều cần biết khi sử dụng dung môi chiết tách
Các dung môi cần được chưng cất lại và tồn trữ trong những chai lọ bằng thủy
tinh do trong môi trường chứa một số tạp bẩn, nhất là chất làm dẻo vì dung môi
thường được chứa trong các thùng làm bằng nhựa dẻo.
Methanol, chloroform thường chứa tạp chất di(2-ethylexyl) thường bị nhầm
lẫn là hợp chất tự nhiên có trong cây cỏ khảo sát.
Aceton có thể tạo ra dẫn xuất acetonid nếu hợp chất chiết có chứa nhóm cis1,2-diol hiện diện trong môi trường acid.
Choloroform, dichlorometan có thể tạo phản ứng với một vài loại alkaloid tạo
thành alkaloid dạng muối tứ cấp và một vài hợp chất giả tạo khác.
Diethyl ether ít được sử dụng để chiết tách hợp chất vì có nhiệt độ sôi thấp dễ
cháy, độc, có thể gây mê cho người sử dụng và có khuynh hướng tạo thành peroxide
dễ gây nổ.

Chiết bằng môi trường acid hay kiềm có thể thủy giải các hợp chất glycoside
(môi trường acid sẽ cắt đứt glycoside tại nối acetal làm mất đi phần đường) hoặc cắt
đứt nối ester (môi trường kiềm) hoặc tạo ra sự chuyển vị.
Sau khi chiết, dung môi có thể thu hồi bằng máy cô quay chân không ở nhiệt
độ 30-40°C để không làm hư hại một số hợp chất kém bền nhiệt.

2.1.4 Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng
Kỹ thuật này còn được gọi là sự chiết bằng dung môi. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng được áp dụng để phân chia cao alcol thô ban đầu hoặc dung dịch ban đầu thành
những phân đoạn có tính phân cực khác nhau.
Nguyên tắc của sự chiết là dung môi không phân cực (thí dụ petroleum
ether,…) sẽ hoà tan tốt các hợp chất không phân cực (thí dụ các alcol béo, ester
béo,…), dung môi phân cực trung bình (thí dụ diethyl ether, dichloromethane,…)
hoà tan tốt các hợp chất có tính phân cực trung bình (các hợp chất có chứa nhóm
chức ether -O-, aldehyde -CHO, cetone-CO-, ester -COO-,…) và dung môi phân
11


cực mạnh (các hợp chất có chứa nhóm chức -OH, -COOH,…) sẽ hòa tan tốt các hợp
chất có tính phân cực mạnh.

2.1.5 Kỹ thuật chiết rắn - lỏng
2.1.5.1 Kỹ thuật chiết ngấm kiệt
Dụng cụ: gồm một bình ngấm kiệt bằng thủy tinh, hình trụ đứng, đáy bình có
van khóa, một bình chứa đặt bên dưới để hứng dịch chiết. Phía trên bình ngấm kiệt
là bình lóng để chứa dung môi tinh khiết.
Thực hành: bột cây được xay khô, lọt được qua lỗ rây 3 mm. Đáy của bình
ngấm kiệt được lót bằng bông thủy tinh và một tờ giấy lọc. Bột cây được đặt lên
trên lớp bông thủy tinh, đến gần đầy bình. Đậy bề mặt lớp bột bằng một tờ giấy lọc
và chặn lên trên bằng những viên bi thủy tinh để dung môi không làm xáo trộn bề
mặt lớp bột. Từ từ rót dung môi vào bình đến khi dung môi phủ xấp xấp phía trên

lớp mặt.
Để yên một thời gian thường là 12-24 giờ. Mở khóa bình ngấm kiệt cho dịch
chiết chảy ra, đồng thời mở khóa bình lóng để dung môi chảy xuống bình ngấm
kiệt. Điều chỉnh sao cho vận tốc dung môi chảy vào bằng với vận tốc dịch chiết
chảy ra khỏi bình ngấm.
Phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp hơn nhưng hiệu quả lại cao hơn và
ít mất công hơn phương pháp ngâm dầm, vì đây là quá trình chiết liên tục, dung môi
trong bình ngấm kiệt đã bão hòa mẫu chất sẽ liên tục được thay thế bằng dung môi
tinh khiết.
2.1.5.2 Kỹ thuật chiết ngâm dầm
Ngâm bột cây trong một bình chứa bằng thủy tinh hoặc bằng thép không gỉ,
bình có nắp đậy. Tránh sử dụng bình bằng nhựa vì dung môi hữu cơ có thể hòa tan
một ít nhựa, gây nhầm lẫn là hợp chất có chứa trong cây.
Rót dung môi tinh khiết vào bình cho đều xấp bề mặt của lớp bột cây. Giữ yên
ở nhiệt độ phòng trong một đêm hoặc một ngày, để cho dung môi xuyên thấm vào
12


cấu trúc tế bào thực vật và hòa tan các hợp chất tự nhiên. Sau đó, dung dịch chiết
được lọc ngang qua một tờ giấy lọc, thu hồi dung môi sẽ có được cao chiết. Tiếp
theo, rót dung môi mới vào bình chứa mẫu cây và tiếp tục quá trình chiết thêm một
số lần nữa cho đến khi chiết kiệt mẫu cây.

2.2 Giới thiệu chung về phương pháp sắc ký
Sắc ký là một phương pháp vật lý để tách hỗn hợp gồm nhiều hợp chất ra
riêng thành từng loại đơn chất, dựa vào tính ái lực khác nhau của những loại hợp
chất đó với một hệ thống gồm hai pha: một pha động và một pha tĩnh.
Trong phương pháp sắc ký, pha động phải là các lưu thể (các chất ở dạng khí
hay lỏng), còn pha tĩnh có thể là các chất ở dạng lỏng hoặc rắn. Dựa vào trạng thái
tập hợp của pha động, người ta có thể chia sắc ký thành hai nhóm lớn: sắc ký khí

(Gas Chromatography- GC) và sắc ký lỏng (Liquid Chromatography). Dựa vào cơ
chế trao đổi giữa hai pha động và tĩnh người ta lại chia các phương pháp sắc ký
thành các nhóm nhỏ hơn: sắc ký hấp thu, sắc ký trao đổi ion, sắc ký lọc gel,...
Có rất nhiều phương pháp sắc ký khác nhau, tuy nhiên trong điều kiện phòng
thí nghiệm, phương pháp sắc ký chủ yếu được sử dụng là phương pháp sắc ký cột
hở và sắc ký lớp mỏng.

2.2.1 Phương pháp sắc ký lớp mỏng
2.2.1.1 Giới thiệu chung về phương pháp sắc ký lóp mỏng
Sắc ký lớp mỏng còn gọi là sắc ký phẳng (Planar Chromatography), dựa chủ
yếu vào hiện tượng hấp thu trong đó pha động là một dung môi hoặc hỗn hợp các
dung môi, di chuyển ngang qua một pha tĩnh là một chất hấp thu trơ, thí dụ như
silica gel, hoặc oxide nhôm. Pha tĩnh này được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ
lên một nền phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm hoặc tấm plastic. Do chất hấp thu
được tráng thành một lớp mỏng nên phương pháp này được gọi là sắc ký lớp mỏng.


Bình sắc ký: Một chậu, hũ, lọ,… bằng thủy tinh, hình dạng đa dạng, có

nắp đậy.
13




Pha tĩnh: Một lớp mỏng khoảng 0,25 mm của một loại chất hấp thu, thí

dụ như silica gel, alumin,… được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ lên một nền
phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm hoặc tấm plastic. Chất hấp thu trên tấm lá đỡ nhờ
sulfate calci khan, hoặc tinh bột, hặc một loại polymer hữu cơ.



Mẫu cần phân tích: Mẫu chất cần phân tích thường là hỗn hợp gồm nhiều

chất với độ phân cực khác nhau. Sử dụng khoảng 1 microlit (1μL) dung dịch mẫu
với nồng độ loãng 2-5%, nhờ một vi quản để chấm mẫu thành một điểm gọn trên
pha tĩnh, ở vị trí phía trên cao hơn một chút so với mặt thoáng của chất lỏng đang
chứa trong bình.


Pha động: Dung môi hay hỗn hợp hai dung môi, di chuyển chầm chậm

dọc theo tấm lớp mỏng và lôi kéo mẫu chất đi theo nó. Dung môi sẽ di chuyển lên
cao nhờ vào tính mao quản. Mỗi thành phần của chất mẫu sẽ di chuyển với tốc độ
khác nhau, đi phía sau mực của dung môi. Vận tốc di chuyển này tùy thuộc vào các
lực tương tác tĩnh điện mà pha tĩnh muốn níu giữ các mẫu chất ở lại pha tĩnh (hiện
tượng hấp thu của pha tĩnh) và tùy vào độ hòa tan của mẫu chất trong dung môi.
Với chất hấp thu là silica gel hoặc alumin, các hợp chất kém phân cực sẽ di
chuyển nhanh và các hợp chất rất phân cực di chuyển chậm.
2.2.1.2 Ưu điểm của sắc ký lớp mỏng
Chỉ cần một lượng mẫu rất ít để phân tích.
Có thể phân tích đồng thời mẫu và chất chuẩn đối chứng, trong cùng điều kiện
phân tích.
Tất cả các hợp chất trong mẫu phân tích có thể được định vị trên tấm sắc ký
lớp mỏng; trong khi so với HPLC: những hợp chất có tính phân cực mạnh sẽ có sắc
ký đồ ở dạng một mũi hấp thụ rộng và dài, nên quan sát viên khó phân biệt được đó
là một mũi (để chỉ sự hiện diện của một chất) hay chỉ là tạp bẩn.
2.2.1.3 Công dụng của sắc ký lớp mỏng
Để công bố đặc điểm của hợp chất vừa chiết tách cô lập.
14

Để kiểm tra lại hai hợp chất có giống nhau (xem chúng có phải cùng là một
chất hay không).
Để tìm hiểu sơ bộ về tính chất của mẫu chất khảo sát:


Biết được số các hợp chất có trong hỗn hợp mẫu ban đầu.



Để kiểm tra độ tinh khiết của một hợp chất.



Biết được sơ bộ về thành phần phần trăm của các hợp chất có trong mẫu

ban đầu.


Biết sơ qua về tính phân cực của những thành phần hợp chất có trong

mẫu.
Để chuẩn bị cho sắc ký cột:


Tìm hệ dung môi để bắt đầu cho việc sắc ký cột.



Để theo dõi cho quá trình sắc ký cột.

Để theo dõi tiến trình của một phản ứng hữu cơ.
Để kiểm tra một hợp chất kém bền.
Để cô lập hợp chất.

2.2.2 Phương pháp sắc ký cột hở
Sắc ký cột hở được tiến hành ở điều kiện áp suất khí quyển. Pha tĩnh thường
là những hạt silica gel có kích thước tương đối lớn (50-150 μm) được nạp trong một
cột thủy tinh. Mẫu chất cần phân tách được đặt ở phần trên đầu cột, phía trên pha
tĩnh (có một lớp bông thủy tinh che chở để lớp mặt không bị xáo trộn), bình chứa
dung môi giải ly được đặt phía trên cao. Dung môi giải ly ra khỏi cột ở phần bên
dưới cột, được hứng vào những lọ đặt ngay ống dẫn ra của cột. Hệ thống như thế
thường làm cho sự tách chậm, hiệu quả tách thấp so với HPLC. Tuy vậy, sắc ký cột
hở cũng có ưu điểm như pha tĩnh và dụng cụ thí nghiệm rẽ tiền, dễ kiếm; có thể
triển khai với một lượng lớn mẫu chất.

15