Nghiên cứu thành phần Flavonoit từ cây Kim tiền thảo Desmodium stryracifolium

Khóa luận tốt nghiệp

Đinh Thị Nhạn

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành tại phòng Hoạt chất sinh
học – Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Tiến Đạt – Phòng Hoạt chất
sinh học – Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp.
Em xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Bằng cùng các thầy
giáo trong khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện
giúp đỡ và cung cấp cho em những kiến thức cơ bản nhất để em hoàn thành
khóa luận của mình.
Em xin cảm ơn các anh, chị cán bộ Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ và chỉ bảo tận
tình để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Khoá luận tốt nghiệp không tránh khỏi một số thiếu sót vì vậy em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô và các bạn sinh viên quan
tâm.
Hà Nội, tháng 5 năm 2013
Sinh viên

ĐINH THỊ NHẠN

K35C – Khoa Hóa
học

i

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
[]D

Độ quay cực Specific Optical Rotation

13

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13

C NMR

Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
1

H NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Proton Magnetic Resonance Spectroscopy

1

H-1H COSY

1

H-1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy

2D-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two-Dimensional
NMR

CC

Sắc ký cột Column Chromatography

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

EI-MS

Phổ khối lượng va chạm electron
Electron Impact Mass Spectrometry

FAB-MS

Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh
Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Connectivity

HMQC

Heteronuclear Multiple Quantum Coherence

HR-FAB-MS

Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao High
Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry

IR

Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

Me

Nhóm metyl

MS

Phổ khối lượng Mass Spectroscopy

NOESY

Nucler Overhauser Effect Spectroscopy

TLC

Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography

K35C – Khoa Hóa
học

ii

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.......................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN........................................................................... 3
1.1. Đặc điểm, tính vị và công dụng của cây Desmodium stryracifolium.....3
1.1.1. Mô tả.................................................................................................3
1.1.2. Phân bố, sinh thái..............................................................................4
1.1.3. Thành phần hóa học..........................................................................4
1.1.4. Công dụng........................................................................................ 4
1.2. Lớp chất flavonoit, thành phần hoá học có trong cây Kim tiền thảo......5
1.2.1. Giới thiệu chung............................................................................... 5
1.2.2. Các nhóm flavonoit.......................................................................... 6
1.3. Các phương pháp chiết mẫu thực vật....................................................12
1.3.1. Đặc điểm chung..............................................................................12
1.3.2. Cơ sở của quá trình chiết................................................................ 13
1.3.3. Quá trình chiết thực vật.................................................................. 13
1.4. Các phương pháp sắc ký trong phân lập các hợp chất hữu cơ..............18
1.4.1. Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký...................................... 18
1.4.2. Cơ sở của phương pháp sắc ký.......................................................18
1.4.3. Phân loại các phương pháp sắc ký..................................................19
1.5. Một số phương pháp hoá lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ. 22
1.5.1. Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy, IR)................................... 23
1.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy)............................................................................................25
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........28
2.1. Mẫu thực vật......................................................................................... 28

2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất......................................................28
2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC).................................................................28
K35C – Khoa Hóa
học

iii

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


2.2.2. Sắc ký lớp mỏng điều chế...............................................................29
2.2.3. Sắc ký cột (CC).............................................................................. 29
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các hợp chất...........................29
2.3.1. Điểm nóng chảy (Mp).....................................................................29
2.3.2. Phổ khối lượng (ESI-MS)...............................................................29
2.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).............................................. 29
2.3.4. Độ quay cực []D......................................................29
2.4. Dụng cụ và thiết bị................................................................................30
2.4.1. Dụng cụ và thiết bị tách chiết......................................................... 30
2.4.2. Dụng cụ và thiết bị xác định cấu trúc............................................. 30
2.5. Hoá chất................................................................................................ 30
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ..........................................31
3.1. Chiết và phân lập các hợp chất..............................................................31
3.2. Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất.............................31
3.2.1. Hợp chất 1...................................................................................... 31
3.2.2. Hợp chất 2...................................................................................... 32
CHƯƠNG 4. THẢO LUẬN KẾT QUẢ...................................................... 34
4.1. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 1.............................................34
4.2. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 2.............................................39
4.3 Kết quả đánh giá hoạt tính quét gốc tự do DPPH.................................. 42

KẾT LUẬN.................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 44

K35C – Khoa Hóa
học

4

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


K35C – Khoa Hóa
học

5

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1: Cây Kim tiền thảo..............................................................................3
Hình1.2: Flavan (2-phenyl chromen)………………………………………....6
Hình 1.3: Flavon (2-phenyl benzopyron, 2-phenyl cromon).............................6
Hình 1.4: Flavonol (3-hidroxi flavon)............................................................... 7
Hình 1.5: Flavanon............................................................................................7
Hình 1.6: Flavanon và Chalcon......................................................................... 8
Hình 1.7: Flavanonol-3......................................................................................8
Hình 1.8: Chalcon.............................................................................................9
Hình 1.9: Auron.................................................................................................9
Hình 1.10: Antoxianidin....................................................................................9

Hình 1.11: Các dạng chuyển hoá của antoxianidin.........................................10
Hình 1.12: Leucoantoxianidin......................................................................... 10
Hình 1.13: (+) Catechin...................................................................................11
Hình 1.14: (–) Catechin................................................................................... 11
Hình 1.15: 3-phenyl chromen..........................................................................11
Hình 1.16: 3-phenylchromen-4-one................................................................ 12
Hình 1.17: Rotenoit......................................................................................... 12
Hình 2.1. Ảnh chụp tiêu bản mẫu Kim tiền thảo.............................................28
Hình 4.1.1. Phổ ESI-MS của hợp chất 1......................................................... 34
Hình 4.1.2. Phổ 1H-NMR của hợp chất 1........................................................35
Hình 4.1.3. Phổ 13C-NMR của hợp chất 1.......................................................36
Hình 4.1.4. Phổ DEPT của hợp chất 1.............................................................36
Hình 4.1.5. Cấu trúc hóa học của 1................................................................. 37
Hình 4.2.1. Phổ ESI-MS của hợp chất 2......................................................... 39
Hình 4.2.2. Phổ 1H-NMR của hợp chất 2........................................................40
Hình 4.2.3. Phổ 13C-NMR của hợp chất 2.......................................................40
Hình 4.2.4. Phổ DEPT của hợp chất 2.............................................................41
Hình 4.2.5. Cấu trúc hóa học của 2................................................................. 41
Hình 4.3: Hoạt tính quét gốc tự do DPPH của 1......................................................42



MỞ ĐẦU
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao. Với
điều kiện tự nhiên thuận lợi như vậy nên hệ thực vật Việt Nam đã phát triển
rất phong phú và đa dạng. Khoảng 12000 loài thực vật không kể đến các loài
tảo, rêu và nấm, trong đó có tới 4000 loài được nhân dân ta làm thảo dược
cùng với các mục đích khác phục vụ cuộc sống con người. Điều này thực sự
có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của các ngành như ngành y
học, ngành hóa học các hợp chất thiên nhiên và các ngành khác.

Việc sử dụng cây cỏ làm thuốc đã luôn gắn liền với lịch sử tồn tại và
phát triển của xã hội loài người. Từ xa xưa, cha ông ta đã biết dùng thực vật
vừa để tự nuôi sống mình, vừa để chữa bệnh và chăm sóc sức khoẻ cho bản
thân. Thiên nhiên đem lại cho chúng ta nguồn nguyên liệu phong phú cung
cấp các hoạt chất quý hiếm để tạo ra các biệt dược và các chất dẫn đường để
tổng hợp ra nhiều loại thuốc mới. Việc sử dụng hợp chất thiên nhiên và sản
phẩm có nguồn gốc thiên nhiên dược phẩm chữa bệnh đang ngày càng thu hút
được sự quan tâm của các nhà khoa học cũng như cộng đồng bởi ưu điểm của
chúng là độc tính thấp, dễ hấp thu và chuyển hoá trong cơ thể cũng như có
khả năng trị bệnh rất cao.
Nhiều công ty dược phẩm trong và ngoài nước đã và đang tập trung
hướng nghiên cứu và kinh doanh vào các sản phẩm thuốc có nguồn gốc từ
thiên nhiên. Việc nghiên cứu tập trung đã thúc đẩy các hướng nghiên cứu tìm
kiếm dược liệu từ thiên nhiên, qua nghiên cứu các nhà khoa học đã tìm ra
nhiều loài thực vật có ứng dụng cao trong y dược như thanh hao hoa vàng Artemisia annua, nhân sâm - Panax ginseng, đan sâm - Salvia miltiorrhiza…
Những kết quả nghiên cứu này đã giúp cho việc cung cấp các hoạt chất quý
cho nghiên cứu tạo các sản phẩm phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng.
K35C – Khoa Hóa
học

1

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


K35C – Khoa Hóa
học

2

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2


Trong số những loài thực vật của Việt Nam, loài thực vật thuộc họ đậu
(Fabaceae) hiện đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới
và Việt Nam. Kim tiền thảo là một trong số những loại cây thuộc họ đậu có tác
dụng dược lý tốt, có tác dụng thanh nhiệt, lợi thuỷ, tiêu sạn, giải độc, tiêu
viêm; lợi thuỷ, thông lâm, tiêu tích tụ. Chủ trị các chứng nhiệt lâm, thạch lâm,
sỏi mật, hoàng đản, ung nhọt do nhiệt độ, trị gan mật kết sỏi, sỏi thận, tiểu
buốt, hoàng đản. Tuy nhiên cho tới nay chưa có một nghiên cứu chính thức
nào về hóa thực vật của cây.
Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn trên nên tôi đã chọn đề tài cho khoá luận
tốt nghiệp là:
“ Nghiên cứu thành phần flavonoit từ cây Kim tiền thảo
(Desmodium stryracifolium)””.
Nhiệm vụ của đề tài là:
1. Thu mẫu lá cây Kim tiền thảo (Desmodium stryracifolium), xử lý
mẫu, tạo dịch chiết.
2. Phân lập các hợp chất flavonoit.
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất đã phân lâp được.



CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm, tính vị và công dụng của cây Desmodium stryracifolium
1.1.1. Mô tả. [1,2]
Tên

khoa

học:

Desmodium

styracifolium (Osb.)Merr
Tên tiếng Việt: Cây kim tiền thảo
còn gọi là đồng tiền lông, kim tiền,
mắt trâu, vẩy rồng.
Ngành: Ngọc lan (Magnoliophyta)
Lớp: Ngọc lan (Magnoliopsida)

Hình 1.1: Cây Kim tiền thảo

Phân lớp: Hoa hồng (Fabaceae)
Họ: Đậu (Fabaceae)
Phân họ: Đậu (Faboideae)
Chi: Desmodium
Kim tiền thảo cao khoảng 40-80 cm. Thân cỏ mọc bò hình trụ màu
xanh hơi vàng có phủ đầy lông mịn màu vàng hoe. Lá mọc so le đơn hay kép
lông chim lẻ gồm 1-3 lá chét hình tròn có lông, lá chét ở giữa to hơn lá chét 2
bên, mặt trên lá màu lục lơ và nhẵn, mặt dưới có lông trắng bạc và mềm.
Cuống lá hình trụ phủ đầy lông trắng. Cụm hoa chụm hay chùy ở nách hay ở
ngọn có lông mềm màu hung hung. Hoa tự hình chùm, tràng hoa hình bướm,
màu tía xếp 2-3 cái một. Quả loại đậu dài khoảng 14-16 mm xụ xuống mang
đài tồn tại ở góc dẹp nhiều lông trắng mịn, mỗi quả chứa 4-5 hạt.



1.1.2. Phân bố, sinh thái.
Phổ biến ở Sri Lanka, Ấn Độ, Mianma, Thái Lan, Trung Quốc, Lào,

Việt Nam, Campuchia... Ở nước ta có từ Lào Cai, Phú Thọ, Hòa Bình, Hà
Nội, Hải Hưng, Quảng Ninh, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Thừa ThiênHuế vào Kontum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng Tàu,
thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tây Ninh, Cần Thơ. Thường Gặp trong
các bãi cỏ và các ruộng bỏ hoang trên đất có cát nha, ở vùng thấp và vùng
trung du, một số ít mọc ở vùng núi. Mùa hoa tháng 6-9, mùa quả tháng 9-10.
Tính vị và tác dụng: Theo dược học cổ truyền, Kim tiền thảo vị ngọt,
tính bình, có công dụng thanh nhiệt, lợi thấp, lợi niệu thông lâm, tiêu thũng
bài thạch, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như viêm đường tiết
niệu, sỏi tiết niệu, sỏi mật, phù thũng do viêm thận, hoàng đản (vàng da), tích
tụ, ung thũng,...
1.1.3. Thành phần hóa học. [3, 4].
Toàn cây có mùi mạnh của coumarin. Trong cây kim tiền thảo có chứa
polysaccharid, saponin triterpenic và các flavonoid như isovitexin,
isoorientin, vicenin glycosid,... và các chất khác như desmodimin,
desmodilacton, lupenon, lupcol, tritriacontan, acid stearic,...
1.1.4. Công dụng.
Theo đông y, Kim tiền thảo có tác dụng dược lý tốt, thường dung để
chữa sỏi liệu đạo, sỏi bang quang, sỏi túi mật, chữa nhiễm khuẩn đường
niệu,viêm thận phù thũng, viêm gan vàng da [1,2]. Thanh nhiệt, tán thấp,
thông lâm. Nước sắc kim tiền thảo có tác dụng làm tăng tuần hoàn mạch, hạ
áp lực động mạch, làm chậm nhịp tim, giảm lượng oxi ở tim. Tuần hoàn của
thận và não tăng cơ tim co lại, do đó có thể nghĩ đến việc kim tiền thảo có tác
dụng chữa được cao huyết áp. Ngoài ra nó còn có tác dụng điều hào miễn



dịch, giãn cơ trơn, nước sắc kim tiền thảo được dùng để điều trị các bệnh như
hen suyễn, sốt thương hàn, sốt rét, bệnh suy dinh dương ở trẻ em [3,4].
Ngoài ra trong cây còn chứa các hợp chất flavonoid, alkaloid, steroid,
triterpenoid, sapomin… đồng thời còn mang nhiều hoạt tính sinh học đáng

quan tâm như chống viêm, gây độc tế bào, kháng khuẩn, diệt vi - rút, chống
oxi hóa [3,4,5,6,7].
1.2. Lớp chất flavonoit, thành phần hoá học có trong cây Kim tiền thảo.
1.2.1. Giới thiệu chung. [8, 9, 10, 11, 12]
Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phân bố rộng rãi nhất
trong tự nhiên. Cho đến nay có hơn 4000 Flavonoid được tìm thấy từ thực vật.
Sự tiến hoá của Flavonoid liên quan đến quá trình tiến hoá thực vật. Từ các
loài có gỗ sơ khai đến các loài cây bụi đã phát triển dẫn đến 3 sự thay đổi
quan trọng về mặt cấu trúc của Flavonoid:
- Sự biến mất Proantoxianidin trong lá.

- Sự mất 3 nhóm OH ở vòng benzen.
- Sự thay thế Flavonol (Quercetin) bởi Flavon (Luteonin).
Flavonoid đặc trưng cho các loài sinh vật bậc cao song song với sự
phân bố axit Xiamic và Lignin trong cây. Flavonoid có mặt trong hầu hết các
bộ phận của cây như lá, hoa, quả, phấn, rễ… và cư trú ở thành tế bào. Nó
tham gia vào sự tạo thành màu sắc của cây đặc biệt là hoa.
Flavonoid là một nhóm hợp chất poliphenol đa dạng về cấu trúc hoá học
và tác dụng sinh học. Chúng có mặt ở hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt
trong các tế bào thực vật, là hợp chất được cấu tạo gồm hai vòng benzen A, B
được nối bởi 1 dị vòng C với khung các bon C6-C3-C6.
Tại các vòng có đính một hay nhiều nhóm hydroxy tự do hay đã thay thế


một phần. Vì vậy về bản chất chúng là các poliphenol có tính axit. Các
poliphenol có thể phản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxy để tạo thành các


phân tử phức tạp hơn hay có thể liên kết với các hợp chất khác trong cây như
các Oza (dạng glicozit) hay protein.

Dựa trên sự khác nhau của nhóm C3 mà người ta phân loại các
flavonoit (các glicosit của nó có màu vàng nhạt và màu ngà; antoxianin và
antoxianiđrin màu đỏ, xanh, tía và các dạng không màu; isoflavon, catecin và
leucoantoxianiđrin là các chất tan trong nước và thường nằm trong không
bào).
Các flavonoit là các dẫn xuất của 2–phenyl chromen (flavan).

Hình1.2: Flavan (2-phenyl chromen)
1.2.2. Các nhóm flavonoit. [9, 10, 11, 12, 13]
1.2.2.1. Flavon và flavonol: Trong công thức cấu tạo của Flavon và flavonol
chúng chỉ khác nhau ở vị trí cacbon số 3.

Hình 1.3: Flavon (2-phenyl benzopyron, 2-phenyl cromon)



Hình 1.4: Flavonol (3-hidroxi flavon)
Flavon và flavonol rất phổ biến trong tự nhiên, vị trí và số lượng các
nhóm hydroxi liên kết với các nguyên tử cacbon của khung tạo nên các chất
khác nhau.
Trong thực vật, các flavon và flavonol thường không tồn tại dưới dạng
tự do mà thường dưới dạng glycozit.
1.2.2.2. Flavanon(dihydroflavon) :
Công thức cấu tạo chung của các flavanon:

Hình 1.5: Flavanon
Các flavanon nằm trong cân bằng hỗ biến với các chalcon do
vòng dihydropyron của flavanon kém bền nên dễ xảy ra mở vòng chuyển thành
chalcon.

Hình 1.6: Flavanon và Chalcon
1.2.2.3. Flavanonol-3: Các flavanonol-3 còn gọi là flavanon-3-ol hay
dihydroflavonol, flavanonol có cấu trúc giống như flavanon chỉ khác nhóm
thế hydroxi ở vị trí cacbon số 3 (C-3). Chúng có 2 nguyên tử cacbon bất đối là
C-2 và C-3 nên chúng có tính quang hoạt. Các hợp chất flavanonol-3 thường
gặp là aromadendrin, fustin và taxifolin.

Hình 1.7: Flavanonol-3
1.2.2.4. Chalcon: Chalcon khác với các loại Flavonoid khác là nhóm chalcon
có phân tử gồm hai vòng benzen A và B được nối với nhau bởi một mạch hở
có 3 nguyên tử cacbon, số thứ tự các nguyên tố được bắt đầu đánh từ vòng B.
Chalcon có thể bị đồng phân hoá thành flavanon khi đun nóng với axit
clohydric (HCl).



Hình 1.8: Chalcon
1.2.2.5. Auron: Auron có màu vàng đậm và không tạo màu khi thực hiện
phản ứng Shinoda (phản ứng định tính flavonoid). Auron là hợp chất có vòng
C là một dị vòng 5 cạnh, có công thức cấu tạo chung như sau:

Hình 1.9: Auron
1.2.2.6. Antoxianidin: Thường gặp trong tự nhiên ở dạng glycozit dễ tan
trong nước.

Hình 1.10: Antoxianidin