Tài liệu Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính chống oxi hóa của cao Hexan lá bình bát dây Coccinia grandis (L.) J. Voigt họ Cucurbitaceae

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC ĐỀ TÀI: CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Tiến Dũng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Dân An Tp.HCM, tháng 5- 2013 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tiến Dũng đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt trong quá trình làm khóa luận này. Em cũng gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Mai Đình Trị, phòng các chất có hoạt tính sinh học đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến giúp em hoàn thành tốt khóa luận này. Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Hóa học, trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu giúp em có những kiến thức như một hành trang giúp ích cho việc hoàn thành khóa luận này. Em cũng gởi lời cảm ơn đến các anh chị và các bạn làm đề tài tại phòng các hợp chất có hoạt tính sinh học đặc biệt là các bạn trong lớp cùng làm khóa luận này đã luôn giúp đỡ nhau và góp ý cho em trong suốt quá trình làm khóa luận này. Con gởi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ, và anh chị đã luôn động viên, hỗ trợ con không những về mặt tinh thần mà lẫn vật chất để con yên tâm hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Tp.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013 Nguyễn Thị Dân An MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 1 MỤC LỤC ...................................................................................................................... 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. 5 DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ .................................................................................. 6 DANH MỤC PHỤ LỤC................................................................................................. 7 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................... 8 LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 11 1.1 Giới thiệu về bình bát dây[1,4] ............................................................................. 11 1.1.1 Đặc điểm thực vật ........................................................................................ 11 1.1.2 Phân bố sinh thái[1,4] ..................................................................................... 13 1.2 Tác dụng dược lý ................................................................................................ 13 1.2.1 Theo y học cổ truyền [1] ............................................................................... 13 1.2.2 Theo y học hiện đại [16] ................................................................................ 14 1.3 Thành phần hóa học của bình bát dây[8] ............................................................. 17 1.4 Hoạt tính chống oxi hóa [3,9,15] ............................................................................ 21 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM.................................................................................... 23 2.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ .............................................................................. 23 2.1.1 Hóa chất ....................................................................................................... 23 2.1.2 Thiết bị và dụng cụ ...................................................................................... 23 2.2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 24 2.2.1 Nguyên liệu .................................................................................................. 24 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 24 2.2.2.1 Phương pháp phân lập các chất ............................................................. 24 2.2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất hóa học .......................... 24 2.2.2.3 Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH[3,9.15] ..................... 25 2.3 Thực nghiệm ...................................................................................................... 26 2.3.1 Điều chế cao ethanol .................................................................................... 26 2.3.2 Cô lập và tinh chế các hợp chất ................................................................... 27 2.3.3 Sơ đồ phân lâp hợp chất............................................................................... 30 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 31 3.1 Hợp chất BBH7 ................................................... Error! Bookmark not defined. 3.2 Hoạt tính chống oxi hóa ...................................... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 35 4.1 Kết luận .............................................................................................................. 35 4.2 Kiến nghị ............................................................................................................ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 36 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 39 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Dây bình bát Hình 1.2 Lá bình bát dây Hình 1.3 Quả bình bát dây Hình 1.4 Hoa bình bát dây DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1: Kết quả sắc kí cột cao Hexan Bảng 2.2: Kết quả SKC trên phân đoạn H5 Bảng 3.1: Bảng so sánh số liệu phổ 1H NMR và 13 C NMR của DFA V với phổ 1H NMR và 13C NMR của cycloartanol Bảng 3.2: Kết quả thử nghiệm hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH các cao chiết Bình bát dây Sơ đồ 1: Quy trình chiết Sơ đồ 2: Quy trình phân lập các hợp chất DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl 3 Phụ lục 2: Phổ 13C-NMR của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl 3 Phụ lục 3: Phổ DEPT của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl 3 Phụ lục 4: Phổ HSQC của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl 3 Phụ lục 5: Phổ HMBC của hợp chất BBH7 trong dung môi CDCl 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh H Hexane C Chloroform EA Ethyl acetate EtOH Ethanol MeOH Methanol Tiếng Việt SKLM Sắc kí lớp mỏng SKC Sắc kí cột Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR Nuclear Magnetic Resonance 13C-NMR Carbon (13) Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance 1H-NMR Hydro (1) Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance DEPT carbon (13) carbon (1) Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarization Transfer HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua Coherence HSQC nhiều liên kết Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân qua Correlation một liên kết δ Chemical shift Độ chuyển dịch hóa học Ppm Part per million Phần triệu Mp Melting point Điểm nóng chảy S Singlet Mũi đơn D Doublet Mũi đôi Dd Double of doublet Mũi đôi đôi J Coupling constant Hằng số ghép spin (M)Hz (Mega) Hertz G Gram Mg Milligram Kg Kilogram LỜI MỞ ĐẦU Từ lâu, chúng ta có nguồn thực vật đa dạng và phong phú trong đó có nhiều loài thực vật có ích như đậu xanh được dùng để thanh nhiệt, giải độc và tiêu khát; gừng có tác dụng ngăn ngừa cơn đau thắt ngực, kích thích tiêu hóa... Ngày nay, với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật ngày càng hiện đại . Các nhà khoa học đã quan tâm nhiều đến việc tạo ra các sản phẩm từ thiên nhiên có ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như: y học, dược học, sinh học và nông nghiệp,…Bên cạnh đó các nhà hóa học đã tiến hành tách chiết, cô lập, bán tổng hợp ngày càng nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học để tạo ra các sản phẩm từ thiên nhiên để nâng cao chất lượng cuộc sống và không lãng phí nguồn thực vật phong phú. Bình bát dây Coccinia grandis L. thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae) là một loại dây leo chúng ra hoa kết trái quanh năm và phân bố rộng rãi ở Việt Nam với những hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, chống oxi hóa, trị bệnh tiểu đường,…Ngoài ra, người ta còn sử dụng lá chế biến nhiều loại món ăn khác nhau. Trên Thế giới có nhiều nghiên cứu về hoạt tính sinh học của bình bát dây nhưng ở Việt Nam thì những công trình nghiên cứu về loài cây này có rất ít. Vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính chống oxi hóa từ cao hexan của lá bình bát dây. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về bình bát dây[1,4] − Tên khoa học: Coccinia grandis (L.) Voigt, thuộc họ Bầu bí ( Cucurbitaceae) − Tên gọi khác: Dây mảnh bát, bình bát dây, mảnh bát. − Tên nước ngoài: Ivy Gourd, Baby Water Melon, Baby Gourd. 1.1.1 Đặc điểm thực vật Cây thảo nhẵn và mảnh, mọc leo cao, đôi khi dài tới 5m hay hơn, tua cuốn đơn. Lá hình 5 cạnh, có răng, rộng 5 – 8 cm, hình tim ở gốc, rất nhẵn, chia 5 thùy tam giác, có mũi nhọn cứng. Hình 1.1 Dây bình bát Hình 1.2 Lá bình bát dây Hoa đực và hoa cái giống nhau, mọc đơn độc hay xếp lại hai cái một ở nách lá, có cuống dài 2cm. Quả hình trứng ngược hoặc thuôn, dài 5cm, rộng 2.5cm, khi chín có màu đỏ và thịt quả đỏ chứa nhiều hạt. Hình 1.3 Quả bình bát dây Hình 1.3 Hoa bình bát dây 1.1.2 Phân bố sinh thái[1,4] Bình bát dây phân bố nhiều ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt Nam, Malaixia,…cũng gặp nhiều ở Châu Phi và Trung Mỹ. Ở Việt Nam bình bát dây mọc chủ yếu ở Quảng Ninh, Nam Hà, Ninh Bình, Thừa Thiên- Huế, Quảng Nam, Khánh Hòa, Lâm Đồng vào tới An Giang. Mọc hoang trên nương rẫy, bờ rào, lùm bụi từ vùng thấp tới vùng cao 1500m. Ra hoa kết quả gần như quanh năm. 1.2 Tác dụng dược lý 1.2.1 Theo y học cổ truyền [1] Lá non và quả dùng làm rau ăn. Ở Campuchia, người ta dùng dịch chiết từ thân cây để trị bệnh đau giác mạc. Ở Ấn Độ, người ta còn dùng cả cây để làm thuốc trị bệnh lậu, dịch lá và rễ dùng trị bệnh đái đường; lá dùng đắp ở ngoài da trị phát ban da, ghẻ lỡ, mụn nhọt, các vết thương và các vết cắn của rắn rết. Ở Inđônêxia, cây còn được dung làm thuốc trị bệnh đậu mùa, đau dạ dày và ruột. Trong dân gian dùng củ ngâm rượu bóp chữa sưng đau hay các khớp bị viêm, hoặc dùng dây bình bát để ngâm. Ngoài ra, lá bình bát dây phối hợp với Bùm sụm, Cỏ mầm trầu, Dền gai, mỗi thứ một nắm sắc uống để trị huyết áp. Coccinia grandis Linn. (Curcubitaceae) là một loại thảo mộc dây leo trồng trên khắp Ấn Độ. Trong y học cổ truyền quả của nó được sử dụng để điều trị bệnh phong, sốt, hen suyễn, viêm phế quản và vàng da. Tóm lại trong y học dân gian thì rễ, lá và trái cây được sử dụng cho nhiều mục đích như trị vàng da, bệnh tiểu đường, chữa lành vết thương, vết loét, đau dạ dày, bệnh ngoài da, sốt, hen suyễn, ho. 1.2.2 Theo y học hiện đại [16] Một số nghiên cứu và bài báo cho thấy bình bát dây Coccinia grandis L. có nhiều hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, trị bệnh tiểu đường, hoạt tính chống oxi hóa, chống viêm và giảm đau… Hoạt tính kháng khuẩn [5] Cao nước, cao hexan từ lá và cao nước, cao hexane, cao ethyl acetate, cao ethanol của thân bình bát dây Coccinia grandis đã được thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn và kết quả thu được là chống lại bốn vi khuẩn gram dương (Bacillus cereus, Corynebacterium bạch hầu, Staphylococcus aureus và Staphylococcus pyogenes) và sáu vi khuẩn gram âm (vi khuẩn Salmonella typhi, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis và Shigella boydii). Trong đó, cao ethanol của thân cây có hoạt tính đối với Pseudomonas aeruginosa trong khi cao ethyl acetate và cao hexan từ thân cây có hoạt tính hơn với vi khuẩn Salmonella typhi và Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus pyogenes, Salmonella typhi và Pseudomonas aeruginosa. Cao ethanol có hoạt tính chống lại vi khuẩn Salmonella typhi và Pseudomonas aeruginosa còn cao nước có hoạt tính chống lại vi khuẩn Shigella boydii. Hoạt tính chống oxy hóa[7] Một thử nghiệm cho thấy cao methanol và bột của lá bình bát dây Coccinia grandis có hoạt tính chống oxy hóa. Hoạt tính chống loét [11] Cao methanol, cao nước và bột lá của bình bát dây Coccinia grandis L. được thử nghiệm hoạt tính chống loét ở chuột trong đó thì cao methanol và bột lá có hoạt tính còn cao nước hầu như không có. Hoạt tính hạ máu trong mỡ Cao ethanol của Coccinia grandis (L.) Voigt cho thấy hiệu ứng làm giảm đáng kể triglyceride (TG) và cholesterol trong mô hình thử nghiệm ở chuột . Hoạt tính bảo vệ gan[18] Cao diethyl ether của lá bình bát dây Coccinia grandis được thử nghiệm trên chuột có hoạt tính bảo vệ gan chống lại CCl 4 gây độc hại gan ở chuột. Hoạt động chống viêm, giảm đau và hoạt động hạ sốt [14] Hoạt tính chống viêm, giảm đau và hạ sốt của lá bình bát dây Coccinia grandis đã được nghiên cứu ở chuột. Khả năng ức chế enzyme alpha amylase Một nghiên cứu cho thấy cao methanol của lá bình bát dây Coccinia grandis có khả năng ức chế 81,13% hoạt động của enzym alpha amylase và điều này giúp ích trong việc giảm nguy cơ bệnh tiểu đường. Khả năng trị bệnh tiểu đường[13] Cao nước và ethanol của bình bát dây có tác dụng hạ đường huyết. Nó giúp điều hòa lượng đường trong máu. Các hợp chất trong cây ức chế enzyme glucose-6phosphate hỗ trợ và thúc đẩy một cân bằng giúp cơ thể khỏe mạnh và do đó nó được khuyến khích cho bệnh nhân tiểu đường. 1.3 Thành phần hóa học của bình bát dây[8] Hợp chất đầu tiên được phân lập trong Bình bát dây là C 60 -polyprenol bởi G. Singh. C 60 -polyprenol Một số hợp chất được phân lập từ Coccinia indica[16] Một số hợp chất phân lập từ quả Coccinia indica Taraxerone (1) Taraxerol (2) β – carotene (3) Lycopene (4) Cryptoxanthin (5) Apo-6’-lycopenal (6) β- sitosterol (7) Một số hợp chất được chiết tách từ thân và lá Coccinia indica β-amyrin (9) Lupeol (8) β- sitosterol (7) Stigmast -7- en-3-one (10) Heptacosane (11) Một số hợp chất được phân lập từ Coccinia indica bởi Rahman vào năm 1990 như: Aspartic acid (12) Glutamic acid (13) Asparagine (14) Tyrosine (15)