Phân lập và xác định cấu trúc hợp chất triterpenoid từ cây kim ngân (lonicerajaponica) họ cơm cháy (caprifoliaceae)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG THỊ HƯƠNG HƯƠNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TRITERPENOID TỪ CÂY KIM NGÂN (Lonicera japonica) HỌ CƠM CHÁY (Caprifoliaceae) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Sư phạm Hóa học Phú Thọ, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG THỊ HƯƠNG HƯƠNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TRITERPENOID TỪ CÂY KIM NGÂN (Lonicera japonica) HỌ CƠM CHÁY (Caprifoliaceae) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Sư phạm Hóa học NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS Triệu Quý Hùng Trường Đại học Hùng Vương Phú Thọ, 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học TS Triệu Quý Hùng Các số liệu, kết nêu Khóa luận trung thực chưa có cơng bố cơng trình nghiên cứu trước Tồn thơng tin trích dẫn Khóa luận rõ nguồn gốc xuất xứ Sinh viên Hoàng Thị Hương Hương LỜI CẢM ƠN Trong trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ từ q thầy cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS TRIỆU QUÝ HÙNG Thầy người hướng dẫn, bảo có lời nhận xét tỉ mỉ, cung cấp cho em kiến thức phương pháp nghiên cứu thiết yếu Thầy người giúp đỡ em vượt qua khó khăn q trình thực khóa luận Nhân dịp em xin bày tỏ cảm ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo Trường Đại học Hùng Vương, Khoa Khoa học Tự nhiên-Trường Đại học Hùng Vương, Thầy, Cô Trường Đại học Hùng Vương tạo cho em môi trường học tập khoa học, nghiêm túc Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình bạn sinh viên K12 ĐHSP Hóa học-Trường Đại học Hùng Vương hỗ trợ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành khóa luận Trên chặng đường qua, em cảm thấy may mắn ln có gia đình bạn bè, thầy cô quan tâm, động viên giúp đỡ Chúc cho tất người nhiều sức khỏe, hạnh phúc gặt hái nhiều thành công sống Em xin chân thành cảm ơn! Phú Thọ, ngày 02 tháng năm 2018 Sinh viên Hoàng Thị Hương Hương -i- MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG v MỞ ĐẦU 1 Lý lựa chọn đề tài Mục tiêu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu thực vật chi Lonicera 1.1.1 Đặc điểm hình thái chi Lonicera 1.1.2 Một số loài thuộc chi Lonicera Việt Nam 1.2 Đặc điểm thực vật loài Kim ngân 1.3 Các nghiên cứu hóa thực vật chi Lonicera CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Đối tượng nghiên cứu 11 2.2 Nguyên vật liệu, thiết bị 11 2.3 Phương pháp nghiên cứu 13 2.3.1 Phương pháp phân lập 13 2.3.2 Phương pháp xác định cấu trúc 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Quá trình phân lập hợp chất JC3 24 3.2 Xác định cấu trúc JC3 26 -ii- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 Kết luận: 41 Kiến nghị: 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 -iii- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT  Các phương pháp sắc ký TLC Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng CC Column Chromatography: Sắc ký cột  Các phương pháp phổ H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng C- NMR hưởng từ hạt nhân carbon 13 COSY Correlation Spectroscopy: Phổ tương tác chiều đồng hạt nhân 1H1 HSQC H Heteronuclear Single Quantum Correlation: Phổ tương tác hai chiều trực tiếp dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation: Phổ tương tác đa liên kết hai chiều dị hạt nhân s: singlet d: doublet t: triplet brs: broad singlet  Các chữ viết tắt khác TMS Tetramethyl silan CTPT Công thức phân tử  Tên hợp chất viết theo nguyên Tiếng Anh -iv- DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cành mang hoa Kim ngân Hình 2.1: Hệ thống cất quay áp suất giảm 12 Hình 2.2: Cột sắc ký 12 Hình 2.3: Máy soi UV 13 Hình 2.4: Cấu hình phẳng sắc ký lớp mỏng 14 Hình 2.5: Hộp silica gel 60 F254 hãng Merck 16 Hình 2.6: Phổ 1H NMR isobutyl acetat 18 Hình 2.7: Độ chuyển dịch hóa học carbon 20 Hình 2.8: Phổ IR ba hợp chất có cơng thức C3H7O2N 22 Hình 3.1: Khảo sát TLC F2.10.3.5 24 Hình 3.2: Sắc kí cột silica gel phân đoạn F2.10.3.5 25 Hình 3.3: TLC bình hứng dung dịch rửa giải 26 Hình 3.4: TLC JC3 26 Hình 3.5: Cấu trúc hợp chất JC3 27 Hình 3.6: Phổ ESI-MS JC3 27 Hình 3.7: Phổ IR JC3 28 Hình 3.8: Phổ 13C-NMR JC3 29 Hình 3.9: Phổ 13C-NMR giãn rộng JC3 30 Hình 3.10: Phổ DEPT JC3 31 Hình 3.11: Phổ DEPT giãn rộng JC3 32 Hình 3.12: Phổ 1H-NMR JC3 33 Hình 3.13: Phổ 1H-NMR giãn rộng (1) JC3 34 Hình 3.14: Phổ 1H-NMR giãn rộng (2) JC3 35 Hình 3.15: Phổ HSQC JC3 36 -v- Hình 3.16: Phổ HSQC giãn rộng JC3 37 Hình 3.17: Phổ COSY JC3 38 Hình 3.18: Phổ HMBC JC3 39 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Độ chuyển dịch hóa học proton 19 -1- MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiêt đới gió mùa, có khoảng ¾ diện tích đất đai đồi núi với địa hình phức tạp [4] Điều kiện tạo cho khu hệ thực vật Việt Nam nói chung họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) nói riêng phong phú đa dạng Đây nguồn tài nguyên vô quý giá Song, để khai thác , phát tiển , sử dụng bảo tồn tính đa dạng sinh học chúng phải có kiến thức đầy đủ, mang tính hệ thống đặc tính sinh học, sinh thái mà trước hết thành phần loài triển vọng phát triển kinh tế xã hội Chi Lonicera thuộc họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) chi tương đối lớn với nhiều loài đa dạng hình thái Theo tác giả Võ Văn Chi, chi Lonicera Việt Nam có khoảng 10 lồi Hầu hết lồi sử dụng như: làm thuốc trị đòn ngã tổn thương, nhiệt giải độc để trị phong nhiệt cảm mạo, đau họng, viêm phổi, lỵ, mụn nhọt lở ngứa đơn độc [1] Cho đến có nhiều lồi thuộc chi Lonicera nghiên cứu hóa thực vật Trong nghiên cứu thành phần hóa học lồi thuộc chi Lonicera cho thấy chúng chứa hợp chất phenolic, flavonolid, terpenoid, Với đặc trưng cấu trúc lớp chất công dụng thực tế loài thuộc chi Lonicera, tiếp tục nhà khoa học nước quan tâm Gần nhóm tác giả Đỗ Trần Đăng, Trần Thị Hồng Ngọc bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học Kim Ngân, phân lập xác định cấu trúc số hợp chất steroid, terpenoid Tuy nhiên thành phần hóa học Kim Ngân địa bàn Phú Thọ chưa làm sáng tỏ Nhằm tìm kiếm hợp chất thiên nhiên có lồi thực vật Việt Nam nói chung chi Lonicera nói riêng, góp phần làm sáng tỏ sở khoa học cho việc sử dụng loài thực vật này, em lựa chọn đề tài “Phân lập xác định -30- Hình 3.9: Phổ 13C-NMR giãn rộng JC3 -31- Hình 3.10: Phổ DEPT JC3 -32- Hình 3.11: Phổ DEPT giãn rộng JC3 Dựa vào kết phổ 13C-NMR phổ DEPT dự đốn JC3 hợp chất triterpenoid Điều tiếp tục khẳng định dựa tín hiệu nhóm methyl quan sát thấy phổ 1H-NMR H 1,09 (s, CH3-27); -33- 0,99 (s, CH3-23); 0,96 (brs, CH3-30); 0,92 (s, CH3-26); 0,88 (d, J=6,5 Hz, CH3-29); 0,78 (s, CH3-25); 0,77 (CH3-24) Hình 3.12: Phổ 1H-NMR JC3 -34- Hình 3.13: Phổ 1H-NMR giãn rộng (1) JC3 -35- Hình 3.14: Phổ 1H-NMR giãn rộng (2) JC3 -36- Ngồi phổ 1H-NMR cịn quan sát thấy tín hiệu nhóm methin olefinic H 5,31 (t, J=3,5 Hz, H-12), nhóm methin liên kết với oxygen H 3,21 (dd, J=11,3; 5,3 Hz, H-3) H-aldehyde H 9,33 (d, J=0,5 Hz, H-28) Phân tích phổ HSQC JC3 cho phép xác định carbon hydro liên kết trực tiếp với Hình 3.15: Phổ HSQC JC3 -37- Hình 3.16: Phổ HSQC giãn rộng JC3 Trên phổ COSY JC3 xác định chuỗi liên kết H-12H-11, H-3H-2 -38- Hình 3.17: Phổ COSY JC3 Trên phổ HMBC JC3 cho thấy tương tác H-aldehyde với H-28 chứng tỏ nhóm CHO liên kết với C-17; H-olefinic tương tác với C-11, C-14, C-9, C-18 chứng tỏ vị trí liên kết đơi C-12 C-13 -39- Hình 3.18: Phổ HMBC JC3 -40- Như dựa liệu phổ 1H-NMR, 13 C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, phổ IR, phổ ESI-MS so sánh với liệu phổ 1H-NMR, 13 C-NMR ursolic aldehyde theo tài liệu tham khảo [10] cho phép xác định cấu trúc JC3 ursolic aldehyde Đây lần hợp chất triterpenoid phân lập từ chi Lonicera -41- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Kết đề tài Khóa luận đạt mục tiêu đề ra: - Đã phân lập hợp chất triterpenoid ursolic aldehyde (JC3) từ phân đoạn nhỏ dịch chiết n-hexane Kim ngân địa bàn Tỉnh Phú Thọ - Cấu trúc hợp chất JC3 xác định phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, phổ hồng ngoại IR phổ khối lượng ESI-MS Kiến nghị: - Khảo sát hoạt tính sinh học hợp chất ursolic aldehyde - Tiến hành bán tổng hợp hợp chất ursolic aldehyde thành dẫn xuất khác khảo sát hoạt tính sinh học dẫn xuất tổng hợp -42- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Võ Văn Chi (2000), Từ điển thực vật thông dụng, Tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Đỗ Trần Đăng (2016), Nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất thứ cấp từ Kim ngân (Lonicera japonica) họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) địa bàn Tỉnh Phú Thọ, Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành sư phạm Hóa học, Trường Đại học Hùng Vương, Phú Thọ [3] Nguyễn Hữu Đĩnh (2003), Hóa học hữu 1, NXB Giáo dục, Hà Nội [4] Nguyễn Văn Hùng (2011), Họ Na (Annonaceae)-Hóa học hoạt tính sinh học loài Desmos rostrata, Goniothalamus tamirensis, Fissistigma villosissium -Quyển 1, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội [5] Đỗ Tất Lợi (2011), Những cây thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Thời Đại [6] Trần Thị Hồng Ngọc (2016), Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học dịch chiết n-Hexane Kim ngân (Lonicera japonica) họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) địa bàn tỉnh Phú Thọ, Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành sư phạm Hóa học, Trường Đại học Hùng Vương, Phú Thọ [7] Nguyễn Kim Phi Phụng (2007), Phương pháp cô lập hợp chất hữu NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [8] Trần Quốc Sơn(2013), Giáo trình sở hóa học hữu cơ, Tập 1, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội [9] Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận (2010), Hóa học hữu cơ-Tập 1, NXB Giáo dục Việt Nam [10] Đinh Gia Thiện, Trần Văn Chiến, “Nguyễn Thị Hoàng Anh, Trần Văn Sung (2011), Nghiên cứu thành phần hóa học Sơn trà Poilane (Eriobotrya poilanei J.E VID), họ Hoa hồng (Rosaceae)”, Tạp chí Hóa học, 49(2), tr.223-226 -43- Tài liệu Tiếng Anh [11] Diana-Carolina Ilies, Valeria Rabulescu, Ligia Dutu (2014), “Volatile constituents from the flowers of two species of Honeysuckle (Lonicera japonica and Lonicera caprifolium)”, Farmacia, 62 (1), pp.194-201 [12] B.S Furniss, A.J Hannaford, P.W.G Smith, A.R Tatchell (1989), Text book of practical organic chemistry, Longman Scientific Technical, pp197 [13] Phan Minh Giang, Nguyen Thi Minh Hang, Phan Tong Son (2005), “Constituents of Lonicera japonica Thunb Caprifoliaceae, of Vietnam Journal of Chemistry”, 43 (4), pp 489-493 [14] Donald L Pavia, Gary L Lampman, George S Kriz, James R Vyvyan (2009), Introduction to Spectrocopy, Brooks Cole [15] Youyuan Peng, Fanghua Liu, Jiannong Ye (2005), "Determination of Phenolic Acids and Flavones in Lonicera japonica Thumb by Capillary Electrophoresis with Electrochemical Detection”, Electroanalysis, (17), pp 356-362 [16] T.W Graham Solomons, Craig B Fryhle (2011), Organic Chemistry, JOHN WILEY & SONS, INC [17] Wei-Xia Song, Qing-Lan Guo, Yong-Chun Yang, Jian-Gong Shi (2015), “Two homosecoiridoids from the flower buds of Lonicera japonica”, Chinese Chemical Letters, 26, pp 517–521 Xác nhận giảng viên hướng dẫn Sinh viên TS Triệu Qúy Hùng Hoàng Thị Hương Hương ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN HOÀNG THỊ HƯƠNG HƯƠNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TRITERPENOID TỪ CÂY KIM NGÂN (Lonicera japonica) HỌ CƠM CHÁY (Caprifoliaceae). .. làm sáng tỏ sở khoa học cho việc sử dụng loài thực vật này, em lựa chọn đề tài ? ?Phân lập xác định -2- cấu trúc hợp chất triterpenoid từ Kim ngân (Lonicerajaponica) họ Cơm cháy (Caprifoliaceae)? ??... thành phần hóa học Kim Ngân, phân lập xác định cấu trúc số hợp chất steroid, terpenoid Tuy nhiên thành phần hóa học Kim Ngân địa bàn Phú Thọ chưa làm sáng tỏ Nhằm tìm kiếm hợp chất thiên nhiên