Luận văn: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) doc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN QUỐC NAM HẢI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) L L U U Ậ Ậ N N V V Ă Ă N N T T H H Ạ Ạ C C S S Ĩ Ĩ H H O O Á Á H H Ọ Ọ C C THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN QUỐC NAM HẢI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỌC HỮU CƠ MÃ SỐ: 60.44.27 L L U U Ậ Ậ N N V V Ă Ă N N T T H H Ạ Ạ C C S S Ĩ Ĩ H H O O Á Á H H Ọ Ọ C C NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN QUYẾT TIẾN THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả NGUYỄN QUỐC NAM HẢI Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 LỜI CẢM ƠN Bản luận văn này đƣợc hoàn thành tại phòng Hoạt chất Sinh học, Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc của mình tới TS. Nguyễn Quyết Tiến, TS. Phạm Thị Hồng Minh, PGS.TS. Phạm Văn Thỉnh những ngƣời thầy đã chỉ ra hƣớng nghiên cứu, hƣớng dẫn tận tình, động viên và giúp đỡ từng bƣớc đi của tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn Phòng Hoạt chất Sinh học, Phòng Nghiên cứu Cấu trúc -Viện Hóa học đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các kế hoạch nghiên cứu. Nhân dịp này, tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Lãnh đạo Khoa Hóa, Khoa Sau đại học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, Sở giáo dục và đào tạo tỉnh Bắc Ninh, Ban Giám hiệu Trƣờng THPT Thuận Thành số 3 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Bố, Mẹ tôi, những ngƣời thân trong gia đình và các đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2009 Tác giả Nguyễn Quốc Nam Hải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt dùng trong luận văn Danh mục các hình, bảng và sơ đồ MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 3 1.1. CHI COFFEA VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CHÚNG 3 1.1.1. Giới thiệu về chi Coffea 3 1.1.2. Những nghiên cứu thành phần hoá học. 3 1.2. CÂY CÀ PHÊ CHÈ VÀ NHỮNG SỬ DỤNG TRONG Y HỌC. 5 1.2.1. Mô tả thực vật 5 1.2.2. Một số bài thuốc chữa bệnh sỏi thận trong Y học cổ truyền. 7 1.3. MỘT SỐ ANCALOIT SỬ DỤNG TRONG Y HỌC . 9 1.3.1. Giới thiệu chung về ancalnoit 9 1.3.2. Phƣơng pháp phân tích 10 1.3.2.1. Phân tích định tính 10 1.3.2.1.1. Các phản ứng tạo tủa 10 1.3.2.1.2. Các phản tạo màu 11 1.3.2.2. Phân tích định lượng 12 1.3.2.2.1 Xác định hàm lượng ancaloit bằng phương pháp phân tích trọng lượng 13 1.3.2.2.2. Xác định hàm lượng ancaloit bằng phương pháp “không nước”. 15 1.3.3. Phƣơng pháp phân lập ancaloit 15 1.3.3.1. Chiết tách phân lập ancaloit bằng phương pháp bazơ - dung môi hữu cơ 15 1.3.3.2. Chiết tách phân lập ancaloit bằng phương pháp axit-nước 16 1.3.4. Phân loại các ancaloit quan trọng trong Y dƣợc theo khung cơ bản 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 1.3.4.1. Ancaloit khung indol 17 1.3.4.2. Ancaloit khung pyridin - (pyperidin) 18 1.3.4.3. Ancaloit vòng ngưng tụ pyrrolidin-pyperidin (khung tropan) 20 1.3.4.4. Ancaloit khung ruban (quinin, quinidin, cinchonin, cinchonidin) 21 1.3.4.5. Ancaloit khung benzyl-isoquinolin 22 1.3.4.6. Ancaloit khung morphinan 23 1.3.4.7. Ergot ancaloit (dẫn xuất axit lysergic) 23 1.3.4.8. Ancaloit khung imidazol 24 1.3.4.9. Ancaloit strychnin 25 1.3.4.10. Ancaloit kháng sinh 25 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM 30 2.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1.1. Thu mẫu cây, xác định tên khoa học và phƣơng pháp xử lý mẫu 30 2.1.2. Phƣơng pháp ngâm chiết 31 2.1.3. Thử hoạt tính sinh học 31 2.1.4. Phƣơng pháp phân lập các hợp chất từ dịch chiết 31 2.1.5. Phƣơng pháp khảo sát cấu trúc hoá học các chất 31 2.2. DỤNG CỤ, HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 32 2.2.1. Dụng cụ, hoá chất 32 2.2.2. Thiết bị nghiên cứu 33 2.3. THU NHẬN CÁC DỊCH CHIẾT TỪ LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ 33 2.3.1. Thu nhận các dịch chiết 33 2.3.2. Khảo sát định tính các dịch chiết 35 2.3.2.1. Phát hiện các hợp chất sterol 35 2.3.2.2. Phát hiện các ancaloit 35 2.3.2.3. Phát hiện các flavonoid 36 2.3.2.4. Phát hiện các cumarin 36 2.3.2.5. Định tính các glucosit tim 36 2.3.2.6. Định tính các saponin 37 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 2.3.3. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định(antimicrobial activity) 38 2.4. PHÂN LẬP VÀ TINH CHẾ CÁC CHẤT 39 2.4.1 Cặn dịch chiết n-hexan (Cof H) 39 2.4.1.1. Ancol mạch dài E4C (hexatriacontan-1-ol) 40 2.4.1.2.  -Sitosterol 40 2.4.1.3. Stigmast-5,22-dien-3-β-ol . 41 2.4.2. Cặn dịch chiết etylaxetat. 42 2.4.2.1. Tritecpenoit 31H6 42 2.4.2.2. 3-O-  -Sitostery - glucopyranosit 43 2.4.3. Cặn dịch chiết MeOH 44 Chƣơng 3. THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 45 3.1. NGUYÊN TẮC CHUNG 45 3.2. PHÂN LẬP VÀ NHẬN DẠNG CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG CÁC DỊCH CHIẾT KHÁC NHAU CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ. 45 3.2.1. Ancol mạch dài E4C(hexatriacontanol) COF.E4C: C 36 H 74 O 46 3.2.2. Các hợp chất sterol 46 3.2.2.1.  -Sitosterol 47 3.2.2.2. Stigmast-5,22-dien-24R-3  -ol 47 3.2.2.3. 3  -Sitostery-1l-O-  -D-glucopyranosit 49 3.2.2.4. Hợp chất axit lupan-3β-hydroxi-12(13)-en-28-oic (COF18E3-C 30 H 48 O 3 ) 50 3.2.2.5. Hợp chất cafein (COF.An – C 8 H 10 N 4 O 2 ) 60 3.3. HOẠT TÍNH BÀI SỎI THẬN CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ 61 KẾT LUẬN 62 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN  Các phƣơng pháp sắc ký CC : Column Chromatography TLC : Thin-layer Chromatography SKLM : Sắc ký lớp mỏng  Các phƣơng pháp phổ CAD : Collisional Activated Dissociation MS : Mass Spectroscopy EI-MS : Electron Impact Mass Spectroscopy ESI-MS : Electron Spray Ionization Mass Spectroscopy FT-IR : Fourier Transform Infrared Spectroscopy NMR : Nuclear Magnetic Resonance 1 H-NMR : 1 H-Nuclear Magnetic Resonance 13 C-NMR : 13 C- Nuclear Magnetic Resonance DEPT : Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer COSY : Correlated Spectroscopy HMQC : Heteronuclear Multiple - Quantum Coherence HMBC : Heteronuclear multiple - Bond Correlation  Các lĩnh vực khác MIC : Minimum inhibitory concentration HIV : Human Immunodeficiency Virus đvC : Đơn vị Cacbon v/v : Thể tích/thể tích Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Các hệ dung môi triển khai SKLM 32 Bảng 2.2: Khối lƣợng cặn chiết từng phân đoạn của lá cây Cà phê chè 35 Bảng 2.3: Kết quả định tính nhóm các chất trong lá cây Cà phê chè 37 Bảng 2.4: Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định các cặn chiết của lá cây Cà phê chè 39 Bảng 3.1: Số liệu phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) của một số sterol trong lá cây cà phê chè (Coffea arabica) 48 Bảng 3.2: Bảng tƣơng tác xa C  H(HMBC) của COF18E3 59 Bảng 3.3: Bảng tƣơng tác xa C  H(HMBC) của COF.Anc 60 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Cây Cà phê chè (Coffea arabica) 6 Hình 3.1: Phổ FT - IR của COF18E3 51 Hình 3.2: Phổ EIS - MS của COF18E3 52 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của COF18E3 53 Hình 3.4: Phổ 13C- NMR của COF18E3 54 Hình 3.5: Phổ DEPT của COF18E3 55 Hình 3.6: Phổ HSQC của COF18E3 56 Hình 3.7: Phổ HMBC của COF18E3 57 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1: Sơ đồ ngâm chiết lá cây cà phê chè 34 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Nƣớc ta có diện tích khoảng 330.000 km 2 . Đồi núi chiếm 3/4 diện tích trong đó núi cao trên 500 m chiếm 1/3 diện tích lãnh thổ. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt thay đổi theo địa hình. Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 22 0 C, lƣợng mƣa vào khoảng 1200 - 2800 mm, độ ẩm tƣơng đối cao (trên 80%). Những đặc thù về điều kiện tự nhiên nhƣ vậy rất thuận lợi cho hệ sinh thái phát triển. Vì thế nƣớc ta có hệ thực vật vô cùng phong phú và đa dạng. Theo số liệu thống kê mới nhất có trên 12000 loài, trong đó có trên 3200 loài thực vật đƣợc sử dụng làm thuốc trong y học dân gian [5]. Từ xƣa đến nay, những cây thuốc dân gian vẫn đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của con ngƣời. Ngày nay, những hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học đƣợc phân lập từ cây cỏ đã đƣợc ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp cũng nhƣ ngành nông nghiệp, chúng đƣợc sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm… Ngày nay, ngành công nghệ tổng hợp hoá dƣợc phát triển mạnh mẽ đã tạo ra các biệt dƣợc khác nhau đƣợc sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh nhờ đó giảm tỉ lệ tử vong, nâng cao tuổi thọ. Tuy nhiên, vai trò của những thảo dƣợc không vì thế mất đi chỗ đứng trong Y học. Nó vẫn tiếp tục đƣợc dùng làm nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp hoặc cung cấp những chất dẫn đƣờng (lead-compounds) cho công nghệ bán tổng hợp nhằm tìm kiếm những dƣợc phẩm mới đáp ứng cho việc điều trị các chứng bệnh thông thƣờng cũng nhƣ các bệnh nan y (Ung thƣ, HIV, ). Trên cơ sở trên cho thấy, nguồn cây thuốc dân gian cũng nhƣ các bài thuốc của đồng bào dân tộc vẫn là kho tàng vô cùng quí giá để khám phá, tìm kiếm các loại thuốc mới có hiệu lực cao cho công tác phòng và chữa [...]... dƣợc lí của lá cây Cà phê chè Với mục đích nghiên cứu và tìm hiểu thành phần hoá học cũng nhƣ hoạt tính sinh học của lá cây Cà phê chè góp phần làm tăng thêm kho tàng tri thức về cây thuốc cổ truyền Việt Nam [28-36] Với những lý do trên, lá cây Cà phê chè (Coffea arabica) đƣợc chọn làm đối tƣợng cho luận văn nghiên cứu này với tên đề tài là: “ Nghiên cứu thành phần hoá học của lá cây Cà phê chè (Coffea. .. đề cập 1.2 CÂY CÀ PHÊ CHÈ VÀ SỬ DỤNG TRONG Y HỌC CỔ TRUYỀN 1.2.1 Mô tả thực vật Cây Cà phê chè có tên khoa học là Coffea arabica, thuộc chi Coffea, họ Rubiacea, lớp Magloniopsida, ngành Magloniophta, giới Platae Cà phê chè là tên gọi theo tiếng Việt, vì loài cà phê này có lá nhỏ, cây thƣờng để thấp giống cây chè một loại cây công nghiệp phổ biến ở Việt Nam Phân bố địa lí: Cây cà phê chè (Coffea arabica)... định thành phần và cấu trúc hoá học của các hợp chất có trong lá cây Cà phê chè Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Chƣơng I TỔNG QUAN 1.1 CHI COFFEA VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CHÚNG 1.1.1 Giới thiệu về chi Coffea Theo tác giả Phạm Hoàng Hộ, chi Coffea ở Việt Nam hiện có năm loài là: Coffea arabica L (Cà phê chè) , Coffea canephora Pierre ex Froehner (Coffea. .. canephora Pierre ex Froehner (Coffea rubusta - Cà phê vối), Coffea dewevrei (Coffea excelsa - Cà phê mít), Coffea liberica Bull ex Hiern (Cà phê dâu da), Coffea tetrandra P Chev in Herbier (Cà phê tứ hùng) Hiện nay, nƣớc ta trồng cà phê vối và tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên [1], [3] 1.1.2 Những nghiên cứu về thành phần hoá học Từ các bộ phận của các loài cà phê, ngƣời ta đã phân lập đƣợc một số lớp chất... nghiên cứu cây thuốc đã giúp cho chúng ta hiểu rõ về thành phần và cấu trúc hoá học, hoạt tính sinh học, tác dụng dƣợc lí của cây thuốc Từ đó, ngƣời ta có thể tạo ra các chất mới có hoạt tính sinh học cao hơn để làm thuốc chữa bệnh Cây Cà phê chè (Coffea arabica) không chỉ là một cây công nghiệp quan trọng, mà nó còn là một trong những dƣợc liệu quí Ở Malaysia và Indonesia ngƣời ta sử dụng lá cây Cà. .. cao khoảng 90% Quả hình oval, mỗi quả chứa hai hạt cà phê Hình 2.1: Cây Cà phê chè (Coffea arabica) Cây Cà phê chè đƣợc trồng chủ yếu ở các nƣớc có khí hậu nhiệt đới Tuy nhiên điều kiện thuận lợi nhất cho sự phát triển của cây Cà phê chè là những vùng đất cao từ 1375-1830 m và khô ráo Nhiệt độ thích hợp từ 16-25 0C, lƣợng mƣa khoảng trên 1000 mm Cà phê chè sau khi trồng khoảng 3 đến 4 năm thì có thể bắt... cây Cà phê chè sắc nƣớc để làm thuốc lợi tiểu Lá cây Cà phê chè còn đƣợc dùng điều trị các bệnh hen xuyễn, nhiễm độc atropin, cúm, đau đầu, nhiễm độc thuốc phiện Ngoài ra, đồng bào dân tộc Dao, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh còn sử dụng lá cây Cà phê chè để chữa bệnh sỏi thận Đây là bài thuốc độc vị cổ truyền khá độc đáo Mặc dù vậy, cho đến nay có rất ít công trình nghiên cứu về thành phần hoá học. .. (3,19-Abeo-11,16-diepoxy-17-hydroxy-3,18-kauradien-2-on) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Amit O OH O N H HN N H OH O HN O H N HO R O N H HO OH N-Caffeoyltryptophan HO N-coumaroyltryptophan 1.13 R=C19H39 Eicosanoylserotonin R=C23H45 Tetracosanoylserotonin 1.14 1.12 Hiện ngay ngƣời ta cũng chỉ biết nhiều về hạt cà phê nhƣng thành phần hoá học và tác dụng của lá cây Cà phê chè (Coffea arabica) chƣa... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Đây là loài cây có giá trị kinh tế nhất trong các loài cà phê, nó chiếm 61% các sản phẩm cà phê trên toàn thế giới Colombia và Brasil là hai nƣớc xuất khẩu chính hai loại cà phê này Việt Nam là nƣớc xuất khẩu cà phê lớn thứ hai thế giới nhƣng chủ yếu là cà phê vối Năm 2003, Việt Nam giảm 15% diện tích (khoảng 40.000 ha) cà. .. 30 ngày, tuỳ thuộc vào kích cỡ của viên sỏi + Tác dụng: Có tác dụng bài sỏi thậnvới kích cỡ nhỏ hơn 10 mm rất tốt chỉ trong thời gian ngắn 20 - 30 ngày Hiện ngay ngƣời ta cũng chỉ biết nhiều về hạt cà phê nhƣng thành phần hoá học và tác dụng của lá cây Cà phê chè (Coffea arabica) chƣa thấy có tài liệu, báo cáo nào đề cập 1.3 MỘT SỐ ANCALOIT QUAN TRỌNG SỬ DỤNG TRONG Y HỌC 1.3.1 Giới thiệu chung về ancalnoit . những lý do trên, lá cây Cà phê chè (Coffea arabica) đƣợc chọn làm đối tƣợng cho luận văn nghiên cứu này với tên đề tài là: “ Nghiên cứu thành phần hoá học của lá cây Cà phê chè (Coffea arabica)” lí của lá cây Cà phê chè. Với mục đích nghiên cứu và tìm hiểu thành phần hoá học cũng nhƣ hoạt tính sinh học của lá cây Cà phê chè góp phần làm tăng thêm kho tàng tri thức về cây thuốc cổ truyền. đoạn của lá cây Cà phê chè 35 Bảng 2.3: Kết quả định tính nhóm các chất trong lá cây Cà phê chè 37 Bảng 2.4: Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định các cặn chiết của lá cây Cà phê chè