luận văn thạc sĩ hóa học Bùi Văn Bình

nghiên cứu hóa học và nhận dạng một số nhóm chất có trong cây đỏ ngọn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --------------------------------- BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU HOÁ HỌC VÀ NHẬN DẠNG MỘT SỐ NHÓM CHẤT CÓ TRONG CÂY ĐỎ NGỌN (CRATOXYLUM PRUNIFOLIUM KURTZ) 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 - 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --------------------------------- BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU HOÁ HỌC VÀ NHẬN DẠNG MỘT SỐ NHÓM CHẤT CÓ TRONG CÂY ĐỎ NGỌN (CRATOXYLUM PRUNIFOLIUM KURTZ) Chuyên ngành: Hoá 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 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN THỈNH THÁI NGUYÊN - 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN SKLM : Sắc kí lớp mỏng UV : Ultraviolet spectrocopy MS : Mass Spectroscopy EI-MS : Electron Impact Mass Spectroscopy LC-MS : Liqud chromatography - 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 HSQC : Heteronuclear Spectroscopy- Quantum Coherence HMBC : Heteronuclear multiple - Bond Correlation HIV : Human Immunodeficiency Virus U : Unit Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, gió mùa, mưa thuận gió hoà nên hệ thực vật rất phong phú, đa dạng. Đó là nguồn tài nguyên sinh học quý giá thuộc loại có thể tái tạo được. Ngay từ xa xưa cha ông ta đã biết khai thác nguồn tài nguyên quý báu này để làm đồ ăn, thực phẩm, thuốc chữa bệnh, vật liệu xây dựng và nhiên liệu phục vụ cuộc sống. Trong thế giới thực vật ấy có những loài cung cấp thức ăn cho chúng ta, có những loài cung cấp vật liệu, có loài cung cấp hương thơm, quả ngọt, có nhiều loài được dùng để làm thuốc chữa bệnh, thuốc trừ sâu, cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm, mĩ phẩm và dược phẩm. Việt nam có một vị trí thuận lợi về thiên nhiên như vậy nên nền Y học dân tộc cổ truyền phát triển từ lâu đời, chiếm vị trí đặc biệt trong việc bảo vệ sức khoẻ nhân dân trong suốt hàng ngàn năm đấu tranh dựng nước và giữ nước. Tiếp thu truyền thống quý báu của các thế hệ cha ông, ngày nay Đảng và Nhà nước ta đã xây dựng nhiều chính sách, nhiều hình thức động viên nhằm kế thừa và phát huy tốt nguồn tài nguyên quý báu có thể tái tạo được phục vụ con người có hiệu quả nhất. Nhiều cây cỏ đã được trồng để dùng làm thuốc, nhiều loài dùng làm nguyên liệu cung cấp tinh dầu cho công nghiệp dược phẩm và mỹ phẩm như bạc hà, thanh hao hoa vàng, hoa hồi…, có loại được dùng làm thực phẩm chức năng đồ uống như các loại trà, các loại sâm v.v . Trong số đó có cây đỏ ngọn (Cratoxylum prunifolium) thuộc loại cây mọc hoang dại và phổ biến khắp các vùng trên lãnh thổ nước ta. Đặc biệt cây đỏ ngọn có nhiều ở các tỉnh miền núi phía Bắc, Tây Nguyên và Nam Bộ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Cây đỏ ngọn đã và đang được dùng để làm thuốc và làm nước uống trong phạm vi dân gian một cách khá phổ biến ở các nước châu Á, ở Việt Nam đặc biệt vùng đồng bào dân tộc miền núi phía Bắc nước ta. Gần đây người ta phát hiện dịch chiết của lá cây đỏ ngọn có tác dụng chữa bệnh gan, có tác dụng tốt với hệ thần kinh và tác dụng của nó không thua kém gì các thuốc nhập ngoại. Cây đỏ ngọn được dùng trong dân gian đã có từ lâu, nghiên cứu hoá thực vật cây đỏ ngọn thì mới chỉ được các nhà khoa học chú ý đến trong một số năm gần đây, để góp phần làm rõ thêm thành phần hoá thực vật của cây đỏ ngọn tạo thuận lợi cho việc dùng, sử dụng cây thuốc này làm dược liệu và nguyên liệu cho các mục đích khác, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hóa học và nhận dạng một số nhóm chất có trong cây đỏ ngọn (Cratoxylum prunifolium). Đối tượng nghiên cứu là cây đỏ ngọn mọc hoang, thu hái vào tháng 11 năm 2007 tại xã Thịnh Đức thành phố Thái Nguyên . Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Mô tả thực vật Theo tài liệu về phân loại thực vật, cây đỏ ngọn còn gọi là cây thành ngạnh, lành ngạnh tuỳ thuộc vào từng địa phương tên khoa học là “Cratoxylum prunifolium Kurtz” thuộc họ Ban “Hypericaceae” [1, 2, 5, 8, 11] Cây đỏ ngọn phân bố rộng rãi ở vùng Nhiệt đới, Cận Nhiệt đới, Ôn đới, chủ yếu ở vùng ôn đới bán cầu Bắc. Chi Cratoxylum ở Việt Nam có 5 loài: Cratoxylum maingayi Kurz có tên là lành ngạnh nhỏ, phân bố ở Bắc Trung Bộ và Lâm Đồng; Cratoxylum prunifolium Kurz lành ngạnh lá hẹp phân bố ở vùng Đông Nam Bộ trên lãnh thổ VIệt Nam; Cratoxylum prunifolium Kurtz cây đỏ ngọn, còn gọi là thành ngạnh đẹp mọc phổ biến ở vùng Đông Bắc nước ta; Cratoxylum polyanthum Korth hay Cratoxylum ligustrinum Blume lành ngạnh; Cratoxylum cochinchinense Blumer còn gọi là lành ngạnh Nam Bộ. Hai loài cuối chủ yếu mọc ở Nam Bộ song cũng khá phổ biến ở các tỉnh Đông Bắc Bộ. Cây đỏ ngọn - Cratoxylum prunifolium Kurtz thường thấy mọc tự nhiên ở hầu hết các tỉnh miền núi và trung du phía Bắc Việt Nam có nhiều ở Xuân Mai - Ba Vì, Hà Tây, Sapa, Phú Thọ, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Lạng Sơn, Vĩnh Phú. Cây đỏ ngọn cũng phân bố phổ biến ở các nước Châu Á như: Trung Quốc, Malaysia, Philippin, Ấn Độ, Indonexia, Myanma, Thái Lan. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây đỏ ngọn: Cây đỏ ngọn là loại cây nhỏ, thân gỗ, có gai ở gốc (trong rừng lâu năm cây có thể cao và to) cành non có lông tơ, màu đỏ nên gọi là đỏ ngọn [11]. Lá hình mác dài 12 - 13 cm, rộng 3,5 - 4 cm, mọc đối xứng, cuống ngắn 3 - 5 mm. Mặt gân chính màu đỏ đến 1/3 lá non, gân lá và lá có màu đỏ đến quá Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 nửa. Hoa mọc trên những cành ở kẽ lá màu trắng hoặc hồng có lông màu tía. Quả nang dài 15mm, rộng 7 - 8mm. Hạt hình trứng dài 6mm, rộng 3mm Hình 1.1. Ảnh cây đỏ ngọn (Cratoxylum Prunifolium Kurt, Hypericaceae) 1.2. Một số công dụng của chi Cratoxylum Hầu hết các loài thực vật thuộc chi Cratoxylum đều được nhân dân sử dụng làm các bài thuốc dân gian để chữa bệnh, để chăm sóc và bồi dưỡng sức khoẻ. Cây đỏ ngọn Cratoxylum prunifolium mới thấy dùng trong phạm vi nhân dân, làm thuốc kích thích tiêu hoá, ăn ngon hàng ngày hoặc sau khi đau yếu, sau khi sinh. Kinh nghiệm cho thấy ngày uống chừng 15 - 30 g lá khô dưới hình thức sắc hoặc pha như trà. Có khi phối hợp với lá vối nấu nước uống cho tiêu cơm đã đem lại hiệu quả cao cho sức khoẻ con người [11]. Nhân dân ta ở các vùng đã thu hái lá cây đỏ ngọn vào dịp tết Đoan Ngọ phơi khô để nấu nước uống mỗi khi cảm thấy cơ thể mệt mỏi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Trong những năm gần đây một số tác giả đã nghiên cứu tác dụng chữa bệnh của dịch chiết toàn phần lá và thân cây đỏ ngọn. Nhóm nghiên cứu của Học viện Quân Y - Hà Nội cho biết cây đỏ ngọn ít độc, dịnh chiết toàn phần của lá và thân cây đỏ ngọn có tác dụng chống ôxi hoá tốt, hoạt tính đạt 69% trong khi tanakan chỉ đạt 48% [9] và có tác dụng hoạt huyết, làm lưu thông máu, giảm đông ở những trường hợp tăng đông [12]. Bộ môn Dược học quân sự - Học Viện Quân Y trên cơ sở nghiên cứu lâm sàng dịnh chiết của lá đỏ ngọn Cratoxylum prunifolium trên chuột nhắt trắng và thỏ có so sánh với thuốc tanakan do hãng Beaufour Ipsen của Pháp sản xuất đã đưa ra kết luận: Dịch chiết toàn phần lá đỏ ngọn và dịch chiết etylaxetat lá đỏ ngọn đều có ảnh hưởng lên hoạt động của hệ thần kinh ở các mức độ khác nhau: - Dịch chiết etylaxetat và dịch chiết toàn phần lá đỏ ngọn, Tanakan đều có tác dụng hoạt hoá hệ thần kinh thực vật, thể hiện ở sự tăng rõ hàm lượng Catecholamin trong máu động vật thí nghiệm sau khi uống các thuốc này. - Dịch chiết etylaxetat lá đỏ ngọn có tác dụng tương đương Tanakan gây hoạt hoá đồng bộ các tế bào não ở thỏ thực nghiệm, thể hiện làm giảm thành phần sóng chậm delta, tăng thành phần sóng alpha trên điện não đồ, còn dịch chiết toàn phần lá đỏ ngọn không thể hiện rõ tác dụng hoạt hoá hệ thần kinh trung ương. - Dịch chiết etylaxetat lá đỏ ngọn có tác dụng làm tốt cả hai quá trình hưng phấn và ức chế có điều kiện ở não bộ động vật thí nghiệm (thông qua hoạt động phản xạ có điều kiện), tương đương với Tanakan và tốt hơn tác dụng này của dịch chiết toàn phần lá đỏ ngọn. - Mức độ ảnh hưởng làm tăng cường chức năng hệ thần kinh trung ương của các chất theo thứ tự giảm dần: dịch chiết etylaxetat lá đỏ ngọn, Tanakan, dịch chiết toàn phần lá đỏ ngọn [4]. S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 i vi cao nc (cn tng) 30 - 80 mg/kg cú hot tớnh khỏng khun vi cỏc vi khun staphylococcus auresu, Escherichia coli, Salmonella typhi. Dịch chiết tổng số từ lá cây Cratoxylum cochinchinense ở Thái Lan đã c ng-ời ta thử nghiệm và cho thấy chúng có tác dụng chống nhim khun, chng ụxi hoỏ, nhng hot ng ca t bo [22, 23, 24]. Singapo dch chit cõy Cratoxylum cochinchinense c s dng trong nhõn dõn cú tỏc dng chng cỏc gc t do cha cỏc bnh liờn quan n s cng thng, mt mi [25]. Ti Nht Bn, t r cõy ca mt s loi thuc chi Cratoxylum ngi ta bo ch thnh thuc lm tng trớ nh, chng lóo hoỏ, mt ng ngi gi. Trung Quc, lỏ ca cõy ngn ngi ta ch bin thnh tr pha nc ung hng ngy v s dng mt cỏch rng rói. T phn dch chit etylaxetat ca lỏ cõy ngn ó tỏch c cỏc xanthone cú tỏc dng khỏng u trựng ca mui gõy st da vng hn c cht rotenon, khụng nhng th cỏc cht ny cũn cú nhiu trin vng lm thuc chng mi [28]. Phn dch chit etylaxetat ca Cratoxylum cochinchinense cú tỏc dng kỡm hm peroxit hoỏ lipit mng t bo gan, kỡm hóm s xut hin lipit ỏc tớnh gõy viờm gan v cú tỏc dng bo v gan tt [27]. Theo cỏc lng y, cõy ngn cú v ngt, tớnh mỏt b phn dựng lỏ non, v cõy, v r. Ngi b au bng n khụng tiờu, ung nc nu ca lỏ lnh ngnh giỳp tiờu hoỏ tt thng dựng 100g lỏ non nu mt lớt nc, thay nc ung hng ngy. Khi b cm nng, st thỡ dựng lỏ non 50g nu vi 1 lớt nc ung. Trong dõn gian Vit Nam, cõy ngn mi thy dựng trong phm vi nhõn dõn lm thuc kớch thớch tiờu húa, phc hi sc kho khi m au, sinh , bo v thnh mch, chng lóo hoỏ, tng trớ nh ngi cao tui. Ngi ta thu hỏi lỏ ngn vo dp Tt mng 5 thỏng 5 (Tt oan Ng) lm thc vt nu nc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 uống hoặc có thể ủ sau đó đem phơi khô mới dùng. Gần đây có một vài tác giả ở Việt Nam đã nghiên cứu và cho thấy lá đỏ ngọn có tác dụng chữa bệnh, có tác dụng chống gốc tự do, bảo vệ thành mạch, bảo vệ tế bào gan chống mù loà, chống ôxi hoá và miễn dịch invitro khá rõ [7]. Tại cơ sở sản xuất kinh doanh thuốc thành phẩm, thực phẩm chức năng Y học cổ truyền Thái Nguyên, Bác sĩ Hoàng Sầm đã sử dụng dịch chiết của lá đỏ ngọn để làm thực phẩm chức năng, thay chè làm nước uống, chữa các bệnh nan y như: ngứa, ghẻ lở, ronan thần kinh, mất ngủ, miệng đắng ăn không ngon, giảm trí nhớ… 1.3. Tình hình nghiên cứu hóa học thực vật chi Cratoxylum 1.3.1. Các hợp chất có khung triterpen Theo tài liệu [19] từ dịch chiết n-hexan của thực vật Cratoxylum cochinchinense đã tách được ngoài các triterpen có 5 vòng ngưng tụ nhóm lupeol và β-mangostin còn phân lập được các triterpen có hai vòng ngưng tụ. Sau khi tách bằng các phương pháp sắc kí và dựa vào kết quả phân tích các phổ của các chất được tách ra người ta đề nghị công thức cấu tạo của 7 hợp chất triterpen hai vòng là: R I.a: (13E,17E)-polypoda-8 (26),13,17,21-tetraen-3β-ol; (R= β-OH). I.b:  -polypodatetraene; (R= H). [...]... 146,345 (C3, C5); 170,364 (C7) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 29 Chương 3 THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Nguyên tắc chung Trong quá trình nghiên cứu hóa thực vật cần phải tôn trọng nguyên tắc chung là không được làm thay đổi cấu trúc hóa học của các chất sẵn có trong thực vật và không làm ảnh hưởng đến thành phần hoá học của chúng tại thời điểm lấy mẫu... ức chế xung quanh giếng thạch Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 25 Chúng tôi còn tiến hành thử các ứng dụng làm thực phẩm chức năng tại cơ sở sản xuất kinh doanh thuốc thành phẩm, thực phẩm chức năng Y học cổ truyền Thái Nguyên Kết quả thử hoạt tính các dịch chiết thô được trình bày trong bảng 2.3 Bảng 2.3 Kết quả thử hoạt tính sinh học của dịch chiết thô... sinh học Thử hoạt tính vi sinh vật kiểm định bằng định tính theo phương pháp khuyếch tán trên thạch, sử dụng khoang giấy lọc tẩm chất thử theo nồng độ tiêu chuẩn tại bộ môn Vi Sinh trường Đại học Y Thái Nguyên Các chủng vi sinh vật thử gồm đại diện các nhóm:  Vi khuẩn Gr (-) Escherichia coli  Vi khuẩn Gr (+) Staphylococcus auresu  Vi khuẩn: Salmonella typhi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học. .. =CH có độ chuyển dịch hoá học δ = 117,19ppm Nguyên tử cacbon bậc 4 cũng ở trạng thái lai hoá sp2 tham gia vào liên kết đôi với nguyên tử này có độ chuyển dịch hoá học ở δ = 157,59ppm Phổ 13C-NMR còn cho một tín hiệu ở trường rất yếu tương ứng với độ chuyển dịch hoá học δ = 217,43ppm đặc trưng cho cacbon trong nhóm cacbonyl tại vị trí C-3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn... hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 Chương 2 PHẦN THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1.1 Thu mẫu cây, xác định tên khoa học và phương pháp xử lý mẫu Nguyên liệu để nghiên cứu gồm lá cây đỏ ngọn, thu hái vào tháng 11 năm 2007 tại xã Thịnh Đức - Thành phố Thái Nguyên Cây đỏ ngọn, còn gọi là cây thành ngạnh đẹp, lành ngạnh đẹp, có tên khoa học. .. anthraquinon có các cấu trúc XI Các tác giả còn cho biết các chất này có hoạt tính sinh học rất cao Chúng có tác dụng tốt trong việc điều trị bệnh tiểu đường, viêm nhiễm, hạ đường huyết [20] OH O OH OR O XI.a: 3-geranyloxy-6-methyl-1,8-dihidroxy-anthraquinon; (R= XI.a1: madagascin; ) (R = Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ) http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 XI.a2: physcion; (R = Me) XI.a3: emodin;... có ancaloit và anthraquinon Từ vỏ cây đỏ ngọn Cratoxylum prunifolium Phạm Đình Hùng, Nguyễn Diệu Liên Hoa và các cộng sự tại Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã phân lập được macluraxanthone, 1,7-đihidroxanthone và hai xanthone mới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 [6] và cho biết chúng đều có tác dụng diệt muỗi gây sốt rét và có tác dụng tốt trong... Cratoxylum formosum ở Thái Lan Pilchaon Maisuthisakul [23] đã phân lập được hai axit hữu cơ IV, V và cho biết các hợp chất ấy đều có hoạt tính chống oxi hóa Sau khi tách, phân lập tác giả đã đề nghị cấu trúc của nó có công thức là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 COOH HO O HO O OH OH OH IV: Acid chlorogenic O OH HO OH O O O O HO HO HO OH V: Acid dicaffeoylquinic... đồ 2.1) Các dịch chiết tổng số và các phần chiết thô đem thử nghiệm với các tác động sinh học và độc tố tế bào nhằm giúp cho việc định hướng tìm kiếm các chất có hoạt tính sinh lý cao trong những dịch chiết Kết quả thử hoạt tính với vi sinh vật kiểm định nêu trong bảng (2.2) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 30 3.2 Phân tích định tính và phát hiện các nhóm... các phương pháp gồm: - Sắc kí lớp mỏng (SKLM) - Sắc kí cột silicagen thường dùng Merck 63- 200nm - Kết tinh phân đoạn và kết tinh lại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 20 2.1.3 Phương pháp khảo sát và xác định cấu trúc hoá học các hợp chất Các chất kết tinh phân lập ra được xác định những tính chất vật lý đặc trưng: màu sắc, mùi vị, hệ số Rf, điểm nóng chảy, . ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --------------------------------- BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU HOÁ HỌC VÀ NHẬN. 2008 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --------------------------------- BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU HOÁ HỌC VÀ NHẬN DẠNG