Khảo sát cấu trúc hóa học của một số hợp chất chiết từ lá Chè đắng Cao Bằng (Ilex kaushue S. Y. Hu)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o NGUYỄN ĐỨC HOÁN KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT CHIẾT TỪ LÁ CHÈ ĐẮNG CAO BẰNG (ILEX KAUSHUE S. Y. Hu) Chuyên ngành: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS-TS. CHU PHẠM NGỌC SƠN Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2010 Lời cảm ơn Tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến GS-TS. Chu Phạm Ngọc Sơn, Ths. Trương Thị Huỳnh Hoa, đã hết lòng hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong bộ môn Hoá Lý, khoa Hóa trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên tp Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền thụ cho tôi nhiều kiến thức khoa học. Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè, các bạn sinh viên đã quan tâm và ủng hộ tôi trong suốt thời gian vừa qua. Tp. HCM, tháng 09 năm 2010 Học viên cao học Nguyễn Đức Hoán MỤC LỤC Trang Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 1 Danh mục các bảng 2 Danh mục các hình vẽ và đồ thị 3 Mở đầu 4 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về họ Aquifoliaceae 5 1.2. Giới thiệu về chi Ilex 5 1.2.1. Đặc điểm thực vật 5 1.2.2. Thành phần hoá học 5 1.2.3. Những nghiên cứu về hoạt tính sinh học trên thế giới 18 1.3. Cây chè đắng Cao Bằng Ilex kaushue S. Y. Hu 18 1.3.1. Đặc điểm thực vật và phân bố 18 1.3.2. Công dụng 19 1.3.3. Một số nghiên cứu về cây chè đắng Cao Bằng, Ilex kaushue S. Y. Hu, ở Việt Nam 21 Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 23 2.1.1. Nguyên liệu 23 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu 23 2.2. Trích ly và khảo sát thành phần tinh dầu lá chè đắng 24 2.3. Điều chế các cao thô 25 2.4. Thử hoạt tính sinh học trên cao thô 27 2.4.1. Hoạt tính kháng oxi hoá trên hệ DPPH 27 2.4.2. Hoạt tính gây độc tế bào 29 2.4.3. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 30 2.5. Cô lập các hợp chất 31 2.5.1. Cô lập hợp chất HB55 31 2.5.2. Cô lập hợp chất HO35 32 2.5.3. Cô lập hợp chất ILC4443 và hợp chất ILC54321 33 2.5.4. Cô lập hợp chất ILM53421, ILM53422 và ILM542 35 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Giới thiệu chung 38 3.2. Kết quả khảo sát thành phần hóa học tinh dầu chè đắng chè đắng Cao Bằng 38 3.3. Kết quả thử hoạt tính sinh học 41 3.3.1. Hoạt tính kháng oxi hoá trên hệ DPPH 41 3.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào 42 3.3.3. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 43 3.4. Cấu trúc các hợp chất cô lập 43 3.4.1. Hợp chất HB55 46 3.4.2. Hợp chất HO35 49 3.4.3 Hợp chất ILC4443 52 3.4.4. Hợp chất ILC54321 56 3.4.5. Hợp chất ILM53421 60 3.4.6. Hợp chất ILM53422 65 3.4.7. Hợp chất ILM542 70 KẾT LUẬN 76 KIẾN NGHỊ 77 Danh mục các công trình 78 Tài liệu tham khảo 79 Phụ lục 83 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT s singlet, mũi đơn d doublet, mũi đôi t triplet, mũi ba m multiplet, mũi đa dd doublet of doublet, mũi đôi đôi br broad, mũi rộng J coupling constant, hằng số ghép cặp SKBM Sắc Ký Bản Mỏng SKC Sắc Ký Cột MS Mass Spectroscopy IR Infrared Spectroscopy NMR Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy COSY COrrelation SpectroscopY HMBC Heteronuclear Multiple Bond Coherence HSQC Heteronuclear Single Qua ntum Correlation NOESY Nuclear Overhause Enhancement SpectroscopY ROESY Rotating frame Overhauser Enhancement SpectroscopY DPPH 1,1-DiPhenyl-2-PicrylHydrazin DMSO DiMethyl SulfOxide SC Scanvenging Capacity, khả năng bẫy các gốc tự do CS Cell Survival, khả năng sống sót của tế bào 2 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong tinh dầu Ilex kudincha C. J. Tseng 7 Bảng 1.2: Thành phần hoá học trong tinh dầu Ilex paraguariensis 8 Bảng 3.1: Thành phần hoá học trong tinh dầu lá chè đắng Cao Bằng 39 Bảng 3.2: Sắc đồ phổ GC/MS một số thành phần chính trong tinh dầu lá chè đắng Cao Bằng 40 Bảng 3.3: Kết quả thử hoạt tính kháng oxi hóa bằng phương pháp DPPH trên các cao thô 41 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát hoạt tính gây độc tế bào trên các cao thô 42 Bảng 3.5: Kết quả khảo sát hoạt tính khá ng vi sinh vật kiểm định 43 của các cao thô Bảng 3.6: Số liệu phổ NMR của HB55 so sánh với hợp chất 48 β-Sitosterol-3-O-β-D-glucopyranoside Bảng 3.7: Số liệu phổ NMR của HO35 so sánh với Uvaol 51 Bảng 3.8: Số liệu phổ NMR của hợp chất ILC4443 so sánh với 55 hợp chất Ursolic acid Bảng 3.9: Số liệu phổ NMR của ILC54321 so sánh với 59 hợp chất 27-p-(E)-Coumaroyloxyursolic acid Bảng 3.10: Số liệu phổ NM R của ILM53421 so sánh với Kudinoside C 64 Bảng 3.11: Số liệu phổ NMR của ILM53422 so sánh với Kudinoside E 68 Bảng 3.12: Số liệu phổ NMR của ILM542 so sánh với Kudinoside D 73 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Loài Nemopanthus mucronatus 6 Hình 1.2: Một số loài thuộc chi Ilex 6 Hình 1.3: Nhánh, lá, cây chè đắng Cao Bằng 20 Hình 1.4: Lá chè đắng sau khi sấy khô dạng giống cây đinh và dạng cuộn 20 Hình 3.1: Sắc đồ GC/MS của tinh dầu lá chè đắng Cao Bằng 38 Hình 3.2: Một số tương quan HMBC của hợp chất HB55 49 Hình 3.3: Một số tương quan COSY của hợp chất HB55 48 Hình 3.4: Một số tương quan HMBC của hợp chất HO35 51 Hình 3.5: Một số tương quan COSY của hợp chất HO3 5 51 Hình 3.6: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILC4443 54 Hình 3.7: Một số tương quan COSY của hợp chất ILC4443 54 Hình 3.8: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILC54321 58 Hình 3.9: Một số tương quan COSY của hợp chất ILC54321 58 Hình 3.10: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILM53421 62 Hình 3.11: Một số tương quan COSY của hợp chất ILM53421 63 Hình 3.12: Một số tương quan ROESY của hợp chất ILM53421 63 Hình 3.13: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILM53422 68 Hình 3.14: Một số tương quan COSY của hợp chất ILM53422 68 Hình 3.15: Một số tương quan ROESY của hợp chất ILM53422 68 Hình 3.16: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILM542 72 Hình 3.17: Một số tương quan COSY của hợp chất ILM542 73 Hình 3.18: Một số tương quan ROESY của hợp chất ILM542 73 4 MỞ ĐẦU Thực vật được sử dụng rất phổ biến trong đời sống hàng ngày là nguồn cung cấp thức ăn, vật liệu xây dựng, đồ dùng hàng ngày, dùng làm thuốc chữa bệnh cho con người Việt Nam là quốc gia nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, được thiên nhiên ưu đãi với hệ thảm thực vật phong phú và đa dạng. Đó là điều kiện thuận lợi cung cấp nguyên liệu cho ngành Y học cổ truyền nói ri êng và ngành Y - Dược nói chung. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hoá học các hợp chất thiên nhiên, hóa dược là những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, nó cung cấp cho con người những hiểu biết về mặt hoá học, hoạt tính sinh học, giúp con người tìm ra những ứng dụng mới, nhất là trong lĩnh vực y học. Việc cô lập, xác định cấu trúc và hoạt tính sinh học là bước cần thiết cho việc tìm ra những ứng dụng mới của các loài thực vật. C ho đến nay, nhiều loài thực vật đã được nghiên cứu và sử dụng rất nhiều trong đời sống hằng ngày. Trong đó, cây chè đắng Cao Bằng đã và đang được sử dụng ngày một phổ biến như một loại trà vừa làm thuốc, vừa giúp thanh nhiệt, giải độc, điều hoà huyết áp Hiện nay, cây chè đắng Cao Bằng là cây có giá trị kinh tế cao của tỉnh Cao Bằng. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về th ành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cây chè đắng chưa có nhiều. Với tầm quan trọng như trên, nội dung nghiên cứu của luận văn này nhằm góp phần khảo sát cấu trúc hóa học một số hợp chất và tinh dầu chiết từ lá chè đắng, cũng như thử nghiệm một số hoạt tính sinh học của một số cao trích từ lá chè đắng Cao Bằng (Ilex kaushue S. Y. Hu) thuộc họ Aquifoliaceae. 5 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về họ Aquifoliaceae [4], [34] Họ Aquifoliaceae thuộc bộ Aquifoliaes còn gọi là họ Nhựa ruồi hay họ Trâm Bùi. Đặc điểm thực vật: Lá thường có răng cưa, mọc vòng có thể có bướu li ti phía mặt sau phiến lá; các lá nhỏ màu hơi đen. Cụm hoa dạng xim thường mọc dưới tán. Quả có cuống, hình cầu, chỏm quả là núm nhụy màu đen, bên trong quả chứa một vài hạch [4] . Trước đây, họ Aquifoliaceae được chia thành hai chi là Nemopanthus và chi Ilex. Chi Nemopanthus chỉ có một loài là Nemopanthus mucronatus [34] (Hình 1.1); trong khi đó chi Ilex có tới khoảng 600 loài. Hiện nay, theo kết quả phân tích phân tử, chi Nemopanthus được xát nhập vào chi Ilex với tên gọi chung là Ilex mucronata [4] . 1.2. Giới thiệu về chi Ilex 1.2.1. Đặc điểm thực vật của chi Ilex [4] Cây gỗ. Lá có răng cưa hay nguyên. Hoa đơn tính, nhỏ, có màu trắng, vàng hay lục mọc ở nách lá. Quả hình cầu. Chi Ilex phân bố toàn cầu, nhưng chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và ôn đới của châu Á và châu Mỹ. Ở Việt Nam chi Ilex có khoảng 40 loài [35], [36], [37] (Hình 1.2) như: Ilex cymosa Blume, Ilex ficoidea Forbes et Hemsl, Ilex godajam ex Wall, Ilex kaushue S.Y.Hu, Ilex macrocarpa Oliv, Ilex micrococca Maxim, Ilex rotunda Thumb, Ilex viridis Champ, Ilex wallichi Hook. f… 1.2.2. Những nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Ilex trên thế giới Những nghiên cứu về chi Ilex đã được tiến hành từ lâu, nhiều nhóm hợp chất mới đã được tìm thấy. 6 Hình 1.1: Loài Nemopanthus mucronatus Hình 1.2: Một số loài thuộc chi Ilex 1.2.2.1. Nghiên cứu thành phần tinh dầu của chi Ilex trên thế giới Năm 2002, Yang Xiao-Sheng [33] và các cộng sự phân tích thành phần hoá học của tinh dầu cây Ilex Kudincha C. J. Tseng thu hái ở Trung Quốc; bằng phương pháp ngâm dầm lá tươi trong dung môi ethanol, đuổi dung môi thu được cao ethanol; sau đó đem lôi cuốn hơi nước cao ethanol thu được tinh dầu. Kết quả phân tích thành phần tinh dầu bằng GC/MS đã nhận danh được tám mươi sáu hợp chất. Ilex rotunda I lex co r nuta Ilex vomitiria Ilex paraguariensis [...]... lửa: Chè đắng không kể liều lượng đem nấu nước, để nguội, dùng xoa 21 1.3.3 Một số nghiên cứu về cây chè đắng Cao Bằng, I kaushue S Y Hu ở Việt Nam Lương Thị Hồng Vân [9] và các cộng sự đã nghiên cứu quan dụng của dịch chiết lá cây chè đắng Cao Bằng đối với nhiễm sắc thể của chuột nhắt bị nhiễm độc 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) Dịch chiết này có khả năng làm giảm quan động khoảng 20 - 40 % của. .. Nhánh, lá, cây chè đắng Hình 1.4: Lá cy Hình 1.4: Lá chè đắng sau khi sấy khô dạng giống cây đinh và dạng cuộn Một số bài thuốc được dùng trong dân gian Chữa bệnh cảm nắng, sốt cao: Chè đắng 10 g, sắc nước uống Chữa bệnh viêm họng: Chè đắng 10 g và la hán quả 6 g, sắc nước uống Chữa bệnh lỵ, viêm dạ dày cấp: Chè đắng 10 g và phượng vĩ thảo 30 g, sắc nước uống Chữa bệnh đầu váng hoa mắt: Chè đắng 10 g và... Lá chè đắng tươi - Xay, trích Soxhlet với n-hexane - Cô quay, thu hồi dung môi Cao n-hexane - Lôi cuốn hơi nước Tinh dầu lá chè đắng thô - Lắc với n-hexane - Làm khan bằng Na2SO4 - Cô quay, thu hồi dung môi Tinh dầu chè đắng Sơ đồ 2.1: Quy trình trích ly tinh dầu lá chè đắng 2.3 Điều chế các cao thô ∗ Điều chế cao thô ethanol (ILND-Ethanol) bằng phương pháp ngâm dầm ở nhiệt độ phòng Cho 500 g bột lá. .. Học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh đã cô lập từ lá chè đắng được các hợp chất kudinosid A (16), kudinosid C (18), kudinosid D (19), kudinosid E (20) và kudinosid G (23) Năm 2008, Trương Thị Huỳnh Hoa, Nguyễn Đức Hoán, Chu Phạm Ngọc Sơn, Poul Erik Hansen nghiên cứu trên cao ethanol của lá chè đắng Cao Bằng, trích bằng 22 phương pháp ngâm dầm ở nhiệt độ phòng, được các hợp chất methyl 3βhydroxylup-20(29)-en-24-oate... được sử dụng ở bước sóng 254 và 365 nm 2.2 Trích ly và khảo sát thành phần tinh dầu lá chè đắng Cân 300 g lá chè đắng tươi, rửa sạch, để ráo nước sau đó xay nhuyễn Lá xay được đem trích Soxhlet với 1 lít n-hexane trong 8 giờ, cô quay thu được cao nhexane Cao n-hexane được đem lôi cuốn hơi nước (1 lít) trong 6 giờ thu được tinh dầu chè đắng thô Chiết tinh dầu thô với n-hexane (20 ml x 3 lần), làm khan... TMS là chất nội chuẩn) của Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Hà Nội - Phổ hồng ngoại (IR) được ghi với viên ép KBr trên quang phổ kế hồng ngoại FT-IR Impact - 410 của Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Hà Nội và máy Bruker của trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh - Phổ LC/MS được ghi trên máy LC/MSD bẫy ion của Agilent của Viện Hoá học - Viện Khoa học và... hồi dung môi Cao petroleum ether Bã chè (ILSO-Eter) - Trích Soxhlet với CHCl3 - Cô quay, thu hồi dung môi Cao CHCl3 Bã chè (ILSO-CHCl3) - Trích Soxhlet với MeOH - Cô quay, thu hồi dung môi Cao MeOH Bã chè (ILSO-MeOH) Sơ đồ 2.3: Quy trình điều chế các cao thô từ lá cây chè đắng bằng phương pháp trích Soxhlet 27 2.4 Thử các hoạt tính sinh học trên các cao thô Các mẫu cao: ethanol (ILND-Ethanol); petroleum... đầu Các nhà khoa học Trung Quốc còn phát hiện cao methanol của lá cây Ilex kudincha chứa các chất (45), (48), (49) có tác dụng ức chế enzym ACAT (Acyl CoA Cholesteryl Acyl Transferase) [22] nên được dùng làm thuốc trị xơ vữa động mạch và bệnh béo phì Các hợp chất này có khả năng ức chế enzym ACAT cao hơn so với các hợp chất polyacetylen chiết xuất từ cây Panax ginseng Các nhà khoa học Argentina, G...7 Trong đó, chủ yếu là các methyl và ethyl ester acid béo như ethyl hexadecanoate, methyl hexadecanoate, một số chất khác như ester ethyl benzoate và eugenol (Bảng 1.1) Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong tinh dầu lá cây Ilex kudincha C J Tseng S T T Hợp chất S T T Hợp chất S T T Hợp chất 1 Z-3-Hexen-1-ol 30 Benzothiazole 59 Heptadecane 2 Ethylbenzene 31 Cis-Myrtanol 60 Methyl tetradecanoate 3... G R Schinella [17] và các cộng sự khảo sát cho thấy dịch nước chiết từ cây I paraguariensis St Hil, có quan dụng lợi tiểu, gây kích thích nhẹ Những thử nghiệm in vivo trên chuột cho thấy dịch nước chiết còn có tác dụng rất tốt trong việc bắt gốc tự do anion superoxid (IC50 = 15μg/mL) giúp cơ thể chống lại quá trình oxi hoá 1.3 Cây chè đắng Cao Bằng (Ilex kaushue S Y Hu) 1.3.1 Đặc điểm thực vật và phân . Hình 3.5: Một số tương quan COSY của hợp chất HO3 5 51 Hình 3.6: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILC4443 54 Hình 3.7: Một số tương quan COSY của hợp chất ILC4443 54 Hình 3.8: Một số tương. HMBC của hợp chất ILC54321 58 Hình 3.9: Một số tương quan COSY của hợp chất ILC54321 58 Hình 3.10: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILM53421 62 Hình 3.11: Một số tương quan COSY của hợp. 3.12: Một số tương quan ROESY của hợp chất ILM53421 63 Hình 3.13: Một số tương quan HMBC của hợp chất ILM53422 68 Hình 3.14: Một số tương quan COSY của hợp chất ILM53422 68 Hình 3.15: Một số