nghiên cứu tinh sạch và xác định cấu trúc các ancaloit trong củ cây bách bộ thân leo (stemona tuberosa) ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI  PHẠM VĂN CÔNG NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC ANCALOIT TRONG CỦ CÂY BÁCH BỘ THÂN LEO (STEMONA TUBEROSA) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa học Hữu cơ Mã số: 60.44.01.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐẶNG NGỌC QUANG HÀ NỘI - 2014 2 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Đặng Ngọc Quang – người đã dành nhiều thời gian quý báu tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành luận văn này. Qua đây, em xin cảm ơn các thầy, cô trong tổ bộ môn Hóa hữu cơ và các thầy cô trong khoa Hóa học – trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để em có thể củng cố và bồi dưỡng kiến thức chuyên môn một cách tốt nhất. Em cũng xin cảm ơn đến Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Tây Bắc, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh - Hóa và các anh, chị, bạn bè đồng nghiệp ở Khoa Sinh – Hóa, trường Đại học Tây Bắc đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn của mình. Cuối cùng, em xin cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã ủng hộ, động viên để em hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 08 tháng 10 năm 2014 Học viên K22 Phạm Văn Công 3 MỤC LỤC 4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN  Kí hiệu các phƣơng pháp sắc kí  TLC: Thin Layer Chromatography (sắc kí lớp mỏng)  CC: Columm Chromatography (sắc kí cột)  Kí hiệu các phƣơng pháp phổ  NMR: Nuclear Magnetic Resonance Spectrum (cộng hưởng từ hạt nhân)  1 HNMR: Phổ cộng hưởng từ proton  13 CNMR: Phổ cộng hưởng từ 13 C  HSQC: Phổ hai chiều, tương tác trực tiếp C – H  HMBC: Phổ hai chiều, tương tác gián tiếp C – H 5 LỜI MỞ ĐẦU Khoa học kĩ thuật càng phát triển, đời sống con người ngày càng được cải thiện. Tuy nhiên sự phát triển quá nóng đã dẫn đến sự ô nhiễm môi trường; nhiều chứng bệnh nan y mới phát sinh, nhiều loài vi khuẩn mới, nhờn thuốc xuất hiện nguy cơ gây ra những đại dịch đe dọa toàn cầu. Các dược phẩm chữa trị bệnh nan y hiện nay còn rất hạn chế về chủng loại, giá thành cao và thường có các tác động phụ không mong muốn, gây tổn hại cho các tế bào lành Điều này thôi thúc các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu tìm ra các dược phẩm mới, hiệu quả hơn, an toàn hơn, trong đó ưu tiên nghiên cứu các hoạt chất từ tự nhiên. Cây bách bộ (Stemona) là một trong những loại cây thuốc quý được sử dụng để chữa rất nhiều các bệnh trong dân gian như ho, các bệnh về da … [1]. Với những tác dụng như vậy, cây bách bộ ở Việt Nam đã được các nhà khoa học tìm hiểu và nghiên cứu từ rất lâu và đã tìm ra được rất nhiều các hợp chất có tính chất quý báu, đặc biệt là các ancaloit [4]. Cây bách bộ là một loài cây thuốc quí, thuộc loại cây bụi, mọc hoang ở các vùng đồng bằng Nam Bộ Việt Nam, Tây Nguyên, Đông Bắc Thái Lan. Theo kinh nghiệm dân gian ở Nam Bộ và Tây Nguyên, người ta đã sử dụng phần củ của cây bách bộ để làm thuốc chữa nhiều loại bệnh có hiệu quả như: các bệnh về da, ung thư gan … Ngoài ra, củ bách bộ còn có khả năng làm thuốc diệt sâu bọ, mối mọt… Việc nghiên cứu về cây bách bộ ở Tây Nguyên còn rất hạn chế: phần lớn chỉ dừng ở mức nghiên cứu phân loài thực vật mà thôi; chưa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của cây bách bộ Tây Nguyên. Vì những lý do trên đây, trong khuôn khổ luận văn Thạc sỹ Hóa học này, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tinh sạch và xác định cấu trúc các ancaloit trong củ cây bách bộ thân leo (Stemona tuberosa) ở Việt Nam.” 6 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Cây Bách Bộ và công dụng 1.1.1. Họ Bách Bộ Họ Bách bộ (Stemonaceae) thuộc bộ Dứa dại (Pandanales), lớp thực vật một lá mầm (Monocosts) ngành hạt kín (Angiosperms). Bách bộ được chia thành bốn chi là Croomia Torr, Stemona Lour, Stichoneuron Hook. F và Pentastemona Steenis. Trong đó, chi Pentastemona đang còn tranh cãi, nó có thể thuộc họ Bách bộ hoặc có thể trở thành một họ riêng. Bảng 1.1: Bảng phân loài chi Croomia WCSP (Word Checklist of Selected Plant family) đến ngày 1/1/2011 1. Croomia heterosepala (Baker) Okuyama 2. Croomia japonica Miq 3. Croomia pauciflora (Nutt.) Torr Bảng 1.2: Bảng phân loài chi Stemona Lour theo WCSP (Word Checklist of Selected Plant family) đến ngày 1/1/2011. 1. Stemona angusta I.R.H.Telford 2. Stemona aphylla Craib 3. Stemona australiana (Benth.)C.H.Wright 4. Stemona burkillii Prain 5. Stemona cochinchinensis Gagnep. 6. Stemona collinsiaeCraib 7. Stemona curtisii Hook.f. 8. Stemona griffithianaKurz 9. Stemona hutanguriana Chuakul 10.Stemona japonica(Blume) Miq. 7 11. Stemona javanica (Kunth) Engl 12. Stemona kerrii Prain 13. Stemona kurzii Prain 14. Stemona lucida (R.Br.) Duyfjes 15. Stemona mairei (H.Lév.) K.Krause 16. Stemona parviflora C.H.Wright 17. Stemona phyllantha Gagnep 18. Stemona pierrei Gagnep 19. Stemona prostrata I.R.H.Telford 20.Stemona sessilifolia (Miq.) Miq. 21. Stemona squamigera Gagnep 22. Stemona tuberosa Lour. 23. Stemona tuberosa var. moluccana (Blume) ined. 24. Stemona tuberosa var. tuberosa Bảng 1.3: Bảng phân loài chi Stichoneuron Hook. F theo WCSP (Word Checklist of Selected Plant family) đến ngày 1/1/2011 1. Stichoneuron caudatum Ridl. 2. Stichoneuron membranaceum Hook.f. Bảng 1.4: Bảng phân loài chi Pentastemona theo WCSP (Word Checklist of Selected Plant family) đến ngày 1/1/2011. 1. Pentastemona egregia (Schott) Steenis 2. Pentastemona sumatrana Steenis Ở Việt Nam, số lượng loài Bách bộ được tìm thấy là 6 loài [5]. Đó là Stemona cochinchinensis Gagnep (Bách bộ Nam Bộ), Stemona collinsiae Craib 8 (Bách bộ hoa tím), Stemona pierrei Gagnep (Bách bộ lá nhỏ), Stemona phyllantha Gagnep (Bách bộ hoa trên lá), Stemona saxorum Gagnep (Bách bộ đứng, Bách bộ đá), Stemona tuberosa Lour (Bách bộ, Bách bộ củ, Dây ba mươi). 1.1.2. Mô tả [1,3,5] 1.1.2.1. Stemona pierrei Gagnep (Bách bộ lá nhỏ) Cây có dạng lá nhỏ quấn, dài 1,5m, lóng có khía. Lá có phiến, mọc đối, láng, có 7 gân chính, lồi ở mặt dưới, gân tam cấp thành sọc ngang mảnh. Hoa chùm 2-3 bông, màu đỏ đậm, có 4 tiểu nhụy, nang dài 1,5 cm, 1 hột, mầu nâu, dài 13 mm có sọc. 1.1.2.2. Một số loài Bách bộ (Stemona) khác Stemona cochinchinensis Gagnep (Bách bộ Nam Bộ): thân đứng, cao 10-30 cm; lá có phiến, mọc so le, hình tim dài 4-5 cm, có 9 gân chính; cuống dài 4-5 cm, mảnh; hoa nhỏ từ 2-3 bông, 2 cánh, cao 8 mm, 4 tiểu nhụy, có 2 noãn sào hình chùy, cao 4 mm. Stemona collinsiae Craib (Bách bộ hoa tím): thân đứng, phân nhánh, sau leo, có cạnh khía, màu đỏ; lá mọc so le, lá phía dưới hình vảy, lá phía trên hình tim dài; gân chính: 9-13, màu đỏ; hoa nhỏ thường đơn độc. Stemona tuberosa Lour: dây leo, cuốn, dài 6-8 cm; lá mọc đối hoặc so le, có cuống dài, gốc hình tim, đầu thuôn nhọn, có 7-13 gân chính hình cung; hoa mọc ở kẽ lá; 1-2 bông màu vàng lục; quả nang hình trứng thuôn, có 5-8 hạt. 9 (I) (II) (III) (IV) Hình I.1: Một số loài Bách bộ ở Việt Nam (I): Stemona tuberosa; (II): Stemonacochinchinensis; (III): Stemonapierrei; (IV): Stemona collinsae. 10 1.1.3. Phân bố [2] Bách bộ là loài cây mọc ở nơi có nhiều mùn trên nương rẫy, ven rừng, chân núi đá, hốc đá, khe núi, trong thung lũng, ven suối, trảng cây bụi. Bách bộ phân bố trên khắp dải đất nước Việt Nam. Đối với Stemona pierrei Lour chủ yếu thấy ở Đồng Nai (Biên Hòa), Bà Rịa – Vũng Tàu (Côn Đảo), TP. Hồ Chí Minh. Trên thế giới, cây bách bộ cũng phân bố ở các nước khác như: Ấn Độ, Malaysia, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc 1.1.4. Thu hái và sơ chế [5] Bách bộ ưa khí hậu ôn hòa, ưa bóng khi còn nhỏ, thích đất pha cát, nhiều mùn, ẩm mát. Mỗi năm thu hái vài ba lần vào thời kì sinh trưởng mạnh (tháng 3-8). Theo Dược điển Việt Nam II (Tập 2), đào rễ khi trời khô ráo, rửa sạch đất cát, cắt bỏ hai đầu, đem đồ vừa chín hoặc nhúng nước sôi. Rễ nhỏ để nguyên, rễ to có thể bổ đôi, rồi phơi nắng hoặc sấy ở nhiệt độ 50-60 0 C. Theo cuốn Phương pháp bào chế Đông dược, sau khi rửa sạch, ủ mềm, rút bỏ lõi, thái mỏng, phơi khô (dùng sống). Tẩm mật một đêm rồi sao vàng (dùng chín). 1.1.5. Công dụng Theo y học cổ truyền, bách bộ có vị đắng ngọt, tính hơi ôn. Thuốc có khả năng trị ho do hư lao, thường dùng trong trị lao phổi, khí quản viêm mãn tính, ho gà, giun đũa, giun kim (theo Lâm Sàng Thường Dụng Trung Dược Thủ Sách) và nhuận phế, chỉ khái, sát trùng (theo Trung Quốc Dược Học Đại Từ Điển).  Một số đơn thuốc kinh nghiệm của cây Bách Bộ - Trị ho dữ dội: dùng rễ bách bộ, gừng sống, giã lấy nước, 2 vị bằng nhau, sắc uống 2 chén [Trữu Hậu phương]. [...]... sánh, các tác giả đã khẳng định mối quan hệ gần gũi giữa 2 chi Stemona và Croomine [21] Năm 2007, các nhà khoa học Úc đã nghiên cứu thành phần của các loại bách bộ từ các vùng miền khác nhau để cố gắng đưa ra sự phân loại bách bộ theo thành phần hóa học của chúng [13] Ở Việt Nam, lần đầu tiên thành phần hóa học của cây bách bộ đã được TS.Vũ Ngọc Kim nghiên cứu vào năm 1996 [4] Tác giả đã sơ bộ nghiên cứu. .. chiết ancaloit tổng của rễ, thân, lá của ba loài S tuberosa, S saxorum, S peirrei và đã chiết tách, xác định cấu trúc của ancaloit có công thức cấu tạo là C22H33NO4 và đặt tên chất này là Tuberostemonin LG Trong những năm 2000, PGS,TS Phạm Hữu Điển và các cộng sự [2], [9-13] đã nghiên cứu thành phần hóa học của 4 loài Bách Bộ của Việt Nam: S tuberosa, S collinsae, S saxorum và S cochinchinensis và đã... Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Củ cây bách bộ thân leo Stemona tuberosa thu hái ở Tây Nguyên vào tháng 10 -2013 Mẫu do TS Đỗ Hữu Thư, Viện Sinh thái tài nguyên và Môi trường, VAST xác định tên khoa học 2.1.2 Nội dung nghiên cứu - Tiến hành ngâm chiết củ bách bộ theo hướng chiết ancaloit - Phân lập một số cấu tử từ cao chiết ancaloit tổng bằng các phương pháp sắc... [24], cấu trúc khung cơ bản của ancaloit trong chi Stemona là perhydroazaazulen 2 1 3 9a N 9 5 8 6 7 Khung này có thể nối với α-metyl-γ-lacton ở vị trí C3 và dẫn xuất vòng isooctan ở các vị trí C1, C9a và C8 theo các hướng khác nhau Các ancaloit từ bách bộ có thể chia thành 5 kiểu cấu trúc như sau [24]: O O N N O II I O N O O O N O N III IV O N O V Hình 2: Sơ đồ 5 kiểu cấu trúc cơ bản của ancaloit từ bách. .. củ, sắc uống [Sổ Tay Lâm Sàng Trung Dược] - Trị ho gà: Bách bộ 1220g, sắc uống với đường cát [Sổ Tay Lâm Sàng Trung Dược] Ngoài tác dụng trị ho, cây bách bộ còn được sử dụng để trị côn trùng, trị giun và một số bệnh khác như bệnh vàng da, mề đay Cây bách bộ còn được sử dụng trong thú y dùng để chữa ghẻ lở cho trâu, bò, lợn, chó bằng cách giã củ bách bộ tươi lấy nước tắm 1.2 Thành phần hóa học của bách. .. nhóm nghiên cứu của Brigitte Brem tìm ra 4 hợp chất dehydrotocopherol trong rễ cây của các loại bách bộ khác nhau và chúng đều có khả năng chống oxy hóa thử nghiệm với các gốc tự do DPPH [9] HO O (58) Gần đây, V Khamko có công bố về việc phát hiện 4 stilbenoit mới từ củ bách bộ thân leo thu ở Lào, có khả năng ức chế sự phát triển của 4 dòng tế bào ung thư là ung thư biểu mô, ung thư gan, ung thư phổi và. .. phần hóa học của bách bộ 1.2.1 Các ancaloit Có thể nói rằng nói đến bách bộ là người ta nói đến các hợp chất ancaloit, do vậy, nghiên cứu về bách bộ không thể tách khỏi việc nghiên cứu đến các hợp chất này Rễ bách bộ chứa nhiều ancaloit: stemonin, tuberostemonin, stemotinin… Đáng chú ý nhất là 2 chất mang tên stemonin: một chất có 17C do Suzuki chiết xuất, một chất 22C do Lobstein và Grumbach năm 1932... và Grumbach năm 1932 Chất này được Phạm Thanh Kỳ và cộng sự (1993) xác định là tuberostemonin L – G Việc nghiên cứu về thành phần hóa học của cây bách bộ đối với chi Stemona được bắt đầu tiến hành vào năm 1911 tại trường Đại học Berlin Furuya đã nghiên cứu chiết xuất ancaloit trong rễ cây S sessilifolia Miquel và đến năm 1914, ông đã chiết được một ancaloit đầu tiên, đặt tên là Hodorin có công thức... nhồi silica gel - Xác định cấu trúc của một số cấu tử tách được bằng phương pháp vật lý hiện đại như 1D NMR và 2D NMR 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu hái và xử lý lí mẫu - Phương pháp ngâm chiết để thu cặn chiết - Phương pháp sắc kí bản mỏng, sắc kí cột để nhận dạng định tính và tách chất - Phương pháp phổ IR, 1 H-NMR, 13 C-NMR, HSQC, HMBC, để nghiên cứu cấu trúc phân tử các chất tách được... khô rồi đem đo phổ (1H NMR, 13 C NMR, HSQC, HMBC) bằng các thiết bị đã nêu ở mục 2.2.1, sau đó phân tích số liệu, so sánh với các tài liệu tham khảo để xác định cấu trúc của hợp chất 32 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thu nhận cao chiết Củ cây bách bộ thân leo Stemona tuberosa được thu hái ở Tây Nguyên, sau đó được thái nhỏ, phơi khô và ngâm chiết trong dung môi MeOH: H2O (4/1) Cất loại dung môi thu . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI  PHẠM VĂN CÔNG NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC ANCALOIT TRONG CỦ CÂY BÁCH BỘ THÂN LEO (STEMONA TUBEROSA). của cây bách bộ Tây Nguyên. Vì những lý do trên đây, trong khuôn khổ luận văn Thạc sỹ Hóa học này, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu tinh sạch và xác định cấu trúc các ancaloit trong củ cây. ancaloit trong củ cây bách bộ thân leo (Stemona tuberosa) ở Việt Nam. ” 6 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Cây Bách Bộ và công dụng 1.1.1. Họ Bách Bộ Họ Bách bộ (Stemonaceae) thuộc bộ Dứa dại (Pandanales),