Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ quả cây lãnh công (fissistigma oldhami (hemsl ) merr ) ở nghệ an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VIẾT LUẬN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ QUẢ CÂY LÃNH CÔNG (FISSISTIGMA OLDHAMI ( HEMSL.) MERR.) Ở NGHỆ AN Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC Vinh - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ QUẢ CÂY LÃNH CÔNG ( FISSISTIGMA OLDHAMI ( HEMSL.) MERR.) Ở NGHỆ AN Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC Người hướng dẫn: PGS.TS. Hoàng Văn Lựu Học viên:Nguyễn Viết Luận Vinh - 2014 3 LỜI CẢM ƠN Luận văn được thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên đề hóa hữu cơ khoa hóa, trung tâm kiểm định chất lượng an toàn thực phẩm và môi trường, trường Đại học Vinh, viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Hoàng Văn Lựu, Trường Đại học Vinh đã giao đề tài tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Trần Đình Thắng – Phó trưởng khoa Hóa học; TS Lê Đức Giang– Phó trưởng khoa Hóa học - Trường Đại học Vinh đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình cho tôi hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn TS. Đỗ Ngọc Đài đã giúp đỡ tôi thu mẫu thực vật. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, cán bộ bộ môn hóa hữu cơ, khoa hóa học, các anh chị nghiên cứu sinh, học viên cao học, các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm chuyên đề hóa hữu cơ, cơ quan nơi công tác, gia đình và người thân đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 15 tháng 10 năm 2014 Học viên Nguyễn Viết Luận MỤC LỤC 4 Nội dung Trang 5 Lời cảm ơn 1 Mục lục 2 - 3 Danh mục các kí hiệu, chữ cái viết tắt 4 Danh sách bảng – Danh sách hình 5 Danh sách sơ đồ 6 Mở đầu 7 1. Lý do chọn đề tài 7 2. Nhiệm vụ nghiên cứu 8 3. Đối tượng nghiên cứu 8 Chương 1: Tổng quan 9 1.1. Họ Na (Annonaceae) 9 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố 9 1.1.2. Thành phần hóa học 9 1.1.2.1. Các hợp chất diterpenoit kauran 9 1.1.2.2. Các hợp chất lignan 13 1.1.2.3. Các hợp chất acetogenin 14 1.1.2.4. Các hợp chất styrylpyron 17 1.1.2.5. Các hợp chất flavonoit 18 1.1.2.6. Hợp chất benzoit 19 1.1.2.7. Các hợp chất steroit 20 1.1.2.8. Terpenoit (dạng non-kauran) 21 1.1.2.9. Các hợp chất alkaloit 22 1.1.3. Sử dụng và hoạt tính sinh học 23 1.2. Chi Fisistigma 24 1.2.1. Đặc điểm thực vật 24 1.2.2. Thành phần hóa học 24 1.3. Cây nghiên cứu 31 1.3.1. Đặc điểm thực vật 31 1.3.2. Thành phần hóa học 32 1.3.3. Sử dụng và hoạt tính sinh học 33 Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm 34 2.1. Phương pháp nghiên cứu 34 2.1.1. Phương pháp lấy mẫu 34 2.1.2. Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất 34 2.1.3. Phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 34 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 34 2.2.1. Hóa chất 35 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị 35 2.3. Nghiên cứu các hợp chất từ quả cây lãnh công 35 2.3.1. Phân lập các hợp chất 35 2.3.2. Một số dữ kiện về phổ tử ngoại, phổ khối lượng và phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các hợp chất đã phân lập. 37 6 Chương 3: Kết quả và thảo luận. 37 3.1. Phân lập 37 3.2. Xác định cấu trúc hợp chất A 37 3.2.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H – NMR 37 3.2.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C – NMR 39 3.3. Xác định cấu trúc hợp chất B 50 3.3.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H – NMR 50 3.2.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C – NMR 51 Kết luận 60 Tài liệu tham khảo 61 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT. CC: Column Chromatography (Sắc ký cột) FC: Flash Chromatography (Sắc ký cột nhanh) TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc ký lớp mỏng) IR: Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MS: Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng) EI-MS: Electron Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng va chạm electron) ESI-MS: Electron Spray Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng phun mù electron) 1 H-NMR: Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR: Carbon Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon – 13) DEPT: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer. 7 HSQC: Heteronuclear Single Quantum Correlation HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Correlation COSY: Correlation Spectroscopy s: singlet br s: singlet tù t: triplet d: dublet dd: dublet của duplet dt: dublet của triplet m: multiplet TMS: Tetramethylsilan DMSO: DiMethylSulfoxide. Đ.n.c: Điểm nóng chảy DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1.1: Các hợp chất diterpenoit kauran 11-12 Bảng 1.2: Các hợp chất acetogenin 16-17 Bảng 3.1: Số liệu phổ 13 C-NMR của hợp chất A 49 Bảng 3.2: Số liệu phổ 13 C-NMR của hợp chất B 59 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1: Ảnh quả cây lãnh công (Fissistigma oldhami (Hemsl.) Merr.) 32 Hình 3.1: Phổ 1 H-NMR của hợp chất A 38 Hình 3.2: Phổ 1 H-NMR của hợp chất A (phổ dãn) 39 Hình 3.3: Phổ 13 C-NMR của hợp chất A 40 Hình 3.4: Phổ 13 C-NMR của hợp chất A (dãn) 41 Hình 3.5: Phổ DEPT của hợp chất A 41 Hình 3.6: Phổ DEPT của hợp chất A (dãn) 42 Hình 3.7: Phổ HMBC của hợp chất A 42 Hình 3.8: Phổ HMBC của hợp chất A (dãn) 43 Hình 3.9: Phổ HMBC của hợp chất A (dãn) 44 Hình 3.10: Phổ HMBC của hợp chất A (dãn) 45 Hình 3.11: Phổ HSQC của hợp chất A 46 Hình 3.12a: Phổ HSQC của hợp chất A (dãn) 47 8 Hình 3.12b: Phổ HSQC của hợp chất A (dãn) 48 Hình 3.13: Phổ 1 H-NMR của hợp chất B 50 Hình 3.14: Phổ 1 H-NMR của hợp chất B (dãn) 51 Hình 3.15: Phổ 13 C-NMR của hợp chất B 52 Hình 3.16: Phổ 13 C-NMR của hợp chất B (dãn) 52 Hình 3.17: Phổ DEPT của hợp chất B 53 Hình 3.18: Phổ DEPT của hợp chất B (dãn) 53 Hình 3.19: Phổ HMBC của hợp chất B 54 Hình 3.20: Phổ HMBC của hợp chất B (dãn) 55 Hình 3.21: Phổ HMBC của hợp chất B (dãn) 56 Hình 3.22: Phổ HSQC của hợp chất B 57 Hình 3.23: Phổ HSQC của hợp chất B (dãn) 58 DANH SÁCH SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1: Phân lập hợp chất trong quả cây lãnh công (Fissistigma oldhami (hemsl.) Merr.) 36 MỞ ĐẦU 9 1.Lí do chọn đề tài Trong nhiều năm gần đây các phương tiện thông tin đại chúng đã cảnh báo nhiều mối nguy hại đến sức khỏe con người như: ô nhiễm môi trường, thực phẩm không an toàn, đại dịch cúm H5N1, H1N1, có nhiều bệnh nguy hiểm như bệnh ung thư, HIV, Vì thế, vấn đề kháng thuốc của các loại vi khuẩn, vi rút đang là một thách thức lớn với con người. Để phòng ngừa và chữa trị các loại bệnh nguy hiểm này, con người luôn cần những biệt dược mới có khả năng điều trị hiệu quả và tránh được sự kháng thuốc, xu hướng tìm kiếm các hoạt chất từ các loài thực vật có tác dụng chữa bệnh ngày một tăng. Thu hút các nhà khoa học không ngừng tìm tòi, nghiên cứu để tìm ra những hoạt chất mới từ nguồn thực vật để phục vụ cuộc sống con người trong các lĩnh vực: dược học, dược phẩm, hương liệu, mỹ phẩm, Việt Nam nằm ở vùng Đông Nam Á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, hệ thực vật đa dạng và phong phú. Theo thống kê gần đây hệ thực vật Việt Nam có trên 10.000 loài [1], trong đó có khoảng 3.200 loài cây [3], [7] được sử dụng trong y học dân tộc và 600 loài cây cho tinh dầu [5]. Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quí báu của đất nước có tác dụng lớn đối với đời sống và sức khỏe của con người. Họ Na (Annonaceae) là họ lớn nhất của bộ Mộc lan (Magnoliales), có ý nghĩa về nhiều mặt như lấy gỗ, làm thực phẩm, đặc biệt có giá trị làm thuốc rất lớn. Nhiều loài cây trong họ Na được dùng để chữa các nhóm bệnh khác nhau như cảm cúm, thấp khớp, bệnh ngoài da, gan…Ở Việt Nam họ Na (Annonaceae) là một họ lớn có khoảng 207 loài thuộc 29 chi phân bố ở khắp các tỉnh trong cả nước [2]. Chi Lãnh công (Fissistigma Griff.) là một chi lớn của họ Na (Annonaceae), có khoảng 80 loài, phân bố nhiều ở các nước nhiệt đới Châu Á, Úc, Châu Phi [4]. Các loài trong chi Lãnh công (Fissistigma) là nguồn nguyên liệu để tách chiết các ankaloit có hoạt tính sinh học cao có khả năng diệt khuẩn, chống ung thư Hầu hết các loài thuộc chi Lãnh công 10 (Fissistigma) đều có chứa tinh dầu hoặc hương thơm, song hàm lượng và thành phần hóa học của tinh dầu ở mỗi loài thường khác nhau [5]. Mặc dù các cây họ Na (Annonaceae) có giá trị kinh tế rất cao cũng như có hoạt tính sinh học quý được sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc nghiên cứu về thành phần hóa học của nó vẫn chưa được tiến hành nhiều ở Việt Nam. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ quả cây Lãnh công (Fissistigma oldhamii (Hemsl.) Merr.) ở Nghệ An” từ đó góp phần xác định thành phần hóa học của các hợp chất và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành hóa dược. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chiết lọc các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ quả cây lãnh công (Fissistigma oldham (Hemsl.) Merr.). - Sử dụng các phương pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn để phân lập các hợp chất. - Sử dụng các phương pháp phổ để xác định cấu trúc các hợp chất thu được từ quả cây lãnh công. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết quả cây lãnh công (Fissistigma oldham (Hemsl.) Merr.) thuộc họ Na ở Nghệ An. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Họ Na (Annonaceae) 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố [...]... phổ biến ở miền Bắc Việt Nam Từ lá và cành cây này đã phân lập được 1 eudesman glycosit mới có tên là fissispallin (16 4) và một hợp chất đã biết là afzelin (16 5) [19] H O O O CH2OH OH OH C O (16 4) Từ lá cây Fissistigma chloroneurum (Hand-Mazz) Tsiang đã phân lập được các hợp chất axit octadecanoic (16 6), geranylfarnesol (16 7), và stigmast5-ene-3-ol (16 8) [19] 28 COOH H3C (16 6) CH2OH (16 7) H H H H... OH (19 0) (19 1) OH OH CH2OH OHCH2 OH OH CH2OH OHCH2 OH OH (19 2) OH (19 3) Trong số 15 hợp chất đã phân lập được từ quả cây lãnh công lông mượt có 3 hợp chất mới có tên là: 1-oxo-4α,7α,11-eudesmanetriol; 1β,4α,7α,11eudesmanetetraol và 4-oxo-(1,3-dihydroxyprop-2-yl)-2-metyl-1,2,3,4tetrahydroxybutan [19] 1.3 Cây nghiên cứu Tên khoa học: Fissistigma oldhami (Hemsl. ) Merr Tên thông thường: Cây lãnh công Thuộc... I và velutinam; 2 stigmalactam mới như noraristolodion và norcepharadion B [20]; 1 morphinandienon ankaloit - N-methyl-2,3,6-trimethoxy morphinandien-7-on [12]; 4 ankaloit, xyclopin, fissistigma A, B, và C [29]; 1 morphinandienon ankaloit [31] đã được phân lập từ cây lãnh công (Fissistigma oldhami (Hemsl. ) Merr 34 Từ thân cây Lãnh công (Fissistigma oldhamii) các nhà khoa học đã tách được một furanon... cứu các hợp chất từ quả cây lãnh công 2.3.1 Phân lập các hợp chất Mẫu thực vật được thu hái vào thời điểm thích hợp trong năm Mẫu tươi sau khi lấy về được rửa sạch, để nơi thông thoáng hoặc sấy khô ở 40 0C Mẫu được xử lý tiếp bằng cách chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất dùng cho nghiên cứu Mẫu quả cây lãnh công oldham (Fissistigma oldhami (Hemsl. ) Merr .) được... (alkaloit) (14 4) CH3 O (14 5) R=H (14 6) R=OCH3 b Benzylisoquinolin Sáu hợp chất benzyltetrahydroisoquinolin (147-15 1) được tách ra từ họ Na (Annonaceae) Chúng bao gồm : reticulin (14 7) là một chất thường thấy của benzyltetrahydroisoquinolin, coclaurin (14 8) và N-methylcoclaurin (14 9) được tách từ A squamosa; ( +)- Orientalin A (15 0), annocherin A (15 1) và annocherin B (15 2) được tách từ thân cây A cherimola... 1 O OH (14 0) OH (14 1) 14 2 3 15 1 4 9 10 5 6 H OH 8 7 11 OR OR 13 12 (14 2) (14 3) R = rhamnose 1.1.2.9 Các hợp chất ankaloit Phần lớn các hợp chất ankaloit có dạng một ankaloit isoquinilin a Isoquinolin đơn giản Các kết quả tìm thấy một vài isoquinolin ở cây họ Na (Annonaceae) Trong đó chỉ có 3 isoquinolin đơn giản: doryphornin (14 4), cherianoin (14 5), thalifolin (14 6) được tách từ thân cây loài A cherimola... H H H H H HO HO H (16 8) (16 9) Từ dịch chiết n-hexan và etyl axetat của lá và cành cây F capitatum, 4 hợp chất đã được phân lập Chúng được xác định là taraxerol (16 9), 16hentriacontanon (17 0), α-acetylamino-phenylpropyl-α-benzoylamino- phenylpropanoat (patricabratin, 17 1) và kaempferol-3,7-di-α-L- rhamnopyranosit (17 2) [19] O (CH 2)1 3 (CH 2)1 3 CH3 H3C (17 0) 29 NHAc COO NH O (17 1) OH Rham-O CH3O A CH3O... -L-Rham Từ quả của cây lãnh công lông mượt (Fissistigma villosissimum Merr .) đã phân lập được 15 hợp chất [19] là: 1-oxo-4α,7α,11-eudesmanetriol (17 9), 1β,4α,7α,11-eudesmanetetraol (18 0), 4 - oxo- (1,3 - dihydroxyprop- 2- yl) -2,2,3- metyl-1,2,3,4-tetrahydroxybutan (18 1), 4(1 5) - eudesmene-1β-7-11triol (18 2), 1β,6α-dihydroxy-4(1 5)- eudesmene (18 3), 10α-hydroxycadin-4-en15-al (18 4), spathulenol (18 5), alloromadendran... squamosa * Chất mới 12 13 20 11 2 1 9 14 16 8 10 3 4 18 7 5 R3 R1 CH2OH R2 15 6 19 diterpenoit kauran (1-3 7) CH2OH (1 6) ent-kauran-15-en-17,19-diol A glabra 1.1.2.2 Các hợp chất lignan Có 9 chất ligman (38 – 4 7) của họ Na (Annonaceae) được Yang và các cộng sự ; Wu và các cộng sự công bố [23] Các ligman được tìm thấy ở loài A montana, A cherimola và R mucosa gồm: ( +)- Syringaresinol (3 8), ( +)- episyringaresinol... gồm: ( +)- Syringaresinol (3 8), ( +)- episyringaresinol (3 9), ( +)- diasyringaresinol (4 0) và liriodendrin (4 1) thu được từ loài A cherimola, ( -)- syringaresinol (4 2) được tách từ loài A montana và yangambin (4 3), magnolin (4 4), eudesmin (4 5), membrin (4 6) được tách từ R mucosa Trong số chúng, 38, 39, 40 và 42 là các chất đồng phân lập thể và 39, 40 là những chất mới 15 OCH3 6' O 4 2 H 2'' CH3O 1'' 3'' RO 6 . BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VIẾT LUẬN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ QUẢ CÂY LÃNH CÔNG (FISSISTIGMA OLDHAMI ( HEMSL .) MERR .) Ở NGHỆ AN Chuyên ngành:. để xác định cấu trúc các hợp chất thu được từ quả cây lãnh công. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết quả cây lãnh công (Fissistigma oldham (Hemsl. ) Merr .) thuộc họ Na ở. môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ quả cây lãnh công (Fissistigma oldham (Hemsl. ) Merr .). - Sử dụng các phương pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn để phân lập các hợp chất. - Sử