Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất triterpenoit từ nấm vân chi (trametes cubensis (mont ) sacc ) ở nghệ an

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN HIẾU TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRITERPENOIT TỪ NẤM VÂN CHI (TRAMETES CUBENSIS (MONT.) SACC.) Ở NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC VINH - 2014 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN HIẾU TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRITERPENOIT TỪ NẤM VÂN CHI (TRAMETES CUBENSIS (MONT.) SACC.) Ở NGHỆ AN Chuyên ngành: Hóa học Hữu cơ Mã số: 60.440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Đình Thắng VINH - 2014 VINH - 2014 3 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 1.Lí do chọn đề tài 1 2. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 3. Đối tượng nghiên cứu: 2 Chương 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Họ Polyporaceae 3 1.1.1. Giới thiệu 3 1.1.2. Các hợp chất triterpenoit thuộc họ Polyporaceae 4 1.2. Nấm vân chi (Trametes cubensis) 17 1.2.1. Mô tả 17 1.2.2. Thành phần hoá học vân chi (Trametes cubensis) 18 1.2.3. Hoạt tính và sử dụng 18 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 21 2.1. Phương pháp nghiên cứu 21 2.1.1. Phương pháp lấy mẫu 21 2.1.2. Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất21 2.1.3. Phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 21 2.2. Hoá chất, dụng cụ và thiết bị 22 2.2.1. Hoá chất 22 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị 22 2.3. Nghiên cứu các hợp chất 22 2.3.1. Phân lập các hợp chất 22 2.3.2. Một số dữ kiện về phổ tử ngoại, phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân của chất đã phân lập 24 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1. Phân lập các hợp chất 25 3.2. Xác định cấu trúc hợp chất A 25 3.3. Xác định cấu trúc hợp chất B 36 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 4 DANH MỤC , BẢNG Sơ đồ 2.1. Phân lập hợp chất trong quả thể nấm Trametes cubensis 23 Sơ đồ 2.2. Phân lập hợp chất từ cao etylaxetat của nấm vân chi 23 Bảng 3.1. Phổ 1 H-, 13 C-NMR và DEPT của hợp chất A 27 Bảng 3.2. Phổ 1 H-, 13 C-NMR và DEPT của hợp chất B……………………….37 5 DANH MỤC HÌNH Hình 1.3. Trametes cubensis 18 Hình 3.1. Phổ khối lượng của hợp chất A 29 Hình 3.2. Phổ 1 H-NMR của hợp chất A 29 Hình 3.3. Phổ 1 H-NMR của hợp chất A 30 Hình 3.4. Phổ 13 C-NMR và DEPT của hợp chất A 30 Hình 3.5. Phổ 13 C-NMR và DEPT của hợp chất A 31 Hình 3.6. Phổ HMBC của hợp chất A 31 Hình 3.7. Phổ HMBC của hợp chất A 32 Hình 3.8. Phổ HSQC của hợp chất A 32 Hình 3.9. Phổ HSQC của hợp chất A 33 Hình 3.10. Phổ NOESY của hợp chất A 33 Hình 3.11.Phổ NOESY của hợp chất A 34 Hình 3.12.Phổ NOESY của hợp chất A 34 Hình 3.13. Phổ COSY của hợp chất A 35 Hình 3.14. Phổ COSY của hợp chất A 35 Hình 3.15. Phổ khối lượng của hợp chất B 39 Hình 3.16.Phổ 1 H-NMR của hợp chất B 39 Hình 3.17. Phổ 1 H-NMR của hợp chất B 40 Hình 3.18. Phổ 13 C-NMR của hợp chất B 40 Hình 3.19. Phổ 13 C-NMR của hợp chất B 41 Hình 3.20 .Phổ HMBC của hợp chất B 41 Hình 3.21. Phổ HMBC của hợp chất B 42 Hình 3.22. Phổ HSQC của hợp chất B 42 Hình 3.23. Phổ HSQC của hợp chất B 43 Hình 3.24. Phổ NOESY của hợp chất B 43 Hình 3.25. Phổ NOESY của hợp chất B 44 Hình 3.26. Phổ COSY của hợp chất B 44 6 LỜI CẢM ƠN Luận văn được thực hiện tại các phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá hữu cơ – Khoa Hoá học, Trường Đại học Vinh, Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: PGS. TS. Trần Đình Thắng - Phó chủ nhiệm khoa Hoá học, 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 cũng xin chân thành cảm ơn TS. Lê Đức Giang, TS. Nguyễn Xuân Khoa Hoá - Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện thuận lợi, nhận xét và góp ý cho luận văn của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin được cảm ơn TS. Đỗ Ngọc Đài đã giúp thu mẫu nấm. PGS. TS. Ngô Anh (Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Huế) giúp định danh mẫu thực nấm, cùng anh chị em trong phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá hữu cơ đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình thực nghiệm. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, cán bộ bộ môn hoá Hữu cơ, khoa Hoá học, khoa Đào tạo Sau đại học, các bạn đồng nghiệp, học viên cao học, sinh viên, gia đình và người thân đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 01 tháng 10 năm 2014 Nguyễn Văn Hiếu 7 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CC : Column Chromatography (Sắc kí cột) FC : Flash Chromatography (Sắc ký cột nhanh) TLC : Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) IR : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MS : Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng) EI - MS : Electron Impact-Mass Spectroscopy(Phổ khối 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. HSQC : Heteronuclear Single Quantum Correlation HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Correlation COSY : Correlation Spectroscopy S : Singlet T : Triplet D : dublet Dd : dublet của duplet Dt : dublet của triplet M : Multiplet TMS : Tetramethylsilan DMSO : DiMethylSulfoxide Đ.n.c : Điểm nóng chảy 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Nấm phân bố trên thế giới và phát triển ở nhiều dạng, môi trường sống khác nhau. Đa phần sống trên cạn, nhưng một số loài lại được tìm thấy dưới nước. Trên thế giới ước tính, nấm có khoảng 1,5 triệu loài. Tuy nhiên chúng ta chỉ mới phát hiện và nghiên cứu được 7%. Gần đây, Schmit và Mueller đã ước tính có khoảng 712.285 loài nấm đã được phát hiện và nghiên cứu. Việt Nam ở vùng nhiệt đới với địa hình đa dạng, khí hậu phức tạp, hệ thực vật và nấm rất đa dạng. Theo tổng hợp từ các nguồn nguyên liệu của nhiều tác giả ở Việt Nam có khoảng 22.000 loài nấm. Ngoài những loại nấm của vùng ôn đới, chúng ta có thể gặp các loài nấm phân bố ở vùng ôn đới trong rừng của các vùng núi vừa và núi cao như Sapa - Phansipang, Tam Đảo – Vĩnh Phúc, Ba Vì – Hà Nội, Pù Mát – Nghệ An, Bạch Mã – Bình Trị Thiên, Đà Lạt - Lâm Đồng. Cụ thể như: Thelephora nigrescens Bres., Thelephora palmatae (Scop.) Fr., Flammulina velutipes (Curt.:Fr.) P.Karst., Gomphus floccosus (Schw.) Sing., Gomphus glutinosus (Pat.) Petersen, Tremella mesenterica Petz.: Fr., Cortinarius violaceus (L.: Fr.) Fr., Stropharia aeruginosa (Curtis: Fr.) Quel., Trametes versicolor (L.: Fr.) Pilat, Aleuria aurantia (Pers.: Fr.) Fuck. Đó là nguồn tài nguyên quý giá, không những được sử dụng làm thức ăn có thành phần dinh dưỡng cao, mà còn là nguồn dược liệu quý phục vụ cho sức khỏe và đời sống con người. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú này ở nước ta chưa được nghiên cứu một cách hoàn chỉnh. Chi Trametes có khoảng 50 loài nhưng có rất ít nghiên cứu về chúng. Chính vì vậy chúng tôi lựa chọn đề tài “Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất triterpenoit từ nấm vân chi (Trametes cubensis (Mont.) Sacc.) ở Nghệ An” nhằm góp phần phục vụ cho công tác điều tra cơ bản và định hướng sử dụng các hợp chất hoá học của chi Trametes vào thực tiễn cuộc sống. 2 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ nấm vân chi (Trametes cubensis). Sử dụng các phương pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn để phân lập các hợp chất Xác định cấu trúc các hợp chất từ nấm vân chi (Trametes cubensis) bằng các phương pháp phổ hiện đại. 3. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu là loài nấm vân chi (Trametes cubensis) thuộc chi Trametes được thu hái và lấy tại Nghệ An. 3 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Họ Polyporaceae 1.1.1. Giới thiệu Nấm được xem là sinh vật có kích thước lớn nhất hành tinh và cùng với giá trị to lớn của nó đối với đời sống con người mà từ xa xưa nấm đã được quan tâm nghiên cứu. Cách đây hơn 3000 năm người trung quốc đã biết dùng nấm làm thức ăn. Michelier là người đầu tiên đã chứng minh rằng nấm phát triển từ bào tử. Pasilot de Beauvois đã chứng minh nấm cũng có tổ chức, chúng có sợi, nở hoa (chín bào tử), phát sinh, phát triển và tiêu diệt. Thời kỳ này nấm học chưa phát triển. Tuy nhiên, vẫn có một số công trình được công bố, tiêu biểu như Linnaeus (1753) trong công trình về các loài thực vật “Species plantarum” đã đề cập đến nấm lỗ và sử dụng tên Boletus cho tất cả các nấm có bào thể dạng ống hay lỗ. Fries (1821) công bố công trình hệ thống nấm “Systema Mycologicum” trong đó công bố hai chi nấm lỗ là Polyporus và Deadalea, tiếp theo (1838) ông giới thiệu tiếp các chi: Cyclomyces, Favolus, Hexagona, Lenzites và Trametes. Peter Karsten (1881) là người đầu tiên phân chia các chi trong họ Polyporaceae dựa vào các đặc điểm hiển vi và hình thái, màu sắc của quả thể. Nhờ vậy mà đưa đến những tiêu chí phân loại mới cho nấm là phân loại dựa vào các đặc điểm hình thái bên ngoài và cấu trúc hiển vi. Vào đầu thế kỷ XX, nấm học phát triển rực rỡ, trở thành một ngành khoa học thực sự. Nhiều công trình nghiên cứu về nấm xuất hiện ở nhiều khu vực khác nhau trên thế giới. Ewald Gerhardt (1997) mô tả 1200 loài nấm lớn trong công trình “Der Grobe BLV Pilzfuhrer”. Chee, Jen Chen (1998) nghiên cứu hình thái và cấu trúc phân tử của chi Tremella ở Đài Loan trong tác phẩm “Morphological and molecular phylogenies in the genus Tremella”, tác giả đã mô tả 26 loài thuộc chi Tremella. Nunez N. và Ryvarden (1995 - 1999) nghiên cứu nấm lỗ ở Nhật Bản “Polypores new to Japan 1”, “New and interesting polypores from Japan”. [...]... (3 5), axit 15αhydroxytrametenolic (3 6) (3 2) (3 4) (3 3) (3 5) R1 = Ac, R2 = H (3 6) R1 = H, R2 = OH Năm 2005, Yoshikawa K và cộng sự đã tách được ba hợp chất lanostan triterpenoit và 5 hợp chất lanostane triterpen glucosit mới từ quả thể nấm Daedalea dickinsii gồm : axit daedaleanic A (3 7), B (4 3), và C (4 4); daedaleasit A (3 8), B (3 9), C (4 0), D (4 1) và E (4 2) ; với một axit carboxyacetyl quercinic (4 5). .. eburioic 5 Khung lanosterol Khung cycloartenol Hình 1.1 Các kiểu dạng khung lanostanoit cơ bản Ngoài ra, các hợp chất lanostanoit từ các loài nấm trong họ Polyporaceae còn có một số khung như sau [59]: Khung seco-lanostane Khung seco-eburicane Khung 7,9(1 1)- lanosta-diene Hình 1.2 Các kiểu dạng khung lanostanoit Từ năm 1991-1996, 12 hợp chất lanostanoit từ nấm Poria cocos, trong đó có 7 hợp chất triterpenoit. .. (2 2), axit 3α-acetoxylanosta-8,24-dien-21-oic (2 3), axit fomitopsic B (2 4), lanosta7,9(1 1), 24-trien-3-on (2 5), pinicolol B (2 6); axit pinicolic B, C, D (27- 2 9) [15] HOOC O HOOC HO H H (1 8) (1 9) 9 OH OH O O H H (2 0) (2 1) OH HOOC O O HO H H (2 2) (2 3) O O OH O O O H H (2 4) (2 5) 10 OH HOOC O OH HO O H H (2 6) (2 7) HOOC HOOC O HOOC HO H H (2 8) (2 9) Năm 2002, hai hợp chất 3,4-seco-lanostan triterpen mới từ. .. axetonitril : nước (90:1 0) thu được hợp chất A (8 mg) và hợp chất B (10 mg) Xác định cấu trúc của các hợp chất này bằng các phương pháp phổ 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất A Hợp chất A là tinh thể không màu, điểm nóng chảy tại 280 - 2830C Phổ khối lượng ESI-MS (negative) của hợp chất A cho pic ion m/z 469 [M-H]+ tương ứng với công thức phân tử C31H50O3 Phổ hồng ngoại của hợp chất này có bước sóng hấp thụ... hợp chất trong quả thể nấm Trametes cubensis Cao etylaxetat (380g) - SKC cloroform : metanol 30:1; 20:1; 15:1; 10:1; 6:1; 4:1; 2:1; 0:100 metanol F1 F2 F5 F7 HPLC điều chế axetonitril : nước (90:1 0) A (8mg) B (10mg) Sơ đồ 2.2 Phân lập hợp chất từ cao etylaxetat của nấm vân chi (Trametes cucbensis) 24 2.3.2 Một số dữ kiện về phổ tử ngoại, phổ khối và phổ cộng hưởng từ hạt nhân của chất đã phân lập Hợp. .. metanol), thu được 7 phân đoạn Phân đoạn 2 gồm hai chất được phân tách bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) bằng dung môi axetonitril : nước (90:1 0) thu được hợp chất A (8 mg) và hợp chất B (10 mg) 23 Trametes cubensis (6,4 kg) - Ngâm với metanol - Cất thu hồi metanol Cao metanol (580g) - Phân bố trong nước - Chi t lần lượt với hexan, etylaxetat, dịch nước Cao hexan Cao etylaxetat (80g) (380g) Dịch... sợi nấm là một tiêu chuẩn mới để phân loại 1.1.2 Các hợp chất triterpenoit thuộc họ Polyporaceae Các hợp chất có hoạt tính sinh học của nấm thường là các polysaccharit hòa tan trong nước và các triterpenoit hòa tan trong rượu Ngày nay, các nhà khoa học đã công bố rất nhiều các hợp chất triterpenoit khác nhau được phân lập và xác định cấu trúc từ rất nhiều loài nấm khác nhau có hoạt tính sinh học cao Nấm. .. triterpenoit mới từ dịch chi t của quả thể nấm Daedalea dickinsii là polyporenic acid C (17 ) (1 7) Axit poplyporenic Năm 1999, có 12 dẫn xuất lanostanoit từ dịch chi t hexan và metanol của lớp vỏ cứng nấm Fomitopsis pinicola trong đó có 6 hợp chất mới là axit pinicolic A (1 8), axit trametenolic B (1 9), 21-hydroxylanosta-8,24-dien-3-on (2 0), 21hydroxylanosta-7,9(1 1), 24-trien-3-on (2 1), lanosta-7,9(1 1), 24-trien-... PSK® , Yunzhi Polysaccharide peptide (Trade mark Qing Kang), PSP polysaccharide-peptide (Landford) Nấm vân chi sản xuất ra các enzyme phá gỗ như: laccaza, mangan peroxidaze (MnP), lignin peroxidaze (LnP) Các enzyme này đang được nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực tẩy trắng bột cellulose Laccaza từ nấm vân chi có thể phân huỷ một phần hợp chất clo của CPC, có thể declo hoá nhiều hợp chất clophenol do... (MDA-MB-23 1) [24] Đến năm 2010 và 2011, các hợp chất 76, 77, 78, 79 đã cho thấy khả năng gây α với các dòng tế bào ung thư : bạch cầu, phổi, khối u ác tính (CRL157 9), ung thư vú (SK-BR- 3), tuyến tiền liệt (DU14 5), dạ dày (AZ52 1), tuyến tụy (PANC- 1) Hoạt động với một vi mạch 50 . chọn đề tài Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất triterpenoit từ nấm vân chi (Trametes cubensis (Mont. ) Sacc .) ở Nghệ An nhằm góp phần phục vụ cho công tác điều tra cơ bản và định hướng. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN HIẾU TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRITERPENOIT TỪ NẤM VÂN CHI (TRAMETES CUBENSIS (MONT. ) SACC .) Ở NGHỆ AN . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN HIẾU TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRITERPENOIT TỪ NẤM VÂN CHI (TRAMETES CUBENSIS (MONT. ) SACC .) Ở NGHỆ AN