LUẬN VĂN TÓM TẮT THẠC SĨ HÓA HỌC: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC THÂN CÂY MƠ TAM THỂ (PAEDERIA SCANDENS) Ở TÂY NGUYÊN

MỞ ĐẦU Hiện nay, các căn bệnh nan y như bệnh ung thư, HIVADIS, các bệnh viêm nhiễm đặc biệt là sự kháng thuốc của các loại vi sinh vật ... là những vấn đề ngày càng được quan tâm ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Theo ước tính và thống kê của Tổ chức y tế thế giới (WHO) thì hàng năm trên toàn cầu có khoảng 910 triệu người mới mắc bệnh ung thư và một nửa trong số đó chết vì căn bệnh này. Việc nghiên cứu và phát triển các dược phẩm mới từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên vẫn đang đóng góp mạnh mẽ vào các lĩnh vực điều trị bao gồm chống ung thư, chống nhiễm khuẩn, chống viêm, điều chỉnh miễn dịch và các bệnh về thần kinh. Giữa những năm 2000 – 2005, hơn 20 thuốc mới là sản phẩm thiên nhiên hoặc dẫn xuất từ thiên nhiên đã được đưa vào sản xuất. Với việc đưa vào các phương pháp sàng lọc hoạt tính sinh học nhanh thách thức đặt ra cho các nhà hóa học là việc nghiên cứu các quy trình phân tách hiệu quả các hợp chất thiên nhiên từ các nguồn thực vật, vi nấm, sinh vật biển… và thực hiện các chuyển hóa hóa học để tạo ra các dẫn xuất mới. Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có một thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng với hơn 12.000 loài thực vật bậc cao, trong đó có khoảng 3380 loài cây thuốc. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thân thiện với môi trường vẫn đang được các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu. Các dược phẩm có hiệu quả cho chữa trị các bệnh trên hiện nay rất ít, giá thành cao và một số dược phẩm có nguồn gốc hóa học còn gây độc hại nặng cho các tế bào lành cũng như môi trường. Điều đó đã thúc đẩy các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu tìm ra các dược phẩm mới, trong đó các chất từ thực vật là nguồn dược liệu chữa trị ung thu, bệnh viêm nhiễm hấp dẫn, thu hút sự đầu tư của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Cây mơ tam thể, Paederia scandens (Lour) Merrill thuộc họ Cà phê (Rubiaceae) là loại cây thân leo, mọc hoang ở Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản và Philippin. Các bộ phận của cây được sử dụng làm thuốc như lợi tiểu, gây nôn, kháng viêm, diệt khuẩn, kháng virus EpsteinBarr ... Các nghiên cứu trước về cây mơ tam thể đã cho thấy nó có chứa hai thành phần chính là các iridoid glucosid và các anthraquinon. Như vậy, nghiên cứu về các hợp chất hóa học có hoạt tính từ cây mơ tam thể là một trong những hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng và được nhiều nhà khoa học trên Thế giới quan tâm. Tuy nhiên, ở Việt Nam, thân cây mơ tam thể vẫn chưa được nghiên cứu về thành phần hóa học, dược lý và khả năng ứng dụng của nó. Do vậy, chúng tôi đề xuất chọn đề tài thực hiện: “Nghiên cứu thành phần hóa học thân cây Mơ tam thể (Paederia scandens) ở Tây Nguyên”.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

- NGUYỄN THỊ NGỌC ÁNH

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC

THÂN CÂY MƠ TAM THỂ (PAEDERIA SCANDENS) Ở

TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ

Mã số: 60.44.01.14

LUẬN VĂN TÓM TẮT THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Ngọc Quang

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên PGS.TS Đặng Ngọc Quangcùng các thầy cô trong tổ bộ môn Hóa Hữu cơ đã tận tình giúp đỡ, khích lệ kịp thờitrong thời gian làm việc tại trường Đại Học sư phạm Hà Nội

Ngoài ra, em cũng xin cho em gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường đạihọc Tây Nguyên, Ban Giám Hiệu trường đại học Sư Phạm Hà Nội, khoa hóa họccủa trường đại học Sư Phạm Hà Nội, phòng hợp chất thiên nhiên đã tạo điều kiệncho em được học hỏi, trau dồi kiến thức nhằm nâng cao sự hiểu biết về chuyên môn

Cảm ơn em Hà Thị Nhung đã giúp đỡ chị rất nhiều trong quá trình làm việctại phòng thí nghiệm, cảm ơn các bạn đồng khóa, gia đình, bạn bè đã luôn độngviên, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn này

Trong quá trình làm luận văn này, em luôn nhận được sự giảng dạy chỉ bảo tậntình và được tạo mọi điều kiện tốt nhất, với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xingửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Đặng Ngọc Quang!

Vốn kiến thức của bản thân có hạn, chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, kínhmong các thầy cô giáo và các đồng nghiệp giúp đỡ tôi, những mong bản thân ngàycàng hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 5 tháng 10 năm 2015

Học viên K23

Nguyễn Thị Ngọc Ánh

Luận văn được hoàn thành tại: Trường Đại học sư phạm Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Ngọc Quang.

Phản biện 1: TS Nguyễn Quyết Tiến

Phản biện 2: TS Dương Quốc Hoàn

Luận văn được bảo vệ tại hội đồng chấm luận văn thạc sĩ

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Vào hồi 10h giờ, ngày10 tháng 10 năm 2015

Có thể tìm đọc luận văn tại:

- Phòng tư liệu khoa Hóa học

MỞ ĐẦU

Hiện nay, các căn bệnh nan y như bệnh ung thư, HIV-ADIS, các bệnh viêmnhiễm đặc biệt là sự kháng thuốc của các loại vi sinh vật là những vấn đề ngày càngđược quan tâm ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Theo ước tính và thống kê của Tổchức y tế thế giới (WHO) thì hàng năm trên toàn cầu có khoảng 9-10 triệu người mới

mắc bệnh ung thư và một nửa trong số đó chết vì căn bệnh này Việc nghiên cứu và

phát triển các dược phẩm mới từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên vẫn đang đóng gópmạnh mẽ vào các lĩnh vực điều trị bao gồm chống ung thư, chống nhiễm khuẩn, chốngviêm, điều chỉnh miễn dịch và các bệnh về thần kinh Giữa những năm 2000 – 2005,hơn 20 thuốc mới là sản phẩm thiên nhiên hoặc dẫn xuất từ thiên nhiên đã được đưavào sản xuất Với việc đưa vào các phương pháp sàng lọc hoạt tính sinh học nhanhthách thức đặt ra cho các nhà hóa học là việc nghiên cứu các quy trình phân tách hiệuquả các hợp chất thiên nhiên từ các nguồn thực vật, vi nấm, sinh vật biển… và thựchiện các chuyển hóa hóa học để tạo ra các dẫn xuất mới

Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có một thảm thực vật vôcùng phong phú và đa dạng với hơn 12.000 loài thực vật bậc cao, trong đó cókhoảng 3380 loài cây thuốc Các loại thuốc bảo vệ thực vật thân thiện với môitrường vẫn đang được các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu Các dược phẩm cóhiệu quả cho chữa trị các bệnh trên hiện nay rất ít, giá thành cao và một số dượcphẩm có nguồn gốc hóa học còn gây độc hại nặng cho các tế bào lành cũng như môitrường Điều đó đã thúc đẩy các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu tìm ra cácdược phẩm mới, trong đó các chất từ thực vật là nguồn dược liệu chữa trị ung thu,

Philippin Các bộ phận của cây được sử dụng làm thuốc như lợi tiểu, gây nôn, kháng

viêm, diệt khuẩn, kháng virus Epstein-Barr Các nghiên cứu trước về cây mơ tam

thể đã cho thấy nó có chứa hai thành phần chính là các iridoid glucosid và cácanthraquinon

Như vậy, nghiên cứu về các hợp chất hóa học có hoạt tính từ cây mơ tam thể

là một trong những hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng và được nhiều nhà khoahọc trên Thế giới quan tâm Tuy nhiên, ở Việt Nam, thân cây mơ tam thể vẫn chưađược nghiên cứu về thành phần hóa học, dược lý và khả năng ứng dụng của nó Do

vậy, chúng tôi đề xuất chọn đề tài thực hiện: “Nghiên cứu thành phần hóa học

thân cây Mơ tam thể (Paederia scandens) ở Tây Nguyên”.

Với các mục tiêu sau: Xác định thành phần hóa học trong cặn chiết metanol

của thân cây mơ tam thể (Paederia scandens).

Hình 1: Cây mơ tam thể có hoa.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I.1 Giới thiệu về họ cà phê[1]

I.2 Chi Paederia

I.2.1 Mơ leo (Paederia foetida)

I.2.2 Mơ tam thể (Paederia scandens)

I.3.Giới thiệu về loài mơ tam thể (Paederia scandens) I.3.1 Khái quát về cây mơ tam thể [2]

I.3.2 Các bài thuốc kinh nghiệm sử dụng mơ tam thể

I.3.3 Thành phần hóa học trong cây mơ tam thể

I.3.3.1 Các iridoid glucosid:

I.3.3.2 Các anthraquinon

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

II.1 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu.

II.1.1 Đối tượng

II.1.2 Nội dung nghiên cứu

II.1.3 Phương pháp nghiên cứu

II.2 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng trong quá trình thí nghiệm II.2.1 Thiết bị

II.2.2 Dụng cụ

II.2.3 Hóa chất

II.3 Thực nghiệm

II.3.1 Thu hái, xử lý mẫu thô, điều chế cặn chiết

II.3.2 Sơ đồ thực nghiệm

II.3.3 Phân lập các chất từ cặn chiết

SƠ ĐỒ 1: SƠ ĐỒ PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT

TỪ THÂN MƠ TAM THỂ.

Chiết với MeOH(3 lần x 3000ml)

150ml H2O 200ml EtOAc ( 3 lần)

Cao chiết tổng14,104 (g)

Cao tổng BuOH (NTA2)

mNTA2 = 5,757 gamTiến hành chạy sắc kí cột nhồi silicagel thu được các chất sạch theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 2 Phân lập các chất từ cao BuOH

Cao tổng BuOH (NTA2)

mNTA 2 = 5,757 gam

Chạy cột silicagel CHCl3 : CH3OH: H2O = 200 : 25 : 1 Với các hệ dung môi phù hợp CHCl3 : CH3OH : H2O = 175 : 25 : 1

CHCl3 : CH3OH : H2O = 150 : 25 : 1 CHCl3 : CH3OH : H2O = 125 : 25 : 1 CHCl3 : CH3OH : H2O = 100 : 25 : 1

Chạy cột đảo pha

II.3.3.1 Chạy sắc kí bản mỏng tìm hệ dung môi thích hợp cho quá trình chạy cột:

II.3.3.2 Chạy cột sắc kí

II.3.3.3 Chạy cột đảo pha

II.4 Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất tách được

II.5 Đặc trưng phổ các hợp chất tách được.

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III.1 Phân lập các chất sạch:

Sau khi tiến hành chạy sắc kí cột pha thường và pha đảo cao chiết phân đoạn

BuOH thu được 3 chất sạch là: NTA2BH12 (A1), NTA2D (A2) và NTA2B5 (A3) III.2 Xác định cấu trúc các chất sạch:

III.2.1 Cấu trúc hợp chất NTA2BH12 (A1):

+ Phổ khối ESI-MS của hợp chất A1 có pic ion giả phân tử ở m/z = 501

[M+Na]+, như vậy hợp chất này có khối lượng phân tử là 478

Hình 3 Phổ khối của hợp chất A1

+ Phân tích phổ 1H NMR có các tín hiệu sau:

- Có hai tín hiệu của proton gắn với cacbon sp 2 ở δH 7,68, d, J = 1,5 Hz và 6,05, d, J = 1,5 Hz.

- Có 1 nhóm singlet metoxy (-OMe) ở δH 3,76 ppm

- Có 1 nhóm singlet CH3S- có độ chuyển dịch hóa học ở δH 2,37 ppm

+ Phổ 13C NMR của A1 có các tín hiệu sau:

-Hai nhóm cacbonyl (CO) ở δC 169,3 và 172,9 ppm.

-Hai liên kết đôi C=C có độ chuyển dịch hóa học ở δC 108,1; 132,4; 145,5 và155,3 ppm

-Một nhóm metoxy (–OCH3) ở δC 51,9 ppm

Ngoài ra còn các tín hiệu được liệt kê trong bảng 1

+ Để xác định cấu trúc của A1, chúng tôi còn ghi phổ hai chiều HSQC nhằm

quy kết các tương quan trực tiếp giữa C và H Đồng thời, chúng tôi sử dụng phổHMBC để xác định cấu trúc của nó như sau:

-Nhóm –OMe có tương quan với nhóm cacbonyl  có nhóm –COOMe.-Các proton của nhóm CH3S- và H-10 có tương tác xa với nhóm cacbonyl

-Ngoài ra, có các tương tác đặc trưng cho phần iridoid như H-5 δH 3,06 (m)

với C-4, C-6 và C-9; H-9 δH 2,65 (t) với C-1, C-5 và C-8

-Các tương tác HMBC cũng khẳng định sự có mặt của phân tử đường

glucozơ, đặc biệt đây là glucozơ do H-1’ của phần đường có δH 4,74; (d); J= 8,0

Hz tương tác xa với C-1 δC-1 101,3

Các tương tác HMBC quan trọng khác được vẽ trong hình sau:

O

H2C H

4 5 6 7 8 10

11

12

1' 2' 3' 4' 6' 5' 13

3

HMBC của A1 + Để xác định hóa lập thể của A1, chúng tôi ghi phổ NOESY, và quan sát

được có các tương quan sau:

- H-5 δH 3,06 (m) và H-9 δH 2,65 (t) ở vị trí beta do có tương quan với nhau và

với H-6 δH 4,82

- H-1’ δH 4,74 (d) ở vị trí alpha do không có tương quan NOE với H-9

- Các tương quan quan trọng được thể hiện ở hình vẽ sau:

H2C H

3

4 5 6 7 8 10

11

12

1' 2' 3' 4' 6' 5' 13

NOESY của A1 Như vậy, hợp chất A-1 được xác định là axit paederosidic methyl ester So sánh với

tài liệu tham khảo [10] trong bảng sau chúng tôi thấy có sự trùng khớp tốt

Bảng 2: Dữ liệu phổ NMR của chất A-1

1H() 13C() 1H() 13C()1

2,37 ; s 3,76 ; s 4,74 ; d ; 8,0 3,26 ; m 3,41 ;t ; 9,0

101,3 155,4 108,1 42,4 75,3 132,4 145,5 46,2 66,3

172,9 169,3 13,5 51,9 100,774,9 77,9

5,06; d; 8,5 7,65; d; 1,1

3,03; ddd; 1,1; 6,0;7,4 4,80; ddd; 0,8; 2,5; 6,0 6,02; d; 1,7

2,62; dd; 7,4; 8,5 4,95; br d; 14,6 5,10; dd; 1,3; 14,6

2,34; s 3,74; s 4,72; d; 8,0 3,24; dd; 8,0, 9,1 3,38; dd; 8,8; 9,1

101,3 155,4 108,1 42,4 75,3 132,4 145,5 46,2 66,2

172,9 169,3 13,5 51,9 100,774,9 77,9

3.85, m

III.2.2 Cấu trúc của hợp chất NTA2D (A2)

+ Phân tích phổ 1H NMR của A2 cho thấy có các tín hiệu chính sau:

-Các tín hiệu gắn với khung iridoid như hai proton gắn với cacbon mang nốiđôi là H-3 và H-7

- Một nhóm metoxy (–OMe) ở δH 3,77; s.

+ Phân tích phổ 13C NMR của A2 ta thấy:

Hình 7 phổ 13C NMR cuả hợp chất A2

-Có một nhóm cacbonyl ở δC 170,3 ppm

-Bốn cacbon mang lai hóa sp2 olefin ở δC 153,9; 147,5; 130,1 và 110,8 ppm

-Các nguyên tử cacbon đặc trưng cho đường glucozơ xem trong bảng 2

So sánh các giữ liệu phổ NMR của A2 với 6-hydroxygeniposid [16] thấy có

sự trùng khớp tốt Vậy A2 được khẳng định là 6-hydroxygeniposid có cấu trúc hóa

học như sau:

HO-H2C H

3

4 5 6 7 8 10

11

1' 2' 3' 4' 6' 5'

Cấu trúc của hợp chất 6-hydroxygeniposid (A2) Bảng 3: Số liệu phổ NMR của hợp chât A2

170,352,198,374,877,871,5

101,6 155,4 108,3 42,7 75,4 130,0151,5 45,9 61,7

169,5 51,6 100,5 75,077,8 71,6

III.2.3 Cấu trúc của hợp chất NTA2B5 (A3)

+ Phổ ESI-MS của A3 có pic ion giả phân tử ở m/z = 271 [M+Na]+, suy ra

khối lượng phân tử của A3 là 248 ứng với công thức phân tử C11H20O6

Hình 8 Phổ khối của chất A3+ Phổ 1H NMR của A3 có các tín hiệu sau:

-Có 3 proton liên kết với cacbon sp2 là δH 5,13; dd; J = 1,0 và 11,0 Hz; δH

5,23; dd; J =1,0; 17,5Hz và δH 6,06; dd; 11,0; 17,5 Hz căn cứ vào hằng số tách

spin-spin thì đây là hệ ABX.

-Ngoài ra còn hai nhóm metyl có độ chuyển dịch hóa học ở δH 1,39; s và 1,35;s

Phân tích 1H NMR và 13CNMR thấy rõ sự tồn tại của phân tử đường -glucozơ.

Ngoài ra, phổ 13C NMR của A3 còn có các tín hiệu của nhóm exo-metylen ở

δC 114,3 và 145,2 ppm

Hai nhóm metyl ở δC 26,6 và 27,7 ppm

Một nguyên tử cacbon bậc 4 liên kết với ôxi ở δC 79,0 ppm

So sánh phổ NMR với hợp chất 2-metylbut-3-en-2-yloxy--D-glucopyranosid trong tài

liệu [17], chúng tôi kết luận cấu trúc của A3 là như sau:

HO

O

O HO

1' 3'

5'

3 2'

4'

2

Cấu trúc của A3

Bảng 4: Dữ liệu phổ của A-3

5,08; d; 1,3; 11 5.15; dd; 1,3;18 6,18; dd; 11; 18

1,48; s1,40; s

4,88; d; 7,5

3,65, t, 7,5

113,5

145,477,826,728,199,875,3 78,171,878,862,9

2 Đã tiến hành ngâm mẫu trong MeOH, sau đó tiến hành chạy sắc kí cột và

sắc kí lỏng điều chế thu được ba chất sạch là A1, A2 và A3

3 Bằng cách phân tích phổ khối lượng, phổ cộng hưởng từ hạt nhân một và

hai chiều đã xác định được cấu trúc của chúng là paederosidic axit methyl ester

(A1), 6-hydroxygeniposid (A2) và 2-methylbut-3-en-2-yloxy--D-glucopyranosid (A3) Trong đó A3 lần đầu tiên được tìm thấy trong cây mơ tam thể.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Paederia scandens Phytochemistry, 60, 505-514.

[11] Dang Ngoc Quang 2009 Anthraquinones from the roots of Paederia scandens.

Journal of Chemistry (Vietnam), 47, 95-98

[12] Dang Ngoc Quang and Le Huy Nguyen 2009 Anthraquinones and cumarin

from the roots of Paederia scandens Journal of Chemistry (Vietnam), 47,

428-431

[2] Goevarts R, M Ruhsam, L Andersson, E Robbrecht, D Bridson, A Davis, ISchanzer, B Sonke´ 2006 World checklist of Rubiaceae Royal BotanicGardens, Kew

[17] G V Shevchuk, A S Shashkov, and V Ya Chirva 1994 Glycosides of Syringaresinol and 2-methylbut-3-en-2-yl -D-glucopyranoside from the leaves of

(+)-Nolina microcarpa Chemistry of Natural Compounds, 30, 699-703.

[5] Inouye, H., Saito, S., Taguchi, H and Endo, T 1969 Zwei neue iridoidglucoside

[6] Inouye, H., Inouye, S., Shimokawa, N and Okigawa, M., 1969 Studies on

monoterpene glucosides VII Iridoid glucosides of Paederia scandens.

Chemical Pharmaceutical Bulletin 17,1942-1948

[7] Inouye, H., Okigawa, M and Shimokawa, N., 1969 Studies on monoterpeneglucosides VIII Artefacts formed during extraction of asperuloside andpaederoside Chemical Pharmaceutical Bulletin, 17, 1949-1954

[13] J Koyama, I Morita, K Tagahara, M Ogata, T Mukainaka, H Tokuda, H.Nishino 2001 Inhibitory effects of anthraquinones and bianthraquinones onEpstein-Barr virus activation Cancer lett., 170, 15-18

[9] Kapadia, G J., Shukla, Y N., Bose, A K., Fujiwara, H and　 Lloyd, H A

1979 Revised structure of paederoside, a novel monoterpene S- methylthiocarbonate Tetrahedron Letters 22, 1937-1938

[16] M Miyagoshi, S Amagaya, and Y Ogihara 1987 The structuraltransformation of gardenoside and its related iridoid compounds by acid and –glucosidase Planta medica, 462-464

[14] R F Schinazi, C K Chu, J R Babu, B J Oswald, V Saalmann, D L.Cannon, B F Eriksson, M Nasr 1990.Anthraquinones as a new class ofantiviral agents against human immunodeficiency virus Antiviral research, 13,265-272

[8] Shukla, Y N., Lloyd, H A., Morton, J F and Kapadia, G J 1976 Iridoid

glucosides and other constituents of Paederia foetida Phytochemistry, 15,

1989-1990

[15] T S Wu, D M Lin, L S Shi, A G Damu, P C Kuo, Y H Kuo 2003

Cytotoxic anthraquinones from the stems of Rubia wallichiana Decne Chem.

Pharm Bull., 51, 948-450