Khoá luận tốt nghiệp bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học cây trứng cua – melochia umbellata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC PHẠM TH Ị D IỆU LINH Bước ĐẦU NGHIÊN cứu THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY TRỨNG CUA - MELOCHIA UMBELLATA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: H óa Hữu HÀ NƠI - 2016 Ctf TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC PHẠM TH Ị D IỆU LINH Bước ĐẦU NGHIÊN cứu THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY TRỨNG CUA - MELOCH1A UMBELLATA KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: H óa Hữu Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN HOÀI NAM HÀ NỘI - 2016 Ì1 [f LỜI CẢM ƠN Khố luận tốt nghiệp hồn thành phịng Dược liệu biển -Viện Hoá sinh biển-Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Với lịng biết om chân thành, em xin cảm om giúp đỡ quý báu TS Nguyễn Hoài Nam, trực tiếp hướng dẫn em hồn thành khố luận Em xin bày tỏ lòng biết om sâu sắc tới tập thể cán phịng Dược liệu biển, Viện Hố sinh biển, tạo điều kiện giúp đỡ em hồn thành khố luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết om tới PGS.TS Nguyễn Văn Bằng thầy cô giáo khoa Hoá học trường Đại học sư phạm Hà Nội tận tình dạy dỗ bảo cho em suốt năm học trường Trong trình thực làm khóa luận cố gắng nhung chắn tránh thiếu sót Vì em kính mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô bạn bè Em xỉn chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày tháng năm 2016 Sinh viên Phạm Thị Diệu Linh LỜ I CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu khoá luận “Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học Trứng cua - Melochm umbelỉaừi” trung thực, khơng trùng với khố luận khác Sinh viên Phạm Thị Diệu Linh M ỤC LỤC MỞ Đ Ầ U : CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Trứng cua 1.1.1 Giới thiệu Trứng cua 1.1.2 Phân bổ 1.1.3 Thành phần hóa học 1.2 Các phuơng pháp chiết mẫu thực vật .6 1.2.1 Chọn dung môi chiết 1.2.2 Quá trình chiết .8 1.3 Các phuơng pháp sắc kí phân lập họp chất hữu 10 1.3.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc k í 10 1.3.2 Cơ sở phương pháp sẳc kỉ .11 1.3.3 Phân loại phương pháp sắc kí .11 1.4 Một số phương pháp hoá lý xác định cấu trúc họp chất hữu 16 1.4.1 Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, IR ) 16 1.4.2 Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy, MS) 17 1.4.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR) 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U 21 2.1 Mầu thực vật 21 2.2 Phương pháp phân lập họp chất 21 2.2.1 Sắc kí lớp mỏng (TLC) 21 2.2.2 Sắc kỉ lớp mỏng đỉầi ch ế 22 2.2.3 Sắc kí cột (CC) .22 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học họp chất 22 2.3.1 Điểm nóng chảy (M p) 22 2.3.2 Phổ khối lượng (ESI-MS) 22 2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 23 2.4 Dụng cụ thiết b ị 23 2.4.1 Dụng cụ thiết bị tách chiết .23 2.4.2 Dụng cụ thiết bị xác định cẩu trúc 23 2.5 Hoáchất .24 CHƯƠNG 3: THựC NGHIỆM 25 3.1 Thu mẫu thực vật xử lí mẫu 25 3.2 Phân lập họp chất 25 3.3 Hằng số vật lý kiện phổ họp chất 27 3.3.1 Hợp chất MUI: Tiliroside 27 3.3.2 Hợp chẩtMU5: cis-3-hexenyl-glucoside 28 3.3.3 Hợp chất MU8: (6S,9R)-Roseosỉde 28 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Xác định cấu trúc hợp chất MU 29 4.2 Xác định cấu trúc hợp chất MU5: 36 4.3 Xác định cấu trúc hợp chất MU8 .40 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 D A NH M ỤC CÁC C H Ữ VIẾT TẮT [oc]d Độ quay cực Specific Optical Rotation 13c -n m r Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ^-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 2D-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two-Dimensional NMR cc Sắc ký cột Column Chromatography HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HMQC Heteronuclear Multiple Quantum Coherence Me Nhóm metyl MS Phổ khối lượng Mass Specừoscopy TLC Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography D ANH M ỤC BẢ N G BIỂU H ÌN H VẼ VÀ s ĐỒ Hình 2.1: Cây Trứng cua -Melochia Umbellata (Houtt.) Stapf 20 Hình 3.1 a: Sơ đồ chiết phân đoạn mẫu Trứng cua Melochỉa Umbellata .25 Hình 3.1 b: Sơ đồ phân lập họp chất từ phân đoạn dịch chiết nước mẫu Trứng cua 26 Hình 4.1.a cấu trúc hóa học tương tác HMBC họp chất MUI ! 29 Hình 4.1.b Phổ *H NMR họp chất M U I .30 Hình 4.I.C Phổ 13c NMR hợp chất M U I 31 Hình 4.1.d Phổ HSQC hợp chất M U I 33 Hình 4.1.e Phổ HMBC họp chất M U I 34 Hình 4.1.f Các tương tác HMBC hợp chất M U I 35 Hình 4.2.a cấu trúc hóa học hợp chất MU5 36 Hình 4.2.b Phổ *H NMR họp chất MU5 36 Hình 4.2.C Phổ 13c NMR hợp chất MU5 37 Hình 4.2.d Phổ HSQC hợp chất MU5 38 Hình 4.2.e Phổ HMBC hợp chất MU5 39 Hình 4.2.f Các tương tác HMBC họp chất MU5 39 Hình 4.3 a cấu trúc hóa học hợp chất MU8 40 Hình 4.3 b Phổ *H NMR họp chất MU8 40 Hình 4.3.C Phổ 13c NMR họp chất MU8 .41 Hình 4.3.d Phổ HMBC hợp chất MU8 43 Hình 4.3.e Các tương tác HMBC hợp chất MU8 44 Bảng 4.1 Số liệu phổ NMR họp chất MUI chất so sánh 32 Bảng 4.2 Số liệu phổ NMR họp chất MU5 37 Bảng 4.3 Số liệu phổ NMR họp chất MU8 chất so sánh 42 M Ở ĐÀU Các sản phẩm thiên nhiên ngày người quan tâm ứng dụng rộng rãi đặc tính độc, dễ hấp thụ khơng làm tổn hại đến môi sinh Theo tài liệu công bố nay, có khoảng 60% - 70% loại thuốc chữa bệnh lưu hành giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có ngồn gốc tự nhiên Bằng phương pháp thử hoạt thủi sinh học đại, có kết cao, người ta tiến hành nghiên cứu mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cứu chất tách từ dịch chiết Nhờ mà phát nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học q báu, tạo điều kiện vơ thuận lợi cho việc phát triển ngành y dược ừong công chữa bệnh cứu người Nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa lớn, độ ẩm cao (khoảng 80%), Việt Nam có hệ thực vật phong phú với khoảng 12000 lồi, có tới 4000 lồi nhân dân ta dùng làm thảo dược mục đích khác phục vụ sống người Cùng với bề dày phát triển 4000 năm lịch sử dân tộc, ngành đông y dành thành tựu rực rỡ, nhiều phương thuốc cỏ động vật ứng dụng hiệu lưu truyền ngày Đó sở quan trọng cho việc phát triển ngành hoá học hợp chất thiên nhiên Tuy nhiên đất nước hạn chế nguồn vốn sở vật chất Việt Nam vấn đề đặt làm để khai thác sử dụng nguồn tài nguyên cách hiệu cho xã hội Vì tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “Bước đầu nghiền cứu thành phần hóa học Trứng cua - Melochỉa umbeỉỉata” Cây Trứng cua - Melochỉa umbellata thuộc họ Trôm Sterculiaceae loại phổ biến khu vực Bảo Lộc, Lâm Đồng Tuy nhiên, chưa có nhiều tài liệu cơng bố thành phần hoá học nhu ứng dụng duợc lý lồi Khố luận tập trung nghiên cứu sơ thành phần hóa học cành Trứng cua tạo sở cho nghiên cứu lĩnh vực tìm kiếm thuốc mới, giải pháp điều trị bệnh Nội dung khoá luận gằm: Phân lập số hợp chất từ cành Trứng cua phuơng pháp sắc ký Xác định cấu trúc hoá học họp chất phân lập phương pháp phổ ppm 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 ppm Hình 4.1.d Phổ HSQC hợp chất M UI 33 p pm ppm 8.2 8.0 7.8 7.6 7.4 7.2 7.0 6.8 6.6 6.4 6.2 6.0 ppm Hình 4.l.e Phổ HMBC hợp chất MUI 34 Vị trí nhóm coumarin xác định vị trí C-6" phân tử đường dưạ vào tương tác HMBC H-6 với vị trí C-9'" Đồng thời vị trí khác xác định xác dựa vào phổ tương tác HMBC cấu trúc họp chất MUI khẳng định chắn so sánh số liệu phổ họp chất MUI với hợp chất Tilữoside công bố [16] cho thấy có phù họp hồn tồn số liệu phổ NMR Như khẳng định họp chất MUI Tiliroside, họp chất phân lập lần từ loài Rosa canina Tilia argéntea 35 4.2 Hợp chất MU5 : cis-3-hexenyl-glucoside 36 Position 1' 2' 3' 4' 5' 6' Bang 4.2 So lieu NMR cua hop chat MU5 R a,b DEPT 8Hac mult (7= Hz) oc 14.60 0.98 t (7.5) ch3 21.52 2.09 m ch2 CH 5.47 m 134.51 CH 125.85 5.39 m 28.78 2.40 m ch2 ch2 70.47 3.56 m 3.89 m 104.34 CH 4.29 d (8.0) 75.12 CH 3.19 dd (8.0, 9.0) 77.95 CH 3.68 t (8.5) CH 71.66 3.29* CH 78.13 3.29* ch2 62.77 3.69 dd (5.0,11.5) 3.89 dd (2.0,11.5) ado CD3O D ,b 125MHz,c 500MHz 1-1 l d 200 180 160 140 eg ld LO CO 120 HMBC 2,3 1,3,4 3,4,7 4, 5, 1' Hool'TnM 'im'Tiiinn'Tcn g oog o t% ct 00 M m H VO h - h 100 80 H li) g h 60 O fl « CTi 40 Hinh 4.2.c Phi 13C NMR cua hop chit MU5 37 CO CM 20 O ppm Hợp chất MU5 phân lập dạng dầu khơng màu Phổ *H NMR cho thấy có xuất chuỗi mạch dài không no với tín hiệu đặc trưng ỖH 0.98 (3H, t , J = 7.5 Hz, H-l), 2.09 (1H, m, H-2), 5.47 (2H, m, H3), 5.39 (1H, m, H-4), 2.40 (2H, m, H-5), 3.56 (1H, m, Ha-6), 3.89 (1H, m, Hb-6) Bên cạnh phổ *H cho phép xác định có mặt đơn vị đường với proton anome đặc trưng ỖH 4.29 (1H, d, J = 8.0 Hz, H-l') Hình 4.2.d Phổ HSQC hợp chất MU5 38 Hình 4.2.e Phổ HMBC hợp chất MU5 Phổ 13c NMR xuất tín hiệu 12 nguyên tử cacbon, trừ cacbon phân tử đường phần mạch nhánh cịn lại cacbon có nối đơi 5C 134.51 (C-3), 125.85 (C-4) Các tín hiệu 5C 104.34 (C1'), 75.12 (C-2'X 77.95 (C-3'X 71.66 (C-4'X 78.13 (C-5'), 62.77 (C-6') đặc trưng cho đơn vị đường glucose Hằng số tương tác proton anome lớn ự = 8.0 Hz) chứng tỏ cấu hình đơn vị đường yổ-D-glucose Vị trí nối đơi xác định dựa vào tương tác HMBC H-l vói C-2, C-3, H-6 với C-4, C-5 chứng tỏ vị trí nối đơi C3/C-4 Dựa vào 39 việc phân tích liệu phổ khẳng định họp chất MU5 có cấu trúc cis-3-hexenyl-glucoside 4.3 Họp chất MU8: (6 ,9/?)-Roseoside ÍN ư7^C O C ^rH C N lV Đ ư7^^oư>ư)^m rH [^^O r^M ,r^O C > ÍM ÍM C O O 'g*iH M 3«tflO C riL nC M O < M r-rH *3,< N C rvr~ t-lcr> < M < r' lOinm 'T'T^'^írcofororofOfOfoinm fOf'infOf^cncococom fOfOfOfifnfnfOfOM W NM HHHHHHHHHHHHH ( B c c c ù m ^ ^ h o ^ o ị i i ĩ i i B c n ũ ^ i ù i ó o ^ r o m í O í O M c Ì r Õ M M N N i N i M H H H L n L r i H r H i i í t o r o r o i N N i N r H O O O ■ - ■■ k J ■■■! * ;1 rH CF» •0 ; X o r O O C NJ O r H 1—1 H 1J L J L L L -J ili -./1 /1J Vf V i \ l \ ) A>\ CM CM CO PO r PO MO O PO CM CM Ơ1 x r CM ° CM rH O O ko O -> —1 PO 1—1 1—1 CM 1-1 O 1-H 11—1 Õ PO CM 1—1 MO Hình 4.3 b Phổ *HNMR hợp chất MU8 40 ppm CM o CM c o o ' i r - i « 3, a ) « o r M i r ) c o i - i r - < M r ' i r ■ O H O tN N ^CŨ IPinníN H CO lílTTlO ĩrH lí.l N ‘O o oai cũr - ưi Hcooơi ơi mơi cũcọcoMí pr OHCì rH c õr’'r'‘r'‘r~r'‘V C > L Õ 'd * 'a,,vP ’^,'ỹ f* ’= j’'a’'3 ,^rM C M C M 'H N ưi H in H rCO CO CM Hình 4.3.c Phổ 13c NMR hợp chất MU8 Hợp chất MU8 thu dạng dầu không màu Phổ *H NMR xuất tín hiệu nhóm metyl dạng singlet ỖH 1.96 (3H, brs, H -ll), 1.06 (3H, s, H-12), 1.03 (3H, s, H-13) nhóm metyl dạng douplet 5H 1.31 (3H, d, J = 6.5 Hz, H-10) Phổ *H NMR xuất tín hiệu hai nối đơi, nối đơi ba vị trí (>C=CH-) 5h 5.89 (1H, brs, H-4) nối đơi hai vị trí (-CH=CH-) ỖH 5.98 (1H, d,J = 15.5 Hz, H-7), 5.75 (1H, dd, J = 7.0, 15.5, H-8), số tưomg tác J = 15.5 Hz cho phép xác định cấu hình nối đơi có dạng trans Phổ proton xuất tín hiệu phân tử đường với proton anome 5H4.29 (1H, d, J = 7.5 Hz, H-T) 41 Bảng 4.3 Số liệu phổ NMR hợp chất MU8 chất so sánh Position b,c DEPT aỗc 42.4 42.41 c 50.8 50.69 ch2 Oc ỗHb’đ mult ụ = Hz) HMBC 2.19 d (17.0) 1,3, 13 2.62 d (17.0) 201.1 201.21 c 127.1 127.17 CH 167.2 167.24 79.9 80.00 c c 135.2 135.27 CH 5.98 d (15.5) 5, 6,9 131.5 131.54 CH 5.75 dd (7.0,15.5) 6, 9, 10 77.3 77.28 CH 4.55 m 10 21.2 21.17 ch3 1.31 d (6.5) 11 19.5 19.54 ch3 1.96 brs 4, 5,6 12 23.4 23.42 ch3 1.06 s 1,2,6 13 24.7 24.67 ch3 1.03 s 1,2,6 1' 102.7 102.73 CH 4.29 d (7.5) 2' 75.2 74.98 CH 3' 77.9 78.21 CH 4' 71.6 71.71 CH 5' 78.0 78.39 CH 6' 62.8 62.86 ch2 5.89 brs 2, 6, 11 - 7, 8, 10, r 8,9 3.65 dd (6.0,12.0) 3.87 dd (2.0,12.0) Phổ 13c NMR xuất tín hiệu 19 nguyên tử cacbon, trừ tín hiệu cacbon thuộc phân tử đường phàn aglycon cịn lại 13 ngun tử cacbon có tín hiệu nhóm cacbonyl 5C 201.26 (C-3), tín hiệu nối đơi vị trí (-CH=C