Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước của loài đơn châu chấu (aralia armata)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - NGUYỄN THỊ THÚY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CỦA LỒI ĐƠN CHÂU CHẤU (ARALIA ARMATA) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu HÀ NỘI-2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - NGUYỄN THỊ THÚY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CỦA LỒI ĐƠN CHÂU CHẤU (ARALIA ARMATA) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu Người hướng dẫn khoa học TS PHẠM HẢI YẾN HÀ NỘI-2018 LỜI CẢM ƠN Với tất kính trọng lòng biết ơn, em xin gửi lời cảm ơn tới TS Phạm Hải Yến - phòng Nghiên cứu cấu trúc - Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam định hướng giúp đỡ em suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc ThS Nguyễn Anh Hưng người tận tình hướng dẫn, dạy bảo em suốt năm học trường đại học hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới anh, chị Viện Hóa sinh biển bảo tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu đề hồn thiện tốt khóa luận Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy khoa Hóa học -Trường đại học Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ, dạy dỗ em trình học tập trường Xin cảm ơn tất bạn bè, người thân động viên, khích lệ giúp tơi q trình học tập làm khóa luận Khóa luận tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý bảo thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy LỜI CAM ĐOAN Đề tài “Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước loài đơn châu chấu (Aralia armata)” cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học TS Phạm Hải Yến Các kết quả, số liệu nêu khóa luận trung thực, làm từ thực nghiệm phòng Nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Các kết không trùng với kết công bố trước Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nghiên cứu tổng quan loài đơn châu chấu 1.1.1 Thực vật học 1.1.2 Mô tả 1.1.3 Phân bố sinh thái 1.1.4 Bộ phận dùng 1.1.5 Tính vị cơng dụng .4 1.1.6 Thành phần hóa học 1.2 Các phương pháp chiết mẫu thực vật 12 1.2.1 Chọn dung môi chiết .12 1.2.2 Quá trình chiết 14 1.3 Tổng quan phương pháp sắc kí 15 1.4 Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc hợp chất hữu 19 1.4.1 phổ hồng ngoại (Infraed SpectroscopyIR) 19 1.4.2 Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy- MS) 19 1.4.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( Nuclear Magnetic Resonance SpectroscopyNMR) 20 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Mẫu thực vật 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phương pháp xử lý chiết mẫu 23 2.2.2 Phương pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập hợp chất 23 2.2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất .24 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 25 3.1 Phân lập hợp chất 25 3.2 Hằng số vật lí liệu phổ chất 26 3.2.1 Hợp chất 1: Chikusetsusaponin IVa 26 3.2.2 Hợp chất 2: Chikusetsusaponin IV 26 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Xác định cấu trúc hợp chất 27 4.2 Xác định cấu trúc hợp chất 33 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 DANH PHÁP CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 Carbon - 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 1 H- H-COSY 2D-NMR 1H-1H Chemical Shif Correlation Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Tow-Dimensional NMR CC Sắc ký cột Column Chromatography DEPT Distortionless Ebhancement by Polarisation Transfer ESI-MS Phổ khối lượng phun điện tử Electron Sprayt Ionization mass spectroscopy FAB-MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh Fast Atom Bombing Mass Spectroscopy FI-MS Phổ khối lượng ion hóa thường Field Ionization HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HMQC Heteronuclear Multiple Quantum Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence HR-FAB-MS Phổ khối lượng phân giải cao bắn phá nguyên tử nhanh High Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectroscopy IR MS Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy NOESY Phổ khối lượng Mass Spectroscopy TLC Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH BẢNG Bảng 4.1 : Số liệu phổ hợp chất (AA-W2B1) chất tham khảo 31 Bảng 4.2 : Số liệu phổ hợp chất (AA-W2A1) chất tham khảo 37 HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh hoa đơn châu chấu Hình 3.1: Sơ đồ phân lập phân đoạn nước đơn châu chấu 25 Hình 4.1.1 : Cấu trúc hóa học hợp chất 28 Hình 4.1.2 : Các tương tác HMBC hợp chất 28 Hình 4.1.3 : Phổ proton H hợp chất 29 13 Hình 4.1.4 : Phổ cacbon C hợp chất 29 Hình 4.1.5 : Phổ DEPT hợp chất 30 Hình 4.1.6 : Phổ HMBC hợp chất 30 Hình 4.1.7 : Phổ HSQC hợp chất 31 Hình 4.2.1 : Cấu trúc hóa học hợp chất 34 Hình 4.2.2 : Các tương tác HMBC hợp chất 34 Hình 4.2.3 : Phổ proton H hợp chất 35 13 Hình 4.2.4 : Phổ cacbon C hợp chất 35 Hình 4.2.5 : Phổ DEPT hợp chất 36 Hình 4.2.6 : Phổ HMBC hợp chất 36 Hình 4.2.7 : Phổ HSQC hợp chất 37 MỞ ĐẦU Khoa học ngày phát triển để phục vụ nhu cầu nâng cao đời sống vật chất tinh thần người Nhưng bên cạnh mặt tích cực người phải đối đầu với nguy mắc nhiều bệnh hiểm nghèo Ngun nhân mơi trường sống người bị ô nhiễm nặng nề: ô nhiễm khơng khí, nhiễm nước, nhiễm đất,… Từ đòi hỏi người phải nghiên cứu, tìm tòi loại thuốc có nguồn gốc từ hợp chất thiên nhiên cho hiệu cao, tác dụng phụ, độc tính lại dễ tìm kiếm tự nhiên làm nguồn nguyên liệu để ứng dụng y học, nơng nghiệp phục vụ mục đích khác cho người Việt Nam nằm khu vực nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm, lượng mưa hàng năm lớn, có nhiều đồi núi chia cắt nên điều kiện khí hậu đa dạng, khí hậu đặc trưng cho vùng.Những yếu tố tạo nên nguồn tài nguyên sinh vật vô dồi dào, đặc biệt hệ thực vật vô phong phú đa dạng Theo ước tính Việt Nam có khoảng 12000 lồi thực vật, có khoảng 4000 lồi thuốc quý mọc tự nhiên Đây nguồn nguyên liệu có giá trị mặt kinh tế phục vụ cho việc chữa nhiều loại bệnh khác Trong vài thập kỷ gần đây, xu hướng sử dụng sản phẩm thuốc thực phẩm chức có nguồn gốc từ thực vật tự nhiên để phòng trị bệnh trở lên thịnh hành giới Ngoài phát triển y học đại dân gian lưu truyền thuốc quý loại thảo dược để chữa bệnh Những thuốc đóng vai trò quan trọng tiền đề cho phát triển ngành y học ngày Như vậy, việc hòa hợp hai y học cổ truyền y học đại xu tất yếu thời đại nhằm giải khó khăn y học Trong thuốc cổ truyền hay nhân dân sử dụng Đơn châu chấu (Aralia armata) biết đến với nhiều tác dụng khác nhau: Hình 4.1.7 : Phổ HSQC hợp chất Bảng 4.1 : Số liệu phổ hợp chất (và chất tham khảo) P os 1 1 D a E P ( m 39TC H 26 C H 90 C3 H22 40 C a δ3 9 3 4 4 57 C H 19 C H 34 C H 40 C H M B C 49 C H 37 C 24 C H C 14 H , C 42 C 2 2 28 C H 23 C H 48 C 42 C 2 H 47 C H 31 C 34 C H 33 C H 28 C 1.0 H , 17 C 0.8 H , 16 C 0.9 H , 17 C 0.8 7 H , 26 C 1.18 H , 17 1C 7O 33 C 0.91 H 23 C 0.91 H 3-O-ßD1 10 C ʹ H 75 C ʹ H 78 C ʹ H 73 C ʹ H 76 C ʹ H 17 C ʹ O 28-Oß-D1 95 C ʺ H 2ʺ 73 73 C 1ʺ ,9 H 35 3ʺ 78 78 C .3 ,3 H 43 4ʺ 71 71 C .2 ,2 H 38 5ʺ 78 78 C .7 ,7 H 43 6ʺ 62 62 C .5 ,4 H2 70 a b c Đo CD3OD, 125 MHz, 500 MHz, 32 4.2 Xác định cấu trúc hợp chất Phân tích chi tiết số liệu phổ hợp chất cho biết cấu trúc hợp chất giống với hợp chất ngoại trừ xuất thêm phân tử đường C-4′ glu Aglycon xác định 3β-hydroxyolean-12-en-28-oic acid dựa 13 tín hiệu đặc trưng C-NMR aglycon: Liên kết đôi δC 123,8 (C-12) 144,8 (C-13); oxymethin C-3 (δC 90,7); nhóm methyl δC 28,5 (C-23), 17,0 (C-24), 15,9 (C-25), 17,8 (C-26), 26,4 (C-27), 33,6 (C-29) 24,0 (C-30) Số liệu phổ vị trí aglycon oleanan xác định dựa vào kết hợp phân tích phổ HSQC HMBC Số liệu 13 C-NMR phần đường: δC 106,8 (C-1′), 75,4 (C-2′), 78,3 (C-3′), 79,6 (C-4′), 76,5 (C-5′) 175,0 (C-6′); 109,5 (C-1″), 82,9 (C-2″), 78,6 (C-3″), 86,3 (C-4″) 63,2 (C5″); 95,7 (C-1′′′), 73,9 (C-2′′′), 78,7 (C-3′′′), 71,1 (C-4′′′), 78,7 (C-5′′′) 62,4 (C-6′′′) gợi ý có mặt glucopyranosyl, arabinofuranosyl glucuronopyranosyl Thứ tự cách liên kết phân tử đường xác định dựa tương tác HMBC kết hợp tra cứu tài liệu tham khảo Cụ thể, tương tác HMBC ara H-1″ (δH 5,09) glu C-4′ (δC 79,6); gợi ý trật tự liên kết đường -L-arabinofuranosyl (1→4)-β-Dglucuronopyranosid; phần đường liên kết với aglycon C-3 xác định tương tác HMBC glu H-1′ (δH 4,35) C-3 (δC 90,7) Ngồi ra, vị trí phân tử đường lại glucopyranosyl C-28 aglycon xác định dựa tương tác HMBC glc H-1′′′ (δH 5,40) C-28 (δC 178,0) aglycon Số liệu phổ hợp chất hoàn toàn trùng khớp với số liệu phổ hợp chất chikusetsusaponin IV, từ lồi A Armata Vì cấu trúc hợp chất xác định chikusetsusaponin IV 33 Hình 4.2.1 : Cấu trúc hóa học hợp chất Hình 4.2.2 : Các tương tác HMBC hợp chất 34 Hình 4.2.3 : Phổ proton H hợp chất 13 Hình 4.2.4 : Phổ cacbon C hợp chất 35 Hình 4.2.5 : Phổ cacbon DEPT hợp chất Hình 4.2.6 : Phổ HMBC hợp chất 36 Hình 4.2.7 : Phổ HSQC hợp chất Bảng 4.2 : Số liệu phổ hợp chất chất tham khảo P os 1 [ ] δ3 8 9 5 3 δ3 9 4 D E ( P m C 0.9 H 7, C 1.6 H 9, C3 H C C H C H C H C H M B 3, 1.4 2, 1.3 3, C H C C H 37 1 C 5.2 2 H 1 C 4 4 C 2 2 C 1.1 8 H 6, 2 C 1.7 H 4, 4 C 7 4 C2 H 4 C 1.1 H 5, 3 C 0 3 C 1.2 4 H 3, 3 C 1.6 2 H 3, 2 C 3 8 H , 1 C 7 H , 1 C 5 H , 1 C 7 H , 2 C 6 H , 1 C 7 O 3 C 3 H 2 C H 3-O-ß-DGlucuronopyr 1 C ʹ 0 H 7 C ʹ 5 H 7 C ʹ H 7 C ʹ H 7 C ʹ 6 H 1 C ʹ 7 O 4'-O-α-DArabinofuran 1 C 5.0 ʺ 0 H 8 C ʺ 2 H 7 C ʺ 8 H 8 C ʺ H 38 6 C ʺ H 28-O-ß-DGlucopyranosyl 9 C ‴ 5 H 7 C ‴ H 7 C ‴ 8 H 7 C ‴ 1 H 7 C ‴ 8 H 6 C ‴ 2 H 3.6 5, 3.7 1, a b c Đo CD3OD, 125 MHz, 500 MHz, 39 KẾT LUẬN Bằng phương pháp sắc ký kết hợp phân lập hợp chất tritecpen saponin từ phân đoạn nước loài Đơn châu chấu (Aralia armata (Wall) Seem) Cấu trúc chúng xác định chikusetsusaponin IVa (1) chikusetsusaponin IV (2) 30 29 20 12 22 18 25 6' HOOC 5' RO O 26 10 OH O 5'' 24 23 HO HOHO Chikusetsusaponin IVa Chikusetsusaponin IV 40 O 27 HO 3' 15 O 1' 28 C 3'' 1'' OH O TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ văn Chi (2012), “Từ điển thuốc Việt Nam”, NXB Y học, Hanoi, Vol 1, tr 956-957 Ngô Thị Huyền Trang (2013) “Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học số tác dụng sinh học Đơn châu chấu ( Aralia armata (wall.)seem.)”, Luận văn Thạc sỹ Dược học, Đại học Dược Hà Nội, Hà Nội PGS.TS Nguyễn Hữu Đình (2013), PGS.TS Đỗ Đình Rãng, “Hóa học hữu cơ”, Nhà xuất Giáo dục Trần Đình Sơn, Vũ Thị Kim Ngọc, Nguyễn Thị Hồng Điệp, Phan Thanh Hải (2008), “Phổ cộng hưởng từ hạt nhân”, Quyển I, Nhà xuất Y học Hà Nội Tiếng Anh Fang Z., Lei J., et al (1995) "Studies on the chemical constituents from root bark of Aralia armata (Wall.) Seem", Acta Botanica Sinica, 37, pp 74-80 Hu M., Ogawa K., et al (1995) "Triterpenoid glucuronide saponins from root bark of Aralia armata", Phytochemistry, 39, pp 179-184 Liang C., Ding Y., et al (2010) "Oleanane-type triterpenoids from Panax stipuleanatus and their anticancer activities", Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 20, pp 7110-7115 Fang Z., Lei J., et al (1995) "Chemical constituents from root bark of Aralia armata (Wall.) Seem", Zhiwu Xuebao, 37, pp 74-80 Cannell, R>J>P (1998), “Naturral Products Isolation” 10 Duc Do Khac, Sung Tran Van, Angela Martha Campos, Duc Do Khac, Sung Tran Van, Angela Martha Campos, Yean- Yves Lallemand and Marcel Fetizon (1990), “Ellagic acid compounds from Diplopanax stahyanthus, Phytochrmistry”, Vol.29 , 251-256 11 K R Markham, B Ternai, R Stanley, H Geiger and T J Mabry (1978), “Tetrahedron” , 34, 1389-1392 12 Lobe Songue, Kouam, Etienne Dông, Theophile Ngando Mpondo and Robert L White (2012), “Article Chemical Constituents from Stem Bark and Roots of Clausean anisata Jules” 13 Hernandez D E., Hancke J L., et al (1988) "Evaluation of the antiulcer and antisecretory activity of extracts of coot and Schizandra chinensis fruit in the rat", Journal of Ethnopharmacology, 23, pp 109-114 14 Sakai S., Katsumata M., et al (1994) "Oleanolic acid saponins from root bark of Aralia elata", Phytochemistry, 35, pp 1319-1324 15 Satoh Y., Sakai S., et al (1994) "Oleanolic acid saponins from rootbark of Aralia elata", Phytochemistry, 36, pp 147-152 16 Yoshikawa M., Yoshizumi S., et al (1995) "Medicinal foodstuffs I Hypoglycemic constituents from a garnish foodstuff "taranome," the young shoot of Aralia elata SEEM.: elatosides G, H, I, J, and K", Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 43, pp 1878-1882 17 Song S J., Nakamura N., et al (2000) "Four new saponins from the root bark of Aralia elata", Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 48, pp 838-842 18 Zhang Y., Ma Z., et al (2012) "Cytotoxic triterpene saponins from the leaves of Aralia elata", Fitoterapia, 83, pp 806-811 19 Tomatsu M., Kondo T., et al (2004) "An apoptotic inducer, aralin, is a novel type II ribosome-inactivating protein from Aralia elata", Biological Chemistry, 385, pp 819-827 20 Tomatsu M., Ohnishi-Kameyama M., et al (2003) "Aralin, a new cytotoxic protein from Aralia elata, inducing apoptosis in human cancer cells", Cancer Letters, 199, pp 19-25 21 Miyase T., Shiokawa K I., et al (1996) "Araliasaponins I-XI, triterpene saponins from the roots of Aralia decaisneana", Phytochemistry, 41, pp 1411-1418 22 Miyase T., Sutoh N., et al (1996) "Araliasaponins XII-XVIII, triterpene saponins from the roots of Aralia chinensis", Phytochemistry, 42, pp 1123-1130 23 Fang Z., Lei J., et al (1995) "Studies on the chemical constituents from root bark of Aralia armata (Wall.) Seem", Acta Botanica Sinica, 37, pp 74-80 24 Xiao K., Yi Y H., et al (1999) "A cytotoxic triterpene saponin from the root bark of Aralia dasyphylla", Journal of Natural Products, 62, pp 10301032 25 Zou M L., Mao S L., et al (2001) "Two new triterpenoid saponins from Aralia subcapitata", Natural Product Letters, 15, pp 157-161 26 Yu S S., Yu D Q., et al (1994) "Triterpenoid saponins from the roots of Aralia” 27 Nhiem N X., Lim H Y., et al (2011) "Oleanane-type triterpene saponins from the bark of Aralia elata and their NF-kB inhibition and PPAR activation signal pathway", Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 28 Jeong S I., Han W S., et al (2006) "Continentalic acid from Aralia continentalis shows activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus", Phytotherapy Research, 20, pp 511-514 29 Abidov M T., del Rio M J., et al (2006) "Effects of Aralia mandshurica and Engelhardtia chrysolepis extracts on some parameters of lipid metabolism in women with nondiabetic obesity", Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 141, pp 343-346 Tài liệu web 30 https://vi.wikipedia.org/wiki/Cu%E1%BB%93ng_cu%E1%BB %93 ng 31 http://www.botanyvn.com/cnt.asp?param=edir&v=Aralia%20armat a&list=species 32 http://suckhoedoisong.vn/cam-rang-cay-thuoc-chong- viem- n39114.html ... ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - NGUYỄN THỊ THÚY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CỦA LỒI ĐƠN CHÂU CHẤU (ARALIA ARMATA) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu... mục đích muốn góp phần hiểu biết bổ sung thêm vào giá trị sử dụng lồi mà tơi định chọn đề tài khóa luận là: Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước lồi đơn châu chấu (Aralia armata) Nhiệm vụ... bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy LỜI CAM ĐOAN Đề tài Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước lồi đơn châu chấu (Aralia armata) cơng trình