Phân lập và xác định cấu trúc một số alkaloid từ bột mã tiền chế

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ THỊ BẢO QUYÊN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ ALKALOID TỪ BỘT MÃ TIỀN CHẾ Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN CHÍ BẢO PGS.TS NGUYỄN THỊ HOÀNG ANH Thừa Thiên Huế, Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Họ tên tác giả Lê Thị Bảo Quyên Luận văn hồn thành phịng thí nghiệm Nghiên cứu Hợp chất tự nhiên, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Anh Thầy giáo TS Nguyễn Chí Bảo, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin cám ơn dự án “Hồn thiện quy trình cơng nghệ sản xuất cao khơ bán thành phẩm thuốc Phong tê thấp Bà Giằng”, mã số CNHD.DASXTN 024 thuộc Chương trình nghiên cứu KHCN trọng điểm quốc gia phát triển cơng nghiệp Hóa dược đến năm 2020 Doanh nghiệp tư nhân Sản xuất thuộc Y học cổ truyền chủ trì, phối hợp với Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam thực Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Hóa nói chung tổ Hóa hữu nói riêng đóng góp nhiều ý kiến quý báu chun mơn giúp tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng Đào tạo Sau Đại học trường Đại học Sư phạm Huế, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi giúp thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Huế, tháng 10 năm 2018 Học viên Lê Thị Bảo Quyên MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lược chi Strychnos 1.1.1 Đặc điểm thực vật chi Strychnos 1.1.2 Giá trị sử dụng chi Strychnos 1.2 Tổng quan Mã tiền (Strychnos nux-vomica) 1.2.1 Nguồn gốc 1.2.2 Đặc điểm thực vật 1.2.3 Phân bố sinh thái Mã tiền 1.2.4 Bộ phận dùng- Hạt Mã tiền 1.2.5 Một số phương pháp chế biến Mã tiền tạo thành Mã tiền chế 1.2.6 Thành phần hóa học 1.2.7 Tác dụng Mã tiền chế 16 1.3 Tổng quan alkaloid 17 1.3.1 Giới thiệu chung 17 1.3.2 Tác dụng alkaloid 20 1.3.3 Các phương pháp chiết- tách alkaloid 21 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tượng nghiên cứu 24 2.2 Hóa chất, thiết bị dụng cụ nghiên cứu 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu 25 2.3.1 Phương pháp chiết mẫu 25 2.3.2 Phương pháp phân lập xác định cấu trúc 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Hàm lượng cao chiết 30 3.2 Phân lập hợp chất 30 3.3 Xác định cấu trúc hợp chất phân lập 31 3.3.1 Hợp chất MTC1 31 3.3.2 Hợp chất MTC2 36 KẾT LUẬN 43 KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu 13 C – NMR H – NMR Tên gọi Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton IR Phổ hồng ngoại HPLC Sắc ký lỏng hiệu nâng cao LC/MS Sắc ký lỏng ghép khối phổ SKBM Sắc ký mỏng SKC Sắc ký cột EtOAc Etyl axetat MeOH Metanol EtOH Etanol PĐ Phân đoạn S Strychnos DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng biểu Tên bảng biểu Trang 1.1 Các alkaloid từ Strychnos nux-vomica 3.1 Hàm lượng cao chiết bột Mã tiền chế 30 3.2 Độ chuyển dịch hóa học MTC1 (CDCl3) brucine (CDCl3) 35 3.3 Độ chuyển dịch hóa học MTC2 (CDCl3) strychnine (CDCl3) 42 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ Tên sơ đồ Trang 2.1 Quy trình chiết mẫu 26 2.2 Sơ đồ phân lập chất từ cao chiết điclometan 29 DANH MỤC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Cây Mã tiền 1.2 Quả hạt Mã tiền 3.1 Phổ 1H-NMR MTC1 31 3.2 Phổ 13C-NMR hợp chất MTC1 32 3.3 Phổ HSQC hợp chất MTC1 34 3.4 Phổ 1H-NMR hợp chất MTC2 37 3.5 Phổ 13C-NMR hợp chất MTC2 38 3.6 Phổ HSQC hợp chất MTC2 39 3.7 Phổ HSQC giãn rộng hợp chất MTC2 40 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài [1], [16], [27] Cây Mã tiền có tên khoa học Strychnos nux-vomica, thuộc họ Mã tiền (Loganiaceae), loài gỗ thường xanh có nhiều vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới Trong y học dân gian người Trung Quốc Ấn Độ biết sử dụng hạt Mã tiền dùng điều trị bệnh viêm khớp dạng thấp, triệu chứng dị ứng điều trị bệnh thần kinh Ngồi ra, cịn dùng thuốc xoa bóp dạng rượu, chữa bệnh tê liệt nửa người, chó dại cắn trị ghẻ công dụng Ngày nay, người cịn biết thêm nhiều lợi ích khác hạt Mã tiền Y học đại chứng minh Mã tiền chế có nhiều dược lý đơng y tây y Tuy nhiên độc tính hạt cao nên không phép sử dụng trực tiếp mà phải qua chế biến Thành phần thể hoạt tính sinh học lồi Strychnos nux-vomica biết alkaloid strychnine, brucine vomicine Trong strychnine brucine hai alkaloid có nhiều hạt Mã tiền có ảnh hưởng quan trọng đến tác dụng độc tính hạt Một mặt, strychnine brucine có tác dụng giảm đau, chống viêm, chống ung thư bên cạnh chúng gây rối loạn vận động, tăng trưởng lực cơ, tăng hoạt động cảm giác, liều cao gây co giật hệ thống thần kinh trung ương dẫn đến tử vong liệt hô hấp, liệt cột sống ngừng tim Ngồi ra, strychnine cịn sử dụng làm thuốc diệt chuột số loài động vật gặm nhấm Nó biết đến chất sử dụng làm chất kích thích thể thao Strychnine tác dụng chọn lọc đối kháng cạnh tranh với glycin tủy sống Liều cao tác động lên glycin não Ngộ độc strychnine gây tử vong cho người động vật Brucine alkaloid mà từ lâu sử dụng loại thuốc truyền thống để điều trị ung thư biểu mơ tế bào gan Nó ức chế đáng kể việc di chuyển tế bào ung thư gan (HCC Hep-G2, SMMC-7721) ống nghiệm di phổi in vivo Độ độc brucine thấp strychnine gây co giật hệ thống thần kinh ngoại biên Hai alkaloid có độc tính mạnh, với liều lượng nhỏ gây tử vong uống tiêm khơng Vì việc xác định hai alkaloid vô quan trọng giám định độc chất thuốc phong tê thấp Bà Giằng Xuất phát từ vấn đề trên, đề xuất đề tài: “Phân lập xác định cấu trúc số alkaloid từ bột Mã tiền chế” Đối tượng mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Bột Mã tiền chế sở thuốc phong tê thấp Bà Giằng cung cấp Mục đích nghiên cứu: - Phân lập số alkaloid bột Mã tiền chế - Xác định cấu trúc alkaloid phân lập từ bột Mã tiền chế Nội dung nghiên cứu - Điều chế cặn chiết giàu alkaloid phương pháp tách alkaloid tổng - Phân lập alkaloid phương pháp sắc ký cột, sử dụng chất nhồi cột khác silicagel, Sephadex LH-20 - Xác định cấu trúc phương pháp phổ đại IR, MS, NMR,… Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết Phương pháp nghiên cứu hợp chất tự nhiên, tổng quan đặc điểm thực vật, thành phần hóa học, số cơng dụng bột Mã tiền chế, phương pháp tách phân lập hợp chất hữu Nghiên cứu thực nghiệm - Tách, chiết alkaloid tổng có bột Mã tiền chế TÀI LIỆU THAM KHẢO A TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Khoa dược (2008), “Giáo trình dược liệu”, tập 2, Nhà xuất ĐH Y Dược TP,HCM [2] Phạm Thanh Kỳ (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II, Nhà xuất Đại học Dược Hà Nội [3] Đỗ Tất Lợi (2004), “Cây thuốc vị thuốc Việt Nam”, tr.529 [4] Nguyễn Thị Kim Phụng (2007), “Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ”, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [5] Sun Than (2011), “Nghiên cứu kĩ thuật chiết suất strychnin sunfat từ hạt Mã tiền có nguồn gốc từ campuchia”, Khóa luận tốt nghiệp B TÀI LIỆU TIẾNG ANH [6] Anil Sah, Gopal L Khatik, Manish Vyas, Pramod Yadav (2016), “A short review on anticancer inves of Strychnos nux-vomica”, International Journal of Green Pharmacy, 10(3) S88 [7] Arnold M.D., Harry L (1968), “Poisonous Plants of Hawaii”, Tokyo, Japan [8] Cai, B.C,; Wu, H,; Yang, X.W.; Hattori, M.; Namba,T (1994), “Analysis of spectral data for 13C-NMR of sixteen Strychnos alkaloids”, Yao Xue Bao, 29, p.44-48 [9] Chinese Plant Names (1753), “Strychnos nux-vomica”, Linnaeus [10] Eunkuk Park, Jeonghyun Kim, Subin Yeo, Gijeong Kim, Eun-Hee Ko, Sang Woo Lee , Wan Yi Li , Chun Whan Choi and Seon-Yong Jeong (2018), “Antiadipogenic Effects of Loganic Acid in 3T3-L1 Preadipocytes and Ovariectomized Mice”,Molecules, p.1663 [11] Gary E Martin (1981), “13C-NMR Experimental Methods for Determination of Resonance Multiplicities: Strychnos Alkaloids”, University of Houston, Vol 70, p 8084 45 [12] Guangwen Shu, Xue Mi, Jian Cai, Xinlin Zhang, Wu Yin, Xinzhou Yang, You Li, Lvyi Chen, Xukun Deng (2013), “Brucine, an alkaloid from seeds of Strychnos nuxvomica Linn., represses hepatocellular carcinoma cell migration and metastasis: The role of hypoxia inducible factor pathway”, Toxicology Letter, 222, p.91-101 [13] Jiri Patocka (2015), Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents, Chapter 17, p.215-223 [14] Jun Chen, Xuan Wang, Yan-ge Qu, Zhi-peng Chen, Hao Cai, Xiao Liu, Fei Xu, Tulin Lu, Bao-chang Cai (2011), “Analgesic and anti-inflammatory activity and pharmacokinetics of alkaloids from seeds of Strychnos nux-vomica after transdermal administration: Effect of changes in alkaloid composition”, Nanjing University of Chinese Medicine, PR China, p.181-190 [15] Jun Chen, Yange Qu, Dongyue Wang, Pei Peng, Hao Cai, Ying Gao, Zhipeng Chen, Baochang Cai (2014), “Pharmacological Evaluation of Total Alkaloids from Nux Vomica: Effect of Reducing Strychnine Contents”, Molecules 19, p.395-4408 [16] Lei Zheng, Xiaoli Wang, Wenjuan Luo, Yingzhuan Zhan, Yanmin Zhang (2013), “Brucine, an effective natural compound derived from nux-vomica, induces G1 phase arrest and apoptosis in LoVo cells”, Xi’an Jiaotong University, PR China, p 331-339 [17] Nadkarni KM 3rd ed Vol Mumbai: Popular Prakashan (1954), Dr K.M, Nadkarni’s Indian Materia Medica, India, p.1179 [18] Nan Zhao, Li Li, Jun-hong Liu, Peng-yu Zhuang, Shi-shan Yu, Shuang-gang Ma, Jing Qu, Nai-hong Chen, Li-jun Wu (2012), “New alkaloids from the seeds of Strychnos nux-vomica”, Tetrahedron 68, p 3288-3294 [19] Pasupuleti Sreenivasa Rao, Majeti Narasimha Vara Prasad (2008), “Extraction, Purification and Characterization of Indole Alkaloids from Strychnos wallichiana L – an Endangered Medicinal Plant from India”, Medicinal and Aromatic Plant Science and Biotechnology, p.63-66 46 [20] Shiva P Singh, Virgil I.Stenberg, Surendra S Parmar, Sylvia A Farnum (1979), “13C-NMR Spectra of Strychnos Alkaloids: Brucine and Strychnine”, Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol 68, p.89-93 [21] Trease GE, Evans WC 15th ed Philadelphia: W.B Saunders Company Ltd (2000), Trease and Evans’ Pharmacognosy, p.378 [22] Tuqin Li, Xiaojun He, Shengda Qi, Wenhua Gao, Xingguo Chen, Zhide Hu (2006), “Separation and determination of strychnine and brucine in Strychnos nux-vomica L and its preparation by nonaqueous capillary electrophoresis”, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, p.400–407 [23] Yang, G.M; Tu, X.; Liu, L.J.; Pan, Y (2010), “Two new bisindole alkaloids from the seeds of Strychnos nux-vomica”, Fitoterapia, 81, p.932-936 [24] Yang, X.W.; Yan, Z.K.; Cai, B.C (1993), “Studies on the chemical constituents of alkaloid in seesds of Strychnos nux-vomica L.”, Zhongguo Zhong Yao Za Zhi, 18, p.739740 [25] Yin, W.; Wang, W.X.; Zhu, W.Y.; Lu, J.C.; Ye, D.J (1993), “Effect of processing on the extraction of alkaloid from strychnos”, Zhong Cao Yao, 18, p.23-24 [26] Young Hae Choi, You-Min Sohn, Chul Young Kim, Kwan Yul Oh, Jinwoong Kim (2004), “Analysis of strychnine from detoxified Strychno nux-vomica seeds using liquid chromatography–electrospray mass spectrometry”, Journal of Ethnopharmacology, p.109–112 [27] Zhang, X.Z.; Xu, Q.; Xiao, H.B.; Liang, X.M (2003), “Iridoid glucosides from Strychnos nux-vomica”, Phytochemistry, 64, p.1341-1344 C.WEBSITE [28] https://duoclieu.edu.vn/cay-ma-tien/, 20/10/2018 [29] http://duocthaothucdung.blogspot.com/2012/02/cay-ma-tien-vomiquier.html, ngày 20/10/2018 47 [30] http://www.epharmacognosy.com/2012/07/general-methods-of-extraction and.html, 12/10/2018 [31] https://en.wikipedia.org/wiki/Strychnos, ngày 12/10/2018 [32] https://en.wikipedia.org/wiki/Strychnos_potatorum [33] "Nirmali (Strychnos potatorum Linn.)" , 2004 04/10/2018 [34] https://vi.wikipedia.org/wiki/Mã_tiền, 12/10/2018 48 PHỤ LỤC P1 Hình P1 Phổ 1H-NMR hợp chất MTC1 P1 Hình P2 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất MTC1 P2 Hình P3 Phổ 13C-NMR hợp chất MTC1 P3 Hình P4 Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất MTC1 P4 Hình P5 Phổ HSQCcủa hợp chất MTC1 P5 Hình P6 Phổ 1H-NMRcủa hợp chất MTC2 P6 Hình P7 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất MTC2 P7 Hình P8 Phổ 13C-NMR hợp chất MTC2 P8 Hình P9 Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất MTC2 P9 Hình P10 Phổ HSQC hợp chất MTC2 P10 ... nghiên cứu: Bột Mã tiền chế sở thuốc phong tê thấp Bà Giằng cung cấp Mục đích nghiên cứu: - Phân lập số alkaloid bột Mã tiền chế - Xác định cấu trúc alkaloid phân lập từ bột Mã tiền chế Nội dung... việc xác định hai alkaloid vô quan trọng giám định độc chất thuốc phong tê thấp Bà Giằng Xuất phát từ vấn đề trên, đề xuất đề tài: ? ?Phân lập xác định cấu trúc số alkaloid từ bột Mã tiền chế? ??... Dựa vào SKBM tiến hành tinh chế lại nhiều lần thu 15 mg chất, kí hiệu MTC1 28 mg chất, kí hiệu MTC2 2.3.2.2 Xác định cấu trúc Các cấu tử phân lập từ cao chiết điclometan bột Mã tiền chế xác định