Nghiên cứu thành phần hóa học rễ cây cốt khí củ (Reynoutria Japonica Houtt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === Trần Thanh Hà NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC RỄ CÂY CỐT KHÍ CỦ (REYNOUTRIA JAPONICA HOUTT.) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === Trần Thanh Hà NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC RỄ CÂY CỐT KHÍ CỦ (REYNOUTRIA JAPONICA HOUTT.) Chun ngành: Hóa học hữu Mã số : 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Đậu Hà Nội – 2012 LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp hồn thành Phịng thí nghiệm Hố học hợp chất thiên nhiên, Bộ mơn Hố hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng lời cảm ơn chân thành đến: PGS TS Nguyễn Văn Đậu tin tưởng giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện nghiên cứu thuận lợi giúp suốt thời gian thực luận văn Tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới anh chị em đồng nghiệp Viện Dược liệu - nơi công tác chia sẻ công việc, giúp đỡ suốt thời gian học cao học Đồng thời gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo, nghiên cứu sinh, bạn học viên cao học K21 em sinh viên Phịng thí nghiệm Hố học hợp chất thiên nhiên tạo môi trường nghiên cứu khoa học thuận lợi giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Học viên Trần Thanh Hà Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 THỰC VẬT HỌC .3 1.1.1 Họ Rau răm (Polygonaceae) 1.1.2 Chi Reynoutria .4 1.1.3 Cốt khí củ (Reynoutria Japonica Houtt.) 1.2 ỨNG DỤNG .6 1.3 THÀNH PHẦN HOÁ HỌC 1.3.1 Anthranoid 1.3.2 Stilben dẫn xuất 1.3.3 Phenol 11 1.3.4 Flavonoit 12 1.3.5 Các thành phần khác 14 1.3.6 Thành phần hóa học hoa, lá, thân cốt khí củ 16 1.4 TÁC DỤNG SINH HỌC 17 1.4.1 Tác dụng kháng khuẩn 17 1.4.2 Tác dụng chống oxy hóa .18 1.4.3 Tác dụng chống viêm 19 1.4.4 Tác dụng kháng u, chống ung thư 19 1.4.5 Tác dụng hạ lipit 21 1.4.6 Tác dụng chống virus 21 Luận văn Thạc sĩ 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 1.4.7 Trị đái tháo đường 21 1.4.8 Các tác dụng khác .22 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT 25 2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ PHÂN TÁCH 25 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ KHẢO SÁT CẤU TRÚC 26 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG BẰNG HPLC 26 Chương 3: THỰC NGHIỆM 28 3.1 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 28 3.1.1 Thiết bị .28 3.1.2 Hóa chất 29 3.2 NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT .29 3.3 ĐỊNH TÍNH CÁC NHĨM CHẤT CĨ TRONG RỄ CỐT KHÍ CỦ .29 3.3.1 Định tính thành phần dịch chiết ete dầu hỏa 29 3.3.2 Định tính thành phần dịch chiết etanol 30 3.3.3 Định tính nhóm chất khác .32 3.4 ĐIỀU CHẾ CÁC PHẦN CHIẾT TỪ RỄ CỐT KHÍ CỦ 33 3.5 PHÂN TÍCH CÁC PHẦN CHIẾT BẰNG SẮC KÝ LỚP MỎNG 34 3.5.1 Phân tích phần chiết n-hexan (RJH) 34 3.5.2 Phân tích phần chiết etyl axetat (RJE) 35 3.5.3 Phân tích phần chiết n-butanol (RJB) 36 3.6 PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TỪ CÁC PHẦN CHIẾT 37 3.6.1 Phân tách phần chiết n-hexan (RJH) .37 Luận văn Thạc sĩ 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 3.6.2 Phân tách phần chiết etyl axetat (RJE) 38 3.6.3 Phân tách phần chiết n-butanol (RJB) 40 3.7 HẰNG SỐ VẬT LÝ VÀ DỮ KIỆN PHỔ 41 3.8 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG RESVERATROL VÀ PICEID .47 3.8.1 Nguyên liệu 47 3.8.2 Chuẩn bị mẫu phân tích: điều chế phần chiết metanol 47 3.8.3 Điều kiện phân tích sắc ký HPLC 47 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1 ĐIỀU CHẾ CÁC PHẦN CHIẾT 49 4.2 ĐỊNH TÍNH CÁC NHĨM CHẤT TRONG RỄ CỐT KHÍ CỦ 51 4.3 PHÂN TÁCH CÁC PHẦN CHIẾT RỄ CÂY CỐT KHÍ CỦ .52 4.3.1 Phân tách phần chiết n-hexan (RJH) .52 4.3.2 Phân tách phần chiết etyl axetat (RJE) 54 4.3.3 Phân tách phần chiết n-butanol (RJB) 56 4.4 CẤU TRÚC CỦA CÁC HỢP CHẤT ĐƯỢC PHÂN LẬP 57 4.5 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG RESVERATROL VÀ PICEID .68 4.5.1 Phân tích HPLC dịch chiết MeOH cốt khí củ 68 4.5.2 Xây dựng đường chuẩn resveratrol đường chuẩn piceid 69 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC Luận văn Thạc sĩ 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 MỤC LỤC CÁC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ TRONG LUẬN VĂN Bảng 3.1 Hiệu suất điều chế phần chiết rễ cốt khí củ .34 Bảng 3.2 Phân tích TLC phần chiết n-hexan (RJH) 35 Bảng 3.3 Phân tích phần chiết etyl axetat (RJE) 36 Bảng 3.4 Phân tích phần chiết n-butanol (RJB) 37 Bảng 4.1 Kết định tính nhóm chất rễ cốt khí củ 51 Bảng 4.2 Nồng độ chất resveratrol piceid hỗn hợp chuẩn .69 Bảng 4.3 Hàm lượng resveratrol piceid có mẫu rễ cốt khí củ 71 Hình 1.1 Một số hình ảnh cốt khí củ Hình 2.1 Phương pháp sắc ký cột .26 Hình 4.1 Tương tác HSQC RJE13 65 Hình 4.2 Tương tác HMBC RJE13 65 Hình 4.3 Sắc ký đồ HPLC 68 Hình 4.4 Phương trình đường chuẩn piceid 70 Hình 4.5 Phương trình đường chuẩn resveratrol 70 Sơ đồ 4.1 Quy trình điều chế phần chiết từ rễ cốt khí củ 50 Sơ đồ 4.2 Quy trình phân tách phần chiết n-hexan .53 Sơ đồ 4.3 Quy trình phân tách phần chiết etyl axetat 55 Sơ đồ 4.4 Quy trình phân tách phần chiết n-butanol 56 Sơ đồ 4.5 Các mảnh cấu trúc emodin 59 Luận văn Thạc sĩ 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Các phương pháp sắc ký TLC CC FC Mini-C HSCCC Thin layer Chromatography Column Chromatography Flash Chromatography Minicolumn Chromatography High-speed counter-current chromatography HPLC High-performance liquid chromatography LC– Liquid chromatography-electrospray ESI-MS ionization- Mass Spectrometry HPLC / High-performance liquid chromatography UV / Ultraviolet- electrospray ionization- Mass ESI-MS Spectrometry Sắc ký lớp mỏng Sắc ký cột thường Sắc ký cột nhanh Sắc ký cột tinh chế Sắc ký phân bố ngược dòng tốc độ cao Sắc ký lỏng hiệu cao Sắc ký lỏng ghép nối ion hóa khối phổ Sắc ký lỏng hiệu cao ghép nối ion khối phổ UV Các phương pháp phổ IR EI-MS Infrared Spectroscopy Electron Impact Mass Spectroscopy H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 13 C-NMR Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer PDVBPolydivinylbenzene microspheres were SPG prepared by Shirasu porous-glass (SPG) membrane emulsification Các dung môi EtOAc EtOH MeOH ACN Luận văn Thạc sĩ Ethyl acetate Ethanol Methanol Acetonitrile Phổ hồng ngoại Phổ khối lượng va chạm điện tử Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 Phổ DEPT Một loại chất hấp phụ Etyl axetat Etanol Metanol Axetonitril 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 MỞ ĐẦU Điều kiện tự nhiên ưu đãi cho đất nước người Việt Nam hệ sinh thái phong phú đa dạng, có tiềm to lớn tài nguyên thuốc, theo ước đốn hệ thực vật Việt Nam có khoảng 12.000 lồi Từ nhiều kỷ nay, thực vật khơng nguồn cung cấp dinh dưỡng cho người mà phương thuốc chữa bệnh quý giá Cho đến nay, việc nghiên cứu phát triển dược phẩm từ nguồn nguyên liệu tự nhiên đóng góp mạnh mẽ vào lĩnh vực điều trị bao gồm: chống ung thư, chống nhiễm khuẩn, chống viêm, điều chỉnh miễn dịch bệnh thần kinh Trong năm 2000 – 2005, 20 thuốc sản phẩm thiên nhiên dẫn xuất từ thiên nhiên đưa vào sản xuất Với việc đưa vào phương pháp sàng lọc hoạt tính sinh học nhanh địi hỏi nhà hóa học nghiên cứu quy trình phân tách hiệu hợp chất thiên nhiên từ nguồn thực vật, vi nấm, sinh vật biển… thực chuyển hóa hóa học, ví dụ đường mơ sinh học (biomimetic), để tạo dẫn xuất Reynoutria Japonica Houtt tên thường gọi cốt khí củ, thuộc họ Rau răm (Polygonaceae) loại mọc hoang trồng phổ biến nhiều nơi khắp nước ta nhiều nước giới Rễ cốt khí củ (radix Polygoni cuspidati) hay cịn gọi củ cốt khí vị thuốc kinh nghiệm dân gian Việt Nam nhiều nước khác giới có tác dụng chữa tê thấp, thông kinh, lợi tiểu, tiêu đờm, giảm đau, giảm độc, dùng cho người bị kinh nguyệt bế tắc, kinh nguyệt khó khăn đau đớn, đẻ xong huyết ứ, bụng trướng, tiểu tiện khó khăn Nó sử dụng để điều trị tổn thương viêm, viêm gan, khối u, hạ sốt tiêu chảy Do đó, vị thuốc từ củ cốt khí quan tâm nghiên cứu tiêu chuẩn hoá sử dụng, tiêu chuẩn kiểm nghiệm dược liệu từ củ cốt khí có dược điển quốc gia Reynoutria Japonica Houtt (cây cốt khí củ) nguồn cung cấp hợp chất anthranoid stilbenoid Do có hoạt tính chống ung thư, chống oxy hóa, Luận văn Thạc sĩ 2012 Trần Thanh Hà Cao học Hóa K21 kháng viêm, hạ lipit, đóng vai trị phytoestrogen… với độc tính thấp anthranoid stilbenoid khn mẫu hóa học cho nghiên cứu phát triển thuốc chống ung thư phòng ngừa bệnh tim mạch hệ Do đó, chúng tơi lựa chọn rễ cốt khí củ làm đối tượng nghiên cứu luận văn thạc sĩ với tiêu đề: “Nghiên cứu thành phần hố học rễ cốt khí củ (Reynoutria Japonica Houtt.)” Luận văn có nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Xây dựng quy trình chiết thích hợp để điều chế phần chiết chứa hợp chất hữu poliphenol từ rễ cốt khí củ - Phân tích thành phần hóa học rễ cốt khí củ sắc kí lớp mỏng - Phân tách phần chiết phương pháp sắc kí từ phần chiết thu - Xác định cấu trúc hợp chất phân lập - Định lượng hai hoạt chất resveratrol piceid phương pháp HPLC, so sánh hàm lượng chúng nguồn dược liệu khác Luận văn Thạc sĩ 2012 0.000 5.034 5.020 5.007 4.996 4.005 3.992 3.985 3.979 3.972 2.717 2.710 2.679 2.672 2.269 2.265 2.248 2.245 2.231 2.227 2.211 2.207 1.624 1.545 1.532 1.349 1.337 7.758 7.756 7.742 7.741 7.666 7.649 7.633 7.292 7.275 7.269 HA−RJH2−CDCl3−1H Current Data Parameters NAME HA_RJH2 EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20120328 Time 15.47 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zg30 TD 65536 SOLVENT CDCl3 NS 16 DS SWH 10000.000 Hz FIDRES 0.152588 Hz AQ 3.2769001 sec RG 181 DW 50.000 usec DE 6.00 usec TE 0.0 K D1 1.00000000 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 1H P1 10.40 usec PL1 0.00 dB SFO1 500.1335009 MHz 3.229 3.324 1.092 1.097 4.350 1.000 1.070 0.986 10 1.015 F2 − Processing parameters SI 32768 SF 500.1300094 MHz WDW EM SSB LB 0.30 Hz GB PC 1.00 ppm 7.8 7.758 7.756 7.742 7.741 1.000 7.7 7.666 7.649 7.633 1.070 7.6 7.5 7.4 7.3 0.986 7.292 7.275 7.269 1.097 2.6 ppm 2.4 2.2 1.092 1.015 2.269 2.265 2.248 2.245 2.231 2.227 2.211 2.207 5.034 5.020 5.007 4.996 2.0 4.0 1.8 4.350 4.005 3.992 3.985 3.979 3.972 ppm 1.6 3.229 1.4 3.324 1.624 1.545 1.532 1.349 1.337 HA−RJH2−CDCl3−1H ppm 2.717 2.710 2.679 2.672 ppm 21.502 19.765 29.522 56.457 67.413 62.468 77.275 77.021 76.767 119.795 119.112 117.823 139.374 134.690 134.106 148.074 159.747 184.252 182.729 HA−RJH2−CDCl3−C13CPD Current Data Parameters NAME HA_RJH2 EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20120328 Time 16.01 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zgpg30 TD 65536 SOLVENT CDCl3 NS 256 DS SWH 31446.541 Hz FIDRES 0.479836 Hz AQ 1.0420883 sec RG 32768 DW 15.900 usec DE 6.00 usec TE 0.0 K D1 2.00000000 sec d11 0.03000000 sec DELTA 1.89999998 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 13C P1 5.80 usec PL1 −1.00 dB SFO1 125.7716224 MHz ======== CHANNEL f2 ======== CPDPRG2 waltz16 NUC2 1H PCPD2 80.00 usec PL2 0.00 dB PL12 17.72 dB PL13 22.00 dB SFO2 500.1320005 MHz F2 − Processing parameters SI 32768 SF 125.7577878 MHz WDW EM SSB LB 1.00 Hz GB PC 1.00 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 ppm 119.795 119.112 117.823 134.690 134.106 139.374 148.074 159.747 184.252 182.729 HA−RJH2−CDCl3−C13CPD Current Data Parameters NAME HA_RJH2 EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20120328 Time 16.01 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zgpg30 TD 65536 SOLVENT CDCl3 NS 256 DS SWH 31446.541 Hz FIDRES 0.479836 Hz AQ 1.0420883 sec RG 32768 DW 15.900 usec DE 6.00 usec TE 0.0 K D1 2.00000000 sec d11 0.03000000 sec DELTA 1.89999998 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 13C P1 5.80 usec PL1 −1.00 dB SFO1 125.7716224 MHz ======== CHANNEL f2 ======== CPDPRG2 waltz16 NUC2 1H PCPD2 80.00 usec PL2 0.00 dB PL12 17.72 dB PL13 22.00 dB SFO2 500.1320005 MHz F2 − Processing parameters SI 32768 SF 125.7577878 MHz WDW EM SSB LB 1.00 Hz GB PC 1.00 185 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 ppm HA−RJH2−CDCl3−C13CPD &DEPT DEPT90 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm DEPT135 CH&CH3 CH2 180 C13CPD 180 HA−RJH2−CDCl3−C13CPD &DEPT DEPT90 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm DEPT135 CH&CH3 CH2 135 130 C13CPD 135 130 PHỤ LỤC 9: PHỔ EI-MS, H-NMR, 13 C-NMR, DEPT CỦA EMODIN BIANTHRON (RJE11) 2.921 2.290 2.238 2.086 2.066 2.059 2.054 2.050 2.045 2.041 4.508 4.502 6.670 6.610 6.321 6.317 6.312 6.276 6.252 6.247 6.128 6.101 11.753 11.847 11.974 12.045 HA−RJE11−AcetoneD6−1H Current Data Parameters NAME HA_RJE11 EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20120404 Time 14.39 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zg30 TD 65536 SOLVENT Acetone NS 16 DS SWH 10000.000 Hz FIDRES 0.152588 Hz AQ 3.2769001 sec RG 128 DW 50.000 usec DE 6.00 usec TE 0.0 K D1 1.00000000 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 1H P1 10.40 usec PL1 0.00 dB SFO1 500.1335009 MHz F2 − Processing parameters SI 32768 SF 500.1300101 MHz WDW EM SSB LB 0.30 Hz GB PC 1.00 10 2.734 3.085 11 2.006 12 2.169 2.164 1.989 2.190 13 1.000 1.000 0.992 0.991 14 ppm 6.321 6.317 6.312 6.276 6.252 6.247 6.128 6.101 6.2 1.989 6.4 2.164 6.670 6.610 6.6 2.169 2.190 6.0 12.0 5.6 1.000 12.045 11.974 5.2 11.9 5.4 0.992 11.847 11.8 5.0 11.753 ppm 4.8 0.991 4.6 4.508 4.502 2.006 ppm 2.3 2.734 2.290 2.238 3.085 HA−RJE11−AcetoneD6−1H 5.8 1.000 ppm 56.861 56.822 30.265 30.205 30.111 30.052 29.956 29.899 29.802 29.648 29.495 29.342 21.917 21.850 122.005 117.313 117.266 114.873 111.373 110.994 109.782 109.751 102.696 165.528 165.243 165.010 162.756 162.689 147.552 147.244 145.533 141.106 191.244 206.115 HA−RJE11−AcetoneD6−C13CPD Current Data Parameters NAME HA_RJE11 EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20120404 Time 14.46 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zgpg30 TD 65536 SOLVENT Acetone NS 256 DS SWH 31446.541 Hz FIDRES 0.479836 Hz AQ 1.0420883 sec RG 32768 DW 15.900 usec DE 6.00 usec TE 0.0 K D1 2.00000000 sec d11 0.03000000 sec DELTA 1.89999998 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 13C P1 5.80 usec PL1 −1.00 dB SFO1 125.7716224 MHz ======== CHANNEL f2 ======== CPDPRG2 waltz16 NUC2 1H PCPD2 80.00 usec PL2 0.00 dB PL12 17.72 dB PL13 22.00 dB SFO2 500.1320005 MHz F2 − Processing parameters SI 32768 SF 125.7576773 MHz WDW EM SSB LB 1.00 Hz GB PC 1.00 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 ppm 165 165.528 165.243 165.010 162.756 162.689 160 57.0 155 56.861 56.822 ppm 145 145.533 140 141.106 135 22.0 130 21.917 21.850 ppm 125 122.005 120 117.313 117.266 115 114.873 110 111.373 110.994 109.782 109.751 105 ppm 102.696 HA−RJE11−AcetoneD6−C13CPD 150 147.552 147.244 HA−RJE11−AcetoneD6−C13CPD&DEPT DEPT90 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ppm DEPT135 CH&CH3 CH2 210 C13CPD 210 HA−RJE11−AcetoneD6−C13CPD&DEPT DEPT90 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 ppm DEPT135 CH&CH3 CH2 120 115 C13CPD 120 115