Nghiên cứu thành phần hóa học cây Ngải Nhật (Artemisia japonica Thunb., Asteraceae)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Bình NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY NGẢI NHẬT (ARTEMISIA JAPONICA THUNB., ASTERACEAE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Bình NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CÂY NGẢI NHẬT (ARTEMISIA JAPONICA THUNB., ASTERACEAE) Chuyên ngành: Hóa học hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phan Minh Giang Hà Nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ đƣợc hồn thành Phịng thí nghiệm Hố học hợp chất thiên nhiên, Bộ mơn Hố hữu cơ, Khoa Hoá học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Phan Minh Giang, ngƣời giao đề tài, hết lòng hƣớng dẫn bảo, tạo điều kiện thí nghiệm thuận lợi giúp đỡ em suốt q trình làm Luận văn thạc sĩ Để có đƣợc kết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TSKH Phan Tống Sơn, ngƣời quan tâm đến vấn đề đƣợc nghiên cứu Luận văn này, tạo điều kiện thí nghiệm thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành Luận văn thạc sĩ Cuối em xin cảm ơn thầy, anh, chị, bạn học viên cao học Hóa K22 bạn sinh viên Phịng thí nghiệm Hoá học hợp chất thiên nhiên tạo môi trƣờng nghiên cứu thuận lợi giúp đỡ em thời gian em nghiên cứu hoàn thành Luận văn thạc sĩ Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2013 Học viên cao học Nguyễn Thị Bình MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHI ARTEMISIA 1.1.1 THỰC VẬT HỌC VÀ PHÂN BỐ 1.1.2 CÔNG DỤNG CỦA MỘT SỐ LOÀI ARTEMISIA 1.1.3 NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CHI ARTEMISIA 1.1.3.1 Các monotecpen 1.1.3.2 Các sesquitecpen 1.1.3.3 Các sesquitecpen lacton 10 1.1.3.4 Các flavonoit 19 1.1.3.5 Các coumarin 22 1.1.3.6 Các polyaxetylen 24 1.1.3.7 Một số thành phần hóa học khác 26 1.1.4 HOẠT TÍNH SINH HỌC 30 1.2 CÂY NGẢI NHẬT (ARTEMISIA JAPONICA THUNB., ASTERACEAE) 33 1.2.1 THỰC HỌC VÀ PHÂN BỐ 33 1.2.2 TÁC DỤNG DƢỢC LÝ HỌC DÂN TỘC CỦA CÂY NGẢI NHẬT 34 1.2.3 NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY ARTEMISIA JAPONICA 35 Chƣơng 2: NHIỆM VỤ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 36 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.2.1 Các phƣơng pháp chiết hợp chất từ nguyên liệu thực vật 36 2.2.2 Các phƣơng pháp phân tích, phân tách, phân lập sắc ký 37 2.2.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc 37 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM 39 3.1 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 39 3.2 NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT 39 3.3 ĐIỀU CHẾ CÁC PHẦN CHIẾT TỪ CÂY NGẢI NHẬT 40 3.4 PHÂN TÍCH CÁC PHẦN CHIẾT BẰNG SẮC KÝ LỚP MỎNG 41 3.4.1 Phân tích phần chiết n-hexan (AJLH) 41 3.4.2 Phân tích phần chiết điclometan (AJLD) 43 3.4.3 Phân tích phần chiết cành n-hexan điclometan (AJCHD) 44 3.5 PHÂN TÁCH CÁC PHẦN CHIẾT VÀ PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT 46 3.5.1 Phân tách phần chiết n-hexan (AJLH) 46 3.5.2 Phân tách phần chiết điclometan (AJLD) 47 3.5.3 Phân tách phần chiết cành n-hexan điclometan (AJCHD) 49 3.6 HẰNG SỐ VẬT LÝ VÀ CÁC DỮ KIỆN PHỔ CÁC HỢP CHẤT ĐƢỢC PHÂP LẬP 51 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 4.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 56 4.2 ĐIỀU CHẾ CÁC PHẦN CHIẾT TỪ CÂY NGẢI NHẬT 56 4.3 PHÂN TÁCH CÁC PHẦN CHIẾT CỦA CÂY NGẢI NHẬT 59 4.3.1 Phân tách phần chiết n-hexan (AJLH) 59 4.3.2 Phân tách phần chiết điclometan (AJLD) 60 4.3.3 Phân tách phần chiết cành n-hexan điclometan (AJCHD) 61 4.4 CẤU TRÚC CỦA CÁC HỢP CHẤT ĐƢỢC PHÂN LẬP 62 4.4.1 1-Pentatricotanol (AJLH4) 62 4.4.2 Axit tricosanic (AJLH5.1) 62 4.4.3 β-Sitosterol (AJLH6) 63 4.4.4 24(R)-Cycloart-25-en-3β,24-diol (AJLH8.2.1a), 24(S)-Cycloart-25en-3 β,24-diol (AJLH8.2.1b) 63 4.4.5 23(Z)-Cycloart-23-en-3,25-diol (AJLH.8.2.2) 65 4.4.6 Chất Artemisidiol A (AJLD8) 67 4.4.7 Eupatorin (AJLD9) 69 4.4.8 5,4'-Dihydroxy-6,7,3',5'-tetramethoxyflavon (AJLD10) 70 4.4.9 Các chất Ceramid A (AJLD56.2) Ceramid B (AJCHD6) 71 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TLC (Thin-Layer Chromatography): Sắc kí lớp mỏng CC (Column Chromatography): Sắc kí cột thƣờng dƣới trọng lực dung mơi FC (Flash Chromatography): Sắc kí cột nhanh Mini-C (Mini-Column Chromatography): Sắc kí cột tinh chế SPE (Solid Phase Extraction): Chiết pha rắn RP (Revese Phase): Pha đảo ESI-MS (Electron Spray Ionization-Mass Spectrometry): Phổ khối lƣợng phun bụi điện tử H-NMR (Proton Nuclear Magnetic Resonance): Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton 13 C-NMR (Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance): Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân cacbon-13 DEPT (Disstortionless Enhancement by Polarition Transfer): Phổ DEPT HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence): Phổ tƣơng tác xa HSQC HMBC (Heteronuclear Multiple-Bond Correlation): Phổ tƣơng tác xa HMBC NOESY (Nuclear Overhauser effect spectroscopy): Phổ NOESY MỤC LỤC CÁC HÌNH, CÁC BẢNG VÀ CÁC SƠ ĐỒ Hình 1: Cây Ngải Nhật (Artemisia japonica Thunb., Asteraceae) Hình 2: Hoa Ngải Nhật (Artemisia japonica Thunb., Asteraceae) Hình 3: Các tƣơng tác HMBC NOESY AJLD8 Bảng 1: Hiệu suất điều chế phần chiết từ Ngải Nhật Bảng 2: Hiệu suất điều chế phần chiết từ cành Ngải Nhật Bảng 3: Phân tích sắc ký lớp mỏng phần chiết n hexan (AJLH) Bảng 4: Phân tích sắc ký lớp mỏng phần chiết điclometan (AJLD) Bảng 5: Phân tích sắc ký lớp mỏng phần chiết cành n-hexan điclometan (AJCHD) Sơ đồ 1: Điều chế phần chiết từ nguyên liệu thực vật Sơ đồ 2: Phân tách phần chiết n-hexan (AJLH) Sơ đồ 3: Phân tách phần chiết điclometan (AJLD) Sơ đồ 4: Phân tách phần chiết cành n-hexan điclometan (AJCHD) MỤC LỤC CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR AJLH4 Phụ lục 2: Phổ 1H-NMRcủa AJLH5.1 Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR AJLH8.2.1a AJLH8.2.1b Phụ lục 4: Phổ 13C-NMR AJLH8.2.1a AJLH8.2.1b Phụ lục 5: Phổ 13C-NMR DEPT AJLH8.2.1a AJLH8.2.1b Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR AJLH8.2.2 Phụ lục 7: Phổ 13C-NMR AJLH8.2.2 Phụ lục 8: Phổ 13C-NMR DEPT AJLH8.2.2 Phụ lục 9: Phổ 1H-NMR AJLD56.2 Phụ lục 10: Phổ 1H-NMR AJLD8 Phụ lục 11: Phổ 13C-NMR AJLD8 Phụ lục 12: Phổ 13C-NMR DEPT AJLD8 Phụ lục 13: Phổ HMBC AJLD8 Phụ lục 14: Phổ HSQC AJLD8 Phụ lục 15: Phổ NOESY AJLD8 Phụ lục 16: Phổ 1H-NMR AJLD9 Phụ lục 17: Phổ 13C-NMR AJLD9 Phụ lục 18: Phổ 13C-NMR DEPT AJLD9 Phụ lục 19: Phổ 1H-NMR AJLD10 Phụ lục 20: Phổ 13C-NMR AJLD10 Phụ lục 21: Phổ 13C-NMR DEPT AJLD10 Phụ lục 22: Phổ 1H-NMR AJCHD6 Phụ lục 23: Phổ 13C-NMR AJCHD6 Phụ lục 24: Phổ 13C-NMR DEPT AJCHD6 Nguyễn Thị Bình Cao học Hóa K22 LỜI MỞ ĐẦU Vốn đất nƣớc đƣợc thiên nhiên ƣu đãi, nằm vùng nhiệt đới gió mùa, Việt Nam có thảm thực vật vơ phong phú đa dạng với 12.000 loài thực vật bậc cao Từ nhiều kỷ nay, thực vật không nguồn cung cấp dinh dƣỡng cho ngƣời mà phƣơng thuốc chữa bệnh quý Từ năm cuối kỷ XX nay, nghiên cứu hóa học hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đƣợc đẩy mạnh hợp chất đƣợc phát chất dẫn đƣờng cho việc phát triển tác nhân điều trị lĩnh vực điều trị nhƣ chống ung thƣ, chống nhiễm khuẩn, chống viêm, điều chỉnh miễn dịch bệnh thần kinh Việc áp dụng phƣơng pháp sàng lọc hoạt tính sinh học nhanh (HTS - High Through-put Screening) sàng lọc hoạt tính sinh học hàng trăm nghìn mẫu nghiên cứu hóa dƣợc y sinh đặt nhiều thách thức cho nhà hóa học hợp chất thiên nhiên nhƣ phát triển quy trình phân lập nhanh, hiệu hợp chất thiên nhiên từ nguồn thực vật, vi nấm, sinh vật biển chuyển hóa hóa học cấu trúc gốc, ví dụ nhƣ đƣờng biomimetic, để tạo thƣ viện mẫu chứa phần cấu trúc định cho hoạt tính sinh học Một đƣờng nhanh đến hợp chất có tác dụng sinh học dựa kiến thức dƣợc lý học dân tộc Nhiều lồi Artemisia nói chung Ngải Nhật (Artemisia japonica Thunb., họ Cúc - Asteraceae) thuốc y học truyền thống nƣớc Các loài sinh tổng hợp nhiều loại hợp chất khác thuộc lớp chất tecpenoit, flavonoit, coumarin, với nhiều cấu trúc đƣợc chứng tỏ có tác dụng sinh học thích hợp cho biến cải hóa học Nghiên cứu hệ thống thành phần hóa học lồi trở thành chƣơng trình nghiên cứu rộng lớn thành cơng chƣơng trình cho phép nhà nghiên cứu y dƣợc tiếp cận với số lƣợng hóa chất có đủ đa dạng tính đặc thù cần thiết cho thử nghiệm sàng lọc sinh học Với ý nghĩa thực tiễn đó, Ngải Nhật đƣợc lựa chọn đối tƣợng nghiên cứu luận văn Luận văn Thạc sĩ Năm 2013