Khảo sát thành phần hóa học của loài địa y parmotrema sancti angelii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HĨA HỌC BỘ MƠN HĨA HỌC HỮU CƠ  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y PARMOTREMA SANCTI-ANGELII GVHD: ThS Dương Thúc Huy SVTH: Nguyễn Trường Diễm Tiên MSSV: K37.106.111 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016 LỜI CẢM ƠN Bằng tất trân trọng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với: Thầy Dương Thúc Huy – người thầy đầy tâm huyết nhiệt tình Thầy khơng dạy cho em kiến thức chuyên môn với kinh nghiệm nghiên cứu quý báu mà giúp đánh thức niềm say mê nghiên cứu khoa học em suốt thời gian thầy hướng dẫn Tất quý Thầy Cơ khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian em theo học hồn thành khóa luận Các anh chị học viên cao học bạn sinh viên môn Hóa Hữu cơ, Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên động viên, giúp đỡ suốt trình thực đề tài Các bạn Trương Tấn Phát, Bùi Thị Lan Anh, Võ Ngọc Chung Tú, bạn sinh viên Khoa Hóa trường Đại Học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh tận tình cộng tác, giúp đỡ em trình nghiên cứu Và cuối xin cảm ơn gia đình – chỗ dựa vững tinh thần suốt thời gian theo học thực đề tài trường Đại Học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh (i) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN (i) MỤC LỤC (ii) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT (iv) DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ (v) DANH MỤC CÁC BẢNG (vi) DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỔ (vii) LỜI MỞ ĐẦU (viii) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA Y 1.1.1 Định nghĩa phân loại 1.1.2 Hoạt tính hợp chất địa y 1.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU HĨA HỌC CỦA MỘT SỐ LỒI ĐỊA Y THUỘC CHI PARMOTREMA CHƯƠNG 2: 2.1 THỰC NGHIỆM 14 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 14 2.1.1 Hóa chất 14 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 14 2.2 NGUYÊN LIỆU 15 2.3 QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 15 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17 3.1 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT H3.79: 17 3.2 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT P2: 20 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 21 4.1 KẾT LUẬN 21 4.2 ĐỀ XUẤT 21 (iii) TÀI LIỆU THAM KHẢO .22 PHỤ LỤC (iii) s d t m NMR H-NMR 13 C-NMR J ppm UV EA C Me AcOH H Ac CC (iv) DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Ba dạng địa y Hình 1.2 Các hợp chất cô lập từ địa y thuộc chi Parmotrema 10 Hình 2.1 Tản địa y Parmotrema sancti-angelii 15 Hình 3.1 Cấu trúc hóa học zeorin H3.79 18 Hình 3.2 Cấu dạng hợp chất H3.79 18 Hình 3.3 Cơng thức hợp chất P2 20 Hình 4.1 Hai hợp chất P2 H3.79 cô lập từ địa y Parmotrema sancti-angelii 21 Sơ đồ 2.1 Qúa trình ly trích cô lập địa y Parmotrema sancti-angelii 16 (v) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hoạt tính điều tiết tăng trưởng thực vật bậc cao Bảng 1.2 Hoạt tính kháng virus ức chế enzyme virus Bảng 1.3 Hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm Bảng 1.4 Hoạt tính gây độc tế bào kháng đột biến Bảng 1.5 Các loại enzyme bị ức chế hợp chất địa y Bảng 3.1 Dữ liệu phổ NMR hợp chất zeorin H3.79 19 Bảng 3.2 Dữ liệu phổ NMR hợp chất atranol P2 20 (vi) DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỔ Phụ lục Phổ H-NMR hợp chất H3.79 dung môi Acetone-d6 Phụ lục Phổ 13 C-NMR hợp chất H3.79 dung môi Acetone-d6 Phụ lục Phổ H-NMR hợp chất P2 dung môi Accetone-d6 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển Y học nói chung Y học dân tộc nói riêng xu hướng quay sản phẩm thuốc có nguồn gốc từ tự nhiên, vừa mang lại hiệu cao vừa tác dụng phụ Nghiên cứu hợp chất thiên nhiên đóng góp thành tựu quý báu cho ngành Hóa học ngành Sinh học Y dược học Sự kết hợp chứng khoa học từ lĩnh vực nghiên cứu hợp chất thiên nhiên hoạt tính sinh học góp phần củng cố phát triển Y học cổ truyền Ngay từ thời trung đại, nhiều người làm nghề y sử dụng loài địa y làm thuốc chữa bệnh Y học cổ truyền Trung Quốc sử dụng 71 loài địa y 17 chi (9 họ) với mục đích làm thuốc chữa bệnh Địa y thuộc họ Parmeliaceae, Usneaceae, Cladionaceae sử dụng nhiều hết Một vài loại cao điều chế từ địa y sử dụng để trị bệnh khác Lobaria pulmonaria chữa bệnh phổi, Xanthoria parientina chữa bệnh vàng da, chi Usnea để dưỡng tóc, Cetraria islandica (được gọi Irland moss) chữa nhiễm khuẩn tiêu chảy Ngồi cơng dụng chữa bệnh, địa y sử dụng làm thực phẩm, mỹ phẩm, xà phòng, nước hoa Theo tác giả Huneck (1999), [13] Muller (2001), [23] [9] Boustie (2007), [2] từ xưa có khoảng gần 000 hợp chất địa y cô lập thử nghiệm hoạt tính sinh học kháng khuẩn, kháng virus, chống oxy hóa, kháng ung thư, kháng viêm, kháng enzyme … Đi từ ứng dụng Y học quý giá kế thừa nghiên cứu có địa y ngồi nước, chúng tơi tiến hành nghiên cứu lồi địa y Parmotrema sancti-angelii (vi) Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA Y 1.1.1 Định nghĩa phân loại Địa y, dạng thực vật bậc thấp đặc biệt, kết cộng sinh nấm (mycobiont) thành phần quang hợp (photobiont) thường tảo (green alga) hay vi khuẩn lam (cyanobacterium) Khoảng 17 000 loài địa y biết Địa y thường chia làm ba dạng: dạng khảm (crustose), dạng phiến (foliose) dạng sợi (frucose) [30] Xanthoria sp (địa y khảm) Thành phần tảo địa y sản sinh carbohydrate q trình quang hợp, cịn thành phần nấm sản sinh hợp chất tự nhiên (để chống tia UV, ngăn chặn sâu bọ loài động vật ăn cỏ, …), cung cấp nước khoáng chất Kết từ cộng sinh giúp địa y sinh trưởng sống sót điều kiện khắc nghiệt, chủ yếu vùng vĩ độ cao, vùng nhiệt đới, diện khắp nơi đá, đất, cây, thân cây, kim loại, thủy tinh [21] Để hiểu chất địa y giải thích nguồn gốc chúng, nhà thực vật học thử tổng hợp địa y từ tảo nấm Mặc dù hai thành phần nuôi cấy riêng rẽ việc tổ hợp lại thành phần địa y gặp nhiều khó khăn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên 3.2 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT P2: Hợp chất P2 (3 mg) thu từ phân đoạn H1.5 địa y Paemotrema sancti-angelii với đặc điểm sau:  • Chất bột vơ định hình màu trắng • Phổ 1H-NMR (500 MHz, Acetone): Phụ lục : 2.23 (3H, s), Biện luận cấu trúc hợp chất P2: Phổ H-NMR cho thấy diện hai proton vòng thơm δ 6.26 (2H, s), độ dịch chuyển hóa học cho thấy proton chịu ảnh hưởng nhóm –OR đẩy electron, đồng thời giúp phát P2 hợp chất đối xứng hai proton phải vị trí meta Ngồi phổ H-NMR cịn cho thấy nhóm methyl thơm tín hiệu δ 2.23 (3H, s) nhóm aldehyde δ 10.26 (1H, s) Từ liệu phổ kết hợp với tài liệu tham khảo [14] hợp chất P2 xác định atranol (Hình 3.2) O H Hình 3.3 Công thức hợp chất P2 Bảng 3.2 Dữ liệu phổ NMR hợp chất Atranol P2 N Atranol, δH 6.25 (3H, s) Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 KẾT LUẬN Từ mẫu địa y Parmotrema sancti-angelii thực phương pháp sắc ký cô lập hai hợp chất P2 H3.79 Sử dụng phương pháp phổ nghiệm đại kết hợp với so sánh tài liệu tham khảo xác định cấu trúc hợp chất hữu H3.79 P2 Đây hai hợp chất lần đầu tìm thấy loài địa y Parmotrema sancti-angelii CH3 HO Hình 4.1 Hai hợp chất P2 H3.79 lập từ địa y Parmotrema sancti-angelii 4.2 ĐỀ XUẤT Vì điều kiện thời gian vật chất không cho phép, nên phạm vi đề tài này, khảo sát phân đoạn H1.5 Trong thời gian tới, có điều kiện chúng tơi tiến hành khảo sát phân đoạn cao lại Đồng thời tiến hành thử nghiệm số hoạt tính sinh học loại cao hợp chất lập 21 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ana C M., Beatriz A., Lima E P., Honda N K (2009), “Chemical constituents of Parmotrema lichexanthonicum Eliasaro & Adler – Isolation, structure modification and evaluation of antibiotic and cytotoxic activities”, Química Nova, 32, 12-20 [2] Boustie J., Grube M (2007), “Lichens - a promising source of bioactive secondary metabolites”, Plant Genetic Resources, 3, 273-287 [3] Boustie J., Tomashi S., Grube M (2010), “Bioactive lichen metabolites: alpine habitats as an untapped source”, Phytochemistry Review [4] Brahmachari G and Chatterjee D (2002), Triterpenes from Adiantum lunulactum, Fitoterapia, 73(5), 363-368 [5] Bugni T S., Andjelic C D., Pole A R., Rai P., Ireland C M., Barrows L R (2009), “Biologically active components of a Papua New Guinea analgesic and antiinflammatory lichen preparation”, Fitoterapia, 80, 270-273 [6] David F., Elix J A., Binsamsudin M W (1990), “Two new aliphatic acids from the lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale”, Aust J Chem, 43, 1297-1300 [7] Duong Thuc Huy, Huynh Bui Linh Chi, Ha Xuan Phong, Ton That Quang, Nguyen Kim Phi Phung (2011), “Some phenolic compounds of the lichen Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale (Parmeliaceae)”, Tạp Chí Phát Triển Khoa Học Cơng Nghệ, 14(6), 5-10 [8] Duong Thuc Huy, Huynh Bui Linh Chi, Ha Xuan Phong, Tuong Lam Truong, Ton That Quang, Joel Boustie, Nguyen Kim Phi Phung (2012), “New diphenyl ether from lichen Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale (Parmeliaceae)”, Tạp chí Hố Học, 50(4A), 199-202 [9] Egan R S., Harms R., Widhelm T (2005), “Studies on the lichen Parmotrema rigidum s.lat from North and South America”, The Bryologist, 108(3), 402-405 22 Khóa luận tốt nghiệp [10] Nguyễn Trường Diễm Tiên Fazio A T., Bertoni M D., Adler M T (2009), “Culture studies on the mycobiont isolated from Parmotrema reticulatum (Taylor) Choisy: metabolite production under different conditions”, Mycological Progress, 8(4), 359-365 [11] Ha Xuan Phong, Chemical constituents of lichen Parmotrema sancti-angelii collected in Vienam, A thesis for Master of Science, University of Science, Nation University-Ho Chi Minh City, 2012 [12] Honda N K., Pavan F R., Coelho R G., Andrade Leite S R., Micheletti A C., Lopes T I B., Misutsu M Y., Beatriz A., Bruma R L., Leite C Q F (2009), “Antimycobacterial activity of lichen substances”, Phytomedicine, 1-5 [13] Huneck S (1999), “The significance of lichens and their metabolites”, Naturwissenschaften, 86, 559–570 [14] Huneck S., Yoshimura I (1997), Identification of lichen substances, Springer Verlag Berlin, 169 [15] Huynh Bui Linh Chi, Chemical constitients of the lichen Parmotrema prasorediosic (Nyl.) Hale, A thesis for Doctor of Philosophy, University of Science, Nation University-Ho Chi Minh City, 2014 [16] Huynh Bui Linh Chi, Duong Thuc Huy, Takao Tanahashi, Nguyen Kim Phi Phung (2010), “Contribution to the study on chemical constituents of the lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale (Parmeliaceae)”, Tạp chí Hố Học, 48(4B), 332-337 [17] Huynh Bui Linh Chi, Duong Thuc Huy, Takao Tanahashi, Nguyen Kim Phi Phung (2011), “Two new compounds from the lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale (Parmeliaceae)”, Tạp chí Khoa Học Công nghệ, 49(5B), 430-435 [18] Javaprakasha G K., Rao L J (2000), “Phenolic constituents from the lichen Parmotrema stuppeum (Nyl.) Hale and their antioxidant activity”, Znaturforsch[C], 55, 1018-1022 [19] Keogh M F (1977), “Malonprotocetraric acid from Parmotrema conformatum”, Phytochemistry, 16(7), 1102 [20] Kharel M K., Rai N P., Manandhar M D., Elix J A., Wardlan J H (2000), “Dehydrocollatolic acid, a new depsidone from the lichen Parmotrema nilgherrense”, Aust J Chem, 53, 891-892 23 Khóa luận tốt nghiệp [21] Nguyễn Trường Diễm Tiên Kim D S (1997), “Anticomplementary activity of ergosterol peroxide from Naematoloma fasciculare and reassignment of NMR data”, Archives of Pharmacal Research, 20(3), 201-205 [22] Le Hoang Duy, Chemical study of common lichens in the south of Vienam, A thesis for Doctor of Philosophy, Kobe Pharmaceutical University, 2-8, 2012 [23] Muller K (2001), “Pharmaceutically relevant metabolites from lichens”, Applied Microbiology and Biotechnology, 56, 9-16 [24] Neeraj V., Behera B C., Parizadeh H., Bo S (2011), “Bactericidal activity of some lichen secondary compounds of Cladonia ochrochlora, Parmotrema nilgherrensis and Parmotrema sancti-angelii”, International Journal of Drug Development and Research, 3(3), 222-232 [25] O’Donovan D G., Robert G., Keogh M F (1980), “Structure of the β- orcinol depsidones, connorstictic acid and consalazinic acid”, Phytochemistry, 19, 2497-2499 [26] Ramesh P., Shere E., Baig A (1994), “Chemical investigation of South Indian lichen: Parmelia praesorediosa (Nyl.) and Parmelia reticulate (Tayl.)”, Indian Journal of Heterocyclic Chemistry, (3), 211-212 [27] Sakurai A., Goto Y (1987), “Chemical studies on the lichen I The structure of isolecanoric acid, a new ortho-depside isolated from Parmelia tinctorum Despr.”, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 60, 1917-1918 [28] Santos L C., Honda N.K., Carlos I Z., Vilegas W (2004), “Intermediate reactive oxygen and nitrogen from macrophages induced by Brazilian lichens”, Fitoterapia, 75, 473-439 [29] Vũ Thị Kiều Trang, Khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate lồi địa y Parmotrema sp thu hái tỉnh Bình Thuận, Khóa luận Tốt nghiệp, Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, 2014 [30] Yit Heng Choi, Generic potential of lichen-forming fungi in polyketide biosynthesis, A thesis for Doctor of Philosophy, RMIT University, 2008, 10-15 24 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên 25 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên PHỤ LỤC Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Trường Diễm Tiên 4.2 16 16 4.0 3.8 3.6 2.73 093 193 5.52 2.71 802 882 1.26 1.00 9153 9363 3.956 4.038 4.046 0564 4.061 0654 4.069 4.080 0894 Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất H3 79 dung môi Acetone-d6 8130 8630 0.878 0.884 9090 0231 1.066 1.087 1.124 1921 2591 2.5232.5042.4824632.4022 5873 3.598 9153 9363 4.038 4.046 0564 0614 4.065 4.069 0804 0894 1H spectrum of (16) H.3.79 - ACETONE - 1H 350 300 250 200 150 100 17 50 21 3.4 3.2 3.0 60.87697059 12667.83965 Phụ lục Phổ 13C-NMR h ợp chất H3.79 dung môi Acetone-d6 77069 13C spectrum of (16) HO 10.264 Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất P2 dung môi Acetone-d6 1.1 P2 – ACETONE – 1H f1 (ppm) 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 ... tính hợp chất địa y Địa y sản sinh lượng lớn hợp chất hữu cơ, đa số có hoạt tính sinh học nhiều loại chúng đặc hiệu địa y hoá học hợp chất tự nhiên Tuy v? ?y, khảo sát hoá học địa y bị hạn chế nguồn... orcinol (3), gyrophoric acid (13), protocetraric acid (21), 9’-Omethylprotocetraric acid (22), 2-[3-(2,6-dihydroxy-4-methylbenzyl)-2,4-dihydroxy-6methylphenoxy]-3-formyl-4-hydroxy-6-methylbenzoate... HO O 11 Khóa luận tốt nghiệp O R1O Diphenylether Methyl 2-[3-(2,6-dihydroxyHO 4methylbenzyl)-2,4-dihydroxy-6HC methylphenoxy]-3-formyl-42 hydroxy6-methylbenzoate (35) CH3 O H C OCH3 HO OH H CH3