Nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic từ cây

Nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic từ cây

đại học quốc gia hà nội trờng đại học khoa học tự nhiênKHOA HểA HC=== ===CAO HONGNGHIấN CU PHN LP, XC NH CU TRC V KHO ST HOT TNH SINH HC CA CC HP CHT PHENOLIC T CY ALPINIA PINNANENSIS T. L. WU ET SENJEN (ZINGIBERACEAE)Chuyờn ngnh: Hoỏ hc hu c Mó s: 60 44 27 luận VĂN thạc sĩ khoa học Cỏn b hng dn: PGS. TS. Phan Minh Giang H Ni 2009 1 đại học quốc gia hà nội trờng đại học khoa học tự nhiênKHOA HểA HC=== ===CAO HONGNGHIấN CU PHN LP, XC NH CU TRC V KHO ST HOT TNH SINH HC CA CC HP CHT PHENOLIC T CY ALPINIA PINNANENSIS T. L. WU ET SENJEN (ZINGIBERACEAE) luận VĂN thạc sĩ khoa học H Ni 2009 2 LỜI CẢM ƠNLuận văn tốt nghiệp này được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Hoá học các hợp chất thiên nhiên, Bộ môn Hoá hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và lời cảm ơn chân thành đến: GS. TSKH Phan Tống Sơn đã tạo các điều kiện nghiên cứu thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. PGS. TS Phan Minh Giang đã tin tưởng giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo các điều kiện nghiên cứu thuận lợi tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Cử nhân khoa học Trần Thị Hiền đã cùng cộng tác với tôi trong việc tiến hành các thí nghiệm thuộc đề tài luận văn.Đồng thời tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, các nghiên cứu sinh, các bạn học viên cao học K18 và các em sinh viên trong Phòng thí nghiệm Hoá học các hợp chất thiên nhiên đã tạo môi trường nghiên cứu khoa học thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bản luận văn này. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Học viên Cao Hoàng3 MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU ….… ….…… .………………………………………………………….….1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .… . 2 1.1. Khái quát về chi Alpinia (Zingiberaceae)……….………………… …….2 1.1.1 Đặc điểm thực vật học …………………………………………………2 1.1.2 Chi Alpinia (Zingiberaceae) ở Việt Nam… …………………… …… 3 1.1.3 Alpinia pinnanensis T. L. Wu et Senjen (Zingiberaceae) .………….51. 2 Các nghiên cứu về hoá học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic chi Alpinia (Zingiberaceae) ……………………….… ……………6 1.3 Các nghiên cứu hoá học và hoạt tính sinh học của một số hợp chất khác từ chi Alpinia (Zingiberaceae) ………………………………………………21CHƯƠNG 2: NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………… .… 25 2.1 Nhiệm vụ nghiên cứu .……………………………………………… …252.2 Phương pháp nghiên cứu …………………………….……………… 252.2.1 Các phương pháp xử lý mẫu và chiết …… .……………………….… 25 2.2.2 Các phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất . ………………………………………………………………… …… 26 2.2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc … ………………… .………26 2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học chống oxi hóa …… …….…26CHƯƠNG 3: PHẦN THỰC NGHIỆM …………………………… .………… .…… 28 3.1 Thiết bị và hoá chất ……….………………….………………………… 28 3.2. Nguyên liệu thực vật… …. ……………………… .……………… 29 3.3. Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Alpinia pinnanensis … … … 29 3.4 Phân tích thành phần các phần chiết bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) …………… …………………………………………………………30 3.4.1 Phần chiết n -hexan ( AP1 )………………… .… ……………………. 30 4 3.4.2 Phần chiết điclometan ( AP2 ) ………………… …………… ……… 31 3.4.3 Phần chiết etyl axetat ( AP3 )…………………… ….… …………… 31 3.5 Phân tách sắc ký các phần chiết và phân lập các hợp chất .………… 31 3.5.1 Phân tách phần chiết n -hexan ( AP1 ) ………………… ……………… 31 3.5.2 Phân tách phần chiết điclometan ( AP2 ) 32 3.5.3 Phân tách phần chiết etyl axetat ( AP3 ) …….………………… …. 33 3.6 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất được phân lập …….… . 34 3.7 Thử hoạt tính chống oxi hóa, hoạt tính quét gốc tự do DPPH………… 36CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………… ……………………38 4.1 Đối tượng nghiên cứu . … .…… …………………………………… . 38 4.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Alpinia pinnanensis .…… …… 38 4.3 Nghiên cứu thành phần hóa học của phần chiết n -hexan ( AP1 )……… 40 4.3.1 Phân tích phần chiết n -hexan ( AP1 ) .……… ……………………40 4.3.2 Phân tách phần chiết n -hexan ( AP1 ) ……………… ……………… .42 4.4 Nghiên cứu thành phần hóa học của phần chiết điclometan ( AP2 )… … 45 4.4.1 Phân tích phần chiết điclometan ( AP2 ) …….………………………… 45 4.4.2 Phân tách phần chiết điclometan ( AP1 )… .……… ………….… 46 4.5 Nghiên cứu thành phần hóa học của phần chiết etyl axetat ( AP3 ) .…. 48 4.5.1 Phân tích phần chiết etyl axetat ( AP3 )………… ……… ………… 48 4.5.2 Phân tách phần chiết etyl axetat ( AP3 )……….……… …………… 49 4.6 Xác định cấu trúc của các hợp chất được phân lập ………… ……51 4.7 Thử hoạt tính cống oxi hóa ……………… .…………………………60KẾT LUẬN … …………… .… …………………………………………… 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO …… ……………… .……………………………… .64 5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT THƯỜNG DÙNG TRONG LUẬN VĂNTLC : (Thin layer Chromatography): Sắc ký lớp mỏngCC : (Column Chromatography): Sắc ký cột thườngFC : (Flash Chromatography): Sắc ký cột nhanhMini-C : (Minicolumn Chromatography): Sắc ký cột tinh chếIR : (Infrared Spectroscopy): Phổ hồng ngoạiGC-MS : (Gas Chromatography - Mass Spectrometry): Sắc ký khí khối phổEI-MS : (Electron Impact Mass Spectroscopy): Phổ khối lượng va chạm điện tử 1H-NMR : (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13C-NMR : (Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 DEPT :(Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer): Phổ DEPT6 MỤC LỤC CÁC BẢNGBảng 1: Các loài Alpinia ở Việt NamBảng 2: Hiệu suất điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Alpinia pinnanensisBảng 3: Phân tích TLC phần chiết n-hexan (AP1)Bảng 4: Phân tích TLC phần chiết điclometan (AP2)Bảng 5: Phân tích TLC phần chiết etyl axetat (AP3) 7 MỤC LỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒHình 1: Một số loài Alpinia (Zingiberaceae) của Việt Nam Hình 2: Alpinia pinnanensis T. L. Wu et Senjen (Zingiberaceae)Sơ đồ 1: Quy trình điều chế các phần chiết n-hexan (AP1), điclometan (AP2) và etyl axetat (AP3)Sơ đồ 2: Quá trình phân tách sắc ký phần chiết n-hexan (AP1)Sơ đồ 3: Quá trình phân tách sắc ký phần chiết điclometan (AP2)Sơ đồ 4: Quá trình phân tách sắc ký phần chiết etyl axetat (AP3)Sơ đồ 5: Sự phân mảnh EI-MS của AP1.18 Sơ đồ 6: Sự phân mảnh EI-MS của AP1.22Sơ đồ 7: Sự phân mảnh EI-MS của AP3.48 MỤC LỤC CÁC PHỤ LỤCPhụ lục 1: Phổ IR của AP1.11Phụ lục 2: Phổ EI-MS của AP1.15Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR của AP1.15Phụ lục 4: Phổ 13C-NMR và DEPT của AP1.15Phụ lục 5: Phổ EI-MS của AP1.18.3Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR của AP1.18.3Phụ lục 7: Phổ 13C-NMR và DEPT của AP1.18.3Phụ lục 8: Phổ EI-MS của AP1.22Phụ lục 9: Phổ EI-MS của AP1.20.3.2 (= AP3.4)Phụ lục 10: Phổ 1H-NMR của AP3.4Phụ lục 11: Phổ 13C-NMR và DEPT của AP3.4Phụ lục 12: Phổ EI-MS của AP2.18Phụ lục 13: Phổ EI-MS của AP2.11.3.3Phụ lục 14: Phổ EI-MS của AP2.16Phụ lục 15: Phổ EI-MS của AP3.4Phụ lục 16: Phổ EI-MS của AP3.13.39 LỜI MỞ ĐẦUChi Riềng (Alpinia, Zingiberaceae) là một chi lớn, gồm khoảng 230 loài phổ biến khắp vùng Châu Á nhiệt đới và cận nhiệt đới, tạo thành một chi lớn nhất, phổ biến nhất và phức tạp về thực vật nhất của họ Zingiberaceae. Ở Việt Nam, nhiều loài thuộc chi này là những cây thuốc cổ truyền trong Y học Việt Nam như Alpinia galanga, Alpinia oxyphylla, Alpinia conchigera … Một số loài Alpinia cũng mới được phát hiện gần đây ở Việt Nam và được đưa vào chương trình nghiên cứu hóa học các loài thực vật họ Zingiberaceae của chúng tôi như Alpinia gagnepainii, Alpinia naponensis, Alpinia maclurei, Alpinia pinnanensis… Nghiên cứu xác định các thành phần hoá học của chi này có ý nghĩa đóng góp vào các hiểu biết về sự phân loại thực vật theo hoá học của chi Alpinia cũng như các chức năng sinh học của các hợp chất được phân lập. Trong một nghiên cứu trước các cấu trúc tổng hợp (hybrid) thú vị giữa chalcon và điarylheptanoit cùng với các hợp chất phenolic (2′,4′-dihydroxy-6′-methoxychalcon, 4′,6′-dimethylchalconavingenin, alpinentin, naringenin 5-0-methyl ether và (3S,5S)-trans-3,5-dihydroxy-1,7-diphenyl-1-hepten) và phytosterol β-sitosterol, stigmasterol và β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranosid đã được phát hiện từ loài Alpinia pinnanensis được thu thập tại Vĩnh Phúc [24]. Sau đó, cardamomin đã được phát hiện từ Alpinia conchigera là một tác nhân chống viêm đầy triển vọng qua các nghiên cứu sự ngăn chặn của hợp chất này lên các đường truyền tín hiệu của yếu tố phiên mã NF-kappa B [14]. Tiếp tục nghiên cứu các thành phần hóa học của loài Alpinia pinnanensis được thu thập tại Lào Cai trong nghiên cứu của Luận văn này, chúng tôi mong muốn đóng góp thêm những hiểu biết mới về hoá học và hoạt tính sinh học của loài Alpinia pinnanensis vào chi Alpinia (Zingiberaceae) của Việt Nam. 10 [...]... nhiều nghiên cứu khoa học đã được thực hiện với các loài Alpinia (Zingiberaceae) và đã được chúng tôi tổng kết trong một Luận án tiến sĩ [6] Tổng quan sau tổng kết các kết quả nghiên cứu hoá học và hoạt tính sinh học về chi Alpinia (Zingiberaceae) trong 10 năm gần đây (1999-2009) 1.2 Các nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic từ chi Alpinia (Zingiberaceae) Bảy hợp chất đã... học và hoạt tính sinh học của một số hợp chất khác từ chi Alpinia (Zingiberaceae) Các thành phần hóa học khác thường được phát hiện trong các thực vật chi Alpinia (Zingiberaceae) là các hợp chất mono- và sesquitecpenoit trong các tinh dầu từ các bộ phận lá, thân, rễ và quả Các đitecpenoit dãy labdan thường được phân lập và các hợp chất này cho các hoạt tính gây độc tế bào mạnh Các tinh dầu từ lá khô,... định các hệ dung môi thích hợp cho phân tách sắc ký cột; 3 Phân tách các phần chiết và phân lập các hợp chất thành phần chính bằng các phương pháp sắc ký điều chế; 4 Xác định cấu trúc các hợp chất được phân lập bằng các phương pháp phổ hiện đại 5 Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phenolic nhận được 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Các phương pháp xử lý mẫu và chiết Mẫu thực vật sau khi... (56) và β-sitosterol (57) Trong đó 2 hợp chất đầu và (58) đã được phân lập lần đầu tiên từ loài thực vật này [42] O HO OH O 58 Tổng kết lại, các hợp chất phenolic mới vẫn tiếp tục được phân lập từ các loài Alpinia officinarum, Alpinia galanga, Alpinia kadsumadai và Alpinia 29 oxyphylla Các hợp chất này cho một tỷ lệ cao các hoạt chất chống viêm, kháng virut và chống ung thư 1.3 Các nghiên cứu hoá học và. .. được sử dụng để phân tích định tính các phần chiết, định hướng phân tách các phần chiết, đặc trưng các hợp chất và kiểm tra độ sạch của các hợp chất phân lập Sắc ký cột được thực hiện trên chất hấp phụ silica gel theo cơ chế sắc ký hấp phụ và được sử dụng để phân tách các phần chiết, phân lập và tinh chế các hợp chất thiên nhiên Sắc ký cột thường (CC) được thực hiện dưới trọng lực của dung môi Sắc... mg) chất hữu cơ Phương pháp kết tinh để tinh chế các chất rắn 2.2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng cách kết hợp các phương pháp phổ: Phổ hồng ngoại (IR); Phổ khối lượng va chạm điện tử (EI-MS); Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR); Phổ cộng hưởng từ cacbon 13 (13C-NMR) với chương trình DEPT 2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxi hóa Các hợp. .. (LPS) Qua phân tách theo định hướng hoạt tính sinh học đã phân lập được hai điarylheptanoit 7-(4′′-hydroxy-3′′- 21 methoxyphenyl-1-phenylhept-4-en-3-on (27) và 3,5-đihyđroxy-1,7-điphenylheptan (28) và một flavonol, galangin (29); các hợp chất này ức chế đáng kể sự sản sinh NO với các giá trị IC50 từ 33-62 µM Để làm sáng tỏ mối quan hệ cấu trúc - hoạt tính sinh học (SAR) của các điarylheptanoit, các điarylheptanoit... tectochrysin (46), isovanillin (47) và (2E,4E)-6-hydroxy-2,6-dimethylhepta-2,4-dienal (48) Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất 41, 42 và 45 trên các dòng tế bào ung thư, A549, HT-29 và SGC-7901, đã được đánh giá bằng thử nghiệm sulforhodamine B (SRB) Các hợp chất 41, 42, 47 và 48 đã được phân lập lần đầu tiên từ chi này và các hợp chất 41, 42, và 45 không thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đối với ba... là một chất ức chế mới sự chuyển nhân của Rev Phân tích cơ chế tác dụng với mẫu thử (31) và một vài chất tổng hợp tương tự đã xác định được các phần quyết định trong cấu trúc của 32 cho hoạt tính ức chế Rev-export [18] 23 O O O O 31 O O O HN NH O NH O S 32 1′-Acetoxychavicol acetat (30) đã được xác định là thành phần chủ yếu của phần chiết axeton từ thân rễ Alpinia galanga quyết định cho hoạt tính kháng... H2O2 và Fe 2 +, chất này tạo ra các gốc tự do hydroxyl (.OH) do phản ứng Fenton Các kết quả này cho thấy rằng PCA có thể là một chất hóa học thích hợp cho điều trị stress và các bệnh thoái hóa thần kinh gây bởi sự oxy hoá [34] Ba chất liên hợp monoterpen-chalcon, rubrain (50), isorubrain (51) và sumadain C (52) đã được phân lập từ hạt Alpinia katsumadai Cấu trúc và cấu hình tương đối của các hợp chất . 2 Các nghiên cứu về hoá học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic chi Alpinia (Zingiberaceae) ……………………….…..……………6 1.3 Các nghiên cứu. cũng như các chức năng sinh học của các hợp chất được phân lập. Trong một nghiên cứu trước các cấu trúc tổng hợp (hybrid) thú vị giữa chalcon và điarylheptanoit