Nghiên cứu thành phần hóa học của lá cây cà phê chè coffea arabica rubiacea

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN QUỐC NAM HẢI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN QUỐC NAM HẢI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỌC HỮU CƠ MÃ SỐ: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUYẾT TIẾN THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả NGUYỄN QUỐC NAM HẢI Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Bản luận văn đƣợc hồn thành phịng Hoạt chất Sinh học, Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin chân thành bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Quyết Tiến, TS Phạm Thị Hồng Minh, PGS.TS Phạm Văn Thỉnh ngƣời thầy hƣớng nghiên cứu, hƣớng dẫn tận tình, động viên giúp đỡ bƣớc tơi q trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Phòng Hoạt chất Sinh học, Phòng Nghiên cứu Cấu trúc -Viện Hóa học nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành kế hoạch nghiên cứu Nhân dịp này, xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Lãnh đạo Khoa Hóa, Khoa Sau đại học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, Sở giáo dục đào tạo tỉnh Bắc Ninh, Ban Giám hiệu Trƣờng THPT Thuận Thành số tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Bố, Mẹ tơi, ngƣời thân gia đình đồng nghiệp giúp đỡ, động viên nhiều trình thực luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2009 Tác giả Nguyễn Quốc Nam Hải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt dùng luận văn Danh mục hình, bảng sơ đồ MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 CHI COFFEA VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CHÚNG 1.1.1 Giới thiệu chi Coffea 1.1.2 Những nghiên cứu thành phần hoá học 1.2 CÂY CÀ PHÊ CHÈ VÀ NHỮNG SỬ DỤNG TRONG Y HỌC 1.2.1 Mô tả thực vật 1.2.2 Một số thuốc chữa bệnh sỏi thận Y học cổ truyền 1.3 MỘT SỐ ANCALOIT SỬ DỤNG TRONG Y HỌC 1.3.1 Giới thiệu chung ancalnoit 1.3.2 Phƣơng pháp phân tích 10 1.3.2.1 Phân tích định tính 10 1.3.2.1.1 Các phản ứng tạo tủa 10 1.3.2.1.2 Các phản tạo màu 11 1.3.2.2 Phân tích định lượng 12 1.3.2.2.1 Xác định hàm lượng ancaloit phương pháp phân tích trọng lượng 13 1.3.2.2.2 Xác định hàm lượng ancaloit phương pháp “không nước” 15 1.3.3 Phƣơng pháp phân lập ancaloit 15 1.3.3.1 Chiết tách phân lập ancaloit phương pháp bazơ - dung môi hữu 15 1.3.3.2 Chiết tách phân lập ancaloit phương pháp axit-nước 16 1.3.4 Phân loại ancaloit quan trọng Y dƣợc theo khung 16 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.3.4.1 Ancaloit khung indol 17 1.3.4.2 Ancaloit khung pyridin - (pyperidin) 18 1.3.4.3 Ancaloit vòng ngưng tụ pyrrolidin-pyperidin (khung tropan) 20 1.3.4.4 Ancaloit khung ruban (quinin, quinidin, cinchonin, cinchonidin) 21 1.3.4.5 Ancaloit khung benzyl-isoquinolin 22 1.3.4.6 Ancaloit khung morphinan 23 1.3.4.7 Ergot ancaloit (dẫn xuất axit lysergic) 23 1.3.4.8 Ancaloit khung imidazol 24 1.3.4.9 Ancaloit strychnin 25 1.3.4.10 Ancaloit kháng sinh 25 Chƣơng THỰC NGHIỆM 30 2.1 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1.1 Thu mẫu cây, xác định tên khoa học phƣơng pháp xử lý mẫu 30 2.1.2 Phƣơng pháp ngâm chiết 31 2.1.3 Thử hoạt tính sinh học 31 2.1.4 Phƣơng pháp phân lập hợp chất từ dịch chiết 31 2.1.5 Phƣơng pháp khảo sát cấu trúc hoá học chất 31 2.2 DỤNG CỤ, HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 32 2.2.1 Dụng cụ, hoá chất 32 2.2.2 Thiết bị nghiên cứu 33 2.3 THU NHẬN CÁC DỊCH CHIẾT TỪ LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ 33 2.3.1 Thu nhận dịch chiết 33 2.3.2 Khảo sát định tính dịch chiết 35 2.3.2.1 Phát hợp chất sterol 35 2.3.2.2 Phát ancaloit 35 2.3.2.3 Phát flavonoid 36 2.3.2.4 Phát cumarin 36 2.3.2.5 Định tính glucosit tim 36 2.3.2.6 Định tính saponin 37 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.3 Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định(antimicrobial activity) 38 2.4 PHÂN LẬP VÀ TINH CHẾ CÁC CHẤT 39 2.4.1 Cặn dịch chiết n-hexan (Cof H) 39 2.4.1.1 Ancol mạch dài E4C (hexatriacontan-1-ol) 40 2.4.1.2 -Sitosterol 40 2.4.1.3 Stigmast-5,22-dien-3-β-ol 41 2.4.2 Cặn dịch chiết etylaxetat 42 2.4.2.1 Tritecpenoit 31H6 42 2.4.2.2 3-O--Sitostery - glucopyranosit 43 2.4.3 Cặn dịch chiết MeOH 44 Chƣơng THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 45 3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG 45 3.2 PHÂN LẬP VÀ NHẬN DẠNG CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG CÁC DỊCH CHIẾT KHÁC NHAU CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ 45 3.2.1 Ancol mạch dài E4C(hexatriacontanol) COF.E4C: C36H74O 46 3.2.2 Các hợp chất sterol 46 3.2.2.1.-Sitosterol 47 3.2.2.2 Stigmast-5,22-dien-24R-3-ol 47 3.2.2.3 3-Sitostery-1l-O--D-glucopyranosit 49 3.2.2.4 Hợp chất axit lupan-3β-hydroxi-12(13)-en-28-oic (COF18E3-C30H48O3) 50 3.2.2.5 Hợp chất cafein (COF.An – C8H10N4O2) 60 3.3 HOẠT TÍNH BÀI SỎI THẬN CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ 61 KẾT LUẬN 62 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN  Các phƣơng pháp sắc ký CC : Column Chromatography TLC : Thin-layer Chromatography SKLM : Sắc ký lớp mỏng CAD : Collisional Activated Dissociation MS : Mass Spectroscopy EI-MS : Electron Impact Mass Spectroscopy ESI-MS : Electron Spray Ionization Mass Spectroscopy FT-IR : Fourier Transform Infrared Spectroscopy NMR : Nuclear Magnetic Resonance :  Các phƣơng pháp phổ H-NMR 13 C-NMR : H-Nuclear Magnetic Resonance 13 C- Nuclear Magnetic Resonance DEPT : Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer COSY : Correlated Spectroscopy HMQC : Heteronuclear Multiple - Quantum Coherence HMBC : Heteronuclear multiple - Bond Correlation  Các lĩnh vực khác MIC : Minimum inhibitory concentration HIV : Human Immunodeficiency Virus đvC : Đơn vị Cacbon v/v : Thể tích/thể tích Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Các hệ dung môi triển khai SKLM 32 Bảng 2.2: Khối lƣợng cặn chiết phân đoạn Cà phê chè 35 Bảng 2.3: Kết định tính nhóm chất Cà phê chè 37 Bảng 2.4: Kết thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết Cà phê chè 39 Bảng 3.1: Số liệu phổ 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) số sterol cà phê chè (Coffea arabica) 48 Bảng 3.2: Bảng tƣơng tác xa C  H(HMBC) COF18E3 59 Bảng 3.3: Bảng tƣơng tác xa C  H(HMBC) COF.Anc 60 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Cây Cà phê chè (Coffea arabica) Hình 3.1: Phổ FT - IR COF18E3 51 Hình 3.2: Phổ EIS - MS COF18E3 52 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR COF18E3 53 Hình 3.4: Phổ 13C- NMR COF18E3 54 Hình 3.5: Phổ DEPT COF18E3 55 Hình 3.6: Phổ HSQC COF18E3 56 Hình 3.7: Phổ HMBC COF18E3 57 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1: Sơ đồ ngâm chiết cà phê chè 34 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Nƣớc ta có diện tích khoảng 330.000 km Đồi núi chiếm 3/4 diện tích núi cao 500 m chiếm 1/3 diện tích lãnh thổ Khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa rõ rệt thay đổi theo địa hình Nhiệt độ trung bình hàng năm 22 C, lƣợng mƣa vào khoảng 1200 - 2800 mm, độ ẩm tƣơng đối cao (trên 80%) Những đặc thù điều kiện tự nhiên nhƣ thuận lợi cho hệ sinh thái phát triển Vì nƣớc ta có hệ thực vật vơ phong phú đa dạng Theo số liệu thống kê có 12000 lồi, có 3200 loài thực vật đƣợc sử dụng làm thuốc y học dân gian [5] Từ xƣa đến nay, thuốc dân gian đóng vai trị quan trọng đời sống ngƣời Ngày nay, hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học đƣợc phân lập từ cỏ đƣợc ứng dụng nhiều ngành công nghiệp nhƣ ngành nông nghiệp, chúng đƣợc sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm mỹ phẩm… Ngày nay, ngành công nghệ tổng hợp hoá dƣợc phát triển mạnh mẽ tạo biệt dƣợc khác đƣợc sử dụng cơng tác phịng, chữa bệnh nhờ giảm tỉ lệ tử vong, nâng cao tuổi thọ Tuy nhiên, vai trị thảo dƣợc khơng chỗ đứng Y học Nó tiếp tục đƣợc dùng làm nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp cung cấp chất dẫn đƣờng (lead-compounds) cho công nghệ bán tổng hợp nhằm tìm kiếm dƣợc phẩm đáp ứng cho việc điều trị chứng bệnh thông thƣờng nhƣ bệnh nan y (Ung thƣ, HIV, ) Trên sở cho thấy, nguồn thuốc dân gian nhƣ thuốc đồng bào dân tộc kho tàng vơ q giá để khám phá, tìm kiếm loại thuốc có hiệu lực cao cho cơng tác phịng chữa Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 75 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 76 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 78 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 79 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 80 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phổ 1H-NMR COF.Anc 81 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phổ 13C – NMR COF.Anc 82 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phổ DEPT COF.Anc 83 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 Phổ HMBC COF.Anc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 86 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 88 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... lý trên, Cà phê chè (Coffea arabica) đƣợc chọn làm đối tƣợng cho luận văn nghiên cứu với tên đề tài là: “ Nghiên cứu thành phần hoá học Cà phê chè (Coffea arabica) ” Nhằm xác định thành phần cấu... đáo Mặc dù vậy, có cơng trình nghiên cứu thành phần hố học dƣợc lí Cà phê chè Với mục đích nghiên cứu tìm hiểu thành phần hố học nhƣ hoạt tính sinh học Cà phê chè góp phần làm tăng thêm kho tàng...2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN QUỐC NAM HẢI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ CÂY CÀ PHÊ CHÈ (COFFEA ARABICA, RUBIACEA) CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỌC HỮU CƠ