KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY BOERHAAVIA DIFFUSA LINN. HỌ BÔNG PHẤN (NYCTAGINACEAE)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HĨA BỘ MƠN HĨA HỮU CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY BOERHAAVIA DIFFUSA LINN HỌ BÔNG PHẤN (NYCTAGINACEAE) GVHD: GS TS NGUYỄN KIM PHI PHỤNG SVTH: TĂNG NHƯ PHƯỢNG LỚP: 4C HỆ: CỬ NHÂN NGỒI SƯ PHẠM MSSV: 35106042 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH- THÁNG 5, NĂM 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt báo cáo khóa luận tốt nghiệp, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Cơ GS TS Nguyễn Kim Phi Phụng tận tình hướng dẫn, động viên, khuyến khích, tạo điều kiện dành thời gian quý báu đọc góp ý, sửa lỗi cho tơi suốt q trình làm khóa luận - Chị Nghiên cứu sinh Đỗ Thị Mỹ Liên, anh Ths Trương Anh Vũ tận tình giúp đỡ mặt tinh thần lẫn vật chất, truyền đạt kinh nghiệm mà anh chị có, giúp tơi hồn thành khóa luận cách tốt - Thầy Nghiên cứu sinh Dương Thúc Huy nhận lời phản biện cho đề tài tơi - Q thầy khoa Hóa tận tình dạy dỗ tơi suốt bốn năm qua để tơi có kiến thức hồn thành khóa luận - Các anh chị cao học bạn khóa trao đổi, thảo luận, động viên giúp tơi hồn thành tốt khóa luận - Và quan trọng cha mẹ ủng hộ, tiếp sức nguồn động viên lớn lao suốt đường học tập MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Đặc tính thực vật 1.2 Nghiên cứu thành phần hóa học 1.3 Nghiên cứu dược tính 12 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 16 2.1 Trích ly cô lập hợp chất 16 2.2 Sắc kí cột cao ethyl acetate 18 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất VDIF10 22 3.2 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất VDIF6 24 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 27 4.1 Kết luận 27 4.2 Đề xuất 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT C : Chloroform d : Mũi đôi (doublet) DEPT : Distortionless Enhancement by Polarization Transfer EA : Ethyl Acetate H : Hexane HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence HR–ESI–MS : High Resolution ElectroSpary Ionization Mass Spectroscopy HSQC : Heteronuclear Single Quantum Coherence J : Hằng số ghép (coupling constant) M : Methanol NMR : Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy s : Mũi đơn (singlet) t : Mũi ba (triplet) LỜI MỞ ĐẦU Lí Nước ta nằm vùng nhiệt đới, gió mùa có điều kiện mơi trường tự nhiên thuận lợi tạo nên hệ thực vật phong phú đa dạng Chính phong phú, đa dạng mà ngành hóa học hợp chất thiên nhiên phát triển mạnh mẽ, góp phần lớn vào phát triển y học, chăm sóc sức khỏe cho người dân Từ lâu, dân gian biết dùng loài Boerhavia diffusa Linn hay gọi nam sâm bò để tăng cường sức đề kháng cho sức khoẻ điều trị số bệnh: giúp tan mủ, điều trị bệnh giun Dracunculus, viêm mắt, chữa hen suyễn, phù thũng, thiếu máu làm thuốc nhuận tràng… Chúng chọn khảo sát thành phần Boerhavia diffusa Linn góp phần bổ sung thành phần hóa học chi Boerhavia, từ giúp cho việc khai thác sử dụng hợp lý nguồn tài ngun thực vật Mục đích Cơ lập xác định cấu trúc số chất tinh khiết có Boerhavia diffusa Linn họ Bơng Phấn (Nyctaginaceae) Phương pháp nghiên cứu - Thực nghiệm - Sử dụng phương pháp phân tích hóa lý đại NMR, MS kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu Trong q trình thực đề tài tơi lập hai hợp chất sau:  VDIF10 methyl 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)propenoate  VDIF6 trans-N-4-hydroxyphenylethyl-3-[4-hydroxy-3methoxyphenyl]propenamide CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Đặc tính thực vật Nam sâm bị tên khoa học Boerhaavia diffusa Linn Cây đặt tên theo tên bác sĩ tiếng người Hà Lan kỉ thứ 18 Hermann Boerhaave.[16] Ngồi cịn có tên gọi khác “punarnava” theo tiếng Phạn, “spreading hogweed” theo tiếng Anh “erva tostão” Brazil Cái tên “punarnava” dịch theo tiếng Phạn có nghĩa “tươi tốt mãi”, xuất phát từ đặc điểm lâu năm, ngủ suốt mùa khô, mùa mưa tới, hồi sinh từ rễ củ dự trữ Nam sâm bị cịn có tên sâm đất, sâm rừng, sâm quy bầu, loại thảo mộc, thuộc chi Boerhaavia, họ Bông Phấn (Nyctaginaceae) (họ Bốn Giờ), lớp hai mầm, thuộc ngành hạt kín.[3] Chi Boerhaavia có khoảng 40 lồi, phân bố rộng rãi vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới số nước vùng ơn đới Nam sâm bị tìm thấy Úc, Trung Quốc, Ai Cập, Pakistan, Sudan, Sri Lanka, Nam Phi vài nước Trung Đơng.[16] Theo Phạm Hồng Hộ, Việt Nam xác định ba lồi thuộc chi Boerhaavia Boerhaavia diffusa (Nam sâm bò), Boerhaavia erecta (Nam sâm đứng), Boerhaavia chinensis (Nam sâm Trung Quốc).[2] Hình 1.1: Hình tồn phận Nam sâm bị Boerhaavia diffusa L 1.1.1 Mơ tả thực vật[2],[16],[25],[38] Hình 1.2 : Mơ hình Nam sâm bị Nam sâm bị lồi cỏ dại lâu năm, sống dai Cỏ bò hay bò đứng, hay leo, dài m, có nhánh lan rộng Rễ mập, hình thoi, phù củ, từ rễ mọc thêm nhiều rễ con, nhỏ hơn, rễ thường có màu vàng sáng, nâu hay xám nâu, có vị đắng Thân có lơng đầu phù, tiết, hình trụ, cứng mọng nước, có màu xanh đỏ tía, phình to cứng phần đốt Lá mọc đối, dầy, nhiều thịt, dài 2-4 cm, rộng 2-3 cm Phiến xoan tròn dài, hình tim, có mép lượn sóng Mặt trơn láng, có màu xanh lục, mặt có lơng màu trắng đục, cuống dài 1-1,5 cm Hoa lưỡng tính, nhỏ, màu hồng hay đỏ, mọc thành cụm 4-10 hoa, tạo hình chùy, cọng hoa ngắn 0,2-2 mm, ống mm, đầu nhụy hình khiên, có 1-3 tiểu nhụy, hoa nở vào khoảng chiều Quả nhỏ, hình trứng, dài 2-3 mm, có lơng dính, cạnh trịn Bảng 1.1: Hàm lượng xấp xỉ chất có cây[13] Thành phần Hàm lượng (%) Protein 2,26 ± 0,02 Chất béo 1,61 ± 0,06 Độ ẩm 82,22 ± 4,16 Carbohydrat 10,56 ± 0,12 Chất xơ 2,40 ± 0,03 Tro 0,96 ± 0,01 Bảng 1.2: Một số vitamin chứa cây[13] Vitamin Hàm lượng (mg/100g) Vitamin B2 22,00 ± 4,25 Vitamin B3 97,00 ± 8,01 Vitamin C 44,80 ± 5,78 lơng tiết trĩn, có khơng có cọng Do có lơng dính, nên dễ dàng dính vào quần áo lơng động vật, giúp phân tán từ nơi sang nơi khác 1.1.2 Phân bố Chủ yếu vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới số vùng ôn đới, sống độ cao – 2000 m so với mặt nước biển Ở Việt Nam mọc hoang dựa lộ, vườn, sân Phân bố nhiều vùng Ninh Thuận, Bình Thuận, Ninh Hịa, đảo Trường Sa – vùng đất cát khô cằn 1.1.3 Thu hái Cây hoa kết quanh năm, phát triển dồi vào mùa mưa từ tháng tới tháng Hạt nảy mầm trước có gió mùa, hạt trưởng thành hình thành khoảng từ tháng 10 tới tháng 11 Có thể thu hái rễ, thân, quanh năm, đào rễ (tốt Bảng 1.3: Hàm lượng khoáng chất sau loại chất béo Nam sâm bò[13] Khoáng chất Hàm lượng (mg/100g) Natri 162,50 ± 4,56 Kali 0,91 ± 0,07 Calci 174,09 ± 2,73 Sắt 0,012 ± 0,001 Magie 8,68 ± 0,06 Mangan 0,43 ± 0,02 Iod 0,002 ± 0,00 Nhôm 0,46 ± 0,03 vào mùa thu), rửa sạch, phơi hay sấy khô 1.2 Nghiên cứu thành phần hóa học Năm 2000, Nigeria, Ujowundu cộng sự[13] tiến hành nghiên cứu chất dinh dưỡng Boerhavia diffusa L báo cáo hàm lượng vitamin, khoáng chất bảng 1.1, 1.2 1.3 1.2.1 Cấu trúc hóa học hợp chất phân lập chi Boerhaavia: Steroid 29 29 28 28 21 19 11 HO 25 27 17 24 20 18 11 14 10 H HO OH 25 27 17 H HO 14 10 H OH 26 22 19 24 20 18 21 26 22 HO β -Sitosterol[18],[33],[46] β -Sitosterol[18],[33],[46] (1) (1) H Ecdysone[48] (3) H HO HO HO OH O O OH Boerhavisterol[19] Daucosterol[19] (4) (5) Triterpenoid 30 29 12 25 26 18 13 17 H COOH 28 O O 10 HO 24 O 27 O HO 23 OH O OH Ursolic acid[33] Boerhavilanostenyl benzoate[43] (6) (7) Flavonoid HO 10 H3C OCH3 O 7a 11a 11 1a HO O 6a 12a 12 OH O OH O Boeravinone B[9],[24] (8) HO O OH OH O OH Boeravinone C[19],[26],[33] (10) O O HO O (11) (12) H3CO O OH OCH3 OH H3CO O OH H3C OH Boeravinone F[27] (13) O OH O OH O O OH O OH Boeravinone E[27] OCH3 O H3C OH O Boeravinone D[27] O O OH OCH3 OH O H3CO H OH (9) H3C H3C O H3C H3C O O 4a OH O Boeravinone A[9],[24] HO H3CO OH O H3C O OH O Boeravinone G[9],[11] Boeravinone H[9],[11] Boeravinone I[9],[11] (14) (15) (16) OH HO H3C O HO O OH O O OH Boeravinone J H3CO OH O (18) (19) OH O H3CO O H O OH OH OH O OH O 6-O-Demethylboeravinone H[ ] 10-Demethylboeravinone C[9] (21) (22) O O O CH3 HO O HO O OH OH O H3C OH O 6,10,11-Trihydroxy-99 methoxyrotenone[ ] Dif f usarotenoid[5] (23) O OH OH HO H3CO O H3C OH (20) O HO O Coccineone B[9] H Coccineone E[9] H3CO O O OH O 9-O-Methyl-10-hydroxy -coccineone B[9] (17) O H3CO OH O [9],[11] H3CO OH (24) H3C 89 10 OCH3 OCH3 O 2' 3' 4' 1' 5' 6' OH O 5,7-Dihydroxy-3',4'-dimethoxy6,8-dimethylf lavone[5] (25) markedly reduces pain in mice Journal of Ethnopharmacology 71, page 267–274, (2000) [13] C.O Ujowundu , C.U Igwe , V.H.A Enemor , L.A Nwaogu and O.E Okafor, Nutritive and anti-nutritive properties of Boerhavia diffusa and Commelina nudiflora leaves, Pakistan Journal of Nutrition, (1): 90-92, (2008) [14] Chandan, B.K., Sharma, A.K., Anand, K.K (1991), Boerhaavia diffusa: A study of its hepatoprotective activity, Journal of Ethnopharmacology, 31(3), 299-307 [15] Chang ,Y.C., Chen C.Y., Chang, F.R., Wu, Y.C (2001), Alkaloids from Lindera glauca, Journal of the Chinese Chemical Society, 48, 811-815 [16] Chopra, R.N., Ghosh, S., Dey, P., Ghosh, B.N (1923), Pharmacology and therapeutics of Boerhaavia diffusa (Punarnava), Indian Medical Gazette, 68, 203208 [17] Chopra G.L (1969) Angiosperms Systematics and Life Cycle S Nagin & Co., Jalandhar, Punjab, India, 361–365 [18] Desai, H.K., Gawad, D.H., Govindachari, T.R., Joshi, B.S., Kamat, V.N (1973), Chemical investigation of Indian plants Part VII, Indian Journal of Chemistry, 11, 840-842 [19] Gupta, J., Ali, M (1998), Chemical constituents of Boerhaavia diffusa Linn roots, Indian Journal of Chemistry, 37, 912-917 [20] Güvenalp, Z., Demirezer, O (2005), Flavonol glycosides from Asperula arvensis L., Turkish Journal of Chemistry, 29, 163-169 [21] Hiruma-Lima, C.A., Gracioso, J.S., Bighetti E.J.B., Robineou, G., Souza Brito, A R.M (2000), The juice of fresh leaves of Boerhaavia diffusa L (Nyctaginaceae) markedly reduces pain in mice, Journal of Ethnopharmacology, 71, 267-274 [22] I Adeleye Adeyemi, A Ezekiel Omonigbehin , Smith Stella , Odusola Oluwatosin and Sobande Jumoke, Antibacterial activity of extracts of Alchornea cordifolia (Schum and Thonn) Mull.Arg., Boerhavia diffusa (L) and Bridellia micranthaI (Hoscht) Baill used in traditional medicine in Nigeria on Helicobacter pylori and four diarrhoeagenic bacterial pathogens African Journal of Biotechnology Vol (20), pp 3761-3764, 20 October,(2008) 29 [23] Jain G.K and Khanna N.M (1989), Punarnavoside: A new antifibrinolytic agent from Boerhaavia diffusa L., Indian Journal of Chemistry, 28b, 163-166 [24] Kadota ,S., Lami ,N., Tezuka ,Y., and Kikuchi ,T.(1989), Structure and NMR spectra of boeravinone C, a new rotenoid analogue from Boerhaavia diffusa L., Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 36(6), 2289-2292 [25] Kerrigan, R.A., Dixon, D.J (2011), Flora of Darwin Region, Northern Territory Herbarium, Department of Natural Resources, Environment, The Arts and Sport, 1, 1-6 [26] Lami, N., Kadota, S., Tezuka, Y., Kikuchi, T (1990), Constituents of the roots of Boerhaavia diffusa L II Structure and stereochemistry of a new rotenoid, boeravinone C, Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 38(6), 1558–1562 [27] Lami, N., Kadota, S., Tohru Kikuchi, T (1991), Constituents of the roots of Boerhaavia diffusa L IV Isolation and structure determination of boeravinone D, E and F, Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 39(7), 1863-1865 [28] Lee, T.H., Chiou, J.L., Lee, C.K., Kuo, Y.H (2005), Separation and determination of chemical constituents in the roots of Rhus javanica L var roxburghiana, Journal of the Chinese Chemical Society, 52, 833-841 [29] L Pari, M Amarnath Satheesh, Antidiabetic activity of Boerhavia diffusa L Effect on hepatic key enzymes in experimental diabetes Journal of Ethnopharmacology 91, 109–113, (2004) [30] L P Awasthi and H N Verm, Boerhavia diffusa – A Wild Herb with Potent Biological and Antimicrobial Properties [31] Mehrotra, S., Mishra, K.P., Maurya, R., Srimal, R.C., Singh V.K (2002), Immunomodulation by ethanolic extract of Boerhaavia diffusa roots, International Immunopharmacology, 2(7), 987-996 [32] Mishra, J.P (1980), Studies on the effect of indigenous drug Boerhaavia diffusa on kidney regeneration, Indian Journal of Pharmacy, 12, 59 [33] Misra, A.N., Tiwari, H.P (1971), Constituents of the roots of Boerhaavia diffusa, Phytochemistry, 10, 3318-3319 30 [34] Najam, A., Singh, A.K., Verma, H N (2008), Ancient and modern medicinal potential of Boerhaavia diffusa and Clerodendrum aculeatum, Research in Environment and Life Sciences, 1(1), 1-4 [35] Orish Ebere Orisakwe, Onyenmechi Johnson Afonne, Mary Adaora Chude, Ejealutuchukwu Obi, and Chudi Emma Dioka, Sub-chronic toxicity studies of aqueous extract of Boerhavia diffusa leaves Journal of Health Science, 49(6), page 444-447, ( 2003) [36] Olukoya, D.K., Tdika, N., Odugbemi T (1993), Antibacterial activity of some medicinal plants from Nigeria, Journal of Ethnopharmacology, 39, 69-72 [23] [37] Pandey, R., Maurya, R., Singh, G., Sathiamoorthy, B., Naik, S (2005), Immunosuppressive properties of flanonoids isolated from Boerhaavia diffusa Linn., International Immunopharmacology, 5, 541-553 [38] Rajpoot, K., R.N Mishra (2011), Boerhaavia diffusa roots (Punarnava mool) ‒ Review as Rasayan (Rejuvenator/Antiaging), International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences, 2(4), 1451-1460 [39] Ramabhimaiah S., Stalin D., Kalaskar N.J., (1984), Pharmacological investigations of the water soluble fraction of the methanol extracts of Boerhavia diffusa roots Indian Drugs, 21 (8), 343-344 [40] Rawat, A.K.S., Mehrotra, S., Tripathi, S.K., Shama U (1997), Hepatoprotective activity in ‒ Journal a popular of punarnava Ethnopharmacology, 56(1), 61-68 [41] Rain tree nutrition, tropical plant database, database file for: ERVA TOSTÃO (Boerhavia diffusa) [42] Rupjyoti Bharali, Chemopreventive Mohammed action of R H Boerhavia Azad diffusa and on Jawahira Tabassum DMBA-Included skin carcinogenesis in mice Indian J Physiol Pharmacol; 47 (4) : 459–464, (2003) [43] Sahu, A.N, Damiki, L., Nilanjan, G., Dubey, S (2008), Phytopharmacological review of Boerhaavia diffusa Linn (Punarnava), Pharmacognosy Reviews– Supplement, 2(4), 14-22 31 Indian [44] Seth, R.K., Khamala, M., Chaudhury, M., Singh, S., Sarin, J.P.S (1986), Estimation of punarnavosides, a new antifibrinolytic compound from Boerhaavia diffusa, Indian Drugs, 23, 583-584 [45] Singh, R.P., Shokala, K.P., Pandey, B.L., Singh, R.G., Usha, Singh, R (1992), Recent approach in clinical and experimental evaluation of diuretic action of purnarnava (Boerhaavia diffusa) with special effect to nephrotic syndrome, Journal of Indian Medicine, 11, 29-36 [46] Srivastava, D.N., Singh, R.H., Udupa, K.N (1972), Studies on the Indian indegeneous drug, Punarnava (Boerhaavia diffusa Linn.) Part V Isolation and identification of a sterol, Journal of Research in Indian Medicine, 7, 34-36 [47] Stintzing, F.C., Kammerera, D., Schiebera, A., Adamab, H., Odile G Nacoulmab, O.G., Carlea, R (2003), Betacyanins and phenolic compounds from Amaranthus spinosus L and Boerhaavia erecta L., Zeitschrift Naturforsch, 59c, 1-8 [48] Suri, O.P., Kant, R., Jamwal, R.S., Suri, K.A., Atal, C.K (1982), Boerhaavia diffusa, a new source of phytoecdysones, Planta Medica, 44(3), 180-181 [49] Tanaka, H., Yatsuhashi, S., Yasuda, T., Sato, M., Sakai, E., Xiao, C., Murata, H., Murata, J (2009), A new amide from the leaves and twigs of Litsea auriculata, Journal of Natural Medicines, 63, 331-334 [50] Wang, T., Yuan, Y., Wang, J., Han, C., Chen, G (2012), Anticancer activities of constituents from the stem of Polyalthia rumphii, Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 25(2), 353-356 [51] Wohrli, F.W.E., Nishida, T (1979), Progress in the chemistry of organic natural products, Springer-Verlag/Wein, 36, 90-103 C - TÀI LIỆU TRÊN MẠNG [52] http://www.biolib.cz/en/taxonimage/id109885/?taxonid=197046 (15/5/2013) [53] http://vietnamplants.blogspot.com/2013/01/nyctaginaceae-ho-bong-phan.html (15/5/2013) 32 PHỤ LỤC Phụ lục 1a: Phổ 1H-NMR hợp chất VDIF10 33 Phụ lục 1b: Phổ 13C-NMR hợp chất VDIF10 34 Phụ lục 1c: Phổ DEPT hợp chất VDIF10 35 Phụ lục 1d: Phổ HMBD hợp chất VDIF10 36 Phụ lục 1e: Phổ HSQC hợp chất VDIF10 37 Phụ lục 2a: Phổ 1H-NMR hợp chất VDIF6 38 Phụ lục 2b: Phổ 13C-NMR hợp chất VDIF6 39 Phụ lục 2c: Phổ DEPT hợp chất VDIF6 40 Phụ lục 2d: Phổ HMBC hợp chất VDIF6 41 Phụ lục 2e: Phổ HSQC hợp chất VDIF6 42 Phụ lục 2f: Phổ MS hợp chất VDIF6 43