Luận văn tốt nghiệp bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước cây tầm bóp physalis angulata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ MAI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CÂY TẦM BÓP PHYSALIS ANGULATA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa hữu HÀ NỘI – 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ MAI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CÂY TẦM BÓP PHYSALIS ANGULATA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG HÀ NỘI – 2017 LỜI CẢM ƠN Với tất kính trọng lịng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG định hướng hướng dẫn em tận tình suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo anh, chị cán Viện Hóa Sinh biển tận tình bảo tạo điều kiện cho em sử dụng thiết bị tiên tiến viện để nghiên cứu hồn thành tốt đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn TS Hồng Lê Tuấn Anh - Viện Hóa Sinh biển Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam người tận tình, hướng dẫn giúp em hồn thiện khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Hóa học - Trường ĐHSP Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ, dạy dỗ em trình học tập trường Xin cảm ơn gia đình tất bạn bè động viên, khích lệ giúp đỡ q trình học tập làm khóa luận Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp cố gắng chắn tránh thiếu sót Vì em kính mong nhận ý kiến đóng góp bảo quý thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 03 năm 2017 Sinh viên NGUYỄN THỊ MAI LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận: “Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước Tầm bóp Physalis Angulata” Dưới hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Bằng hoàn toàn trung thực không trùng với kết tác giả khác Sinh viên Nguyễn Thị Mai DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu 13C-NMR Chú giải Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 2D-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều TwoDimensional NMR CC Sắc ký cột Column Chromatography DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer EI-MS Phổ khối lượng va chạm electron Electron Impact Mass Spectroscopy HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy Me Nhóm metyl MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy TLC Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1: Cây Tầm bóp Hình 1.2: Hoa Tầm bóp Hình 1.3: Quả Tầm bóp xanh Hình 1.4: Quả Tầm bóp chín Sơ đồ 1: Sơ đồ phân lập Tầm bóp 30 Hình 4.1.1 Cấu trúc hợp chất Icariside E5 (VPA1A) 32 Hình 4.1.2 Phổ 1H-NMR hợp chất 33 Hình 4.1.3 Phổ 13C-NMR hợp chất 34 Hình 4.1.4 Phổ HMBC hợp chất 35 Hình 4.1.5 Phổ HSQC hợp chất 36 Hình 4.1.6: Một số tư ơng tác HMBC hợp chất 36 Hình 4.2.1 Cấu trúc hợp chất Methyl salicylate 2-0-triglycoside (VPA7) 38 Hình 4.2.2: Phổ 1H-NMR hợp chất 39 Hình 4.2.3: Phổ 13C-NMR hợp chất 40 Hình 4.2.4: Phổ HMBC hợp chất 41 Hình 4.2.6 Một số tương tác HMBC hợp chất 43 Bảng 4.1: Số liệu phổ NMR chất chất tham khảo 37 Bảng 4.2: Số liệu phổ NMR chất chất tham khảo 44 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Tầm bóp 1.1.1 Giới thiệu Tầm bóp 1.1.2 Phân bố, sinh thái 1.1.3 Công dụng 1.1.4 Thành phần hóa học a) Các hợp chất steroid b) Các hợp chất flavonoid 11 c) Các hợp chất khác 12 1.1.5 Hoạt tính sinh học 13 1.2 Các phương pháp chiết mẫu thực vật 15 1.2.1 Chọn dung môi chiết 15 1.2.2 Quá trình chiết 16 1.3 Các phương pháp sắc ký phân lập hợp chất hữu 17 1.3.1 Đặc điểm chung 17 1.3.2 Cơ sở phương pháp sắc ký 18 1.3.3 Phân loại phương pháp sắc ký 18 1.3.3.1 Sắc ký cột (C.C) 21 1.3.3.2 Sắc ký lớp mỏng 22 1.4 Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ23 1.4.1 Phổ hồng ngoại (IR) 23 1.4.2 Phổ khối lượng (MS) 24 1.4.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR) 24 1.4.3.1 Phổ 1H-NMR 24 1.4.3.2 Phổ 13C-NMR 24 1.4.3.3 Phổ DEPT 25 1.4.3.4 Phổ 2D-NMR 25 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.2 Phương pháp phân lập hợp chất 26 2.2.1 Sắc ký lớp mỏng (TLC) 26 2.2.2 Sắc ký cột (CC) 26 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất 26 2.4 Dụng cụ thiết bị 26 2.4.1 Dụng cụ thiết bị tách chiết 27 2.4.2 Dụng cụ thiết bị xác định cấu trúc hóa học hợp chất 27 2.5 Hoá chất 27 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 28 3.1 Thu xử lí mẫu 28 3.2 Tính chất vật lí hợp chất phân lập 31 3.2.1 Hợp chất 1: Icariside E5 31 3.2.1 Hợp chất :Methyl salicylate 2-0-triglycoside 31 CHƯƠNG THẢO LUẬN KẾT QUẢ 32 4.1 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất 32 4.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất 38 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 Bảng 4.1: Số liệu phổ NMR chất chất tham khảo No δC a 133.2 116.0 148.3 145.3 114.1 122.8 39.1 43.0 66.5 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 3-OMe 3'-OMe 135.4 108.7 153.4 145.0 139.0 118.7 131.5 129.6 63.5 56.0 55.9 1'' 2'' 3'' 4'' 5'' 6'' 106.0 75.7 77.5 71.0 77.8 62.3 δHa,c (mult., J in Hz) 6.57 (br s) 6.60 (d, 1.5) 6.50 (dd, 1.5, 8.0) 2.74 (dd, 9.5, 14.0) 39.2 2.99 (dd, 6.0, 14.0) 3.98 (m) 42.8 3.70 (m) 66.8 3.80 (d, 11.0) 135.4 6.95 (br s) 109.1 153.5 145.0 139.0 6.94 (br s) 119.2 6.58 (d, 13.5) 131.5 6.33 (dt, 5.5, 16.0) 129.7 63.7 4.25 (dd, 1.0, 6.0) 56.3 3.71 (s) 56.4 3.85 (s) 4′-O-Glucosyl 4.70 (d, 7.0) 105.4 3.48 (t, 9.0) 76.0 3.43 (t, 8.0) 77.9 3.39 (t, 8.5) 71.3 3.13 (m) 78.1 3.68 (m),3.79 (d, 12.0) 62.5 δCa,b 133.2 115.7 148.4 145.4 113.8 122.6 a đo CD3OD; b125 MHz; c500 MHz; 37 HMBC 1, 3, 1, 3, 4, 1, 6, 8, 9, 5' 3', 4', 6', 7' 2', 4', 7', 1' 7', 8' 3' 4' 4.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất O Xyl 4 HO 5 O 6 O 1 4 HO 2 3 OH HO O O 5 1 3 HO O Glc 2 O O 1 6 5 2 HO 4 3 OH Glc HO HO Hình 4.2.1 Cấu trúc hợp chất Methyl salicylate 2-0-triglycoside (VPA7) Hợp chất nhận chất bột trắng vơ định hình Trên phổ 1H-NMR cho thấy diện bốn proton vòng benzen 1,2 δ H 7,79 (1H,d, J = 7,5Hz); 7,46 (1H, t, J =7,5 Hz); 7,33 (1H, d, J = 8,5Hz); 7,09 (1H, t, J = 7,5); tín hiệu proton methoxy δ H 3,89 (3H, s) Bên cạnh đó, ba proton anomeric quan sát thấy δ H 5,34 (1H, d, J=7,0 Hz); 4,86 (1H, chồng lấp) 4,31 (1H, d, J = 7,0 Hz) cho thấy có mặt trisaccharide 38 Hình 4.2.2: Phổ 1H-NMR hợp chất Trên phổ 13C-NMR HSQC cho tổng số 25 tín hiệu cacbon, có cacbon cacbonyl δ C 167,9; sáu cacbon thơm δ C 157,6(C) ; 135,2 (CH); 132,4 (CH); 122,6 (CH); 121,2 (C); 116,5 (CH); cacbon methoxy δ C 52,6 Tín hiệu cacbon anomeric δ C 105,3 cacbon oxymethylene δ C 66,8 cho biết diện xylopyranose Ngoài ra, hai tín hiệu cacbon anomeric quan sát δ C 99,6 104,3 với cacbon oximethine δ C 82,9; hai cacbon oxymethylene δ C 69,9 61,4 cho biết diện 39 2-O-β- D- glucopyranosyl –(1→2) –[O- β-D-xylopyranosyl-(1→6)]-O- β-Dglucopyranoside Hình 4.2.3: Phổ 13C-NMR hợp chất Phân tích tương tác nhận phổ chiều HSQC HMBC cho phép gán xác giá trị phổ NMR Các tín hiệu proton gán với tín hiệu cacbon tương ứng dựa vào kết phân tích phổ HSQC (Bảng 4.2) Trên phổ HMBC, tương tác proton anomeric H-1′ (δ H 5,34 Glc1) C-1 (δ C 157,5); H-1′′(δ H 4,86 Glc2) C-2′′ (δ C 82,9); H-1ʹ (δ H 4,31, Xyl) and C-6 (δ C 69,6) chứng minh cho 2-O-β-D-glucopyranosyl-(12)-[O-β-D- 40 xylopyranosyl-(16)]-O-β-D-glucopyrano-side vị trí cacbon methoxy C-7 xác nhận nhờ tương quan proton methoxy (δ H 3,89) C-7 (δ C 167,9) Hình 4.2.4: Phổ HMBC hợp chất 41 Hình 4.2.5: Phổ HSQC hợp chất Kết so sánh liệu phổ hợp chất thấy hồn tồn phù hợp vị trí tương ứng hợp chất Methyl salicylate 2-O-triglycoside [14] Từ đó, hợp chất xác định Methyl salicylate 2-O-triglycoside có CTPT: C 25H36O17 (M =608,55) 42 Hình 4.2.6 Một số tương tác HMBC hợp chất 43 Bảng 4.2: Số liệu phổ NMR chất chất tham khảo No 7-OMe δC d 121.0 157.4 116.4 134.1 121.5 131.6 166.3 52.0 1' 2' 3' 4' 5' 100.0 82.7 77.8 71.1 77.5 6' 69.5 1'' 2'' 3'' 4'' 5'' 105.7 76.8 78.1 71.2 78.3 6'' 62.3 1''' 2''' 3''' 4''' 105.9 75.0 78.1 70.8 5''' 67.1 a δHa,c (mult., J in Hz) δCa,b 121.2 157.5 116.5 7.33 (d, 8.5) 135.2 7.46 (t, 7.5) 122.6 7.09 (t, 7.5) 132.4 7.79 (d, 7.5) 167.9 52.6 3.89 (s) 3-O-Glucosyl 99.6 5.34 (d, 7.0) 82.9 3.85 (m) 77.4 3.72 (t, 8.5) 70.86 3.48 (m) 77.6 3.99 (t, 8.5) 3.78 (dd, 1.5, 11.5) 69.6 4.11 (d, 11.5) 2′′-O-Glucosyl 104.3 4.86 overlapped 76.0 3.23 (m) 77.1 3.16 (m) 70.6 3.40 (m) 77.3 3.14 (m) 3.17 (m) 61.4 3.50 (m) 6′′-O-Xylosyl 105.3 4.31 (d, 7.0) 75.0 3.20 (m) 77.4 3.39 (m) 71.1 3.51 (m) 3.10 (t, 11.5) 66.8 3.83 (dd, 5.0, 11.5) đo MeOD; b 125 MHz; c500 MHz; d) pyridine 44 KẾT LUẬN Trong trình hồn thành khóa luận với đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học phân đoạn nước Tầm bóp ( Physalis angulata)” Bằng phương pháp sắc ký kết hợp, em phân lập hợp chất sau: Hợp chất 1: Icariside E5 Hợp chất 2: Methyl salicylate 2-O-triglycoside Cấu trúc hóa học hợp chất xác định phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC) Hợp chất 1: Icariside E5, C 26H34O11 , M= 522,21 45 O Xyl 4 HO 5 O 6 O 1 4 HO 2 3 OH HO O O 5 1 3 HO O Glc 2 O O 1 6 5 2 HO 4 3 OH Glc HO HO Hợp chất 2: Methyl salicylate 2-0-triglycoside, C25H36O17 M= 608,55 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ môn Dược liệu, Bài giảng dược liệu, Trường Đại học Dược Hà Nội, 2004 [2].Nguyễn Tiến Bân, 2003 Danh mục lồi thực vật Việt Nam, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội, tập [3] Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, Bùi Xuân Chương, Nguyễn Thượng Dong, Đỗ Trung Đàm, Phạm Văn Hiển, Vũ Ngọc Lộ, Phạm Duy Mai, Phạm Kim Mãn, Đoàn Thị Thu, Nguyễn Tập Trần Toàn,Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, tập I, trang 875-876 (2004) [4] Võ Văn Chi, 1999 Từ điển thuốc Viêṭ Nam, NXB Y ho ̣c, Hà Nô ̣i,471 [5] Trần Văn Sung, Trịnh Thị Thủy, Nguyễn Hoàng Anh, Các hợp chất thiên nhiên từ số cỏ Việt Nam, Bộ sách chuyên khảo tài nguyên thiên nhiên Môi trường Viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam, 2011 [6] A H Janua ´rio, E Rodrigues Filho, R C L R Pietro, S Kashima, D N Sato and S C Franc (2002), “Antimycobacterial Physalins from Physalis angulata L (Solanaceae)”, 16, 445-448 [7] Basey K, B.A.Mc Gaw , J.G.Wooley , 1992 “Physalis alkekengi var francheti and their Phygrine, an alkaloid from Physalis species differentiation inducing activity”Phytochemistry, Phytochemistry, 31, 41734176 47 [8] Cheng-Peng Sun, Chong-Yue Qiu, Ting Yuan, Xiu-Fang Nie, Hong-Xin Sun, Qian Zhang, Hui-Xiang Li, Li-Qin Ding, Feng Zhao, Li-Xia Chen, and Feng Qiu (2016), “Antiproliferative and Anti-inflammatory Withanolides from Physalis angulate” , 79(6), 1586-1597 [9] Emma Maldonado, Norma E Hurtado , Ana L Pérez-Castorena , Mahinda Martínez (2015), “Cytotoxic 20,24-epoxywithanolides from Physalis angulate" ,108, 72-74 [10] Ismail N, Alam M (2001), “A novel cytotoxic flavonoid glycoside from Physalis angulate” at Fitoterapia, 72 (6), 676-679 [11] Jin-Kai Juang et Al, (1989) “ A new compound, withangulatin A promotestype II DNA topoisomera”, 159(3), 1128-1134 [12] L.R Row, N.S Sarma, K.S Reddy, T Matsuura, R Nakashima (1978), “The structure of Physalins F and J from Physalis angulata and P lancifolia”Phytochemistry, 17, 1647-1650 [13] Lorena A Pinto, Cássio S Meira, Cristiane F Villarreal, Marcos A Vannier-Santos, Claudia V.C de Souza, Ivone M Ribeiro, Therezinha C.B Tomassini, Bernardo Galvao-Castro, Milena B.P Soares, Maria F.R Grassi (2016), “Physalin F, a seco-steroid from Physalis angulata L, has immunosuppressive activity in peripheral blood mononuclear cells from patients with HTLV1-associated myelopathy” , 79, 129-134 [14] Masateru Ono, Yuki Shiono, Takayuki Tanaka, Chikako Masuoka, Shin Yasuda, Tsuyoshi Ikeda, Masafumi Okawa, Junei Kinjo, Hitoshi Yoshimitsu, Toshihiro Nohara (2010), 48 “Three new aromatic glycosides from the ripe fruit of cherry tomato” J Nat Med, 64, 500–505 [15] Maria Iorizzi, Virginia Lanzotti, Simona De Marino, Franco Zollo, Magdalena Blanco Molina, Antonio Macho and Eduardo Munoz (2001), “New Glycosides from Capsicum annuum L Var.acuminatum Isolation, Structure Determination, and Biological Activity” J Agric Food Chem, 49 , 2022−2029 [16] Matheus S Sa, Maria N de Menezes, Antoniana U Krettli, Ivone M Ribeiro, Therezinha C B Tomassini, Ricardo Ribeiro dos Santos, Walter F de Azevedo and Milena B P Soares (2011), “Antimalarial Activity of Physalins B, D, F, and G”, 74, 2269-2272 [17] Matsuura T, Kawai M, Nakashima R, Butsugan Y (1970), “Structures of physalin A and physalin B, 13,14-Seco-16,24-cyclo-steroids from Physalis alkekengi var Francheti J Chem Soc 1970, , 664 – 70 [18] Milena da Silva Lima, Afranio Ferreira Evangelista, Gisele Graca Leite dos Santos, ̧ Ivone Maria Ribeiro, Therezinha Coelho Barbosa Tomassini, Milena Botelho Pereira Soares, and Cristiane Flora Villarreal (2014), “Antinociceptive Properties of Physalins from Physalis angulate”, 77(11), 2397-2403 [19] Meira C.S, et al.(2015) “In vitro and in vivo antiparasitic activity of Physalis angulata L concentrated ethanolic extract against Trypanosoma cruzi” 22(11) , 969-974 [20] Kazushi Shingu, Shoji Yahara, Toshihiro Nohara, Hikaru okabe (1992), “Three New Withanolides, Physagulins A, B and D from Physalis angulata 49 L”, Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 40 (8), 2088-2091 [21] Soares M, Bellintani M, Ribeiro I, Tomassini T,Ribeiro R (2003) , “Inhibition of macrophage activation and lipopolysaccaride-induced death bye seco-steroids purified from Physalis angulata L” Eur J Pharmacol, 459,107 - 112 [24] Ting Ma, Wen-Na Zhang, Lei Yang, Chao Zhang, Ru Lin, Si-Ming Shan, Meng-Di Zhu, Jian-Guang Luo and Ling-Yi Kong (2016) “Cytotoxic withanolides from Physalis angulata var.villosa and the apoptosis-inducing effect via ROS generation and the activation of MAPK in human osteosarcoma cells”, 6, 53089-53100 [25] T.K.Lim (2013), Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants,Springer Science and Business Media Dordrecht [26] Zizhen Liu, Rui Jiang, Meng Xie, Guanling Xu, Weirui Liu, Xiaohong Wang, Hongying Lin, Jianqiu Lu, and Gaimei , She from Chem Pharm Bull (2014) , 62(11), 1083–1091 50 51 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ MAI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CÂY TẦM BÓP PHYSALIS ANGULATA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa hữu Người... Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận: ? ?Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước Tầm bóp Physalis Angulata? ?? Dưới hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Bằng hồn tồn trung... bệnh tiểu đường 1.1.4 Thành phần hóa học - Trên giới có nhiều nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học Tầm bóp Nghiên cứu thành phần hóa học cho thấy Tầm bóp chứa chất thuộc nhóm alkaloid,