Luận án tiến sĩ tìm hiểu thành phần hóa học của một số cây thuộc chi polyscias, họ nhân sâm (araliaceae)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT TÌM HIỂU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA MỘT SỐ CÂY THUỘC CHI POLYSCIAS, HỌ NHÂN SÂM (ARALIACEAE) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT TÌM HIỂU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA MỘT SỐ CÂY THUỘC CHI POLYSCIAS, HỌ NHÂN SÂM (ARALIACEAE) Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ Mã số: 04 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN KIM PHI PHỤNG PGS TS NGUYỄN NGỌC SƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-2009 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc  LỜI CAM ĐOAN Luận án Tiến sĩ Khoa học Hóa Học: “Tìm hiểu thành phần hóa học số thuộc chi Polyscias, họ Nhân sâm (Araliaceae)” thực hiện, số liệu kết trung thực Theo hiểu biết tôi, tài liệu tham khảo phần mềm Scifinder, kết nghiên cứu luận án mới, chưa tác giả khác công bố Việt Nam giới TP Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 07 năm 2010 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Ánh Tuyết LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn: - PGS TS Nguyễn Kim Phi Phụng tận tình giảng dạy, truyền đạt kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu khoa học nhiều năm qua Cô ln bên cạnh động viên, chia sẻ khích lệ nhằm hướng cho tơi hồn tất chương trình học bậc tiến sĩ - PGS TS Nguyễn Ngọc Sương quan tâm, động viên truyền đạt kinh nghiệm quý báu q trình học hồn thành luận án - GS TSKH Nguyễn Công Hào quan tâm, động viên đóng góp ý kiến quý báu cho chuyên đề luận án tiến sĩ - PGS TS Trương Thế Kỷ quan tâm, động viên đóng góp ý kiến quý báu cho chuyên đề luận án tiến sĩ - PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh đóng góp ý kiến quý báu để tơi hồn thành tốt luận án - PGS TS Võ Thị Bạch Huệ đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành tốt luận án - TS Trần Lê Quan đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành tốt luận án - TS Phạm Thành Quân đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành tốt luận án - Tất q thầy Bộ Mơn Hóa Hữu Cơ tận tình dạy bảo giúp đỡ tơi hồn thành luận án - Tất q thầy Khoa Hóa - ĐHSP TP HCM tận tình dạy bảo, tạo điều kiện thuận lợị giúp đỡ tơi hồn thành luận án - Gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập hồn thành luận án - Phịng Sau Đại Học trường ĐH KHTN TP HCM MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 MÔ TẢ THỰC VẬT 1.1.1 Polyscias balfouriana Bail Cây Đinh lăng tròn 1.1.2 Polyscias guilfoylei Bail Cây Đinh lăng trổ 1.1.3 Polyscias serrata Balf Cây Đinh lăng 1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC 1.2.1 Polyscias amplifolia (Baker) Harms 1.2.2 Polyscias dichroostachya Baker 1.2.3 Polyscias filicifolia Balf 1.2.4 Polyscias fulva (Hiern) Harms 1.2.5 Polyscias fruticosa (L.) Harm 1.2.6 Poyscias murrayi Harms 1.2.7 Polyscias nodosa (Blume) Seem 1.2.8 Polyscias scutellaria (Burm f.) Merr 1.2.9 Polyscias sp Nov 1.3 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DƯỢC TÍNH 13 1.3.1 Polyscias amplifolia (Baker) 13 1.3.2 Polyscias balfouriana Bail 13 1.3.3 Polyscias filicifolia Balf 14 1.3.4 Polyscias fruticosa (L.) Harms 14 1.3.5 Polyscias guilfoylei Bail 16 1.3.6 Polyscias murrayi Harms 16 1.3.7 Polyscias scutellaria Merr 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 2.1.1 Hóa chất sử dụng 2.1.2 Các thiết bị phân tích 2.2 KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU 2.2.1 Thu hái xử lý mẫu 2.2.2 Xác định độ ẩm 18 18 18 19 19 19 2.3 ĐIỀU CHẾ CÁC LOẠI CAO VÀ CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT 20 2.3.1 Điều chế loại cao 20 2.3.2 Trích ly, lập số hợp chất hữu 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC 30 3.1.1 Các hợp chất cô lập từ loài Polyscias balfouriana 30 3.1.2 Các hợp chất lập từ lồi Polyscias guilfoylei 65 3.1.3 Các hợp chất cô lập từ loài Polyscias serrata 83 3.2 KẾT LUẬN VỀ NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC 100 3.3 NHẬN XÉT VỀ HÓA-THỰC VẬT CỦA CHI POLYSCIAS 103 3.4 ĐÚC KẾT NHỮNG KẾT QUẢ SỬ DỤNG PHỔ NMR VÀ LC-MS ĐỂ PHÂN GIẢI CẤU TRÚC HÓA HỌC CÁC SAPONIN 107 3.4.1 Về phổ 1H-NMR 107 3.4.2 Về phổ 13C-NMR 107 3.4.3 Về phổ LC-MS .108 KẾT LUẬN 111 CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 113 DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU Trang  HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15a Hình 3.15b Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Polyscias balfouriana Bail - Cây Đinh lăng tròn Polyscias guilfoylei Bail - Cây Đinh lăng trổ Polyscias serrata Balf - Cây Đinh lăng Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-L.M1 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-L.M2 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-L.M3 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-L.M4 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-L.M5 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-R1 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-R2 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất BAL-R3 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất GUI-B1 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất GUI-B2 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất GUI-B3 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất GUI-B4 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất GUI-B5 Một số tương quan phổ HMBC hợp chất SER-E3 Mũi cộng hưởng proton olefin nối đơi có cấu hình E Mũi cộng hưởng proton olefin nối đơi có cấu hình Z Sự phân mảnh phổ MS/MS hợp chất SER-M3 Năng lực triền quang ceramid cerebrosid thiên nhiên Sự phân mảnh phổ MS/MS hợp chất SER-M2a Sự phân mảnh phổ MS/MS hợp chất SER-M2b 2 39 44 47 50 52 55 58 63 70 72 75 78 81 87 87 87 95 96 98 98  SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Sơ đồ điều chế cao cô lập hợp chất hữu Polyscias balfouriana Sơ đồ 2.2 Sơ đồ điều chế cao cô lập hợp chất hữu rễ Polyscias balfouriana Sơ đồ 2.3 Sơ đồ điều chế cao cô lập hợp chất hữu Polyscias guilfoylei Sơ đồ 2.4 Sơ đồ cô lập hợp chất hữu Polyscias serrata 22 23 24 25  BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Độ ẩm phận ba loài Polyscias Khối lượng thu suất loại cao (so với cao etanol ban đầu) Sắc kí cột cao cloroform (15,4 g) P balfouriana Sắc kí cột cao etyl acetat (16,2 g) P balfouriana Sắc kí cột cao metanol (29,5g) P balfouriana 19 26 26 26 27 30 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 2.9 Bảng 2.10 Bảng 2.11 Bảng 2.12 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Bảng 3.21 Bảng 3.22 Bảng 3.23 Bảng 3.24 Bảng 3.25 Bảng 3.26 Bảng 3.27 Bảng 3.28 Bảng 3.29 Bảng 3.30 Sắc kí cột silica gel pha đảo RP-8 cao butanol (5,0 g) rễ P balfouriana Sắc kí cột silica gel cao cloroform (16,8 g) P guilfoylei Sắc kí cột silica gel cao etyl acetat (19,3 g) P guilfoylei Sắc kí cột silica gel cao butanol (29,5 g) P guilfoylei Sắc kí cột silica gel cao eter dầu hỏa (11,0 g) P serrata Sắc kí cột silica gel cao cloroform (10,3 g) P serrata Sắc kí cột silica gel cao metanol (35,0 g) P serrata Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.C1 so sánh với stigmasterol Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.C2 so sánh với spinasterol Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.EA (hỗn hợp hai chất) Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.EA2 acid oleanolic So sánh số liệu phổ NMR hợp chất BAL-.LM1 Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.M2 Số liệu phổ hợp chất BAL-L.M3 hợp chất BAL-L.M2 Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-L.M4 Số liệu phổ hợp chất BAL-L.M5 Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-R1 Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-R2 Số liệu phổ NMR hợp chất BAL-R3 Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-C Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-EA acid oleanolic Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-B1 Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-B2 Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-B3 Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-B4 Số liệu phổ NMR hợp chất GUI-B5 Số liệu phổ NMR hợp chất SER-E1 stigmasterol Số liệu phổ NMR hợp chất SER-E2 Số liệu phổ NMR hợp chất SER-E3 Số liệu phổ NMR hợp chất SER-C Số liệu phổ NMR hợp chất SER-M1 Số liệu phổ NMR hợp chất SER-M3 Số liệu phổ NMR hợp chất SER-M2 Tổng kết giá trị δH saponin với aglycon acid oleanolic chi Polyscias Tổng kết giá trị δC saponin với phần aglycon acid oleanolic chi Polyscias Nhận xét phổ LC-MS saponin Đúc kết kết sử dụng phổ NMR LC-MS để phân giải cấu trúc hóa học saponin 27 27 28 28 28 29 29 31 33 36 38 41 45 48 51 53 57 59 63 66 68 71 74 76 79 81 84 86 89 91 93 99 100 108 109 110 110 31 CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN s d dd brs t dt br d m J RP-18 SKLM LC-MS : mũi đơn (singlet) : mũi đôi (doublet) : mũi đôi - đôi (doublet-doublet) : mũi đơn rộng (broad singlet) : mũi ba (triplet) : mũi đôi ba (doublet of triplet) : mũi đôi rộng (broad doublet) : mũi đa (multiplet) : số ghép (coupling constant) : Reversed Phase C-18 : sắc kí lớp mỏng : sắc kí lỏng ghép khối phổ (Liquid Chromatography – Mass Spectroscopy) ESI/MS : Electrospray Ionization - Mass Spectroscopy UV : Ultraviolet Spectroscopy IR : Infrared Spectroscopy NMR : phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) DEPT : Distortionless Enhancement by Polarization Transfer HSQC : tương quan H-C qua nối (Heteronuclear Single Quantum Coherence) HMBC : tương quan H-C qua 2, nối (Heteronuclear Multiple Bond Coherence) H-H COSY : phổ tương quan proton-proton (H-H COrrelation SpectroscopY) DMSO : DiMetyl SulfOxid TMS :Tetrametylsilan Ara : L-arabinopyranose Gal : D-galactopyranose GlA : acid D-glucuronic Glc : D-glucopyranose Rha : L-rhamnopyranose Xyl : D-xylopyranose M : khối lượng phân tử MeGlA : metyl glucuronat Me : metyl MỞ ĐẦU Từ lâu, dân gian y học cổ truyền dùng cỏ để chữa bệnh ngành Hóa-Thực vật góp phần khơng nhỏ vào việc khám phá thuốc phục vụ cho nhu cầu chữa bệnh cách hiệu Do đó, việc nghiên cứu thành phần hóa học thuốc chiến lược phát triển sản phẩm nhiều cơng ty dược, nhằm tìm hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học Việt Nam nước nhiệt đới, có nguồn thực vật phong phú đa dạng Nhiều loại cỏ nhân dân ta sử dụng có hiệu điều trị nhiều loại bệnh kiết lị, nhuận tràng, sốt rét, viêm nhiễm….Để sử dụng hiệu nguồn tài nguyên này, việc nghiên cứu thành phần hóa học loại cỏ cần thiết Trong chi Polyscias có Polyscias fruticosa (L.) Harms dân gian dùng với công dụng thuốc bổ, kháng viêm nhiễm, kháng khuẩn; rễ dùng để chữa bệnh tiểu đường, đau thấp khớp,… Các nghiên cứu hóa học từ trước đến cho thấy số thuộc chi Polyscias có chứa hợp chất thuộc nhóm steroid, polyacetylen, saponin triterpen loại hợp chất có liên quan đến dược tính biết Chúng tơi chọn khảo sát thành phần hóa học ba lồi thuộc chi Polyscias Polyscias balfouriana Bail., Polyscias guilfoylei Bail Polyscias serrata Balf Trong ba này, Polyscias guilfoylei có báo giới nghiên cứu sơ dược tính, Polyscias serrata chưa có nghiên cứu Riêng với Polyscias balfouriana có nghiên cứu Việt Nam, nhiên nghiên cứu thực việc xác định hàm lượng saponin triterpen cao cây, chưa nghiên cứu thành phần hóa học cụ thể Việc khảo sát thành phần hóa học ba với mong muốn góp phần làm sáng tỏ thêm thành phần hóa học ba nhằm đóng góp chứng khoa học vào kho dược liệu quý Việt Nam, từ góp phần vào việc khai thác sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên thực vật 224 Phụ lục 139a Phổ MS/MS hợp chất SER-M3 PL99 225 C24 H46NO8 M ' = 476 + Na + H = 500 O N Phụ lục 139b Phổ MS/MS hợp chất SER-M3 HO HO OH OH O HO 16' 6' OH OH O 5' 3' 1' H M SER-M3 = 10 18 M’ SER-M3 = 476 + Na + H = 500 PL100 226 Phụ lục 140 Phổ 1H-NMR hợp chất SER-M3 O H N 6'' HO HO 3'' O OH OH O 1'' HO 14' 6' OH OH 5'' 5' 3' 1' 16' 12 10 18 15 (2S,3S,4R,8Z)-1-O-β-D-glucopyranosyl-2-(2hydroxyhexadecanoylamino)octadeca-8-en-1,3,4-triol 8,9 1’’ -CH3 PL101 227 O H Phụ lục 141-142 Phổ1 13C DEPT-NMR hợp chất SER-M3 Phụ lục 16 Phổ H-NMR hợp chất BAL-L.M1 N 6'' HO HO 3'' O OH 1'' OH O 14' 6' OH OH 5'' 5' 3' 1' 16' 12 HO 10 18 15 (2S,3S,4R,8Z)-1-O-β-D-glucopyranosyl-2-(2hydroxyhexadecanoylamino)octadeca8-en-1,3,4-triol 1’ 1’’ PL102 228 -CH3 6’’ 1’’ 9 1’’ 6'' 3'' 5'' O OH OH 1'' O H N O 1' HO 3' OH OH 5' 6' 10 14' 12 Phụ lục 143 Phổ HSQC hợp chất SER-M3 16' (2S,3S,4R,8Z)-1-O-β-D-glucopyranosyl-2(2-hydroxyhexadecanoylamino)octadeca8-en-1,3,4-triol HO HO 15 18 PL103 229 1’’ 6’’ -CH3 1’ HO HO 6'' 5'' O OH OH 1'' O H N O 1' HO 3' OH OH 5' 6' 10 1’’ 14' 12 16' 18 Phụ lục 144 Phổ HMBC hợp chất SER-M3 (2S,3S,4R,8Z)-1-O-β-D-glucopyranosyl-2(2-hydroxyhexadecanoylamino)octadeca8-en-1,3,4-triol 3'' 15 PL104 230 O H N HO 5' 3' 1' HO OH OH 6' N 16 18 O H 24' HO 5' 3' 1' HO 24' 6' OH OH 16 10 (2S, 3S, 4R, 2’R)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca-1,3,4triol Phụ lục 145 Phổ IR hợp chất SER-M2 O-H 18 (2S, 3S, 4R, 2’R,8Z)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca-8-en-1,3,4triol C=O PL105 231 Phụ lục 146a Phổ MS/MS hợp chất SER-M2 PL106 232 Phụ lục 146b Phổ MS/MS hợp chất SER-M2 PL107 233 Phụ lục 146c Phổ MS/MS hợp chất SER-M2a C18H36NO3 M' SER-M2a = 315 + Na = 338 O N HO 24' 6' OH HO HO 5' 3' 1' H 16 M’ SER-M2a = 18 10 M SER-M2a = PL108 234 Phụ lục 146d Phổ MS/MS hợp chất SER-M2b C18H38NO3 M'SER-M2b = 317 + Na = 340 O N HO 24' 6' OH HO HO 5' 3' 1' H 16 18 M’ SER-M2b = M SER-M2b = PL109 235 O H N Phụ lục 147 Phổ 1H-NMR hợp chất SER-M2 HO 5' 3' 1' HO OH OH 6' N 16 18 O H 24' HO 5' 3' 1' HO OH OH 24' 6' 16 10 (2S,3S,4R,2’R)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca1,3,4-triol (SER-M2b) 18 (2S,3S,4R,2’R,8Z)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca8-en-1,3,4-triol (SER-M2a) 24’ 18 8a 9a 2’ PL110 236 Phụ lục 148-149 Phổ 13C DEPT-NMR hợp chất SER-M2 O H N HO 5' 3' 1' HO OH OH 24' 6' N 16 18 O H HO 5' 3' 1' HO 24' 6' OH OH 16 10 SER-M2b 18 24’ 18 SER-M2a 8a 9a 1’ PL111 237 24’ 18 9a 8a 9a 8a H HO N O 1' HO 3' OH OH 5' 2’ 6' 16 18 24' H HO (2S,3S,4R 2’R)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca-1,3,4-triol (SER-M2b) N O 1' 3' OH HO HO 5' 6' 10 16 24' 18 (2S,3S,4R, 2’R,8Z)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino) octadeca-8-en-1,3,4-triol (SER-M2a) 24’ 18 Phụ lục 150 Phổ HSQC hợp chất SER-M2 PL112 238 24’ 18 9a 8a 1’ 9a 8a H HO N O 1' HO 3' OH OH 5' 6' 16 2’ 18 24' H HO (2S,3S,4R, 2’R)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino)octadeca-1,3,4-triol (SER-M2b) N O 1' 3' OH HO HO 5' 6' 10 16 24' 18 (2S,3S,4R, 2’R,8Z)-2-(2Hydroxytetracosanoylamino) octadeca-8-en-1,3,4-triol (SER-M2a) Phụ lục 151 Phổ HSQC hợp chất SER-M2 24’ 18 PL113 ... ĐOAN Luận án Tiến sĩ Khoa học Hóa Học: ? ?Tìm hiểu thành phần hóa học số thuộc chi Polyscias, họ Nhân sâm (Araliaceae)? ?? thực hiện, số liệu kết trung thực Theo hiểu biết tôi, tài liệu tham khảo phần. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT TÌM HIỂU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA MỘT SỐ CÂY THUỘC CHI POLYSCIAS, HỌ NHÂN SÂM (ARALIACEAE). .. triterpen cao cây, chưa nghiên cứu thành phần hóa học cụ thể Việc khảo sát thành phần hóa học ba với mong muốn góp phần làm sáng tỏ thêm thành phần hóa học ba nhằm đóng góp chứng khoa học vào kho