Nghiên cứu thành phần hoá học lá cây huyền diệp (polyalthia longifolia var pendula (sonn ) thw ) ở việt nam

Trờng đại học vinh Khoa hoá học -------*------- Lê Thị Thuỳ Nghiên cứu thành phần hoá học lá cây huyền diệp (Polyalthia longifolia var. pendula (Sonn.) Thw.) ở Việt Nam Khóa luận Tốt nghiệp đại học Chuyên ngành : hoá hữu cơ vinh 2009 1 Lời cảm ơn Luận văn này đợc thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá hữu cơ - khoa Hoá, trung tâm Kiểm định An toàn Thực phẩm - Môi trờng trờng Đại học Vinh, Viện Hoá học-Viện Khoa học - Công nghệ Việt Nam. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn: Th.S Nguyễn Thị Chung - Cán bộ giảng dạy Khoa Hoá, trờng Đại học Vinh đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn, tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình thực hiện luận văn. TS Trần Đình Thắng- Cán bộ giảng dạy khoa Hoá, trờng Đại học Vinh đã có nhiều đóng góp quý báu cho bản luận văn. ThS. Đỗ Ngọc Đài- Khoa Sinh Học đã giúp định danh mẫu thực vật. Nhân dịp này, tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, dạy dỗ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Hoá nói chung và các thầy cô giáo trong tổ Hoá Hữu cơ nói riêng, tập thể sinh viên lớp 45 E Hoá, ngời thân và bạn bè đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 10 tháng 5 năm 2009 Lê Thị Thuỳ 2 Mục lục Trang Mở đầu 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Nhiệm vụ nghiên cứu 1 3. Đối tợng nghiên cứu 2 Chơng 1: Tổng quan 3 1.1. Họ Na (Annonaceae) 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật 3 1.1.2. Th nh phần hoá học 3 1.1.2.1. Các hợp chất diterpenoit kauran 4 1.1.2.2. Các hợp chất lignan 7 1.1.2.3. Các hợp chất acetogenin 8 1.1.2.4. Các hợp chất styrylpyron 11 1.1.2.5. Các hợp chất flavonoit 11 1.1.2.6. Hợp chất benzoit 12 1.1.2.7. Các hợp chất steroit 13 1.1.2.8. Terpenoit (dạng non-kauran) 15 1.1.2.9. Các hợp chất khác 15 1.1.2.10. Các hợp chất alkaloit 16 1.1.3. Sử dụng v hoạt tính sinh học 17 1.2. Cây nghiên cứu 18 1.2.1. Đặc điểm thực vật 18 1.2.2. Th nh phần hoá học 19 1.2.3. Sử dụng v hoạt tính sinh học 21 Chơng 2: Phơng pháp nghiên cứu 22 2.1. Phơng pháp lấy mẫu 22 2.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất 22 2.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 22 Chơng 3: Thực ngiệm 23 3.1.Thiết bị và phơng pháp 23 3.1.1. Hoá chất 23 3.1.2. Các phơng pháp sắc ký 23 3.1.2.1. Sắc ký khí 23 3.1.2.2. Sắc ký khí-Khối phổ 23 3.1.2.3. Sắc ký bản mỏng 23 3.1.2.4. Sắc ký cột 24 3.2. Dụng cụ và thiết bị 24 3.3. Nghiên cứu các hợp chất từ cây huyền diệp 24 3.3.1. Nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu lá cây huyền diệp 24 3.3.2. Phân lập các hợp chất 24 Chơng 4: kết qủa và thảo luận 26 4.1. Nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu lá cây huyền diệp 26 4.2. Phân lập các hợp chất 28 3 4.3. Xác định cấu trúc hợp chất A 28 4.3.1. Phổ tử ngoại UV 28 4.3.2. Phổ hồng ngoại IR 29 4.3.3. Phổ khối lợng (ESI MS) 29 4.3.4. Phổ cộng hởng từ hạt nhân 1 H-NMR 32 4.3.5. Phổ cộng hởng từ hạt nhân 13 C- NMR 36 Kết luận 42 Tài liệu tham khảo 44 4 danh mục các kí hiệu, các chữ cái viết tắt CC: Column Chromatography (Sắc kí cột) TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) IR: Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) GC: Gas Chromatography (Sắc ký khí) GC-MS: Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (Sắc ký khí-Khối phổ) ESI-MS: Electron Spray Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối lợng phun mù electron) 1 H-NMR: Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR: Carbon Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hởng từ hạt nhân cacbon-13) s: singlet br s: singlet tù t: triplet d: dublet dd: dublet của duplet dt: dublet của triplet m: multiplet TMS: Tetramethylsilan DMSO: DiMethylSulfoxide Đ.n.c.: Điểm nóng chảy. Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam nằm ở vùng trung tâm Đông Nam á hàng năm có lợng ma và nhiệt độ trung bình tơng đối cao. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng, ẩm đã cho rừng Việt Nam một hệ thực vật đa dạng và phong phú. Theo số liệu thống kê gần đây hệ 5 thực vật Việt Nam có trên 10.000 loài [5], trong đó có khoảng 3.200 loài cây đợc sử dụng trong y học dân tộc và 600 loài cây cho tinh dầu [7]. Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của đất nớc có tác dụng lớn đối với đời sống và sức khỏe của con ngời. Từ trớc đến nay trên thế giới các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học luôn đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của con ngời. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đựơc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dợc phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹ phẩm Thảo dợc là nguồn nguyên liệu trực tiếp hoặc là những chất dẫn đờng để tìm kiếm các loại biệt dợc mới. Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng trên 60% các loại thuốc đang đợc lu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên [5]. Họ Na (Annonaceae) l họ lớn nhất của bộ Mộc lan (Magnoliales). Chi đin hình của họ n y l Annona. Một số lo i đ ợc trồng l m cây cảnh, đặc biệt l Polythia longifoliapendula (lá bó sát thân). Các lo i cây thân gỗ còn dùng l m củi. Một số lo i có qủa lớn, nhiều thịt ăn đ ợc bao gồm các lo i của chi Annona (na, na Nam Mỹ, mãng cầu xiêm) hay chi Asimina (đu đủ Mỹ) hoặc chi Rollinia. Bên cạnh đó, một số lo i nh Ho ng lan ( Cananga odorata) còn chứa tinh dầu thơm v đ ợc sử dụng trong sản xuất nớc hoa hay đồ gia vị. Vỏ cây, lá v rễ của một số lo i đ ợc sử dụng trong y học dân gian chữa bệnh nhiễm trùng, bệnh ho, bệnh gan, bệnh vàng da do gan, bệnh tiêu chảy . Các nghiên cứu d ợc lý đã tìm thấy khả năng kháng nấm, kháng khuẩn v đặc biệt l khả năng sử dụng trong hóa học trị liệu của một số th nh phần hóa học của lá v vỏ cây. Mặc dù các cây họ Na (Annonaceae) có giá trị kinh tế cao cũng nh có các hoạt tính sinh học quý đợc sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc nghiên cứu về thành phần hoá học của nó cha đợc tiến hành nhiều ở Việt Nam. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần hoá học lá cây huyền diệp (Polyalthia longifolia var. pendula (Sonn.) Thw.) ở Việt Nam từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của các hợp chất và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành hoá dợc 6 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Xác định thành phần hoá học của tinh dầu lá cây huyền diệp. - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất từ lá cây huyền diệp (Polyalthia longifolia var. pendula (Sonn.) Thw.). - Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ lá cây huyền diệp. 3. Đối tợng nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu là tinh dầu và dịch chiết lá cây huyền diệp (Polyalthia longifolia var. pendula (Sonn.) Thw.) thuộc họ Na (Annonaceae) ở Việt Nam. Chơng 1 Tổng quan 1.1. Họ Na (Annonaceae) 1.1.1. Đặc điểm thực vật Họ Na (Annonaceae) còn đợc gọi l họ Mãng cầu, l một họ thực vật có hoa bao gồm các loại cây thân gỗ, cây bụi hay dây leo. Đây l họ lớn nhất của bộ Mộc 7 lan (Magnoliales), với khoảng 2.300 đến 2.500 lo i trong 120-130 chi. Chi điển hình của họ n y l Annona (na, mãng cầu xiêm ). Họ n y sinh tr ởng chủ yếu ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới v chỉ có một ít lo i sinh sống ở vùng ôn đới ( Asimini ). Theo Leboeuf và cộng sự có khoảng 900 lo i ở Trung v Nam Mỹ, 450 lo i ở Châu Phi và Madagascar, 950 loài ở Châu á và Australia [2]. Các lo i thuộc họ Na (Annonaceae) có lá đơn, mọc so le (mọc cách), có cuống lá v mép lá nhẵn. Lá mọc th nh hai h ng dọc theo thân cây. Vết sẹo nơi đính lá thờng nhìn thấy rõ các mạch dẫn. C nh th ờng ở dạng ziczăc. Chúng không có các lá bẹ. Hoa đối xứng xuyên tâm (hoa đều) v th ờng l l ỡng tính. ở phần lớn các lo i thì 3 đ i hoa nối với nhau ở gốc hoa. Hoa có 6 cánh có m u nâu hay v ng, nhiều nhị hoa mọc th nh hình xoắn ốc. Hoa có nhiều nhụy hoa, mỗi nhụy có bầu nhụy dạng một ngăn chứa một hay nhiều tiểu noãn. Có đôi khi hoa mọc trực tiếp trên các c nh lớn hoặc thân cây. Qủa l nang, bế qủa hay đa qủa. ở Việt Nam, theo Nguyễn Tiến Bân [1, 2] đã xác định họ Na có 26 chi, 201 lo i. 1.1.2. Th nh phần hoá học [1 6] Trong 2 thập kỉ trớc đây, 18 loài của họ Na (Chi Annona (8 loài): Annona cherimola, A. glabra, A. montana, A. muricata, A. reticulata, A. squamosa, A. artemoya (A. cherimola x squamosa), A. purpurea; chi Artabotrys (2 loài): Artabotrys hexaptalus, A. uncinatus; chi Cananga (1 loài): Cananga odorata; chi Fissistigma (2 loài): Fissistigma glaucescens, F. oldhamii; chi Goniothalamus (1 loài): Goniothalamus amuyon; chi Polyalthia (2 loài): Polyalthia longifolia, P. longifolia Pendula ; chi Rollinia (1 loài): Rollinia mucosa và chi Uvaria (1 loài): Uvariarufa) đã đợc nghiên cứu rất kĩ lỡng. Các nhà khoa học đã xác định cấu tạo hoá học và thử tác dụng sinh học của chúng (về tim mạch, độc tính và các hoạt tính dợc lý khác). Một số hợp chất có tiềm năng ứng dụng rất lớn để sản xuất thuốc chữa bệnh. 8 Mặc dù cây họ Na (Annonaceae) đã đợc khảo sát lần đầu tiên bởi Stehous năm 1855, nhng trong 2 thập kỉ trớc đây vẫn ít đợc tiến hành nghiên cứu, đến năm 1970, họ Na (Annonaceae) bắt đầu đợc nghiên cứu kỹ. Trong đó, phần lớn các đề tài nghiên cứu về alkaloit nhng cây họ Na (Annonaceae) cũng chứa một lợng lớn non- alkaloidal (không phải alkaloit) có nhiều hoạt tính kháng tế bào ung th và chữa bệnh tim mạch rất quan trọng. Các chất không phải alkaloit của họ Na (Annonaceae) bao gồm kauran, lignan, acetogenin, steroit và các hợp chất thơm. 1.1.2.1. Các hợp chất diterpenoit kauran Bộ khung cơ bản của các hợp chất diterpenoit kauran gồm 20 cacbon. Một số hợp chất đợc tách ra gồm 19 cacbon và đợc gọi tên nor - kauran diterpenoit. Trong nghiên cứu của Wu và cộng sự đã tách đợc 37 hợp chất kauran từ 4 họ khác nhau bao gồm: A. cherimola, A. glabra, A. squamosa và R. mucosa và 7 chất trong số chúng là chất mới phát hiện. Cấu trúc và sự tìm thấy của các hợp chất đợc nêu ra ở bảng 1. Bảng 1.1: Các hợp chất diterpenoit kauran TT Hợp chất R 1 R 2 R 3 Loài 1 axit ent-kaur-16-en-19-oic C=C COOH A. squamosa A. glabra 2 ent-kaur-16-en-19-ol C=C CH 2 OH A. squamosa 3 axit 17-acetoxy-16-hydro- kauran-19-oic CH 2 OAc H COOH A. cherimola 4 axit 17-hydroxy-16-hydro- ent-kauran-19-oic CH 2 OH H COOH A. cherimola A. squamosa 5 axit 16,17-dihydroxy-ent- kauran-19-oic CH 2 OH OH COOH A. cherimola A. glabra A. squamosa 6 16-hydro-ent-kauran-17-ol- 19-al CH 2 OH H CHO A. cherimola 7 axit 16-hydroxy-ent-kauran- 19-oic CH 3 OH COOH A. glabra A. squamosa 8 axit 16methoxy-ent- kauran-19-oic CH 3 OCH 3 COOH A. glabra 9 methyl-16-hydro-19-al-ent- kauran-17-oat COOCH 3 H CHO A. glabra 10 annoglabasin C * COOCH 3 OAc COOH A. glabra 11 annoglabasin D * COOCH 3 OAc CHO A. glabra 12 annoglabasin F * COOCH 3 OAc OH A. glabra 13 este 16-hydro-ent-kauran- 17,19-dimethyl COOCH 3 H COOCH 3 A. glabra 14 axit 16-hydro-19-acetoxy- ent-kauran-17-oic COOH H CH 2 OAc A. cherimola 9 A. glabra R. mucosa 15 axit 16α-hydro-ent-kauran-17- oic COOH H CH 3 A. glabra 17 axit 16α-hydro-19-al-ent- kauran-17-oic COOH H CHO A. glabra 18 annoglabasin E * COOH H CH 2 OH A. glabra 19 axit 16α-hydro-ent-kauran- 17,19-dioic COOH H COOH R. mucosa 20 axit 16α-hydro-19-nor-ent- kauran-4α-ol-17-oic COOH H OH A. glabra 21 axit 17-hydroxy-16β-hydro- ent-kauran-19-oic A. cherimola A. squamosa 22 axit 17-acetoxy-16β-hydro- kauran-19-oic H CH 2 OAc COOH A. squamosa 23 axit 16β-hydro-ent-kauran-17- oic H COOH CH 3 A. glabra 24 axit 19-formyl-ent-kauran-17- oic H COOH CHO A. squamosa 25 16β-hydro-ent-kauran-17-ol- 19-al H CH 2 OH CHO A. cherimola 26 axit 4α-hydroxy-19-nor-ent- kauran-17-oic H COOH OH A. squamosa 27 methyl-16β-acetoxy-19-al-ent- kauran-17-oat Oac COOCH 3 CHO A. glabra 28 axit 16β,17-diacetoxy-ent- kauran-19-oic Oac CH 2 OAc COOH A. glabra 29 axit 16β–methoxy-17- hydroxy-ent-kauran-19-oic OCH 3 CH 2 OH COOH R. mucosa 30 ent-kauran-16β,17,19-triol OH CH 2 OH CH 2 OH A. squamosa 31 axit 16β,17-dihydroxy-ent- kauran-19-oic OH CH 2 OH COOH A. squamosa 32 methyl-16β,17-dihydroxy-ent- kauran-19-oat OH CH 2 OH COOCH 3 A. squamosa 33 16β,17-dihydroxy-ent-kauran- 19-al OH CH 2 OH CHO A. squamosa 34 axit 16β-hydroxy-17-acetoxy- ent-kauran-19-oic OH CH 2 OAc COOH A. glabra 35 16β-hydroxy-17-acetoxy-ent- kauran-19-al * OH CH 2 OAc CHO A. glabra 36 16β-hydroxy-17,19-diacetoxy- ent-kauran OH CH 2 OAc CH 2 OAc A. cherimola 37 19-nor-ent-kauran-4α,16β,17- triol * OH CH 2 OH OH A. squamosa * ChÊt míi. 10