Tách và xác định cấu trúc b amyrin từ cành cây trám đen (canarium nigrum lour engl ) ở nghệ an

Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ trờng đại học vinh khoa: hóa học --------- --------- Đề tài: tách và xác định cấu trúc amyrin từ cành cây trám đen (canarium nigrum. lour. engl.) ở nghệ an khóa luận tốt nghiệp đại học chuyên Ngành: Hóa học hữu cơ Giáo viên hớng dẫn: PGS. TS. hoàng văn lựu Sinh viên thực hiện : Lê Thị Thu Hiệp Lớp : 43B 1 Hoá Vinh, tháng 5/2006 Lê Thị Thu Hiệp 1 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Mục lục trang Mở đầu . 2 I.Lý do chọn đề tài 2 II.Nhiệm vụ nghiên cứu . 3 III.Đối tợng nghiên cứu 3 Chơng I: Tổng quan 4 I.1.Họ Trám . 4 I.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại 4 I.1.2. Một số nghiên cứu gần đây về cây trám hồng và cây trám trắng (thuộc chi canarium ) 5 I.1.2.1. Thành phần hoá học của cây trám hồng 5 I.1.2.2. Thành phần hoá học của cây trám trắng 7 I.1.3. Cây trám đen (Canarium nigrum ) 11 I.1.3.1. Thực vật học 11 I.1.3.2. Thành phần hoá học 12 I.1.3.3. Sử dụng và tác dụng dợc lý . 17 Chơng II: Phơng pháp nghiên cứu 19 II.1. Phơng pháp lấy mẫu . 19 II.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các chất 19 II.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất . 19 Chơng III: Thực nghiệm . 20 III.1. Thiết bị và phơng pháp 20 III.1.1. Hoá chất . 20 III.1.2. Các phơng pháp sắc ký . 20 III.2. Dụng cụ và thiết bị . 20 III.3. Phân lập các hợp chất từ cành cây trám đen . 21 III.3.1. Một số dữ kiện về phổ khối và phổ cộng hởng từ hạt nhân của những chất đã phân lập . 21 III.3.1.1. Hợp chất A . 21 Chơng IV: Kết quả và thảo luận 24 IV.1. Xác định cấu trúc của A 24 IV.1.1.Phổ khối lợng (EI-MS) . 24 IV.1.2.Phổ cộng hởng từ hạt nhân 1 H-NMR 24 IV.1.3.Phổ cộng hởng từ hạt nhân 13 C- NMR . 25 Kết luận . Lê Thị Thu Hiệp 2 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Lời cảm ơn Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hoá học hữu cơ - Tr- ờng ĐH Vinh, Trung tâm Giáo dục và Phát triển sắc ký Việt Nam, Viện hoá học - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS TS Hoàng Văn Lựu Khoa Hoá học - Trờng ĐH Vinh đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn, cũng nh tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình làm luận văn. Bên cạnh đó tôi cũng nhận đợc sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo: - PGS TS . NGƯT.Lê Văn Hạc Trờng ĐH Vinh đã góp nhiều ý kiến quan trọng để luận văn đợc hoàn thiện. - Thầy giáo Lê Quý Bảo đã đóng góp nhiều ý kiến quý giá. - TH.S.Trần Đình Thắng đã giúp đỡ trong quá trình làm luận văn. Cũng nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo trong Khoa Hoá nói chung và các thầy cô giáo trong tổ Hoá Hữu cơ nói riêng cùng ngời thân và bạn bè đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 13 tháng 05 năm 2006. Lê Thị Thu Hiệp Lê Thị Thu Hiệp 3 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Mở đầu I.Lý do chọn đề tài. Việt Nam nằm ở vùng trung tâm Đông Nam châu 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. Hiện nay theo con số thống kê cha đầy đủ về hệ thực vật cho thấy có trên 10.000 loài. Trong đó có khoảng trên 3.200 loài cây thuốc, đợc sử dụng trong y học dân tộc và trên 600 loài cho tinh dầu. Có thể nói 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, đợc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dợc phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹ phẩm Trong đó thảo d ợc đóng một vai trò hết sức quan trọng để sản xuất dợc phẩm, nó là nguồn nguyên liệu trực tiếp, hoặc là những chất dẫn đ- ờng để tìm kiếm các loại biệt dợc mới. Ngày nay, trớc sự phát triển và lớn mạnh của ngành sinh học phân tử. Các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên. Theo các 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. Họ Trám, ở Việt Nam có các loài thuộc chi Canarium cho nhựa trực tiếp và cho tinh dầu quí, các loài cho dầu béo nh Proteum serratium Engl. ở huyện Thanh Chơng, tỉnh Nghệ An các loại cây trám có giá trị kinh tế cao nh : trám trắng, trám đen đợc trồng tập trung lại thành vờn rừng, đồi rừng trong chuyển dịch cơ cấu cây trồng, thuộc dự án 327 nhằm góp phần xoá đói giảm nghèo. Lê Thị Thu Hiệp 4 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Mặc dù, các cây họ Trám (Burseraceae) có giá trị kinh tế cao, cũng nh có các hoạt tính sinh học quí, đợc sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc nghiên cứu về thành phần hoá học của nó cha đợc tiến hành nhiều. Đề tài : Tách và xác định cấu trúc - amyrin từ cành cây trám đen (Canarium nigrum. Lour. Engl.) ở Nghệ An, một phần nào đó đóng góp vào việc xác định thành phần hoá học của các cây họ Trám để góp phần tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành dợc phẩm, sản xuất hơng liệu cho ngành mỹ phẩm II. Nhiệm vụ nghiên cứu. Trong khoá luận này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất từ cành cây trám đen (Canarium nigrum. Lour. Engl.). - Phân lập và xác định cấu trúc một hợp chất từ cành cây trám đen. III. Đối tợng nghiên cứu. Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết cành cây trám đen (Canarium nigrum. Lour. Engl.) ở Nghệ An. Lê Thị Thu Hiệp 5 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Chơng I :Tổng quan I.1. Họ Trám. I.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại. Họ Trám là họ tơng đối lớn gồm khoảng 20 chi và 600 loài, phân bố khắp vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chủ yếu là cây gỗ không lớn (ít khi cây bụi) với lá rộng, đôi khi lá rất lớn, lá thờng mọc cách, ít khi mọc đối, thờng kép lông chim, đôi khi kép 3 lá chét, có khi lá tiêu giảm xuống chỉ còn 1 lá, thờng không có lá kèm [3]. Họ Trám (Burseraceae) đợc chia làm 3 tông: Protieae, Bursereae và Canarieae dựa trên cơ sở cấu trúc của quả. Tông Protieae quả gồm 2- 5 quả hạch rời hoặc xếp sát nhau nhng không bao giờ hợp. Trong tông này gồm 6 chi, điển hình nhất là chi Protium có gần 90 loài trong đó hơn 60 loài phân bố ở rừng nhiệt đới châu Mỹ chủ yếu Bắc Brazin thuộc hạ lu sông Amazôn. Chi Tetragastris gần 10 loài phân bố ở châu Mỹ nhiệt đới từ Brazin đến Tây ấn. Chi Garuga gồm 7 loài phân bố từ ấn Độ đến đảo Philippin và phía Bắc Australia. Tông Bursereae có quả hạch hợp với nhau, vỏ quả ngoài nứt theo cánh, có 5 chi, Aucoumea, có một loài ở phía Tây châu Phi nhiệt đới, Boswellia hơn 20 loài ở phía Đông Bắc châu Phi, bán đảo ả Rập và ấn Độ. Chi Bursera khoảng 100 loài ở châu Mỹ nhiệt đới, chủ yếu ở Mehico. Chi Commiphora có hơn 100 loài phân bố từ quần đảo Maxcaren, Madagaxca và Nam Phi đến Etiopia và Xu Đăng, bán đảo ả Rập và ấn Độ. Tông Canarieae có quả với vỏ ngoài nguyên vẹn, gồm 6 chi, điển hình nhất đó là chi Canarium gồm 150 loài phân bố ở vùng nhiệt đới chủ yếu là ở nhiệt đới châu á và sau đó châu Phi, chỉ có 1 loài ở vùng Tây ấn. Chi Santiria khoảng 50 loài phân bố từ Malaysia đến quần đảo Philippin và Ghinê. Lê Thị Thu Hiệp 6 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Họ Trám cho nhiều ví dụ về tiến hoá hình thái từ cây gỗ lớn rừng nhiệt đới đến cây gỗ nhỏ và cây bụi savan. A. Engler đã đa ra ví dụ: chi Commiphora, các loài của chi này tiêu giảm lá từ lá kép lông chim với nhiều cặp lá chét tiêu giảm chỉ còn 3 lá hoặc 1 lá. Ví dụ tơng tự thuộc chi Bursera. Một trong những đặc điểm đặc biệt của họ Trám là sự có mặt của rất nhiều ống tiết trong phloem, trong đó tích luỹ các hợp chất nhựa và dầu thơm. Các loài thuộc chi Boswellia Roxb. cho nhựa frankincens; các loài Bursera Jacq., Canarium L. cung cấp nhựa elemi; các loài Commiphora Jacq. cho nhựa myrrh, bdellium và các loại nhựa khác; loài Protium heptaphyllum Marchand cung cấp Brazilian elemi, loài Canarium ovatum cung cấp Manila elemi. ở Việt Nam chi Canarium có chín loài: C. nigrum (Lour.) Engl, C. album (Lour.) Raeuch, C. bengalense Roxb, C. littorale Bl. var. purourascens (Benn.) Leenth, C. littorale Bl. var. rufuni Benn, C. parum Leenh, C. pimela Leenh, C. subulatum Guill, và C. tonkinenese Engl [7]. I.1.2. Một số nghiên cứu gần đây về cây trám hồng và cây trám trắng ( thuộc chi Canarium). I.1.2.1. Thành phần hoá học của cây trám hồng. Gần đây, ở Việt Nam thành phần hoá học của cây trám hồng (Canarium bengalense Roxb.) đã đợc nghiên cứu [12]: Tinh dầu lá trám hồng thu đợc bằng chng cất lôi cuốn hơi nớc. Phân tích bằng phơng pháp GC và GC/MS đã xác định đợc 37 hợp chất, trong đó thành phần chính là: sabinen (15,9%), -caryophylen (17,5%) và epi- bicyclosecquitecpen (10,4% ). Các hợp chất có hàm lợng thấp hơn là 3 - caren (3,6%), p-xymen (3,7%), -tecpinen (6,2%), tecpinen-4-ol (3,7%), -humulen (3,1%), germacren B (2,6%), -elemen (7,3%), và caryophylen oxit (2,0%)[25]. Lê Thị Thu Hiệp 7 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Bảng 1: Thành phần hoá học của tinh dầu lá trám hồng Hợp chất % FID Hợp chất % FID -thujen 0,8 -humulen 3,1 -pinen 0,5 -cadinen 0,4 sabinen 15,9 epi-bicyclosecquitecpen 10,4 -pinen 0,2 cha xác định 0,1 -myrxen 0,8 germacren B 2,6 -phelandren 0,3 -muurolen 0,5 3 -caren 3,6 cha xác định 0,3 p-xymen 3,7 -cadinen 0,4 -phelandren 1,5 -cadinen 0,2 - tecpinen 6,2 (+)-cycloisosativen 0,3 tecpinolen vết -elemen 7,3 p-menth-2-en-1-ol 0,1 cha xác định 0,2 terpinen-4-ol 3,7 spathulenol 1,0 -tecpineol 0,1 caryophylen oxit 2,0 cha xác định 0,2 ledol 0,4 cha xác định 0,2 carvon oxit cis ? 0,2 cha xác định 0,2 cha xác định 0,2 cha xác định 0,3 đồng phân của cadinol 0,5 -copaen 0,4 -muurolol 1,8 -bourbonen 0,7 secquitecpen ancol (MW=220) 0,4 -elemen 0,3 -cadinol vết - caryophylen 17,5 cis-lanceol ? vết germacren D 0,2 các chất khác 9,7 đồng phân của elemen 0,6 * vết <0.1% Lê Thị Thu Hiệp 8 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ I.1.2.2. Thành phần hoá học của cây trám trắng. Theo Đỗ Tất Lợi [8] trong quả trám có chừng 1,2% chất protit, 1% chất béo, 12% chất hydratcacbon, 0,204% canxi, 0,06% photpho, 0,0014% chất sắt và 0,021% vitamin C. Thành phần chủ yếu của tinh dầu trám trắng đã đợc xác định là sabinen (45%), một nguyên liệu để tổng hợp chất thơm dùng trong hơng liệu. Ngoài ra còn tecpinen (16,7%), tecpineol (10,8%), pinen (9%) . Sau khi cất tinh dầu, còn lại một chất côlôphan (50-70%), tan hoàn toàn trong ête, và tan một phần trong cồn lạnh. Dầu hạt chứa các axit hexanoic, caproic, octanoic, decanoic, lauric, myristic, stearic, palmitic và linoleic.Kameoka và cộng sự đã tìm thấy thành phần chính trong tinh dầu Canarium album (Lour.) Raensch là: carophyllen và -cadinen. Trong chơng trình sàng lọc các hợp chất có hoạt tính sinh học ở Trung Quốc cho thấy dịch chiết etanol của lá và cành cây Trám trắng có hoạt tính bảo vệ gan mạnh Từ lá và cành cây này, các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản đã phân lập đợc 7 hợp chất tritecpen nhóm ursan và oleanan bao gồm: -amyrin; - amyrin; 3-epi--amyrin; 3-epi--amyrin; urs-12-en-3, 16-diol; olean-12- en- 3, 16-diol; urs-12-en-3, 16-diol, trong đó urs-12-en-3, 16-diol; olean-12 -en-3, 16-diol là chất mới và các chất trên đều có hoạt tính bảo vệ gan. Lê Thị Thu Hiệp 9 Khoá luận tốt nghiệp Hoá Hữu cơ Tiếp theo các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản cũng đã phân lập đợc từ cành và lá cây các hợp chất: brevifolin, hyperin, axit ellagic có hoạt tính bảo vệ gan. HO OH OH O OH O O O O O O O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 brevifolin hyperin axit ellagic Weihong và cộng sự đã phân lập đợc từ quả cây Canarium album (Lour) Raeusch ở Trung Quốc các hợp chất: scoparon, scopoletin, (E) - 3-, 3 - dihydroxy - 4, 4 - dimethoxystiben và axit gallic. Lê Thị Thu Hiệp 10 - Gal OH OH O O OH OH O O 1 2 3 4 5 6 7 7 ' 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' 6 ' . Đề tài : Tách và xác định cấu trúc - amyrin từ cành cây trám đen (Canarium nigrum. Lour. Engl. ) ở Nghệ An, một phần nào đó đóng góp vào việc xác định thành. --------- --------- Đề tài: tách và xác định cấu trúc amyrin từ cành cây trám đen (canarium nigrum. lour. engl. ) ở nghệ an khóa luận tốt nghiệp đại học