Tách và xác định cấu trúc của flavonoit từ nụ và hoa cây vối clei'stocalyx operculatus (roxb) merr et perry

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Trờng Đại Học Vinh Khoa Hoá Học === === TáCH Và XáC ĐịNH CấU TRúC CủA FLAVONOIT Từ Nụ Và HOA CÂY VốI CLEI'STOCALYX OPERCULATUS(ROXB) MERR ET PERRY. KHOá LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC KHOá LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS. Hoàng Văn Lựu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Lớp: 42E - Hoá VINH, 5-2006 Lời CảM ơN Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm hoá hữu cơ-trờng Đại Học Vinh và Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới: PGS.TS. Hoàng Văn Lựu. Ngời đã trực tiếp giao đề tài và tận tình hớng dẫn, giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. PGS.TS. NGƯT Lê Văn Hạc, GVC Lê Quý Bảo, Th.S. Nguyễn Thị Chung đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho luận văn này. ThS. Đậu Xuân Đức, ThS. Nguyễn Thị Kim Tuyến đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thí nghiệm. Nhân dịp này tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngời thân, các thầy giáo cô giáo khoa Hoá Học-trờng Đại Học Vinh vàcác bạn bè đã quan tâm,động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn này. Vinh, ngày 12 tháng 5 năm 2006 Sinh viên Nguyễn Văn Thanh 2 MụC LụC trang Mở đầu .3 Chơng I. Tổng Quan .5 I.1. Họ sim 5 I.1.1 Đại cơng về thực vật học và hoá học về cây sim 5 I.1.2 Đại cơng về thực vật học và hoá học cây vối. Cleistocalyx oprculatus (Roxb) . Merr Et Perry 6 I.1.2.1 Tên gọi 6 I.1.2.2 Phân bố .6 I.1.2.3 Mô tả thực vật .6 I.1.2.4 Thành phần hoá học .7 I.1.2.5 Sử dụng và hoạt tính sinh học 13 Chơng II. Thực nghiệm 14 II.1 Thiết bị và hoá chất .14 II.1.1 Thiết bị .14 II.1.2 Hoá chất 14 II.2 Thực nghiệm 14 II.2.1 Thu hái mẫu 14 II.2.2 Chiết các hợp chất từ nụ và hoa vối khô; tách bằng phơng pháp sắc ký cột .15 II.2.3 Tách, kết tinh lại thu đợc các chất rắn .16 II.2.4 Xác định cấu trúc .17 Chơng III. Kết quả và thảo luận .18 III.1 Xác đinh cấu trúc hợp chất A .18 a. Phổ khối lợng 18 b. Phổ cộng hởng từ hạt nhân của chất A .19 III.2 Kết luận 23 Chơng IV. Kết luận 28 Tài liệu tham khảo .29 Mở ĐầU 3 Hoá học ngày nay đang bớc vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ. Dựa trên nền tảng tri thức khoa học hiện đại, các thành tựu đạt đợc trong nghiên cứu và sản xuất hoá học ngày nay càng đa dạng, phong phú. Hoá học các hợp chất thiên nhiên nói chung và đặc biệt là hoá học các hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng đã, đang và tiếp tục thu hút đợc sự quan tâm của các nhà khoa học vì những ứng dụng quý báu của những hợp chất này trên các lĩnh vực quen thuộc: Y học, công nghiệp, nông nghiệp. Trong đời sống của ngời dân Việt Nam từ xa xa cho đến nay, đã có phong tục sử dụng các loài cây cỏ trong tự nhiên để làm thuốc chữa bệnh (chủ yếu ở dạng chế phẩm thô). Các công trình nghiên cứu, điều tra các cây thuốc ở Việt Nam cho thấy số lợng các loài cây dùng để làm thuốc lên tới 1.850 loài phân bố trong 224 họ thực vật. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo, lợng ma nhiều, độ ẩm cao nên có thảm thực vật rất phong phú. Mặc dù cho đến nay, việc nghiên cứu hệ thực vật ở nớc ta cha đợc tiến hành đầy đủ và quy mô (còn nhiều địa phơng cha đợc nghiên cứu nh một số khu vực núi cao thuộc vùng Tây Bắc, Đông Bắc, Trờng Sơn ) Nh ng theo tổng hợp từ các nguồn tài liệu của nhiều tác giả thì ở Việt Nam hiện nay có trên 7.000 loài thực vật học bậc cao (con số này còn cách xa con số dự đoán của các nhà nghiên cứu về thực vật học) . Trong số đó đã có trên 2000 loài thực vật đã đợc nhân dân ta sử dụng làm nguồn lơng thực, thực phẩm, lấy gỗ, tinh dầu, thuốc chữa bệnh Trong nhiều loài thực vật đó, họ Sim (Myrtaceae) cũng là một họ lớn, gồm khoảng 100 chi và gần 3000 loài phân bố chủ yếu ở các nớc nhiệt đới và châu Đại Dơng. ở nớc ta họ Sim có khoảng 13 chi với gần 100 loài, chủ yếu đợc dùng để làm thuốc chữa bệnh, trong đó có cây vối (Cleistocalyx operculatus. (Roxb)., Merr. Et Perry) đợc trồng lấy lá và nụ nấu nớc uống thay chè vừa thơm vừa tiêu cơm, nớc lá tắm cho trẻ em, chữa bệnh chốc đầu, trong vỏ cây vối có chất chữa đợc bệnh đau bụng đi ngoài. Cây vối mọc hoang và đợc trồng tại hầu khắp các tỉnh thành ở nớc ta, đợc sử dụng nhiều trong cuộc sống dân gian nhng cha đợc nghiên cứu nhiều về thành phần hoá học. Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài Tách và xác định cấu trúc của một số flavonoit và tritecpenoit từ nụ và hoa cây vối Cleistocalyx operculatus 4 (Roxb). Merr Et Perry ở Nghệ An nhằm góp phần xác định thành phần hoá học của cây vối và tìm nguồn nguyên liệu cho ngành dợc liệu, hơng liệu. * Nhiệm vụ nghiên cứu: Trong luận văn này chúng tôi có các nhiệm vụ: - Lấy mẫu nụ và hoa vối. - Chiết với dung môi metanol. - Phân lập các hợp chất bằng phơng pháp sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng. - Xác định cấu trúc của các hợp chất bằng các phơng pháp phổ: MS, 1 H NMR, 13 C NMR. * Đối tợng nghiên cứu: Đối tợng nghiên cứu là nụ và hoa cây vối, lấy mẫu tại thành phố Vinh , tỉnh Nghệ An. Chơng i Tổng quan I.1. Họ Sim. I.1.1 Đại cơng về thực vật học và hoá học cây họ Sim. Họ Sim (Myrtaceae) là họ lớn của bộ Sim (Myrtales) thuộc phân lớp hoa hồng lớp hoa lá mầm của ngành thực vật hạt kín. 5 Trên thế giới họ Sim gồm 100 chi, 3000 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chủ yếu là Châu Mỹ và Châu úc. ở Việt Nam họ Sim gồm 13 chi gần 100 loài đợc phân bố khắp 3 miền: Bắc, Trung, Nam. Các cây thuộc họ Sim có thể là cây gỗ lớn, cây nhỏ, hay cây bụi đợc trồng trong vờn nhà cho quả ăn, cho tinh dầu hay mọc hoang dại ở đồng bằng trung du, miền núi. Lá mọc đối, đơn nguyên, không có lá kèm. Hoa của chúng tập hợp thành cụm, hình chùm, đôi khi mọc đơn độc. Các lá đài dính lại với nhau ở dới thành hình chén, cánh hoa rời nhau và dính trên mép ống đài. Nhị rất nhiều, bất định và xếp không theo một trật tự nào, nhị thờng cuộn lại ở trong nụ, chỉ nhị rời hay dính nhau ở dới thành ống ngắn. Bộ nhị có số lá noãn thờng bằng số cánh hoa hoặc ít hơn, dính lại với nhau thành bầu dới hoặc bầu giữa với số ô tơng ứng số lá noãn, đính noãn trụ giữa, một vòi, một đầu nhuỵ. Quả mọng, thịt, thờng do đế hoa phát triển thành, cũng có khi quả khô mở; Quả mang đài tồn tại ở đỉnh. Hạt không có nội nhũ. Nhiều cây thuộc họ Sim chứa tinh dầu nh cây Tràm (Melaleuca leucadendron. Linn); cây chổi xuể (Baeckia frutescens Linn); cây bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora Hook.F). Tinh dầu của các loại cây này đã đợc khai thác và sử dụng trong công nghiệp hơng liệu, y học. Các cây khác thuộc họ Sim có nhiều công dụng chữa bệnh nh: Cây ổi (Psidium guajava Linn.), quả để ăn, lá non chữa bệnh đi ngoài; cây sim (Rhodomyrtus tomemntosa (Ait.), Hassk.), lá và hạt làm thuốc đau bụng lỵ; cây đơn tớng quân (Syzygium formosum Var.) sắc uống chữa mẩn ngứa, mề đay, dị ứng, viêm họng đỏ, viêm phế quản; cây sắn thuyền (Syzygium resimosum Gagnep., Merr Et Perry), lá ăn gỏi, đắp các viết thơng chảy mủ lâu ngày, chữa bỏng, làm các vết thơng chóng khô; cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb). Merr Et Perry) lá và nụ nấu nớc uống thay chè vừa thơm vừa tiêu cơm, nớc lá tắm cho trẻ em, chữa bệnh chốc đầu, trong vỏ cây vối có chất chữa đợc bệnh đau bụng đi ngoài, [1, 4,6,7 ]. Hợp chất đặc trng của các cây họ Sim là: Flavonoit, tritecpenoit, steroit. I.1.2. Đại cơng về thực vật học và hoá học cây vối. Cleistocalyx operculatus (Roxb). Merr Et Perry). I.1.2.1 Tên gọi: 6 Cây vối có tên khoa học là Cleistocalyx operculatus (Roxb). Merr Et Perry; (Eugenia operculata (Roxb); (Syzygium nervosum DC.) thuộc họ Sim (Myrtaceae). I.1.2.2. Phân bố: Cây mọc hoang và đợc trồng hầu hết các tỉnh ở nớc ta, chủ yếu để lấy lá và nụ nấu nớc uống. Còn thấy ở các vùng nhiệt đới Châu á, Trung Quốc. I.1.2.3. Mô tả thực vật: Cây nhỡ, cao 5 7 m, cành non tròn hay tựa hình bốn cạnh, nhẵn. Lá có cuống dài, dai, cứng, hình trứng rộng, dài 8 20 cm, rộng 5 10 cm, hai mặt có những đốm nâu, cuống 1- 1,5 cm. Hoa gần nh không có cuống, nhỏ, màu lục trắng nhạt, hợp thành hoa tựa hình tháp toả ra ở kẽ những lá đã rụng. Quả hình cầu, hay tựa hình trứng, đờng kính cỡ 7 12 mm, xù xì. Toàn lá và cành non, nụ vò có mùi thơm dễ chịu đặc biệt của cây vối [7]. Hình 1: ảnh chụp cây vối (ngày 05 tháng 06 năm 2005) I.1.2. 4. Thành phần hoá học: 7 Các nhà hoá học Trung Quốc đã nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu lá, tinh dầu nụ Vối ở vùng Quảng Đông, Quảng Tây và Vân Nam. Lá vối chứa 0,08% tinh dầu (Mẫu lấy ở Quảng Châu) với 19 thành phần chính đợc dẫn ra ở bảng 1. Bảng 1: Thành phần hoá học của tinh dầu lá Vối ở Quảng Châu Trung Quốc STT Tên hợp chất Thành phần % 1 - pinen 0,85 2 - pinen 1,80 3 - myrcen 1,80 4 Z - - Ocimen 53,18 5 E - - Ocimen 4,50 6 2,5,5 trimetyl 1,6 heptadien 0,90 7 3,4 dimetyl - 2,4,6 octatrien 1,27 8 Carvyl acetat 1,28 9 Terpinyl acetat 0,15 10 Geraniol 1,03 11 (Z) caryophyllen 3,62 12 Aromadendren 0,55 13 Humulen 1,05 14 - muurolen 0,36 15 - guaien 0,66 16 - guaien 0,47 17 Nerolidol 2,16 18 Octahyđro 3,6,8,8 tetrametyl 3a, 7 metanazulen 4,19 19 - cadinol 0,54 Từ nụ hoa, các tác giả trên đã tách đợc 0,18% tinh dầu với 24 hợp chất (Mẫu lấy ở Quảng Châu Trung Quốc) đợc dẫn ra ở bảng 2: Bảng 2: Thành phần hoá học của tinh dầu nụ hoa vối ở Quảng Châu TQ 8 STT Tên hợp chất Thành phần % 1 - pinen 4,70 2 - pinen 1,80 3 - myrcen 7,25 4 (Z) - - ocimen 8,35 5 2,7 dimetyl 1,6 octatrien 1,10 6 Linalol 0,75 7 3,4 dimetyl - 2,4,6 octatrien 1,40 8 Fenchen 0,40 9 Metyl salisilat 0,10 10 Geranyl acetat 0,1 11 Terpinyl acetat 0,57 12 Genaniol 2,28 13 Cis 1,3 dimetyl 8 izopropyl bicyclo [4,4,0] deca 1,4 dien 1,47 14 Humulen 2,47 15 - muurolen 2,10 16 Cis caryophyllen 3,46 17 - guaien 1,01 18 Alloaromadendren 2,06 19 - cadinel 2,01 20 Nerolidol 0,38 21 Farnesol 0,32 Zhang Fengxion và cộng sự đã tách đợc 9 chất từ nụ vối sau khi đã loại bỏ tinh dầu bằng phơng pháp chng cất lôi cuốn hơi nớc, 8 chất từ chúng đã đợc xác định: 2, 4 dihydroxy 6 methoxy 3 , 5 dimetyl chalcon C . OH O CH 3 OH CH 3 OCH 3 C 18 H 18 O 4 MW = 298 5,7 dihydroxy 6,8 dimethyl flavanon 7 hydroxy 5 methoxy 6,8 dimethyl flavanon 9 etyl galat axit galic axit ursolic - sitosterol và axit xinamic * Theo tác giả Hoàng Văn Lựu [5], lần đầu tiên nghiên cứu thành phần hoá học cây Vối ở Nghệ An đã thu đợc kết quả sau: - Xác định đợc thành phần hoá học của tinh dầu lá vối ở ba địa điểm khác nhau tại Nghệ An (Quế Phong; Tân Kỳ; thành phố Vinh) thấy hàm lợng tinh dầu lá vối cao nhất ở huyện Quế Phong là 0,40%, thấp nhất là ở thành phố Vinh (0,10%) còn các địa phơng khác ở Nghệ An là 0,2%. Tác giả đã phát hiện đợc: có chín cấu tử chính trong đó có bốn thành phần chiếm tỷ lệ cao nhất (thành phần chính): myrcen, (E) - - ocimen, (Z) - - ocimen và - caryophyllen đợc dẫn ra ở bảng 3 Bảng 3: Thành phần hoá học của các cấu tử chính trong tinh dầu lá vối ở các địa phơng khác nhau ở Nghệ An. Thành phần hoá học Hàm lợng % trong tinh dầu Vinh Tân Kỳ Quế Phong - pinen 3,7 6,0 10,4 - pinen 0,6 0,3 0,5 myrcen 24,6 42,5 1,2 limonen 0,3 0,1 0,5 (Z) - - ocimen 32,1 17,0 68,3 (E) - - ocimen 9,4 12,5 10,1 neo allo ocimen 1,0 0,5 0,1 - carryophyllen 14,5 10,0 2,5 Caryopyllen oxit 2,9 0,8 0,8 10