Phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ rễ cây vối (cleistocalyx operculatus (roxb) merr et perry) ở nghệ an

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học Vinh .o0o . Trịnh Tố Loan Phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ rễ cây vối (Cleistocalyx Operculatus (Roxb) Merr. Et Perry) ở Nghệ An Luận văn thạc sỹ hoá học Vinh, 2009 2 Lời cảm ơn Luận văn này đợc hoàn thành tại bộ môn hoá học hữu cơ, phòng cấu trúc Viện hoá học - Viện khoa học và 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 - Khoa Hoá học - Trờng Đại học Vinh, ngời đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này. PGS.TS. Chu Đình Kính - Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, ngời đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình ghi phổ và xác định cấu trúc các hợp chất. PGS.TS. Lê Văn Hạc, TS. Trần Đình Thắng đã có những ý kiến đóng góp cho luận văn này. Ban chủ nhiệm khoa Hoá, Ban chủ nhiệm khoa Đào tạo sau Đại học, tổ bộ môn Hoá hữu cơ, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những ngời thân trong gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã tạo những điều kiện thuận lợi và cổ vũ tinh thần cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. 3 Mở Đầu 1. Lý do chọn đề tài Hoá học các hợp chất thiên nhiên là ngành hoá học hữu cơ rộng lớn, liên quan đến rất nhiều lĩnh vực. Trong mấy chục năm gần đây, hoá học các hợp chất thiên nhiên đã có những bớc phát triển mạnh mẽ nhờ những phơng pháp phân tích mới ra đời. Các phơng pháp sắc ký lớp mỏng TLC (Thin layer Chromatography), sắc ký cột CC (Column Chromatography) .đã trở thành công cụ rất đắc lực trong việc tách các hợp chất từ cây cỏ. Với sự phát triển ph- ơng pháp phân tích phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại, khối phổ, phổ cộng hởng từ hạt nhân đã có thể xác định đợc cấu trúc hợp chất hữu cơ một cách nhanh chóng. Nhờ vậy mà số hợp chất mới đợc phát hiện từ cây cỏ ngày càng nhiều và cung cấp cho y học nhiều loại thuốc mới có giá trị. Bên cạnh đó, hệ thực vật Việt Nam cũng rất phong phú và đa dạng, trong đó có nhiều loại thực vật quý đợc dùng làm thuốc chữa bệnh cũng nh thức ăn hàng ngày. Trong đời sống của ngời dân Việt Nam từ xa xa cho đến nay, đã có phong tục sử dụng các loài cây cỏ tự nhiên để làm thuốc (chủ yếu ở dạng chế phẩm thô). Các công trình nghiên cứu, điều tra 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 [6]. Trong nhiều loài thực vật, họ Sim (Myrtaceae) cũng là một họ lớn của bộ Sim (Myrtales), chi điển hình của họ này là Eugenia, 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 làm thuốc chữa bệnh, trong đó có cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. et Perry). Cây vối mọc hoang và đợc trồng tại hầu khắp các tỉnh 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 Phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ rễ cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. et 4 Perry) ở Nghệ An . Từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của cây vối và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp dợc liệu, công nghiệp hơng liệu. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn nay chúng tôi có các nhiệm vụ: - Lấy mẫu rễ cây vối. - Ngâm với dung môi metanol và chiết với dung môi khác. - Phân lập các hợp chất bằng phơng pháp sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng. - Làm sạch các chất bằng phơng pháp rửa và kết tinh phân đoạn. - Xác định cấu trúc của các hợp chất bằng các phơng pháp phổ EI - MS, 1 H- NMR, 13 C-NMR, DEPT. 3. Đối tợng nghiên cứu Nghiên cứu đợc tiến hành trên rễ của cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. et Perry) thuộc họ Sim (Myrtaceae) đợc thu tại thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An. 5 Chơng 1 Tổng quan 1.1. Họ Sim (Myrtaceae) 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố Họ Sim (Myrtaceae) là họ lớn của bộ Sim (Myrtales) hay còn gọi là bộ Đào kim nơng thuộc phân lớp hoa hồng - lớp hoa lá mầm của ngành thực vật hạt kín. 6 Trên thế giới họ Sim gồm 100 chi với 3000 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chủ yếu là Châu Mỹ và Châu úc [6]. ở Việt Nam, họ Sim gồm 13 chi với 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 [2], [14]. 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 tomemntos), lá và hạt làm thuốc đau bụng lỵ. Cây đơn tớng quân (Syzygium formosum), sắc uống chữa mẫn ngứa, mề đay, dị ứng, viêm họng đỏ, viêm phế quản. Cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb). Merr et Perry), lá và nụ nấu nớc uống thay chè vừa thơm vừa tiêu cơm, n- ớc lá tắm cho trẻ em, chữa bệnh chốc đầu, trong vỏ của cây vối có chất chữa đợc bệnh đau bụng đi ngoài. Cây sắn thuyền (Syzygium resinosum (Gagnep) Merr. et Perry), lá ăn gỏi, đắp các vết thơng chảy mủ lâu ngày, chữa bỏng, làm các vết th- ơng chóng khô [2],[10]. Trong họ Sim chi điển hình là Eugenia, trên thế giới có 600 loài, ở nớc ta có 26 loài đợc chuyển vào chi Syzygium. Những cây trong chi này phần lớn là 7 cây gỗ trung bình và đa số là cây hoang dại. Trong chi này có cây thuốc quí là cây đinh hơng (Syzygium aromaticum Merr. et Perry), có nụ dùng làm thuốc và gia vị. Một số loài thuộc chi Eugenia đã đợc tách ra và đặt vào chi mới nh cây gioi (Syzygium jambos), cây vối (Cleislocalyx operculatus (Roxb) Merr. et Perry) đợc trồng lấy lá và nụ để uống nớc. 1.1.2. Giới thiệu một số cây thuộc họ Sim 1.1.2.1. Cây Sim (Rodomyrtus tomenetosa) Cây Sim còn gọi là hồng sim, đào kim nơng, dơng lê, co nim (Thái), mác nim (Tày) có tên khoa học là Rodomyrtus tomenetosa đợc sử dụng nhiều trong các vị thuốc của dân gian nh dùng búp và lá Sim non sắc uống chữa bệnh tiêu chảy, kiết lỵ hoặc dùng để rửa vết thơng, vết loét. Rễ cây Sim thu hái quanh năm, quả vào mùa thu và mùa hè Theo tác giả Hoàng Văn Lựu, Trần Đình Thắng và Nguyễn Xuân Dũng [11] đã nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu hoa sim ở Nghệ An. Kết quả đợc dẫn ra ở bảng 1.1 8 Bảng 1.1: Thành phần hóa học của tinh dầu hoa sim ở Nghệ An tt Thành phần hóa học % tt Thành phần hóa học % 1 - thujen 1,6 16 - terpineol 4,3 2 - pinen 74,5 17 (E) - verbenon 0,1 3 camphen vết 18 (E) - carveol 0,3 4 2,4 (10)- thujadien 0,2 19 (E) - 3 - caren - 4 - ol 0,2 5 - pinen 1,0 20 5-etyl- 3,3,4-trimetyl -hepten-2-on 0,1 6 p - cymen 0,8 21 MW=150 2,0 7 1,8 - cineol 0,6 22 Trans - 3(10) - caren - 4 - ol vết 8 Limonen 1,7 23 - caryophyllen vết 9 Isoamyl - isovalerat vết 24 C 10 H 15 OH MW=152 0,9 10 - campholenol 0,8 25 Benzyl isovalerat và đồng phân 0,2 11 (E) - pinocarveol 1,3 26 C 10 H 13 OH, MW=150 1,8 12 (E) - 2 - caren - 4 - ol 1,0 27 C 15 H 14 O 3 , MW=236 0,1 13 Terpinen- 4- ol 0,3 28 Caryophyllen oxit 2,3 14 Myrtenal 0,3 29 Globulol 0,1 15 Borneol vết 30 Cadalen 0,2 Qua bảng trên, nhận thấy thành phần hoá học chính của tinh dầu hoa Sim là: - pinen, - thujen, limonen, - tecpineol, caryophyllen oxit. Khi nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu rễ sim (Rhodomyrtus tomentosa Ait. Hassk), tác giả Hoàng Văn Lựu [2] xác định thấy có 49 hợp chất trong đó đã nhận diện đợc các hợp chất đợc nêu ra ở bảng 1.2 9 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tinh dầu rễ sim ở Nghệ An tt Thành phần hoá học % tt Thành phần hóa học % 31 Sabinen 0,5 41 - Humulen 2,0 32 - Myrcen Vết 42 1,4 - bis (1,1 - dimetyl etyl) benzen 1,0 33 - Terpinen 0,1 43 - Cadinen 2,0 34 - Terpinen 0,1 44 - Cadinen 0,5 35 D-Limonen 2,5 45 Spathoulenol 0,8 36 (Z) - - ocimen 0,6 46 8-Hydroxy-endo cycloisolongifolen 0,9 37 (E) - - ocimen 0,2 47 10,10 -Dimetyl - 2,6 dimeten bixiclo [7.20] undecan - 5 - - ol 0,4 38 - Terpinen 0,3 48 Đồng phân este của axit butanoic 1,0 39 2 - metyl - 3 -metyl butyl este của axit butanoic 0,4 49 Phenyl metyl este của axit pentanoic 0,4 40 Nonanal 0,4 50 3 metyl phenyl metyl este axit butanoic 0,8 Theo Wai Haan Hui và cộng sự [22] khi nghiên cứu thành phần hóa học của cây sim, đã phân lập từ dịch chiết ete dầu hỏa của lá và cành cây các lupeol (51), - amyrin (52), - amyrenonol (3 - hydroxy - oleanan - 12 - en - 11 - on) (53), betulin (54), và một điol cha xác định R 1 (C 30 H 50 O 2 ) và trong cành có các chất - amyrin (55), taraxerol (56), betulin - 3 axetat (57), và có thể là hai hợp chất mới R 2 (C 32 H 48 O 5 ) (58), và R 3 (C 32 H 50 O 5 ) (59) và campesterol (60) đợc phân lập từ dịch chiết lá và cành. Wai Haan Hui và cộng sự [22] cũng đã phân lập từ dịch chiết ete dầu hỏa của cây sim (rhodomyrtus tomentosa) đợc 2 tritecpenoit mới, R 4 từ lá và R 5 từ cành, ngoài ra các hợp chất R 1 , R 2 , R 3 và các hợp chất đã biết khác cũng đã đợc phân lập. Hợp chất R 1 và R 4 đợc xác định là 21 H - hop 22(29) - en - 3 - 30 diol (61) và 3 - hydroxy - 21 H - hop 22(29) - en - 30 al (62) tơng ứng, còn các hợp chất R 2 , R 3 và R 5 đợc xác định là 3 - acetoxy - 11 (63), 12 - epoxyleanan - 28,13- - olide, 3 - acetoxy, 12 -hydroxyoleanan - 28, 13 - - 10 . dục và đào tạo Trờng đại học Vinh .o0o . Trịnh Tố Loan Phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ rễ cây vối (Cleistocalyx Operculatus. hợp chất từ rễ cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. et 4 Perry) ở Nghệ An . Từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của cây vối và tìm ra nguồn