Nghiên cứu tách và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ cây cỏ hôi (ageratum conyzoides l ) ở thành phố vinh nghệ an

-1- Bộ giáo dục đào tạo Tr-ờng đại học vinh === === Nguyễn t-ờng lân Nghiên cứu tách xác định cấu trúc số hợp chất từ cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) thành phố Vinh - Nghệ An -1- -2- Lời cảm ơn Luận văn đ-ợc hoàn thành Bộ môn Hóa hữu cơ, Phòng thí nghiệm chuyên đề Hóa hữu - Tr-ờng Đại học Vinh; Phòng cấu trúc - Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn: PGS-TS-NGƯT Lê Văn Hạc đà giao đề tài, tận tình h-ớng dẫn giúp đỡ suốt trình làm luận văn PGS-TS Chu Đình Kính - Phòng Cấu trúc - Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam đà tận tình giúp đỡ việc ghi phổ đánh giá kết phổ thực nghiệm Tôi xin chân thành cảm ơn: GS-TSKH Nguyễn Xuân Dũng - Khoa Hóa - Tr-ờng ĐHKTTN - ĐHQG Hà Nội; TS Hoàng Văn Lựu - Khoa Hóa - Tr-ờng Đại học Vinh đà góp ý có dẫn quý báu Các cán phụ trách Phòng thí nghiệm Hữu cơ, Hóa lý, Chuyên đề Hữu - Khoa Hóa - Tr-ờng Đại học Vinh; thầy giáo, cô giáo môn Hóa học Tr-ờng THPT chuyên Phan Bội Châu đà tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Cuối cùng, xin đ-ợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ ng-ời thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp em học sinh, đà tạo điều kiện thuận lợi cổ vũ cho cá nhân suốt trình thực luận văn Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2004 Tác giả Nguyễn T-ờng Lân -2- -3- M ục lục Trang Mở đầu Ch-¬ng I: Tỉng quan I.1 Hä Cóc I.1.1 Đại c-ơng thực vật học hóa học họ Cúc I.1.2 Đại c-ơng thực vật học hóa học cỏ hôi I.2 Đại c-ơng hỵp chÊt tecpen, flavonoit 14 I.2.1 Tecpennoit 14 I.2.2 Flavonoit 20 I.3 Giới thiệu số ph-ơng pháp sắc ký ph-ơng pháp phổ 23 I.3.1 Các ph-ơng pháp sắc ký 23 I.3.2 Các ph-ơng pháp phổ 25 Ch-¬ng II: Ph-¬ng pháp nghiên cứu 32 II.1 Ph-ơng pháp lấy mẫu 32 II.2 Ph-ơng pháp phân tích, phân tách phân lập chất 32 II.3 Ph-ơng pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 32 Ch-ơng III: Thùc nghiÖm 33 III.1 Thiết bị hóa chất 33 III.1.1 ThiÕt bÞ 33 III.1.2 Hãa chÊt 33 III.2 Thùc nghiÖm 35 III.2.1 Quy tr×nh thÝ nghiƯm 35 Ch-ơng IV: Kết thảo luËn 37 IV.1 Xác định cấu trúc hợp chất mẫu A1 37 IV.2 Xác định cấu tróc cđa hỵp chÊt mÉu A2 40 KÕt luËn 55 Tµi liƯu tham kh¶o 56 -3- -4- Mở đầu Hóa học ngày b-ớc vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ Dựa tảng tri thức khoa học đại, thành tựu đạt đ-ợc nghiên cứu sản xuất hóa học ngày đa dạng, phong phú Hóa học hợp chất thiên nhiên nói chung đặc biệt hóa học hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng đÃ, tiếp tục thu hút đ-ợc quan tâm nhà khoa ứng dụng quý báu hợp chất lĩnh vực quen thuộc: Y học, nông nghiệp, công nghiệp Trong đời sống ng-ời dân Việt Nam từ xa x-a nay, đà có phong tục sử dụng loài cỏ tự nhiên để làm thuốc chữa bệnh (chủ yếu dạng chế phẩm thô) Các công trình nghiên cứu, điều tra thuốc Việt Nam đà cho thấy số l-ợng loài đ-ợc dùng làm thuốc lên tới 1.850 loài, phân bố 224 họ thuộc thực vật [10] ViƯt Nam chóng ta n»m vïng khÝ hËu nhật đới ẩm gió mùa, cận xích đạo; l-ợng m-a nhiều, độ ẩm cao nên có hệ thực vật phong phú Mặc dầu nay, công tác nghiên cứu hệ thực vật n-ớc ta ch-a đ-ợc tiến hành đầy đủ - quy mô lớn (còn địa ph-ơng ch-a đ-ợc nghiên cứu nh- vùng núi cao Tây Bắc, Đông Bắc, Tr-ờng Sơn ) nh-ng theo tổng hợp từ nguồn tài liệu nhiều tác giả Việt Nam có 7.000 loài thực vật học bậc cao (con số chắn thua xa số dự đoán nhà nghiên cứu thực vật) [12] Trong số đà có 2.000 loài thực vật đà đ-ợc nhân dân ta sử dụng làm nguồn l-ơng thực, lấy gỗ, tinh dầu, thực phẩm, thuốc chữa bệnh Trong tranh đầy màu sắc ấy, họ Cúc (Compositae hay Astraceae) chiếm phần đáng kể phong phú đa dạng chủng loại Trong họ Cúc có tới 100 loài đ-ợc dùng làm thuốc chữa bệnh, chủ yếu dạng chế phẩm thô sơ nh- cao, thuốc sắc, r-ợu thuốc -4- -5Chi Ageratum L thuộc họ Cúc có khoảng 45 loài phân bố vùng nhiệt đới giới [6]; số có cỏ hôi (hay đ-ợc gọi cứt lợn - Ageratum conyzoides L.) đà đ-ợc sử dụng để nấu n-ớc tắm trị lở ngứa, nấu n-ớc gội đầu, chữa viêm xoang dị ứng Nhằm góp phần nghiên cứu thành phần hóa học cỏ hôi tìm nguồn nguyên liệu cho ngành D-ợc liệu, đà chọn đề tài: "Nghiên cứu tách xác định cấu trúc số hợp chất từ cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) thành phố Vinh NghƯ An" -5- -6- Ch-¬ng I: Tỉng quan I.1 Hä Cúc I.1.1 Đại c-ơng thực vật học hóa học họ Cúc Họ Cúc (Composittae hay Astraceae) họ Cúc thuộc phân lớp Cúc - lớp hai mầm ngành thực vật hạt kín Cho đến nay, họ Cúc đ-ợc đánh giá họ lớn nhất, phổ biến rộng rÃi có tầm quan trọng hệ thùc vËt thÕ giíi nãi chung vµ hƯ thùc vËt ViƯt Nam nãi riªng Theo M E Kirpicznikov (1981), hä Cúc có khoảng 1.150 - 1.300 chi với 20.000 loài, đ-ợc phân bố rộng rÃi khắp giới địa hình khí hậu (phổ biến vùng khí hậu nhiệt đới ôn đới) [10] Có tài liệu khác lại cho họ Cúc có khoảng 1.000 chi với 20.000 loài [12] Việt Nam, theo -ớc tính nhà khoa học, họ Cúc có 125 chi với 350 loài đ-ợc phân bố rộng rÃi từ vùng đồng ven biển tới vùng núi cao (có độ cao 3.000m so với mực n-ớc biển) Trong số có 160 loài đà biết đến giá trị kinh tế (chiếm gần 80% số loài): - Cây làm thuốc: 96 loài (ngải cứu, cỏ hôi, ngải giun, x-ơng sông ) - Cây làm cảnh: 28 loài (cúc đại đóa, cúc đồng tiền, th-ợc d-ợc ) - Cây làm rau ăn: 30 loài (rau diếp, rau tầu bay, rau khúc, cải cúc ) - Cây làm phân xanh: loài (cỏ lào, ké đầu ngựa ) - Cây có tác dụng diệt côn trùng: loài Các họ Cúc th-ờng thuộc loại thảo (thân cỏ), bụi leo hay gỗ (thân mộc), rễ th-ờng phồng lên thành củ, th-ờng mọc cách - kèm, đơn, nguyên chia thùy, đơn l¸ th-êng mäc so le -6- -7Hoa cđa chóng th-êng nhỏ, tập hợp thành cụm hoa hình đầu Các đầu lại tập hợp thành cụm hoa chùm hay ngù Phía đầu có bắc xếp xít tạo thành tổng bao chi, loài hay chí đầu bắc phía ngoµivµ phÝa tỉng bao cịng cã thĨ thÊy sù khác hình dạng, kích th-ớc, màu sắc Hoa họ Cúc hoa l-ỡng tính, nh-ng nhụy nhụy không phát triển mà trở thành hoa đơn tính hay vô tính (không có nhị lẫn nhụy) Hoa đều, hình ống hay không đều, hình l-ới nhỏ Năm nhị dính liền bëi mét bao phÊn lµm thµnh mét èng bao lấy vòi nhụy Bộ nhụy gồm hai noÃn luôn dính lại thành bầu d-ới Đầu nhụy chia đôi, phía d-ới th-ờng mang chùm lông Hạt có phôi thẳng lớn, nội nhũ [12] Việt Nam, chi có nhiều loài là: Artemisia, Ainsliae, Blumea, Crepis, Chrysanthemum, Eupatoreum, Ginura, Latuca, Senecio, Vernonia Trong năm gần đây, chi họ Cúc đ-ợc nghiên cứu nhiều ë ViƯt Nam lµ: Ageratum, Artemisia, Blumea vµ Eupatoreum Trong trình nghiên cứu họ Cúc Châu ¢u, Trung vµ Nam Mü vµ Nam Phi, F Bohlman cộng đà phân lập xác định cấu trúc 2.500 hợp chất Các hợp chất đặc tr-ng họ Cúc là: tecpen, sesquitecpen, lacton, cumarin, ankaloit I.1.2 Đại c-ơng thực vật học hóa học cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) I.1.2.1 Tên gọi: Cây cỏ hôi đ-ợc gọi cứt lợn, bù xích, hoa ngũ sắc, thắng hång kÕ, cá cøt heo, nhê hÊt bå (K'ho), nh¶ mẩn, nhà biookhao (Tày) -7- -8Tên khoa học: Ageratum conyzoides L thuộc họ Cúc (Aisteraceae), tên gọi đ-ợc bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp: "Ageras" có nghĩa tồn lâu dài I.1.2.2 Phân bố, sinh thái Chi Ageratum L có khoảng 45 loài phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới giới Cây cỏ hôi có nhiều n-ớc Châu nh- ấn Độ, Trung Quốc, bán đảo Đông D-ơng, Philippin, Inđônêxia Việt Nam, cỏ hôi đ-ợc phân bố rộng rÃi khắp nơi (chủ yếu mọc hoang dại) Cây cỏ hôi thuộc loại sống năm, -a ẩm, -a sáng Cây th-ờng mọc ruộng, rẫy hay bÃi hoang, ven đ-ờng v-ờn Hạt nảy mầm vào mùa xuân, sinh tr-ởng nhanh vào mùa hè, trổ hoa Sau chín phát tán hạt giống, tàn lụi vào cuối mùa thu mùa đông Đây loại đ-ợc xem nh- loài cỏ dại mọc lấn át trồng (do số l-ợng hạt giống nhiều, phạm vi phát tán hạt giống rộng phát triển nhanh) [6] Mẫu cỏ hôi đ-ợc nghiên cứu đề tài đ-ợc lấy từ ruộng trồng lạc đó, cỏ hôi mọc cao hẳn lạc số l-ợng đơn vị diện tích lớn I.1.2.3 Mô tả thực vật Cây thảo sống hàng năm, cao từ 25 - 50cm (cũng cao lên tới 1m) Thân có lông mềm, màu lục nhạt màu tím đỏ Lá mọc đối hình bầu dục hay ba cạnh, dài - 10cm, rộng 0,5 - 5cm, mép có c-a tròn, hai mặt có lông mịn, mặt d-ới có màu nhạt mặt Vò có mùa hắc Cụm hoa hình đầu mọc thành ngù ngọn, thân đầu cành, cuống cụm hoa có lông mềm, tổng bao hình đầu gồm bắc xếp thành hai dÃy, đầu bé chứa toàn hoa hình ống bé Hoa có màu tím, lam nhạt màu trắng Nhị 5, bé, màu đen, có sống dọc -8- -9I.1.2.4 Công dụng Cây cỏ hôi đ-ợc sử dụng với nhiều mục đích khác Có thể liệt kê tác dụng d-ợc lý loài với ng-ời nh- sau: - Thuốc giảm sốt (nguồn từ Senegan) - ấn Độ, cỏ hôi đ-ợc sử dụng chữa vết chém, vết đứt, vết th-ơng lở loét - Nigieria, cỏ hôi đ-ợc dùng để chữa bệnh da, tiêu chảy giảm đau rốn trẻ sơ sinh - Trong y häc d©n gian Nepan, n-íc Ðp rƠ c©y cỏ hôi đ-ợc dùng chữa bệnh sỏi thận, dùng để chữa vết th-ơng săn da - Kênya, cỏ hôi đ-ợc dùng để chữa trị bệnh đau thắt, cầm máu - số n-ớc Châu Phi, cỏ hôi đ-ợc dùng để chữa trị vết th-ơng bỏng chữa bệnh thần kinh - Việt Nam, cỏ hôi đ-ợc dùng để làm thuốc chữa bệnh cho phụ nữ bị rong huyết sau sinh nở, chữa viêm xoang mũi dị ứng, chữa bệnh thấp khớp, đau răng, làm thuốc ho, thuốc giun Ngoài ra, đ-ợc dùng để nấu n-ớc tắm chữa lở ngứa gội đầu cho m-ợt tóc I.1.2.5 Thành phần hóa học - Theo Nguyễn Văn Đàn Phạm Tr-ơng Thị Thọ [20], hàm l-ợng tinh dầu từ 0,7 2% Tinh dầu cỏ hôi sánh đặc có màu vàng nhạt đến vàng nghệ, mùi thơm dễ chịu - Theo Đỗ Tất Lợi [4], có 0,16% tinh dầu đặc; hoa có 0,2% tinh dầu có mùi gây nôn Nói chung tinh dầu có cadinen, caryophylen geratocromen, dimetoxy geratocromen -9- - 10 Theo Adewode Okunade [11], tinh dầu thu ®-ỵc biÕn ®ỉi tõ 0,11 0,58% hay tõ 0,03 - 0,18% tùy vào thời gian nghiên cứu năm Ch-ng cất từ hoa thu đ-ợc 0,25% tinh dầu Thành phần hóa học tinh dầu cỏ hôi: a) Các tecpen sesquitecpen: - Theo Nguyễn Xuân Dũng (1989) [3], thành phần hóa học tinh dầu cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) Việt Nam đ-ợc dẫn bảng Bảng 1: Thành phần hóa học tinh dầu cỏ hôi (A Conyzoides L.) Việt Nam Thứ tự Tên hợp chất Thành phần % - pinen 0,4 camphen 2,5  - pinen 0,4 myrxen 0,9  - tecpinen 1,9 endo - borneol 0,3 endo - bornylaxetat 1,2  - cubeben 0,4  - elemen 1,0 10  - caryophylen 17,0 11 - dimetoxya geratocromen 29,0 12  - selinen 2,0 13  - cubeben 2,0 14  - farnesen 2,3 15 farnesol 0,2 16 caryophylen oxit 0,5 17 ageratocromen 31,1 18 - vinyl - dimetoxya geratocromen 0,4 19 Các hợp chất khác 6,5 - 10 - ... liệu cho ngành D-ợc liệu, đà chọn đề tài: "Nghiên cứu tách xác định cấu trúc số hợp chất từ cỏ hôi (Ageratum conyzoides L. ) thành phố Vinh Nghệ An" -5- -6- Ch-ơng I: Tổng quan I.1 Họ Cúc I.1.1... trình nghiên cứu họ Cúc Châu Âu, Trung Nam Mỹ Nam Phi, F Bohlman cộng đà phân l? ??p xác định cấu trúc 2.500 hợp chất Các hợp chất đặc tr-ng họ Cúc l? ?: tecpen, sesquitecpen, lacton, cumarin, ankaloit... (198 9) [3], thành phần hóa học tinh dầu cỏ hôi (Ageratum conyzoides L. ) Việt Nam đ-ợc dẫn bảng Bảng 1: Thành phần hóa học tinh dầu cỏ hôi (A Conyzoides L. ) Việt Nam Thứ tự Tên hợp chất Thành