Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất trong quả xoan (melia azedarach) ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THẾ HÙNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG QUẢ XOAN (Melia azedarach) Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Nghệ An – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THẾ HÙNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG QUẢ XOAN (Melia azedarach) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ HỮU CƠ Mã số: 8.44.01.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS TRẦN ĐÌNH THẮNG Nghệ An – 2019 LỜI CẢM ƠN Trước hết muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến GS TS Trần Đình Thắng – Giảng viên Trường Đại học Vinh người giao đề tài, tận tâm, bảo nhiệt tình, hướng dẫn tỉ mỉ, tạo điều kiện tốt thời gian nghiên cứu, giúp đỡ tơi bước q trình thực luận văn Ngồi ra, suốt q trình học tập, nghiên cứu đề tài cố gắng, nỗ lực thân, tơi cịn nhận nhiều quan tâm, góp ý, hỗ trợ quý báu quý thầy cô, bạn đồng nghiệp, bạn học viên, bạn bè người thân Tơi muốn tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: - Ban giám hiệu, phịng ban chức năng, thầy giáo, cán phòng Đào tạo Sau đại học, cán phịng thí nghiệm - Trường Đại học Vinh truyền đạt cho kiến thức quý báu, kinh nghiệm thực tiễn hai năm học qua - Ban giám hiệu Trường THPT Nguyễn Cảnh Chân, bạn đồng nghiệp, bạn học viên động viên, tạo điều kiện tốt hỗ trợ cho trình học tập nghiên cứu - Gia đình người thân hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian quan, đặc biệt thời gian hai năm thân theo học thạc sĩ trường Đại Học Vinh Cuối kiến thức thời gian có hạn nên luận văn cịn có thiếu sót, thân tơi mong nhận góp ý từ quý thầy cô hội đồng khoa học để luận văn hoàn thiện Vinh, ngày 13 tháng năm 2019 Nguyễn Thế Hùng MỤC LỤC Trang Mở đầu 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Chƣơng 1: Tổng quan 1.1 Họ Xoan (Meliaceae) 1.1.1 Đặc điểm thực vật chung 1.1.2 Thành phần hóa học 1.1.3 Hoạt tính sinh học 21 1.2 Cây xoan 23 1.2.1 Đặc điểm thực vật 23 1.2.2 Thành phần hóa học xoan 24 1.2.3 Hoạt tính sinh học limonoid 27 Chƣơng 2: Phƣơng pháp thực nghiệm 28 2.1 Phương pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Các phương pháp chuẩn bị mẫu 28 2.1.2 Các phương pháp phân lập hợp chất 28 2.1.3 Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất 28 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 28 2.2.1 Hoá chất 28 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 28 2.3 Tách chiết xác định cấu trúc số hợp chất từ xoan (Melia 29 azedarach) 2.3.1 Nguyên liệu 29 2.3.2 Chiết xuất, phân lập xác định cấu trúc 29 2.3.3 Dữ kiện vật lý phổ 30 2.3.3.1 Hợp chất MAE-1 30 2.3.3.2 Hợp chất MAE-2 30 Chƣơng 3: Kết thảo luận 32 3.1 Quả Xoan 32 3.1.1 Phân lập số hợp chất 32 3.1.2 Xác định cấu trúc hợp chất MAE-1 32 3.1.3 Xác định cấu trúc hợp chất MAE-2 42 Kết luận 54 Tài liệu tham khảo 55 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT KÍ HIỆU TÊN TIẾNG ANH TÊN TIẾNG VIỆT MS Mass Spectroscopy Phổ khối lượng UV Ultraviolet Spectroscopy Phổ hấp thụ phân tử CC Column Chromatography Sắc kí cột TLC Thin Layer Chromatography Sắc kí lớp mỏng HPLC High Liquid Sắc ký lỏng hiệu cao Performance Choromatography ESI-MS EI-MS HR- ESIMS 13 Electron Spray Tonzation - Mass Phổ Electron Impact - Mass Spectroscopy Phổ khối va chạm electron mù High Relution – Electron Spray Phổ khối lượng phân giải cao Impact Mass Spectroscopy Magnetic phun mù electron Resonance Phổ cộng hưởng từ Proton Magnetic Distortionless hạt nhân carbon-13 Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Spectroscopy DEPT phun electron Spectroscopy H-NMR lượng Spectroscopy C - NMR Carbon khối proton Enhancement by Polarisation Transfer HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua Correlation HSQC Heteronuclear nhiều liên kết Single Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân qua Correlation NOESY Nuclear liên kết Overhauser Effect Spectroscopy COSY S br s Corelation Spectroscopy Phổ tương quan Singlet Mũi đơn Broad singlet Mũi đơn rộng ( tù) T Triplet Mũi ba D Dublet Mũi đôi Dd Dublet of dublet Mũi đôi đôi Dt Dublet of triplet Mũi đôi ba M Multiplet Mũi đa Tetramethylsilan (CH3)4Si DiMethylSulfoxide (CH3)2SO TMS DMSO Đ.n.c Điểm nóng chảy EC50 Giá trị 50% tế bào gốc tự bị chết tạo DPPH trung hòa RT retention time Thời gian lưu DANH MỤC HÌNH Kí hiệu Nội dung hình Trang Hình 1.1 Sinh tổng hợp phân loại hợp chất limonoid họ Xoan Hình 1.2 Quả Xoan 23 Hình 3.1 Phổ ESI – MS chất MAE-1 35 Hình 3.2 Phổ HR- ESI – MS chất MAE-1 35 Hình 3.3 Phổ 1H – NMR chất MAE-1 36 Hình 3.4 Phổ 1H – NMR chất MAE-1 (Phổ giãn) 36 Hình 3.5 Phổ 1H – NMR chất MAE-1 (Phổ giãn) 37 Hình 3.6 Phổ 13C- NMR chất MAE-1 37 Hình 3.7 Phổ 13C- NMR chất MAE-1 ( Phổ giãn) 38 Hình 3.8 Phổ 13C- NMR chất MAE-1 ( Phổ giãn) 38 Hình 3.9 Phổ 13C- NMR chất MAE-1 ( Phổ giãn) 39 Hình 3.10 Phổ DEPT chất MAE-1 39 Hình 3.11 Phổ DEPT chất MAE-1 40 Hình 3.12 Phổ HSQC chất MAE-1 ( Phổ giãn) 40 Hình 3.13 Phổ HSQC chất MAE-1 41 Hình 3.14 Phổ COSY chất MAE-1 41 Hình 3.15 Phổ COSY chất MAE-1 ( Phổ giãn) 42 Hình 3.16 Phổ 1H-NMR chất MAE-1 45 Hình 3.17 Phổ 1H-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 45 Hình 3.18 Phổ 1H-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 46 Hình 3.19 Phổ 1H-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 46 Hình 3.20 Phổ 1H-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 47 Hình 3.21 Phổ 13C-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 47 Hình 3.22 Phổ 13C-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 48 Hình 3.23 Phổ 13C-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 49 Hình 3.24 Phổ 13C-NMR chất MAE-2 ( Phổ giãn) 49 Hình 3.25 Phổ HSBC chất MAE-2 50 Hình 3.26 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 50 Hình 3.27 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 51 Hình 3.28 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 51 Hình 3.29 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 52 Hình 3.30 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 52 Hình 3.31 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 53 Hình 3.32 Phổ HSBC chất MAE-2 ( Phổ giãn) 53 DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng Nội dung Trang Bảng 1.1 Hoạt tính sinh học số Limonoid thử nghiệm 22 động vật Bảng 1.2 Một số hợp chất phân lập từ Xoan 25 Sơ đồ 1.1 Phân lập chất từ Xoan ( M azedarach) 31 Bảng 3.1 Các hợp chất phân lập từ Xoan 32 Bảng 3.2 Số liệu phổ NMR hợp chất MAE-1 33 Bảng 3.3 Số liệu phổ NMR hợp chất MAE-2 43 44 26 CH2 24,4 2,13-2,16 (1H,m); 1,70-1,76 (1H, m) 27 26 CH3 22,6 0,85 (3H, s) 28 19 CH3 21,6 1,11 (3H, s) 29 18 CH3 18,2 1,54 (3H, m) 30 22 CH2 17,8 1,54-1,63 (2H, m) 31 29 CH3 12,8 1,01 (3H, s) Cấu trúc hợp chất MAE-2 : (21S,23R,24R)-21,23-epoxy-24-hydroxy-21methoxytirucalla-7,25-dien-3-one 45 Hình 3.16: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR chất MAE-2 Hình 3.17: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR chất MAE-2 46 Hình 3.18: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR chất MAE-2 Hình 3.19: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR chất MAE-2 47 Hình 3.20: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR chất MAE-2 Hình 3.21: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C-NMR chất MAE-2 48 Hình 3.22: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR chất MAE-2 Hình 3.23: Phổ 13C-NMR chất MAE-2 49 Hình 3.24: Phổ 13C-NMR chất MAE-2 Hình 3.25: Phổ HMBC chất MAE-2 50 Hình 3.26: Phổ HMBC chất MAE-2 Hình 3.27: Phổ HMBC chất MAE-2 51 Hình 3.28: Phổ HSQC chất MAE-2 Hình 3.29: Phổ HSQC chất MAE-2 52 Hình 3.30: Phổ HSQC chất MAE-2 Hình 3.31: Phổ HSQC chất MAE-2 53 Hình 3.32: Phổ HSQC chất MAE-2 54 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc hợp chất Xoan (Melia azedarach) Việt Nam, thu số kết sau: - Phân lập 425 gam cao methanol, 125 gam cao ethyl acetate, 67 gam cao butanol - 12 gam hợp chất MAE-1, 21,5 gam hợp chất MAE-2 - Phân lập hợp chất limonoid: + 3α,12α-diacetoxy-7α-benzoyloxy-1α-hydroxytrichilinin có cấu trúc + (21S,23R,24R)-21,23-epoxy-24-hydroxy-21-methoxytirucalla-7,25-dien-3-one có cấu trúc 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đỗ Huy Bích, Nguyễn Tập, Phạm Duy Mai, Phạm Văn Hiển, Trần Toàn, Nguyễn Thượng Dong, Vũ Ngọc Lộ, Phạm Kim Mãn, Đoàn Thị Nhu, Đặng Quang Chung, Đỗ Trung Đàm, Bùi Xuân Chương (2004), Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam – Tập II, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Võ Văn Chi (1999) Từ điển thuốc Việt Nam Nhà xuất Y học, TP HCM Trần Đình Đại (1998) Khái quát thực vật Việt Nam Hội thảo Việt- Đức hoá học hợp chất thiên nhiên, Hà Nội, tr.10-27 Phạm Hoàng Hộ (1992) Cây cỏ Việt Nam Nhà xuất trẻ, TP HCM, tr.766792 Đỗ Tất Lợi (1999) Cây thuốc vị thuốc Việt Nam Nhà xuất Y học Tr.161-164 Tiếng Anh Adesida G A., Adesogan E.K., D.A Okorie and D A H Taylor (1971) The limonoid chemistry of the genus Khaya ( Meliaceae ), Phytochem.10, 18451853 Akihisa T., Nishimoto Y., Ogihara E., Matsumoto M., Zhang J., Abe M (2017), Nitric oxide production - inhibitory activity of limonoids from Azadirachta indica and Melia azedarach Chem Biodivers 14(6) Carpinella, M C.; Defago, M T.; Valladares, G.; Palacios, S M (2003), Antifeedant and insecticide properties of a limonoid from M azedarach (Meliaceae) with potential use for pest management, J Agric Food Chem., 51, 369-374 Chowdhury R., Rashid R B., (2003), Effect of the crude extracts of Amoora rohituka stem bark on gastrointestinal transit in mice, India J Pharm., 35(5), 304–307 10 Connolly J D., Labbe C., Rycroft D S., Taylor D A H., (1979), Tetra nortriterpenoids and related compounds 22 New apo tirucallol derivatives and tetra nortriterpenoids from the wood and seeds of Chisocheton 56 paniculatus (Meliaceae), J Chem Soc Perkin Trans I, 12, 2959-2964 11 Govindachari T R., Suresh G., Banumathy B., Masilamani S., Geetha G., and Kumari G N K (1999) Antifungal activity of some B,D-seco limonoids from two Meliaceous plants, J Chem Ecol., 25, 12 Harmon A D., Weiss U., Silverton J V., (1979), The structure of rohitukine, the main alkaloid of Amoora rohituka (syn Aphanamixis polystachya) (Meliaceae), Tetrahedron Lett., 8, 721-724 13 Ibahim A N (2011), Phytochemical studies and the bioactives of three Meliaceae species.PhD thesis, University of Malaya 14 Kim, M.; Kim, S K.; Park, B N.; Lee, K H.; Min, G H.; Seoh, J Y.; Park, C G.; Hwang, E.S.; Cha, C Y.; Kook, Y H (1999), Antiviral effects of 28deacetylsendanin on herpes simplex virus-1 replication, Antiviral Res., 43, 103112 15 Lavie D., Levy E C., Jai M K., (1971), Limonoids of biogenetic interest from Melia azadirachta L Terrahedron, 27, 3927-3939 16 Lee B.G., Kim S.H., Lee K.R., Lee H.Y., Hana J.W., Lee W.H (2000), Suppression of inducible nitric oxide synthase expression in RAW 264.7macrophages by two β - carboline alkaloids extracted from Melia azedarach, Eu r J Pharmacol 406, 301-309 17 Liu H B.; Zhang C R.; Dong S H.; Dong L.; Wu Y.; Yue J M (2011), Limonoids and triterpenoids from the seeds of M azedarach, Chem Pharm Bull., 59, 1003-1007 18 Nakatani, M.; Shimokoro, M.; Okamura, H.; Iwagawa, T.; Zhou, J B.; Tadera, K.; Naoki, H (1999), Limonoids from Melia toosendan, Phytochem., 52, 709-714 19 Michel K T., Olov S., Dieudonne N., and Joseph D C (2006) 3,7- dideacetyl-6α-hydroxykhivorin, a new limonoid from Khaya senegalensis (Meliaceae) Bull Chem Soc Ethiop 20(1) 69-73 20 Nakatani M.; Huang, R C.; Iwagawa, T.; Tadera, Okamura, H.; K.; Naoki, H (1995), Three new antifeeding meliacarpinins from Chinese M azedarach Linn., Tetrahedron, 51, 11731-11736 21 Ntalli N G.; Cottiglia, F.; Bueno, Alche, L E.; Leonti, M.; Vargiu, S.; 57 Bifulco, E.; Menkissoglu-Spiroudi, U.; Caboni, P Cytotoxic tirucallane triterpenoids from M azedarach fruits, Molecules, 2010, 15, 5866-6877 22 Ochi M.; Kotsuki, Tokoroyama, H.; Ishida, H.; T Limonoids from M azedarach Linn var japonica Makino II The natural hydroxyl precursor of sendanin, Chem Lett., 1978, 99-102 23 Rembold H., Puhlmann I (1993), Phytochemistry and biological activity of metabolites from tropical Meliaceae Recent Adv Phytochem., 27, 153-165 24 Rosa Tundis a, Monica Rosa Loizo a & Francesco Menichini a An Overview on Chemical Aspects and Potential Health Benefits of Limonoids and Their Derivatives (2012) 25 Su Z S., Yang S P., Dong L, Yue J M (2011), Meliarachins A-K: eleven limonoids from the twigs and leaves of M azedarach, Helv Chim Acta., 94, 1515-1526 26 Tan Q.G., LuoX.D (2011), Meliaceous limonoids: chemistry and biological activities, Chem Rev.,111, 7437-7522 27 Vishnukanta R (2008), M azedarach: A phytopharmacological review, Pharmacog Rev., 2, 173-179 28 Wu S B.; Bao, Q Y.; W X.; Zhao, G.; Wang, Z.; Zeng, H (2011), Cytotoxic triterpenoids and steroids from the bark of M azedarach, Planta Med., 7, 922-928 29 Zang Y , Wang J.S., Gu Y.C., Wang X.B., Yang M.H., Kong L.Y., (2013), Limonoids from the fruits of Aphanamixis polystachya (Meliaceae) and their biological activities, J Agric Food Chem., 61(9)2171-82 30 Zhao L., Huo C.H., Shen L.R., Yang Y., Zhang Q., Shi Q.W (2010), Chemical constituents of plants from the genus Melia Chem Biodivers 7(4) 839-859 31 Zhou H.; Hamazaki A.; Fontana J D., Takahashi H., Esumi T., Wandscheer C B., Tsujimoto H., Fukuyama Y (2004), New ring C-seco limonoids from Brazilian M azedarach and their cytotoxic activity, J Nat Prod., 67, 15441547 32 Zhang H., Chen F., Wang X., Wu D., Chen Q., (2007), Spectral assignments and reference, Magn Reson Chem., 45, 189-192 58 ... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THẾ HÙNG PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG QUẢ XOAN (Melia azedarach) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ HỮU CƠ Mã số: 8.44.01.14... pháp phân lập hợp chất 28 2.1.3 Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất 28 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 28 2.2.1 Hoá chất 28 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 28 2.3 Tách chiết xác định cấu trúc số hợp chất. .. MAE-2 30 Chƣơng 3: Kết thảo luận 32 3.1 Quả Xoan 32 3.1.1 Phân lập số hợp chất 32 3.1.2 Xác định cấu trúc hợp chất MAE-1 32 3.1.3 Xác định cấu trúc hợp chất MAE-2 42 Kết luận 54 Tài liệu tham