Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ cây côm (elaeocarpus tonkinensis a dc) ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ AN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY CÔM (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC VINH - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ AN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY CÔM (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa học hữu Mã số: 60.44.01.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS TRẦN ĐÌNH THẮNG VINH - 2016 i LỜI CẢM ƠN Luận văn thực phịng thí nghiệm chun đề Hố Hữu - Khoa Hoá học - Trường Đại học Vinh Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn: - PGS TS Trần Đình Thắng giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện suốt trình thực luận văn - PGS.TS Hoàng Văn Lựu, TS Đậu Xuân Đức đọc đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn - TS Đỗ Ngọc Đài, trường Đại học kinh tế Nghệ An giúp định danh mẫu thực vật Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô, cán bộ môn Hố Hữu cơ, khoa Hố học, phịng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Vinh; bạn đồng nghiệp; nghiên cứu sinh; học viên cao học; sinh viên; gia đình người thân động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Vinh, tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Thị An i ii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược thực vật họ Côm (Elaeocarpaceae) 1.2 Giới thiệu chi Elaeocarpus 1.2.1 Đặc điểm thực vật chi Elaeocarpus 1.2.2 Một số nghiên cứu thành phần hóa học các loài thực vật chi Elaeocarpus 1.2.3 Một số nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài thực vật 10 thuộc chi Elaeocarpus 1.3 Giới thiệu Côm (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) 12 1.3.1 Đặc điểm thực vật Côm (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) 12 1.3.2 Một số nghiên cứu Côm (Elaeocarpus tonkinensis 12 A.DC) 2.1 Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 13 2.1 Nguyên liệu, thiết bị hóa chất 13 2.1.1 2.1.1 Nguyên liệu 13 2.1.2 Thiết bị hóa chất 13 2.2 Nội dung nghiên cứu 13 2.3 Phương pháp nghiên cứu 14 2.3.1 Phương pháp chiết xuất 14 2.3.2 Các phương pháp sắc kí 14 2.3.3 Các phương pháp xác định cấu trúc hợp chất 17 2.4 Chuẩn bị mẫu chiết 24 2.4.1 Thu thập mẫu thực vật 24 ii iii 2.4.2 Quá trình ngâm phân lập cặn chiết 24 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Đặc tính vật lý liệu phổ 28 3.1.1 Tính chất vật lý 28 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất 28 3.2.1 Cấu trúc hợp chất Chất A 28 3.2.2 Cấu trúc hợp chất B 34 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 iii iv DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1 Cây Cơm (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) 12 Hình 2.1: Cách tính giá trị Rf 15 Hình 2.2: Các bước tiến hành sắc ký mỏng 16 Hình 2.3: Các bước tiến hành sắc ký cột 17 Hình 2.4: Khoảng chuyển dịch hóa học số proton chọn lọc 22 Hình 2.5: Khoảng chuyển dịch hóa học dạng carbon chọn lọc 23 Hình 3.1: Cấu trúc hợp Axit gallic 28 Hình 3.2: Phổ 1H hợp chất A 30 Hình 3.3: Phổ 13C hợp chất A 31 Hình 3.4: Phổ 13C hợp chất A (phổ dãn) 32 Hình 3.5: Phổ 13C hợp chất A (phổ dãn) 33 Hình 3.6: Phổ 1H hợp chất B 36 Hình 3.7: Phổ 1H hợp chất B (phổ giãn) 37 Hình 3.8: Phổ 13C hợp chất B 38 Hình 3.9: Phổ 13C hợp chất B (phổ giãn) 39 Hình 3.10: Phổ 13C hợp chất B (phổ giãn) 40 Hình 3.10: Phổ 13C hợp chất B (phổ giãn) 41 Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất B 42 Hình 3.12: Phổ HSQC hợp chất B 43 iv v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 2.1: Các giá trị sở phổ hồng ngoại (IR) 18 Bảng 3.1 Số liệu phổ hợp chất A 29 Bảng 3.2 Số liệu phổ hợp chất B 34 DANH SÁCH SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1: Xử lý mẫu 25 Sơ đồ 2.2: Xử lý cặn chiết MeOH 26 Sơ đổ 2.3: Phân lập hợp chất cặn dịch chiết EtOAc v vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT 13 C-NMR: Carbon Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13) H-NMR: Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) br s: singlet tù CC: Column Chromatography (Sắc kí cột) Đ.n.c.: d: Điểm nóng chảy dublet dd: dublet duplet DEPT: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer DMSO: DiMethylSulfoxide dt: dublet triplet EC50: Giá trị 50% tế bào gốc tự bị chết tạo DPPH trung hòa EI-MS: Electron Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối va chạm electron) ESI-MS: Electron Spray Ionzation-Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng phun mù electron) FC: Flash Chromatography (Sắc ký cột nhanh) GC-MS: Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Sắc ký khí-khối phổ liên hợp) HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Correlation HPLC: High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng cao áp) HR-ESI-MS: High Relution-Electron Spray Impact Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng phân giải cao phun mù electron) HSQC: IR: Heteronuclear Single Quantum Correlation Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) m: multiplet MS: Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng) NOESY: Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy vi vii retention time (Thời gian lưu) RT: s: t: singlet triplet TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước ta nằm vùng nhiệt đới, gió mùa nên hệ thực vật vô phong phú đa dạng Theo số liệu thống kê , hệ thực vật Việt Nam có 12000 lồi, có 3000 loài thuốc 600 loài tinh dầu Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý báu đất nước, có tác dụng to lớn đời sống sức khoẻ người Từ trước đến nay, giới hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học ln đóng vai trò quan trọng đời sống người Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, hương liệu mỹ phẩm… Thảo dược nguồn nguyên liệu trực tiếp cung cấp chất dẫn đường để tìm kiếm loại biệt dược Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng 60% loại thuốc lưu hành giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ hợp chất thiên nhiên Ngày nay, cơng nghệ tổng hợp hóa dược phát triển ngày mạnh mẽ, tạo biệt dược khác phục vụ cho cơng tác phịng, chữa bệnh Điều góp phần to lớn bảo vệ sức khỏe gia tăng tuổi thọ người Nhưng khơng mà việc sử dụng thảo dược việc phòng, chữa bệnh giảm đi, mà nhu cầu sử dụng chúng có xu hướng ngày tăng lên Theo đánh giá Tổ chức Y tế giới (WHO), 80% dân số toàn giới vấn tin dùng loại thảo dược cho việc chăm sóc sức khỏe Tuy nhiên, phần lớn thuốc chưa nghiên cứu cách nên việc sử dụng, khai thác bảo vệ chúng chưa trọng Việc nghiên cứu thành phần hóa học khảo sát hoạt tính sinh học khơng giúp sử dụng thuốc cách hiệu quả, bảo vệ phát triển loài quý hiếm, mà sở phân lập hoạt chất, tiến hành tổng hợp bán tổng hợp hoạt chất hoạt chất có hoạt tính cao tác dụng phụ điều trị 4a 140,9 140,9 164,7 163,9 6a 110,5 112,0 107,6 147,4 146,4 148,3 146,8 10 144,6 141,9 10a 117,1 118,5 10b 113,5 112,8 7,37 s 108,2 Urolithin M5 34 7,37 s Hình 3.6: Phổ 1H-NMR hợp chất B 35 Hình 3.7: Phổ 1H-NMR hợp chất B (phổ giãn) 36 Hình 3.8: Phổ 13C-NMR hợp chất B 37 Hình 3.9: Phổ 13C-NMR hợp chất B (phổ giãn) 38 Hình 3.10: Phổ 13C-NMR hợp chất B (phổ giãn) 39 Hình 3.10: Phổ 13C-NMR hợp chất B (phổ giãn) 40 Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất B 41 Hình 3.12: Phổ HSQC hợp chất B 42 KẾT LUẬN Qua q trình thực luận văn, chúng tơi thu kết sau: Tổng quan tài liệu (trong ngồi nước) có liên quan đến thành phần hóa học chi Cơm (Elaeocarpus) Cơm (Elaeocarpus tonkinensis A.DC) Bằng phương pháp chiết xuất sắc ký, từ cặn tổng metanol cành Elaeocarpus tonkinensis A.DC, thu chất (Chất A Chất B) Bằng phương pháp phổ 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC so sánh với tư liệu xác định cấu trúc chất phân lập hợp chất A Axit galic hợp chất B Urolithin M5 Đây kết bước đầu nghiên cứu Côm Việt Nam Từ kết khả quan mà đề tài thu được, đề xuất tiếp tục nghiên cứu vấn đề sau: Tiếp tục nghiên cứu thành phần hóa học Cơm có cặn chiết khác Nghiên cứu thử hoạt tính hợp chất phân lập được, định hướng ứng dụng bảo vệ thực vật y dược Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học loài khác thuộc chi Elaeocarpus Việt Nam 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, NXB, Y học [2] Phạm Hoàng Hộ (1998), Cây cỏ Việt Nam , NXB Trẻ, Tập [3] Achenbach, Hans; Stoecker, markus; Constenla, Manuel A(1986) “Chemical investigations of topical medicinal investigations of topical medicinal plants XXI Long chain alkyl esters of ferulic and p-coumaric acid from Bauhainia manca Zeitschirift fuer Naturforschung”, C: Journal of Biosciens, 41, 164-168 [4] Aiko Ito, Hee-Byung Chai, Dongho Lee, Leonardus B.S Kardono, Soedarsono Riswan, Norman R.Farnsworth, Geoffrey A.Cordell, John M.Pezzuto, A.Douglas Kinghorn (2002) “Ellagic acid derivatives and cytotoxic cucurbitacins from Elaeocarpus mastersii” Phytochemistry, 61, 171–174 [5] Anthony R Carroll, Garrie Arumugan, Ronald J Quinn, Joanne Redburn, Gordon Guymer, Paul Grimshaw (2005) “Grandisine A and B, Novel Indolizidine Alkaloids with Human Opioid Receptor Binding Affinity from the Leaves of the Australian Rainforest Tree Elaeocarpus grandis” J Org Chem., 70, 1889-1892 [6] Céline Rivière, Van Nguyen Thi Hong, Luc Pieters, Bieke Dejaegher, Yvan Vander Heyden, Minh Chau Van, Joëlle Quetin-Leclercq (2009), “Polyphenols isolated from antiradical extracts of Mallotus metcalfianus”, Phytochemistry, (70), 86-94 [7] Cheng, X.F, Chen Z, Zeng-Mu M (1999), “Two new diterpenoids from Mallotus apelta Muell.Arg J Asian”, Nat Prod Res.,(1), 163-168 [8] David, P J (2001), “Phytochemistry and medicinal plants”, Phytochemistry, 56 (3), 237-243 [9] Elkhateeb A., Takahashi Subeki, K., Matsuura H., Yamasaki M., Yamato O., Maede Y., Katakura K., Yoshihara T., Nabeta K (2005), “Anti-babesial ellagic 44 acid rhamnosides from the bark of Elaeocarpus parvifolius” Phytochemistry, (66), 2577–2580 [10] Fornari F A, Randolph JK, Yalowich JC, Ritke MK, Gewirtz DA (April 1994) "Interference by doxorubicin with DNA unwinding in MCF-7 breast tumor cells" Mol Pharmacol, 45, (4), 649–56 [11] Gordaliza M, Garcisa P A, del Corral J M, Castro M A, Gómez-Zurita M A (2004) "Podophyllotoxin: distribution, sources, applications and new cytotoxic derivatives" Toxicon, 44, (4),441–59 [12] Hande, K R., (1998) "Etoposide: Four decades of development of a topoisomerase II inhibitor" European Journal of Cancer 34, (10), 1514–1521 [13] Huang, P L., Wang, L W., Lin CN (1999) “New triterpenoids of mallotus repandus” J Nat Prod.,(62), 891-892 [14] ISAAC Cohen (2007), Scutellaria barbata extract for the treatment of the cancer, Patent Application Publiication [15] Lemke, Thomas L., Williams, David H., Foye, William O., Hagerstwon, M D: Lippincott Williams & Wilkins (2002), Foye's principles of medicinal chemistry, pp, 963 [16 Lin, Y L., Kuo, Y H (1988), “Scutellone C and F, Two New Neoclerodane Type Diterpenoids from Scutellaria rivularis”, Heterocycles, 27, 779-783 [17] Momparler, R L., Karon M., Siegel, S E., Avila F (August 1976) "Effect of adriamycin on DNA, RNA, and protein synthesis in cell-free systems and intact cells" Cancer Res, 36,(8), 2891–5 [18] Noble, R L (1990), “The discovery of the vinca alkanoids – chemotherapeutic agents against cancer”, Biochem Cel Biol 68, (12), 13441351 [19] Newman, D J., Cragg, G M., Snader, K M (2003), “Natural products as sources of new drugs over the periode 1981-2002”, J Nat Prod, ( 66), 1022-1037 [20] Perry, Michael J (2008), Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, The Chemotherapy source book pp 80 45 [21] Bộ môn dược liệu (2004), Bài giảng dược liệu tập I, Nhà xuất Đại học dược Hà Nội [22] Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985), Phương pháp nghiên cứu hóa học thuốc, Nhà xuất Y học, Hà Nội [23] Đỗ Tất Lợi (2001), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học, Hà Nội [24] Nguyễn Đình Triệu (2013), Các Phương Pháp Phổ Trong Hóa Học Hữu Cơ, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia, Hà Nội [25] Vũ Anh Tài, Trần Thúy Vân, Nguyễn Hữu Tứ, Phạm Thế Vĩnh, Lê Thị Kim Thoa, Đào Thị Phượng, Ngơ Thị Bích Hồng, Lê Đức Hồng, Tính đa dạng phân bố địa lý chua me đất (Oxlidales Bercht & J.Presl) Việt Nam, Tuyển tập Hội nghị Địa lý toàn Quốc lần thứ 8, Tp Hồ Chí Minh, 2014 [26] Nguyễn Văn Thơng, Trần Thu Trang, Trịnh Thị Thanh Vân, Đoàn Thị Mai Hương, Nguyễn Văn Hùng, Marc Litaudon, Trần Thu Hương Phạm Văn Cường, Ellagic acid derivatives of the bark of Elaeocarpus griffithii(Elaeocarpaceae), Vietnam Journal of Chemistry, No.50(4A), 481-483, (2012) [27] Peter, L., Katavic., Debra A., Venables., Topul Rali., Anthony R., Carroll., (2007), “Indolizidine Alkaloids with δ-Opioid Receptor Binding Affinity from the Leaves of Elaeocarpus fuscoides”, J Nat Prod., (70), 872-875 [28] Peter, L, Katavic, Debra A., Venables, Paul I., Forster, Gordon Guymer, Anthony, R., Carroll “Grandisines C-G, Indolizidine Alkaloids from the Australian Rainforest Tree Elaeocarpus grandis” (2006) J Nat Prod., 69, 1295-1299 [29] Peter, L., Katavic, Debra, A., Venables, Topul Rali, Anthony, R., Carroll (2006) “Habbemines A and B, Pyrrolidine Alkaloids with Human -Opioid Receptor Binding Affinity from the Leaves of Elaeocarpus habbemensis”, J Nat Prod., (70), 866-868 [30] Rajagopalan, P T., Ravi, Zhang, Zhiquan; McCourt, Lynn; Dwyer, Mary; Benkovic, Stephen J.; Hammes, Gordon G (2002) "Interaction of dihydrofolate 46 reductase with methotrexate: Ensemble and single-molecule kinetics" Proceedings of the National Academy of Sciences,99, (21) [31] Staker, B.L et al (2002) "The mechanism of topoisomerase I poisoning by a camptothecin analog" PNAS, 99, (24) [32] Sobell H (1985) "Actinomycin and DNA transcription" Proc Natl Acad Sci USA 82 (16) [33] S Malhotra and K Misra (1981), Phytochemistry, (20), 2043-2044 [34] S.A.M Hussein, A.N.M Hashim, R.T El-Sharawy, M.A Seliem, M Linscheid, U Lindequist, M.A.M Nawwar (2007), Phytochemistry, (68), 14641470 [35] Tujebajeva, R.M., Graifer, D.M., Karpova, G.G., Ajtkhozhina, N.A., “Alkaloid homoharringtonine inhibits polypeptide chain elongation on human ribosomes on the step of peptide bond formation Apoptotic response to [36] homoharringtonine in human wt p53 leukemic cells is independent of reactive oxygen species generation and implicates Bax translocation, mitochondrial cytochrome c release and caspase activation” (2001) Leukemia , (15):567–74 [37] Tan, G T., Angehofer, C K., Pezzuto, J M., (2000), “Assay useful for the discovery and characterization of natural products”, Advances in Natural Sciences, 1,(1), 45-62 [38] Yinjun, L., Jie, J., Weilai, X., Xiangming, T., (2004), “Homoharringtonine mediates myeloid cell apotosis via upregulation of pro- apoptotic bax and inducing caspase-3-mediated cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP)” Am J Hematol 76,(3),199-204 [39] Y Xiao-Hong, G Yue-Wei (2004), J Asian Nat Pro.Res., 6,(4), 271-276 [40] Zhou, P., Takaishi, Y., Duan, H., Chen, B., Honda, G., Itoh, M., Takeda, Y., Olimjon, K., Lee, K (2000), “Coumarins and biscoumarin from Ferula sumbul Anti-HIV activity and inhibitation of cytokine release”, Phytochemistry, (53), 689-697 [41] http://www.thuocbietduoc.com.vn/thuoc/thuoc-goc219.aspx 47 [42] http://www.tudienthuoc.net/tudienthuoc/view_data.asp?nID=846 [43] Eldahshan O.A (2011), Isolation and Structure Elucidation of Phenolic Compounds of Carob Leaves Grown in Egypt, Current Research Journal of Biological Sciences, 3(1) 52-55 [44] Hideyuki Ito, Ayumu Iguchi, Tsutomu Hatano (2008), Identification of Urinary and Intestinal Bacterial Metabolites of Ellagitannin Geraniin in Rats, J Agric Food Chem, 56, 393–400 48 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ AN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ CÂY CÔM (Elaeocarpus tonkinensis A. DC) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: H? ?a học hữu Mã số: 60.44.01.14... cứu Côm (Elaeocarpus tonkinensis A. DC) Việt Nam Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược thực vật họ Côm (Elaeocarpaceae) Họ Côm (Elaeocarpaceae) họ thực vật có hoa, thuộc Chua me đất (Oxalidales... thống phân loại) phân bố nhiều nơi giới, từ Madagascar ph? ?a tây qua Ấn Độ, Đông Nam Á, Malaysia, nam Trung Hoa Nhật Bản, qua Úc đến New Zealand, Fiji, Hawaii ph? ?a đơng Các lồi có mật độ phân bố