Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất ankaloids từ cây lãnh công xám (fissistigma glaucescens (hance) merr) ở việt nam

1 LỜI CẢM ƠN Luận văn thực phịng thí nghiệm chun đề Hố hữu - khoa Hố, Trung tâm Kiểm định An tồn Thực phẩm Mơi trường, Trường Đại học Vinh, Viện Hố học-Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Trần Đình Thắng - Khoa Hố, Trường Đại học Vinh giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện suốt trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Hồng Văn Lựu - Khoa Hố Trường Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi, động viên trình làm luận văn ThS Đỗ Ngọc Đài giúp thu mẫu thực vật TS Trần Huy Thái (Viện Sinh thái Tài nguyên Sinh vật, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) giúp định danh mẫu thực vật Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đến thầy cơ, cán bộ mơn hố Hữu cơ, khoa Hoá, khoa Đào tạo Sau đại học-Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Đồng Tháp, bạn đồng nghiệp, học viên cao học, sinh viên, gia đình người thân động viên giúp đỡ hoàn thành luận văn Vinh, ngày 11 tháng 05 năm 2012 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CC: Column Chromatography (Sắc kí cột) FC: Flash Chromatography (Sắc kí cột nhanh) TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) UV: Ultraviolet (phổ tử ngoại) IR: Infrared Spectroscopy (Phổ khối lượng) EI-MS: Electron Impact-Mas spectroscopy (Phổ khối va chạm electron) H-MS: Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR: Carbon Magnetic resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13) DEPT: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfet HSQC: Heteronuclear Single Quantum Corelation HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Correlation COSY: Correlation Spectroscopy s: singlet br s: singlet tù t: triplet d: dublet dd: dublet duplet d m: multiplet t: dublet triplet TMS: Tetramethylsilan DMSO: DiMethylSulfoxide Đ.n.c.: Điểm nóng chảy MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam nằm vùng trung tâm Đơng Nam Á hàng năm có lượng mưa nhiệt độ trung bình tương đối cao Với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng, ẩm cho rừng Việt Nam hệ thực vật đa dạng phong phú Theo số liệu thống kê gần hệ thực vật Việt Nam có 10.000 lồi, có khoảng 3.200 lồi sử dụng y học dân tộc 600 loài cho tinh dầu Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên quý báu đất nước có tác dụng lớn đời sống sức khỏe người Từ trước đến giới hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học ln đóng vai trị quan trọng đời sống người Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đựơc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dược phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hương liệu mỹ phẩm Thảo dược nguồn nguyên liệu trực tiếp 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 [20,13] Họ Na (Annonaceae) họ lớn Mộc lan (Magnoliales) Chi điển hình họ Annona Một số loài trồng làm cảnh, đặc biệt Polythia longifoliapendula (lá bó sát thân) Các lồi thân gỗ cịn dùng làm củi Một số lồi có qủa lớn, nhiều thịt ăn bao gồm loài chi Annona (na, na Nam Mỹ, mãng cầu xiêm) hay chi Asimina (đu đủ Mỹ) chi Rollinia Bên cạnh đó, số lồi Hồng lan (Cananga odorata) chứa tinh dầu thơm sử dụng sản xuất nước hoa hay đồ gia vị Vỏ cây, rễ số loài sử dụng y học dân gian chữa bệnh nhiễm trùng, bệnh ho, bệnh gan, bệnh vàng da gan, bệnh tiêu chảy Các nghiên cứu dược lý tìm thấy khả kháng nấm, kháng khuẩn đặc biệt khả sử dụng hóa học trị liệu số thành phần hóa học vỏ Mặc dù họ Na (Annonaceae) có giá trị kinh tế cao có hoạt tính sinh học quý sử dụng rộng rãi dân gian, song việc nghiên cứu thành phần hố học chưa tiến hành nhiều Việt Nam Chi Fissistigma chi quan trọng họ Na (Annonaceae), với khoảng 80 loài, phân bố rộng rãi châu Á Australia, đặc biệt Đông Nam Á Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Campuchia, Lào Việt Nam Một số loài thuộc chi dùng để làm thuốc chữa bệnh cơ, chấn thương, thần kinh toạ, viêm khớp, kháng viêm khả chống khối u Chính chúng tơi chọn đề tài: “Phân lập xác định cấu trúc số hợp chất ankaloids từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr) Việt Nam từ góp phần xác định thành phần hoá học hợp chất tìm nguồn ngun liệu cho ngành hố dược Nhiệm vụ nghiên cứu Phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance)Merr) Việt Nam Trong luận văn này, chúng tơi có nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu hỗn hợp hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr.) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr.) Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu dịch chiết Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr) thuộc họ Na (Annonaceae) Việt Nam Chương TỔNG QUAN 1.1 Họ Na (Annonaceae) 1.1.1 Đặc điểm thực vật phân bố Họ Na (Annonaceae) gọi họ Mãng cầu, họ thực vật có hoa bao gồm loại thân gỗ, bụi hay dây leo Đây họ lớn Mộc lan (Magnoliales), với khoảng 2.300 đến 2.500 lồi 120130 chi Chi điển hình họ Annona (na, mãng cầu xiêm) Họ sinh trưởng chủ yếu vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới có lồi sinh sống vùng ôn đới (Asimini) Theo Leboeuf cộng có khoảng 900 lồi Trung Nam Mỹ, 450 loài Châu Phi Madagascar, 950 loài Châu Á Australia [3] Ở Việt Nam, theo Nguyễn Tiến Bân [2, 3] xác định họ Na có 26 chi, 201 lồi 1.1.2 Thành phần hố học [14,17] Trong thập kỉ trước đây, 18 loài họ Na (Chi Annona (8 loài): Annona cherimola, A glabra, A montana, A muricata, A reticulata, A squamosa, A artemoya (A cherimola x squamosa), A purpurea; chi Artabotrys (2 loài): Artabotrys hexaptalus, A uncinatus; chi Cananga (1 loài): Cananga odorata; chi Fissistigma (2 loài): Fissistigma glaucescens, F oldhamii; chi Goniothalamus (1 loài): Goniothalamus amuyon; chi Polyalthia (2 loài): Polyalthia longifolia, P longifolia Pendula; chi Rollinia (1 loài): Rollinia mucosa chi Uvaria (1 loài): Uvariarufa) nghiên cứu kĩ lưỡng Các nhà khoa học xác định cấu tạo hoá học thử tác dụng sinh học chúng (về tim mạch, độc tính hoạt tính dược lý khác) Một số hợp chất có tiềm ứng dụng lớn để sản xuất thuốc chữa bệnh Mặc dù họ Na (Annonaceae) khảo sát lần Stehous năm 1855, thập kỉ trước tiến hành nghiên cứu, đến năm 1970, họ Na (Annonaceae) bắt đầu nghiên cứu kỹ Trong đó, phần lớn đề tài nghiên cứu alkaloid họ Na (Annonaceae) chứa lượng lớn non- alkaloidal (khơng phải alkaloit) có nhiều hoạt tính kháng tế bào ung thư chữa bệnh tim mạch quan trọng Các chất alkaloid họ Na (Annonaceae) bao gồm kauran, lignan, acetogenin, steroit hợp chất thơm 1.1.2.1 Các hợp chất diterpenoit kauran Bộ khung hợp chất diterpenoit kauran gồm 20 cacbon Một số hợp chất tách gồm 19 cacbon gọi tên nor-kauran diterpenoit Trong nghiên cứu Wu cộng tách 37 hợp chất kauran từ loài, khác bao gồm: A cherimola, A glabra, A squamosa R mucosa chất số chúng chất phát Cấu trúc tìm thấy hợp chất nêu bảng 1.1 Bảng 1.1: Các hợp chất diterpenoit kauran TT Hợp chất axit ent-kaur-16-en-19-oic ent-kaur-16-en-19-ol axit 17-acetoxy-16α-hydrokauran-19-oic axit 17-hydroxy-16α-hydroent-kauran-19-oic axit 16α,17-dihydroxy-entkauran-19-oic 10 11 R1 R2 R3 C=C C=C COOH CH2OH Loài A squamosa A glabra A squamosa CH2OAc H COOH A cherimola CH2OH H COOH A cherimola A squamosa A cherimola A glabra A squamosa CH2OH OH COOH 19-al axit 16α-hydroxy-ent-kauran- CH2OH H CHO A cherimola 19-oic axit 16α–methoxy-ent-kauran- CH3 COOH A glabra A squamosa 19-oic methyl-16α-hydro-19-al-ent- CH3 kauran-17-oat annoglabasin C * annoglabasin D * COOCH3 16α-hydro-ent-kauran-17-ol- COOCH3 COOCH3 OH OCH3 H OAc OAc COOH A glabra CHO A glabra COOH CHO A glabra A glabra 12 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 annoglabasin F * este 16α-hydro-ent-kauran- COOCH3 OAc OH A glabra 17,19-dimethyl axit 16α-hydro-19-acetoxy- COOCH3 H COOCH3 A glabra ent-kauran-17-oic COOH H CH2OAc oic axit 16α-hydro-19-al-ent- COOH H CH3 A glabra kauran-17-oic annoglabasin E * axit 16α-hydro-ent-kauran- COOH H CHO A glabra COOH H CH2OH A glabra 17,19-dioic axit 16α-hydro-19-nor-ent- COOH H COOH R mucosa kauran-4α-ol-17-oic axit 17-hydroxy-16β-hydro- COOH H OH A glabra ent-kauran-19-oic axit 17-acetoxy-16β-hydro- H CH2OH COOH A cherimola A squamosa kauran-19-oic axit 16β-hydro-ent-kauran-17- H CH2OAc COOH A squamosa oic axit 19-formyl-ent-kauran-17- H COOH CH3 A glabra oic 16β-hydro-ent-kauran-17-ol- H COOH CHO A squamosa 19-al axit 4α-hydroxy-19-nor-ent- H CH2OH CHO A cherimola kauran-17-oic methyl-16β-acetoxy-19-al-ent- H COOH OH A squamosa kauran-17-oat axit 16β,17-diacetoxy-ent- OAc COOCH3 CHO A glabra kauran-19-oic axit 16β–methoxy-17- OAc CH2OAc COOH A glabra hydroxy-ent-kauran-19-oic ent-kauran-16β,17,19-triol axit 16β,17-dihydroxy-ent- OCH3 COOH R mucosa OH CH2OH CH2OH A squamosa kauran-19-oic methyl-16β,17-dihydroxy-ent- OH CH2OH COOH A squamosa kauran-19-oat 16β,17-dihydroxy-ent-kauran- OH CH2OH COOCH3 A squamosa 19-al axit 16β-hydroxy-17-acetoxy- OH CH2OH CHO A squamosa ent-kauran-19-oic 16β-hydroxy-17-acetoxy-ent- OH CH2OAc COOH A glabra kauran-19-al * 16β-hydroxy-17,19-diacetoxy- OH CH2OAc CHO A glabra axit 16α-hydro-ent-kauran-17- CH2OH A cherimola A glabra R mucosa 36 37 ent-kauran 19-nor-ent-kauran-4α,16β,17- OH CH2OAc CH2OAc A cherimola triol * OH CH2OH OH A squamosa * Chất R1 CH2OH R2 R3 CH2OH 16, ent-kaur-15-en-17,19-diol A glabra 1.1.2.2 Các hợp chất lignan Có chất lignan (38-47) họ Na (Annonaceae) Yang cộng sự; Wu cộng cơng bố Các lignan tìm thấy loài A montana, A cherimola R mucosa gồm: (+)-Syringaresinol (38), (+)-epi-syringaresinol (39), (+)-diasyringaresinol (40) liriodendrin (41) thu từ loài A cherimola, (-)-syringaresinol (42) tách từ loài A montana yangambin (43), magnolin (44), eudesmin (45), membrin (46) tách từ R mucosa Trong số chúng, 38, 39, 40 42 chất đồng phân lập thể 39, 40 chất OMe OMe OR O H CH3O OMe O OMe OMe H O RO OH H H CH3O O HO OMe 38, R=H 39 42, R=Glc OMe OMe OH OH O O H CH3O OMe H H CH3O O HO OMe H O HO 40 OMe OMe 41 R1 OMe O H R3 R2 H O CH3O OMe 1.1.2.3 Các hợp chất acetogenin Một dãy hợp chất acetogenin (47-103) tách từ chi họ Na (Annonaceae) Annona Rollinia, có 24 chất Phần lớn acetogenin gồm hai vòng tetrahydrofuran, α, β-unsaturatedγ-lacton epoxit mạch với nhóm chức –OH, =O, C=C diol kề mạch dài 10 threo erythro trans threo trans Me (CH2)9 O OH (CH2)4 O Me OH OH OH 48 (CH2)5 O O threo erythro trans threo trans (CH2)5 O Me (CH2)10 O OH Me OH R1 O O 49, R1=H 54, R1=OH threo threo threo trans trans (CH2)5 O Me OH (CH2)10 O Me OH 50 O O erythro threo trans threo trans (CH2)5 O Me (CH2)8 O OH Me OH 51 O O 36 Hình 3.4: Phổ 13C-NMR hợp chất A 37 Hình 3.5: Phổ 13C-NMR hợp chất A Hình 3.6: Phổ DEPT hợp chất A 38 Hình 3.7: Phổ DEPT hợp chất A 39 Hình 3.8: Phổ HMBC hợp chất A 40 Hình 3.9: Phổ HMBC hợp chất A 41 42 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A Hình 3.11: Phổ HSQC hợp chất A 43 Hình 3.12: Phổ HSQC hợp chất A 44 KẾT LUẬN Nghiên cứu thành phần hố học Lãnh cơng xám Việt Nam thu số kết sau: - Bằng phương pháp ngâm chiết với dung môi chọn lọc cất thu hồi dung môi thu cao tương ứng cao hexan (42), cao etylaxetat (91g), cao butanol (55g), pha nước - Phân lập hợp chất từ cao etyl axetat phương pháp sắc ký silicagel kết tinh phân đoạn thu chất A - Đã tiến hành sử dụng phương pháp phổ đại: phổ tử ngoại (UV), phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng va chạm electron (EI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13 C-NMR, DEPT, HMBC, HSQC COSY để xác định cấu trúc hợp chất tách Các kết phổ cho phép khẳng định chất A aristolactam BII Các hợp chất lần phân lập từ Lãnh công xám 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Dũng, Trần Thị Mỹ Linh, Phạm Hùng Việt (1985), Các phương pháp sắc ký, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Tiến Bân (Chủ biên) (2003), Danh lục lồi thực vật Việt Nam, Nhà xuất Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Tiến Bân (2000), Họ Na (Annonaceae), Thực vật chí Việt Nam, Flora of Vietnam, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thượng Dong người khác (2006), Nghiên cứu thuốc từ thảo dược, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985), Phương pháp nghiên cứu hoá học thuốc, Nhà xuất Y học, Hà Nội Phạm Hoàng Hộ (1992), Cây cỏ Việt Nam, Montreal Trần Đình Đại (1998), Khái quát hệ thực vật Việt Nam Hội thảo Việt-Đức Hoá học hợp chất thiên nhiên, Hà Nội, 16-18 April, tr 17-27 T Đ Thạch, P.V Cường, Đ.T.M Hương, T.V Hiệu, M Litaudon, L.V Hạc, N.V Hùng (2009), Thành phần hoá học Goniothalamus tamirensis Pierre ex Fin & Gagn (Annonaceae), Tạp chí Hố học, 47 (4A) 432-436 Trần Văn Sung (2002) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hoá hữu Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Võ Văn Chi (1997), Từ điển thuốc Việt Nam, NXB Y học Hà Nội 11 Vũ Văn Chuyên, Lê Trần Chấn, Trần Hợp (1987), Địa lý họ 46 Việt Nam, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 12 Ahammadsahib K I., Hollingworth R M., McGovren J P., Hui Y H., McLaughlin J L (1993), Mode of action of bullatacin: A potent antitumor and pesticidal Annonaceous acetogenin, Life Sci., 53, pp 1113-1120 13 Chia Y C., Wu J B And Wu Y C (2000), Two novel cyclopentenones from Fissistigma oldhamii, Tetrahedron Letters, 41 (13) 2199-2201 14 Dictionary of Natural product on CD-Rom, Chapman and Hall-CRC (2005) 15 H A Priestap (1985), Seven aristololactams from Aristolochia Argentina, Phytochemistry, 24 (4) 849-52 16 H A Priestap (1989), 13C-NMR spectroscopy of aristolochis acids and aristololactams, Magn Reson Chem., 27 460-9 17 Kan W S (1979), In Pharmaceutical Botany; National Research Institute of Chinese Medicine: Taiwan, pp 268 18 Kuo R.Y., Chang F C and Wu Y.C (2002), Chemical constituents and their pharmacological activities from Formosan Annonaceous plants 19 Li P.T (1991) Annonaceae In: Chen, F.W (chief editor) Flora of Guangdong volume II Guangdong Science & Technology Press, Guangzhou pp.33-34 20 Sangster A W and K L Stuart (1965), Ultraviolet spectra of alkaloids, Chem Rev., 65 (1) 69-130 21 Yu D Y (1999), Recent works on anti-tumor constituent from Annonaceae plants in China, Pure Appl Chem., 71 (6) pp 1119-1122 22 Wu Y.C., Lu S.T., Wu T.S & Lee K.H (1987) Kuafumine, a 47 novel cytotoxic oxoaporphine alkaloid from Fissistigma glaucescens, Heterocycles 26: 9-12 48 MỤC LỤC Nội dung MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Chương 1: Tổng quan 1.1 Họ Na (Annonaceae) 1.1.1 Đặc điểm thực vật phân bố 1.1.2 Thành phần hóa học 1.1.2.1 Các hợp chất diterpenoit kauran 1.1.2.2 Các hợp chất lignan 1.1.2.3 Các hợp chất acetogenin 1.1.2.4 Các hợp chất styrylpyron 1.1.2.5 Các hợp chất flavonoit 1.1.2.6 Hợp chất benzoit 1.1.2.7 Các hợp chất steroit 1.1.2.8 Terpenoit (dạng non-kauran) 1.1.2.9 Các hợp chất khác 1.1.2.10 Các hợp chất alkaloids 1.1.3 Sử dụng hoạt tính sinh học 1.2 Chi Fissistigma 1.2.1 Đặc điểm thực vật 1.2.2 Thành phần hóa học 1.3 Cây nghiên cứu 1.3.1 Đặc điểm thực vật 1.3.2 Thành phần hóa học 1.3.3 Sử dụng hoạt tính sinh học Chương : Phương pháp thực nghiệm 2.1 Phương pháp nghiên cứu Trang 1 2 3 3 11 11 12 13 14 15 15 17 17 17 18 23 23 24 25 26 26 2.1.1 Phương pháp lấy mẫu 26 2.1.2 Phương pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập 26 hợp chất 2.1.3 Phương pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 26 2.2 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 27 49 2.2.1 Hóa chất 27 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 27 2.3 Nghiên cứu hợp chất 27 2.3.1 Phân lập hợp chất 27 2.3.2 Một số kiện phổ tử ngoại, phổ khối phổ cộng hưởng từ 28 hạt nhân hợp chất phân lập Chương : Kết thảo luận 30 3.1 Phân lập 30 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất A 30 Kết luận 42 Tài liệu tham khảo 43 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Các hợp chất diterpenoit kauran Các hợp chất acetogenin Bảng 3.1 Số liệu phổ 13C – NMR hợp chất A Trang 4, 5, 9, 10, 11 30, 31 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình ảnh Lãnh cơng xám 24 50 Hình 3.1 Phổ khối lượng va chạm electron (EI-MS) 32 Hình 3.2 Phổ 1H-NMR hợp chất A 32 Hình 3.3 Phổ 1H-NMR hợp chất A 33 Hình 3.4 Phổ 13C-NMR hợp chất A 34 Hình 3.5 Phổ 13C-NMR hợp chất A 34 Hình 3.6 Phổ DEPT hợp chất A 35 Hình 3.7 Phổ DEPT hợp chất A 36 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất A 37 Hình 3.9 Phổ HMBC hợp chất A 38 Hình 3.10 Phổ HMBC hợp chất A 39 Hình 3.11 Phổ HSQC hợp chất A 40 Hình 3.12 Phổ HSQC hợp chất A 41 DANH SÁCH SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1 Phân lập hợp chất Lãnh công xám 28 ... tơi chọn đề tài: ? ?Phân lập xác định cấu trúc số hợp chất ankaloids từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr) Việt Nam từ góp phần xác định thành phần hố học hợp chất tìm nguồn nguyên... thích hợp để thu hỗn hợp hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr.) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance) Merr.) Đối tượng... cứu Phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ Lãnh công xám (Fissistigma glaucescens (Hance )Merr) Việt Nam Trong luận văn này, có nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu hỗn hợp