Tách và xác định cấu trúc hợp chất terpenoit từ quả cây thảo đậu (alpinia kadsumadai hayt) ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ ĐÌNH CƢỜNG TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TERPENOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Nghệ An – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ ĐÌNH CƢỜNG TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TERPENOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ HỮU CƠ Mã số: 60.44.01.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : Học viên thực : PGS TS HỒNG VĂN LỰU Lê Đình Cƣờng Nghệ An – 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc thực phịng thí nghiệm chun đề Hóa hữu Khoa Hóa học, Trung tâm kiểm định chất lƣợng an tồn thực phẩm mơi trƣờng - Trƣờng Đại học Vinh, Viện hàn lâm - Viện hàn lâm khoa học – khoa học công nghệ Việt Nam Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến PGS.TS Hoàng Văn Lựu, Trƣờng Đại Học Vinh giao đề tài tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện suốt trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Đình Thắng – Phó trƣởng khoa Hóa Học – Trƣờng Đại Học Vinh giúp đỡ bảo tận tình cho tơi hồn thành luận văn TS Đỗ Ngọc Đài giúp đỡ thu mẫu thực vật Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đến thầy cơ, cán bộ mơn hóa hữu cơ, khoa hóa học, anh chị nghiên cứu sinh, học viên cao học, bạn sinh viên phịng thí nghiệm chun đề hóa hữu cơ, gia đình ngƣời thân giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Vinh, ngày tháng năm 2014 Học viên Lê Đình Cƣờng MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chi Alpinia 1.1.1 Đặc điểm thực vật học 1.1.3 Thành phần hóa học 1.2 Thành phần hóa học dịch chiết tinh dầu số loài từ chi Alpinia (Zingiberaceae) 16 1.3 Công dụng liều dùng: 20 1.4 Các hợp chất flavonoit 21 1.4.1 Các hợp chất kiều chalcon 22 1.4.2 Các hợp chất kiểu flavon flavonol 23 1.4.3 Các hợp chất kiểu flavanon dihydro flavonol 23 1.4.4 Các hợp chất flavan – – ol 24 1.4.5 Các hợp chất leucoantoxyan 24 1.5 Cây nghiên cứu 25 1.5.1 Đặc điểm thực vật 25 1.5.2 Thành phần hóa học hoạt tính sinh học hợp chất phenolic từ Alpinia kadsumadai 25 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 28 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Phƣơng pháp lấy mẫu 28 2.1.2 Phƣơng pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập hợp chất 28 2.1.3 Phƣơng pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 28 2.2 Hoá chất, dụng cụ thiết bị 29 2.2.1 Hoá chất 29 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 29 2.3 Nghiên cứu hợp chất 29 2.3.1 Phân lập hợp chất 29 Chƣơng 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Xác định cấu tạo hợp chất A 31 3.3 Xác định cấu trúc chất B 43 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các loài Alpinia Việt Nam [1-4] Bảng 1.2: Thành phần hoá học dịch hexan thân rễ riềng (alpinia purpurata) thành phố Hội An - Quảng Nam 17 Bảng 1.3: Các cấu tử tinh dầu Riềng thu Bắc Sơn, Lạng Sơn 19 Bảng 3.2: Số liệu phổ NMR hợp chất B 44 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cây thảo đậu 25 Hình 2.1: Sơ đồ phân lập hợp chất thảo đậu 30 Hình 3.1: Phổ 1H- NMR hợp chất A 31 Hình 3.2: Phổ 1H- NMR hợp chất A (phổ dãn) 32 Hình 3.3: Phổ 1H- NMR hợp chất A (phổ dãn) 32 Hình 3.4: Phổ 13C- NMR hợp chất A 33 Hình 3.5: Phổ 13C- NMR hợp chất A (phổ dãn) 34 Hình 3.6: Phổ DEPT hợp chất A 34 Hình 3.7: Phổ DEPT hợp chất A (phổ dãn) 35 Hình 3.8: Phổ HMBC hợp chất A 36 Hình 3.9: Phổ HMBC hợp chất A (phổ dãn) 37 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A (phổ dãn) 38 Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất A (phổ dãn) 39 Hình 3.12: Phổ HMBC hợp chất A (phổ dãn) 40 Hình 3.13: Phổ HSQC hợp chất A 41 Hình 3.14: Phổ HSQC hợp chất A (phổ dãn) 42 Hình 3.15: Phổ khối lƣợng va chạm electron (EI-MS) hợp chất B 46 Hình 3.16: Phổ 1H-NMR hợp chất B 46 Hình 3.17: Phổ 1H-NMR hợp chất B 47 Hình 3.18: Phổ 1H-NMR hợp chất B 47 Hình 3.19: Phổ 13C-NMR hợp chất B 48 Hình 3.20: Phổ 13C-NMR hợp chất B 48 Hình 3.21: Phổ DEPT hợp chất B 49 Hình 3.22: Phổ DEPT hợp chất B 49 Hình 3.23: Phổ HMBC hợp chất B 50 Hình 3.24: Phổ HMBC hợp chất B 51 Hình 3.25: Phổ HMBC hợp chất B 52 Hình 3.26: Phổ HMBC hợp chất B 53 Hình 3.27: Phổ HSQC hợp chất B 54 Hình 3.28: Phổ HSQC hợp chất B 55 Hình 3.29: Phổ HSQC hợp chất B 56 Hình 3.30: Phổ COSY hợp chất B 57 Hình 3.31: Phổ COSY hợp chất B 57 CÁC CHỮ VIẾT TẮT THƢỜNG DÙNG TRONG LUẬN VĂN TLC : (Thin layer Chromatography): Sắc ký lớp mỏng CC : (Column Chromatography): Sắc ký cột thƣờng FC : (Flash Chromatography): Sắc ký cột nhanh Mini-C : (Minicolumn Chromatography): Sắc ký cột tinh chế UV : Ultraviolet IR : (Infrared Spectroscopy): Phổ hồng ngoại MS : (Mass Spectroscopy) Phổ khối lƣợng GC-MS : (Gas Chromatography - Mass Spectrometry): Sắc ký khí khối phổ EI-MS : (Electron Impact Mass Spectroscopy): Phổ khối lƣợng va chạm điện tử 1H-NM : (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton 13C-NMR : (Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân cacbon 13 DEPT : (Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer): Phổ DEPT HSQC : Heteronuclear Single Quantum Correlation HMBC : Heteronuclear Multiple Bon orrelation s : Singlet br s : Singlet tù t : triplet d : dublet dd : dublet dublet dt : dublet triplet m : multiplet TMS : Tetramethylsilan DMSO : DimethylSulfoxide Đ.n.c : Điểm nóng chảy MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam nằm vùng trung tâm Đông Nam Á hàng năm có lƣợng mƣa nhiệt độ trung bình tƣơng 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 đƣợc sử dụng y học dân tộc 600 loài cho tinh dầu Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên quý báu đất nƣớc có tác dụng lớn đời sống sức khỏe ngƣời Từ trƣớc tới giới hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học ln đóng vai trò quan trọng đời sồng ngƣời Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đƣợc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dƣợc phẩm, làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hƣơng liệu mỹ phẩm Thảo dƣợc nguồn nguyên liệu trực tiếp chất dẫn đƣờng để tìm kiếm loại biệt dƣợc Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng 60% loại thuốc đựoc lƣu hành giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ hợp chất thiên nhiên Chi Riềng (Alpinia, Zingiberaceae) chi lớn, gồm khoảng 230 loài phổ biến khắp vùng Châu Á nhiệt đới cận nhiệt đới, tạo thành chi lớn nhất, phổ biến phức tạp thực vật họ Zingiberaceae Ở Việt Nam, nhiều loài thuộc chi thuốc cổ truyền Y học Việt Nam nhƣ Alpinia galanga, Alpinia oxyphylla, Alpinia conchigera,… Một số loài Alpinia đƣợc phát gần Việt Nam nhƣ Alpinia gagnepainii, Alpinia naponensis, Alpinia maclurei, Alpinia pinnanensis,… Mặc dù họ Gừng (Zingiberaceae) có giá trị kinh tế cao nhƣ có hoạt tính sinh học quý đƣợc sử dụng rộng rãi dân gian, song việc nghiên cứu thành phần hóa học chƣa đƣợc tiến hành nhiều Việt Nam Chính vậy, chọn đề tài “Tách xác định cấu trúc hợp chất terpenoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt) Việt Nam” từ xác định thành phần hóa học hợp chất đóng góp vào hiểu biết phân loại thực vật theo hoá học chi Alpinia nhƣ chức sinh học hợp chất đƣợc phân lập Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tơi có nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu đƣợc hỗn hợp hợp chất từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất thảo đậu (Alpinia kadsumadai) Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu dịch chiết thảo đậu (Alpinia kadsumadai) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) Việt Nam 47 Hình 3.17: Phổ 1H-NMR hợp chất B Hình 3.18: Phổ 1H-NMR hợp chất B 48 Hình 3.19: Phổ 13C-NMR hợp chất B Hình 3.20: Phổ 13C-NMR hợp chất B 49 Hình 3.21: Phổ DEPT hợp chất B Hình 3.22: Phổ DEPT hợp chất B 50 Hình 3.23: Phổ HMBC hợp chất B 51 Hình 3.24: Phổ HMBC hợp chất B 52 Hình 3.25: Phổ HMBC hợp chất B 53 Hình 3.26: Phổ HMBC hợp chất B 54 Hình 3.27: Phổ HSQC hợp chất B 55 Hình 3.28: Phổ HSQC hợp chất B 56 Hình 3.29: Phổ HSQC hợp chất B 57 Hình 3.30: Phổ COSY hợp chất B Hình 3.31: Phổ COSY hợp chất B 58 KẾT LUẬN Nghiên cứu thành phần hoá học thảo đậu Việt Nam thu đƣợc số kết nhƣ sau: - Bằng phƣơng pháp ngâm chiết với dung môi chọn lọc cất thu hồi dung môi thu đƣợc cao tƣơng ứng cao hexan (138), cao etylaxetat (269g), cao butanol (192g), pha nƣớc - Phân lập hợp chất từ cao etyl axetat phƣơng pháp sắc ký silicagel kết tinh phân đoạn thu đƣợc: Chất A là: OH O 12-hydroxy-24-methylidenelanost-8-en-3-one hợp chất B là: 29 CH2 30 19 27 12 25 10 HO 26 18 13 11 H 20 28 21 22 H 17 16 14 15 23 24 Taraxasterol - Đã tiến hành sử dụng phƣơng pháp phổ đại: phổ khối lƣợng (EI-MS), phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13 C-NMR, DEPT, HMBC HSQC để xác định cấu trúc hợp chất tách đƣợc Các kết phổ cho phép khẳng định chất A hợp chất steroit C31H50O2 ; hợp chất B taraxasterol Các hợp chất lần đƣợc phân lập từ thảo đậu 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ Văn Chi (1997), Từ điển thuốc Việt Nam, 986-990, Nhà xuất Y học, TP Hồ Chí Minh Võ Văn Chun (1976), Tóm tắt đặc điểm họ thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học, Hà Nội Phạm Hoàng Hộ (1997), Cây cỏ Việt Nam, Nhà xuất Trẻ, Thành phố Hồ Chí Minh Đỗ Tất Lợi (2001), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, 379-381, Nhà xuất Y học, Hà Nội Lê Huyền Trâm (2007), “Nghiên cứu terpenoit, ancaloit flavonoit từ số loài có giá trị Việt Nam”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh An N., Zou Z M., Tian Z., Luo X Z., Yang S L., Xu L Z., (2008), “Diarylheptan oids from the rhizomes of Alpinia officinarum and their anticancer activity”, Fitoterapia, 79 (1), 27-31 An N., Xu L Z., Zou Z M., Yang S L (2006), “Diarylheptanoids from Alpinia officinarum”, J Asian Nat Prod Res., (7), 637-641 Bu X., Xiao G., Gu L (2000) “Study of Alpinia officinarum”, Zhong Yao Cai, 23 (2), 84-87 Brand-Williams W., Cuveliver M E., Berset C (1995), “Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity”, Lebensmittel Wissenschaft und Technologie, 28, 25-30 10 Dharmaratne H.R., Nanayakkara N.P, Khan I.A (2002), Kavalactones from Piper methysticum, and their 13 C NMR spectroscopic analyses, Phytochemistry, 59(4) 429-433 11 Dictionary of Natural product on CD-Rom, Chapman and Hall-CRC 60 (2005) 12 Fan G J., Kang Y H., Han Y N., Han B H (2007), “Plateletactivating factor (PAF) receptor binding antagonists from Alpinia officinarum”, Bioorg Med Chem Lett., 17 (24), 6720-6722 13 Grancai D, Nagy M, Snchy V, Ubkk (1992), Constituents of Cynaga Cardunculus LI.sterols and pentacycle triterpenes (inslovak) Farm obz 61:577:580 14 Kubota K., Someya Y., Yoshida R., Kobayashi A., Morita T., Koshino H (1999), “Enantiomeric purity and odor characteristics of 2- and 3acetoxy-1,8-cineoles in the rhizomes of Alpinia galanga Willd.”, J Agric Food Chem 47 (2), 685-689 15 Matsuda H., Ando S., Kato T., Morikawa T., Yoshikawa M (2006), “Inhibitors from the rhizomes of Alpinia officinarum on production of nitric oxide in ipopolysaccharide-activated macrophages and the structural requirements of diarylheptanoids for the activity”, Bioorg Med Chem., 14 (1), 138-142 16 Matsuda H., Nakashima S., Oda Y., Nakamura S., Yoshikawa M (2009), “Melanogenesis inhibitors from the rhizomes of Alpinia officinarum in B16 melanoma cells”, Bioorg Med Chem., 17 (16), 6048-6053 17 Phitak T., Choocheep K., Pothacharoen P., Pompimon W., Premanode B (2009),”The effects of p-hydroxycinnamaldehyde from Alpinia galanga extracts on human chondrocytes”, Phytochemistry, 70 (2), 237-243 18 Seidel V., Bailleul F., Waterman P G (2000), (Rel)-1,2α-di-(2,4dihydroxy-6-methoxybenzoyl)-3, cyclobutane and Goniothalamus other flavonoids gardneri and 4α-di-(4-methoxyphenyl)from the aerial Goniothalamus parts of thwaitesii, 61 Phytochemistry, 55 (5) 439-446 19 Shen Q., Li W (2000), ”The study on rhizome Alpinia officinarum and other herbs as penetration enhancer for the permeation of 5fluorouacil”, Xu Zhong Yao Cai, 23 (11), 697-699 20 Sun Y., Tabata K., Matsubara H., Kitanaka S., Suzuki T., Yasukawa K (2008), “New cytotoxic diarylheptanoids from the rhizomes of Alpinia officinarum”, Planta Med., 74 (4), 427-431 21 Xu J., Tan N., Zeng G., Han H., Huang H., Ji C., Zhu M., Zhang (2009), “Studies on chemical constituents in fruit of Alpinia oxyphylla”, Zhongguo Zhong Yao Za Zhi, 34 (8), 990-993 22 Yu Y S., Hsu C L., Yen G C (2009), ”Anti-inflammatory effects of the roots of Alpinia pricei Hayata and its phenolic compounds”, J Agric Food Chem, 17, 6048-6053 23 Wang X Q., Yang X J., Li J S., (2008), “Studies on chemical constituents of Alpinia katsumadai”, Zhong Yao Cai, 31 (6), 853855 24 Cecile Cren-Olive, Jean-Michel Wierusziski, Emmanuel Maes and Christian Rolando(2002), Catechin and epicatechin deprotonation followed by 13C-NMR, Tetrahedron Letters 43, 4545-4549 25 Le Huyen Tram, Phan Minh Giang, Phan Tong Son(2007) Biologically active phenolic constituents from Alpinia gagnepainii K.Schum (Zingiberaceae) Journal of Chemistry, Vol.45(1),p.126130 ... nhiều Việt Nam Chính vậy, chúng tơi chọn đề tài ? ?Tách xác định cấu trúc hợp chất terpenoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt) Việt Nam? ?? từ xác định thành phần hóa học hợp chất đóng góp vào hiểu...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ ĐÌNH CƢỜNG TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT TERPENOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ HỮU... 2.3 Nghiên cứu hợp chất 29 2.3.1 Phân lập hợp chất 29 Chƣơng 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Xác định cấu tạo hợp chất A 31 3.3 Xác định cấu trúc chất B