Phân lập và xác định cấu trúc hợp chất flavonoit từ quả cây thảo đậu (alpinia kadsumadai hayt) ở việt nam luận văn thạc sỹ hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH CAO THỊ HẢI YẾN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Vinh – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH CAO THỊ HẢI YẾN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU ( ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ HỮU CƠ Mã số: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : PGS TS HOÀNG VĂN LỰU Vinh - 2012 LỜI CẢM ƠN Khóa luận đƣợc thực phịng thí nghiệm chuyên đề Hóa hữu khoa Hóa, Trung tâm Kiểm định An tồn Thực phẩm Mơi trƣờng, Trƣờng Đại học Vinh Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc PGS TS Hoàng Văn Lựu - Khoa Hóa, Trƣờng Đại học Vinh giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn đến TS Trần Đình Thắng - Khoa Hóa Trƣờng Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi, động viên tơi q trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS Lê Đức Giang đóng góp nhiều ý kiến quý giá Nhân dịp này, gửi lời cảm ơn đến thầy cơ, cán bộ mơn Hóa Hữu - khoa Hóa, bạn học viên, nghiên cứu sinh em sinh viên, gia đình ngƣời thân động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Vinh, tháng 10 năm 2012 Cao Thị Hải Yến MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 2 Nhiệm vụ nghiên cứu 3 Đối tƣợng nghiên cứu Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chi Alpinia 1.1.1 Đặc điểm thực vật học 1.1.2 Chi Alpinia Việt Nam 1.1.3 Thành phần hóa học 1.2 Các hợp chất flavonoit 16 1.2.1 Các hợp chất kiểu chalcon 17 1.2.2 Các hợp chất kiểu flavon flavonol 17 1.2.3 Các hợp chất kiểu flavonon dihydro flavonol 18 1.2.4 Các hợp chất flavan – – ol 18 1.2.5 Các hợp chất leucoantoxyan 19 1.3 Cây nghiên cứu 19 1.3.1 Đặc điểm thực vật 20 1.3.2 Thành phần hóa học hoạt tính sinh học hợp chất phenolic từ Alpinia kadsumadai 20 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 22 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.1.1 Phƣơng pháp lấy mẫu 22 2.1.2 Phƣơng pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập hợp chất 22 2.1.3 Phƣơng pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 22 2.2 Hoá chất, dụng cụ thiết bị 22 2.2.1 Hoá chất 23 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 23 2.3 Nghiên cứu hợp chất 23 2.3.1 Phân lập hợp chất 23 2.3.2 Một số kiện phổ tử ngoại, phổ khối phổ cộng hƣởng từ hạt nhân chất phân lập 24 Chƣơng KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Phân lập 26 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất A 26 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG BIỂU Bảng: Bảng 1.1: Các loài Alpinia Việt Nam [1-4] Bảng 3.1: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất A 27 Hình: Hình 1.1: Cây thảo đậu 20 Hình 2.1: Sơ đồ phân lập hợp chất thảo đậu 24 Hình 3.1: Phổ khối lƣợng ESI-MS (negative) hợp chất A 28 Hình 3.2: Phổ khối lƣợng ESI-MS (positive) hợp chất A 29 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR hợp chất A 29 Hình 3.4: Phổ 1H-NMR hợp chất A 30 Hình 3.5: Phổ 13C-NMR hợp chất A 30 Hình 3.6: Phổ 13C-NMR hợp chất A 31 Hình 3.7: Phổ DEPT hợp chất A 32 Hình 3.8: Phổ DEPT hợp chất A 32 Hình 3.9: Phổ HMBC hợp chất A 33 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A 34 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A 35 Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất A 36 Hình 3.12: Phổ HSQBC hợp chất A 37 Hình 3.13: Phổ HSQC hợp chất A 38 CÁC CHỮ VIẾT TẮT THƢỜNG DÙNG TRONG KHÓA LUẬN 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-NMR : (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 đƣợc 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 đƣợc đƣa vào chƣơng trình nghiên cứu hóa học lồi thực vật họ Zingiberaceae 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 “Phân lập xác định cấu trúc hợp chất flavonoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt )ở 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 Hayt) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt) Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu dịch chiết thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) Việt Nam Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chi Alpinia 1.1.1 Đặc điểm thực vật học Các thuộc chi Alpinia (chi Riềng) thuộc loại thân thảo thẳng, cao từ 0,4 – 2,5 m Thân rễ khỏe bò dƣới đất Lá hình mác hẹp hình xoan, thƣờng có mũi nhọn, không cuống cuống ngắn Bẹ lƣỡi bẹ cuộn kín, dài Cụm hoa dạng bơng hình truỳ, nhánh gần nhƣ khơng có, có ngắn, mang hoa (ít có nhánh nhỏ) Các bắc nhánh lớn nhƣ bắc hoa có hình ống, lồng vào kia, có dạng phẳng lõm, thƣờng lớn bắc bọc ngoài, cuống hoa thƣờng ngắn bắc hoa Hoa tạo thành tràng có nhiều màu kết hợp trắng đỏ hồng Đài hoa hình ống Tràng hoa có dạng ống ngắn, thuỳ hoa hình trứng, lõm, dạng tù Bao phấn hình thuẫn Trung đới dày, có mào, nhị hai, ngắn, hình hình dùi lồng vào nhị cách môi không cách môi dài nhị Các thuỳ tràng hoa thƣờng có dạng thuẫn, chia thành ba, lõm có dạng thuyền Hoa có hƣơng thơm quyến rũ so với số chi khác họ Gừng Zingiberaceae Nỗn sào có số lƣợng khơng xác định Quả gồm mọng, khô, mở không mở, nhiều hạt, có ba góc sức ép, đƣợc bao lớp áo hạt Thân rễ chi Alpinia sinh trƣởng nhanh Từ chồi giống ban đầu, chúng phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối, phát triển thành bụi lớn vài năm Ở nƣớc ta chi Alpinia phong phú Chúng sinh trƣởng vùng rừng núi hầu hết tỉnh từ Bắc vào Nam Một số loài đƣợc coi đặc hữu, ví dụ nhƣ Alpinia phuthoensis Gagnep., Alpinia tonkinensis Gagnep… 1.1.2 Chi Alpinia Việt Nam 43 Hình 3.18: Phổ 13C-NMR chất B Hình 3.19: Phổ DEPT chất B 44 Hình 3.20: Phổ DEPT chất B 45 Hình 3.21: Phổ HSQC chất B 46 Hình 3.22: Phổ HSQC chất B 47 Hình 3.23: Phổ HSQC chất B 48 49 Hình 3.24: Phổ HMBC chất B Hình 3.25: Phổ HMBC chất B 50 Hình 3.26: Phổ HMBC chất B 51 Hình 3.28: Phổ HMBC chất B 52 Hình 3.29: Phổ HMBC chất B 53 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 etylaxetat phƣơng pháp sắc ký silicagel kết tinh phân đoạn thu đƣợc chất A hợp chất B - Đã tiến hành sử dụng phƣơng pháp phổ đại: phổ khối lƣợng (EI-MS), phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HMBC HSQC để xác định cấu trúc hợp chất tách đƣợc Các kết phổ cho phép khẳng định chất A 2'-hydroxy-4,4',6'-trimetoxy chalcon (flavokawain A); hợp chất B 3,3’,4’,5,7-flapentol (catechin) Các hợp chất lần đƣợc phân lập từ thảo đậu 54 DANH MỤC CƠNG TRÌNH Hồng Văn Lựu, Nguyễn Văn Thanh, Chu Đình Kính, Nguyễn Thị Thúy Hằng, Cao Thị Hải Yến ( 2011) Tách xác định cấu trúc hợp chất tritecpenoit, flavonoit từ rễ vối ( cleistocalyx operculatus (Robx) merr et perry) Nghệ An Đăng tạp chí Khoa học Cơng nghệ Tâp 49 - số 3A(2011) 118-124 55 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 (2005) 56 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 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 14 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 15 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 16 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 17 Seidel V., Bailleul F., Waterman P G (2000), (Rel)-1,2α-di-(2,44α-di-(4-methoxyphenyl)- dihydroxy-6-methoxybenzoyl)-3, cyclobutane and Goniothalamus other flavonoids gardneri and from the aerial Goniothalamus parts of thwaitesii, Phytochemistry, 55 (5) 439-446 18 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 19 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 57 20 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 21 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 22 Wang X Q., Yang X J., Li J S., (2008), “Studies on chemical constituents of Alpinia katsumadai”, Zhong Yao Cai, 31 (6), 853855 23 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 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH CAO THỊ HẢI YẾN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU ( ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : HOÁ... flavonoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt )ở 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. .. phân lập Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, có nhiệm vụ : - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu đƣợc hỗn hợp hợp chất từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt) - Phân lập xác định cấu trúc