Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây huyết đằng ( sargentodoxa cuneata (oliv ) rehd et wils) ở hà tĩnh

Bộ Giáo dục đào tạo Trường đại học vinh  Lê Thị Toàn Nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ rễ Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (OLIV.) Rehd et wils) Hà Tĩnh Chuyên nghành: hoá hữu Mã số: 60.44.27 Luận văn thạc sỹ hoá học VINH-2007 Bộ Giáo dục đào tạo Trường đại học vinh  Lê Thị Toàn Nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ rễ Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (OLIV.) Rehd et wils) Hà Tĩnh Chuyên nghành: hoá hữu Mã số: 60.44.27 Luận văn thạc sỹ hoá học (Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Hạc) VINH-2007 Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành mơn hố hữu cơ, phịng thí nghiệm Hố hữu - Khoa Hoá - Trường Đại học Vinh, Viện Hố học, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin trân trọng cảm ơn: - PGS.TS Lê Văn Hạc - Bộ mơn Hố hữu - Trường Đại học Vinh giao đề tài, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện mặt suốt trình nghiên cứu hồn thành luận văn - Cố GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng - Khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội cung cấp tài liệu góp nhiều ý kiến cho luận văn - PGS.TS Hồng Văn Lựu - Trưởng mơn Hố hữu - Trường Đại học Vinh đánh giá kết thực nghiệm góp nhiều ý kiến cho luận văn - TS Nguyễn Cơng Dinh - Bộ mơn Hố hữu - Trường Đại học Vinh góp nhiều ý kiến cho luận văn - Th.s.NCS Trần Đình Thắng cung cấp tài liệu tạo điều kiện tiến hành thí nghiệm q trình thực nghiệm - Đồng thời này, tơi bày tỏ lịng biết ơn thầy cơ, cán khoa Hố, Khoa sau đại học Trường Đại học Vinh gia đình, bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Vinh, tháng 12 năm 2007 Lê Thị Toàn Mục lục Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt Danh mục Các bảng, sơ đồ, hình vẽ phổ Mở đầu Lý chọn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu 10 Đối tượng nghiên cứu 10 Chương I: Tổng quan 11 1.1 Đặc điểm thực vật phân loại loài kê huyết đằng 11 1.2 Cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils) 12 1.2.1 Đặc điểm thực vật 12 1.2.2 Thành phần hóa học 14 1.2.3 Hợp chất flavonoit [7, 34] 20 1.2.3.1 Phân loại 20 1.2.3.1.1 Flavon 21 1.2.3.1.2 Flavanon 22 1.2.3.1.3 Flavonol 23 1.2.3.1.4 Dihydroflavonol 24 1.2.3.1.5 Chalcon 24 1.2.3.1.6 Dihydrochalcon 25 1.2.3.1.7 Auron 25 1.2.3.1.8 Antoxyanidin 26 1.2.3.1.9 Leucoantoxyanidin 27 1.2.3.1.10 Isoflavon 27 1.2.3.1.11 Rotenoit 28 1.2.3.1.12 Neoflavonoit 29 1.2.3.1.13 Biflavonoit 29 1.2.3.2 Vai trò flavonoit 30 1.2.3.2.1 Các phản ứng sinh hóa 30 1.2.3.2.2 Vai trò ức chế kích thích sinh trưởng 30 1.2.3.2.3 Vai trò tạo màu sắc 30 1.2.3.2.4 Vai trò chất bảo vệ 31 1.2.3.3 Vai trò flavonoit y học 31 1.2.4 Công dụng [1, 18] 32 Chương II: Phương pháp nghiên cứu 33 2.1 Phương pháp lấy mẫu 33 2.2 Phương pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập chất 33 2.3 Phương pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 33 Chương III: Thực nghiệm 34 3.1 Thiết bị phương pháp 34 3.1.1 Hoá chất 34 3.1.2 Các phương pháp sắc ký 34 3.1.3 Dụng cụ thiết bị 34 3.2 Nghiên cứu tách xác định số chất từ huyết đằng 35 3.2.1 Lấy mẫu 35 3.2.2 Xử lý mẫu 35 3.2.3 Xử lý cao 35 Chương IV: kết thảo luận 38 4.1 Nguyên liệu thực vật 38 4.2 Chiết xuất phân lập 38 4.3 Xác định cấu trúc phân tử chất A B 38 4.3.1 Xác định cấu trúc phân tử chất A 38 4.3.2 Xác định cấu trúc phân tử chất B 47 Kết luận Chung 53 Tài liệu tham khảo 54 Tiếng Việt 54 Tiếng Anh 55 Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt H-NMR (MHz, dung môi đo) 13 C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon (MHz, dung môi đo) 13 Distortionless DEPT Phổ cộng hưởng từ hạt nhân chiều Enhancement by Polarization Transfer HMBC HSQC Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai Heteronuclear Multibond chiều (phổ tương quan đa kết dị Correlation hạt nhân) Heteronuclear Selected Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai Quantum Coherence chiều (Phổ tương quan dị hạt nhân) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều COSY Correlation Spectroscopy EI-MS Electron Impact-Mass Phổ khối lượng va chạm electron (70ev) spectroscopy 70ev MS Mass-Spectroscopy Phổ khối lượng (Phổ tương quan proton-proton) DMSO Dimetylsulfoxid J (Hz) Hằng số tương tác  (ppm) Độ dịch chuyển hóa học Danh mục Các bảng, sơ đồ, hình vẽ phổ Trang Hình 1: ảnh huyết đằng 14 Hình 2: Phổ EI-MS hợp chất A 39 Hình 3: Phổ 1H - NMR hợp chất A 40 Hình 4: Phổ 13C- NMR hợp chất A 41 Hình5: Phổ HSQC hợp chất A 42 Hình6: Phổ HMBC hợp chất A 43 Hình 7: Phổ COSY hợp chất A 44 Hình 8: Phổ DEPT hợp chất A 45 Hình 9: Phổ 1H - NMR hợp chất B 48 Hình 10: Phổ 13C- NMR hợp chất B 49 Hình 11: Phổ DEPT hợp chất B 50 Bảng1: Số liệu trình chạy sắc ký cột cao butanol 35 Bảng 2: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất A 46 Bảng 3: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất B 51 Sơ đồ 1: Mối quan hệ sinh tổng hợp flavonoit 19 Sơ đồ 2: Phân lập số hợp chất từ rễ huyết đằng 35 Mở đầu Lý chọn đề tài Do đặc thù khí hậu nhiệt đới, nước ta có hệ thực vật vô phong phú đa dạng Theo số liệu thống kê nhất, thảm thực vật Việt Nam có 12000 lồi, số lượng họ thuốc có vào khoảng 190 họ [4], có 3000 loài dùng làm thuốc chiếm 26-30% gần 600 lồi cho tinh dầu Vì vậy, việc bảo tồn giá trị truyền thống y học dân tộc phát triển theo hướng đại từ nguồn tài nguyên thực vật phong phú nước ta việc làm cần thiết cấp bách Điều thu hút nhà khoa học sâu nghiên cứu lĩnh vực hợp chất thiên nhiên Ngoài ra, trước nguy rừng bị khai thác mức, bị xói mịn làm hồ chứa nước cho nhà máy thuỷ điện, vấn đề cần phải đẩy mạnh để góp phần bảo vệ tính đa dạng, bảo vệ nguồn gen bảo vệ môi trường sinh thái nước ta Việc nghiên cứu thành phần hố học, hoạt tính sinh học cỏ nước ta thập kỷ qua cịn có nhiều hạn chế, chưa đáp ứng yêu cầu điều tra tài nguyên thiên nhiên đóng góp vào việc định hướng sử dụng, bảo tồn phát triển tài nguyên thực vật cách hợp lý Trước phát triển vượt bậc ngành sinh học phân tử, ngày nhà khoa học giới lại tập trung nghiên cứu hợp chất thiên nhiên Nhiều hoạt tính sinh học quý báu hợp chất quen biết từ lâu lại phát Nhiều cỏ lâu phổ biến bình thường quanh ta lại chứa hoạt chất có giá trị Ví dụ điển hình việc phát hoạt tính kháng HIV axit betulinic dẫn xuất nó, loại hợp chất thuộc nhóm tritecpen tồn phổ biến thực vật Thảm thực vật rừng mưa nhiệt đới khu vực Đông Nam á, có Việt Nam vùng nhiều nhà khoa học nước quan tâm, nghiên cứu Cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils gọi kê huyết đằng, dây máu người, máu gà, máu chó, khau lùa, khau lượt (Tày), dạng var (K’Ho) dùng chữa kinh bế, đau bụng, phong thấp, giun kim, giun đũa, chữa viêm ruột thừa giai đoạn đầu, chữa mưng mủ, chưa nghiên cứu nhiều thành phần hố học Chính chọn đề tài (nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ rễ Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd et wils) Hà tĩnh) từ góp phần xác định thành phần hóa học tìm kiếm nguồn ngun liệu cho ngành dược liệu Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn chúng tơi có nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu hỗn hợp hợp chất từ rễ huyết đằng (Sargentodoxa cuneata) - Sử dụng phương pháp sắc ký kết tinh phân đoạn để phân lập hợp chất - Sử dụng phương pháp phổ để xác định cấu trúc hợp chất thu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu dịch chiết rễ huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils.) thuộc họ Huyết đằng (Sargentodoxaceae) Thạch Hà - Hà Tĩnh 10 Hình6: Phổ HMBC hợp chất A 43 Hình 7: Phổ COSY hợp chất A 44 Hình 8: Phổ DEPT hợp chất A Cấu trúc chất A xác định dựa vào phương pháp đo loại phổ dung môi CDCl3, thu kết sau: 45 Trên phổ khối lượng EI-MS chất A (hình2) có pic ion phân tử m/z = 268, tương ứng với công thức phân tử C16H12O4 số pic khác có cường + + OMe] (C9H8O ) hình thành độ lớ n [M + - CH3] m/z = 253 [ C CH phân cắt Retro - Diels - Alder (m/z = 132) Trên phổ 1H-NMR chất A (hình3), ta thấy có tín hiệu cộng hưởng nhóm -OCH3 có độ chuyển dịch hóa học  = 3,791ppm Tín hiệu cộng hưởng (H-3)  = 6,95ppm Tín hiệu cộng hưởng proton nhân thơm: (H-5)  = 8,32ppm; (H-7)  = 7,98ppm; (H-8)  = 6,87ppm; (H-2’/H-6’)  = 7,52ppm; (H-3’/H-5’)  = 7,14ppm; (OH)  = 10,78 Trên phổ 13 C-NMR chất A (hình4), ta thấy có tín hiệu:  = 157,409ppm (C-2);  = 102,086ppm (C-3);  = 174,570ppm (C-4);  = 113,554ppm (C-4a);  = 123,134ppm (C-5);  = 162,53ppm (C-6);  = 116,590ppm (C-7);  = 115,114ppm (C-8);  = 127,244ppm (C-9);  = 124,219ppm (C-1’);  = 116,599ppm (C-2’, 6’);  = 130,048ppm (C-3’, C5’);  = 158,294ppm (C-4’) Số liệu trình bày bảng Bảng 2: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất A Vị trí Cacbon Độ dịch chuyển hóa học (ppm) C-2 157,409 C-3 102,086 C-4 174,570 C-4a 113,554 C-5 123,134 46 C-6 162,53 C-7 116,590 C-8 115,114 C-9 127,244 C-1’ 124,219 C-2’; C-6’ 116,599 C-3’; C-5’ 130,048 C-4’ 158,924 Các số liệu từ phổ thực nghiệm thu so với số liệu phổ chuẩn khẳng định cấu trúc hợp chất A - hydroxy - 4’ - metoxy flavon 3' 2' 1' O 4a HO OMe 4' 5' 6' O Hỵ p chÊt A: - hydroxy - 4' - metoxy flavon 4.3.2 Xác định cấu trúc phân tử chất B Cấu trúc chất B xác định dựa vào phương pháp đo loại phổ: Phổ khối lượng EI-MS, phổ 1H-NMR, phổ hưởng từ hạt nhân chiều DEPT 47 13 C-NMR, phổ cộng Hình 9: Phổ 1H - NMR hợp chất B 48 Hình 10: Phổ 13C- NMR hợp chất B 49 Hình 11: Phổ DEPT hợp chất B Phổ 1H - NMR (hình 9) chất B có: - Tín hiệu cộng hưởng proton liên kết đơi (vị trí số 6)  = 5,35ppm 50 - Tín hiệu cộng hưởng proton nhóm OH (vị trí số 3)  = 3,6ppm - Tín hiệu cộng hưởng singlet nhóm CH3 từ 0,7 - 0,95ppm - Tín hiệu cộng hưởng từ vùng 0,95 - 1,95ppm vùng xen phủ dày đặc nhóm CH CH2 vùng Phổ 13C - NMR chất B (hình10) có: (ppm) 36,8 (C-1); 31,4 (C2); 70,1 (C-3); 40,1 (C-4); 140,4 (C-5); 121,1 (C-6); 38,2 (C-7); 31,3 (C-8); 99,6 (C-9); 36,8 (C-10); 20,6 (C-11); 39,8 (C-12); 41,8 (C-13); 56,2 (C14); 23,8 (C-15); 28,7 (C-16); 11,7 (C-18); 19,7 (C-19); 36,2 (C-20); 18,9 (C-21); 33,4 (C- 22); 25,5 (C-23); 45,2 (C-24); 29,2 (C-25); 19,1 (C-26); 20,6 (C-27); 18,6 (C-29) Bảng 3: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất B Cacbon Độ dịch chuyển hóa học (ppm) C-1 36,8 C-2 31,4 C-3 70,1 C-4 40,1 C-5 140,4 C-6 121,1 C-7 38,2 C-8 31,3 C-9 49,6 C-10 36,8 C-11 20,6 C-12 39,8 C-13 41,8 C-14 56,2 C-15 23,8 C-16 28,7 51 C-17 55,4 C-18 11,7 C-19 19,7 C-20 36,2 C-21 18,9 C-22 33,4 C-23 25,5 C-24 45,2 C-25 29,2 C-26 19,1 C-27 20,6 C-28 22,6 C-29 18,6 Các số liệu từ phổ thực nghiệm thu so với số liệu phổ chuẩn khẳng định cấu trúc hợp chất B là: 26 27 25 22 21 29 24 18 20 23 28 12 11 19 10 GluO 13 `17 16 14 15 Hợp chất B:  -sitosterol glucozit 52 Kết luận Chung Tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học rễ huyết đằng Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils Thạch Hà, Hà Tĩnh Chúng thu số kết sau: Bằng phương pháp ngâm chiết với dung môi chọn lọc cất phân đoạn thu cao đặc trưng tương ứng cao n-hexan, cloroform butanol Từ phân lập hợp chất A B Đã xác định cấu trúc chất A B số phương pháp vật lý đại như: Phổ EI-MS, 1H-NMR, 13 C-NMR, COSY, DEPT, HSQC, HMBC phương pháp so sánh với phổ chất chuẩn từ điển cấu trúc hợp chất thiên nhiên Kết phân tích cho thấy hợp chất A là: 6-hydroxy-4’-metoxy flavon, hợp chất B là:  - sitosterol glucozit 53 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, Bùi Xuân Chương, Nguyễn Thượng Dong, Đỗ Trung Đàm, Phạm Văn Hiển người khác (2004) 1000 thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, Tập I Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Võ Văn Chi (1997) 200 thuốc thông dụng Nhà xuất tổng hợp Đồng Tháp Võ Văn Chi (1999) Từ điển thuốc Việt Nam Nhà xuất Y học Vũ Văn Chuyên (1976) Tóm tắt đặc điểm họ thuốc Nhà xuất Y học Vũ Văn Chuyên, Lê Trần Chấn, Trần Hợp (1987) Địa lý họ Việt Nam Nguyễn Văn Đàn, Ngô Ngọc Khuyến (1999) Hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc Nhà xuất Y học Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985) Các phương pháp nghiên cứu thuốc Nhà xuất Y học Trần Đình Đại (1998), Khái quát hệ thực vật Việt Nam, Hội thảo Việt -Đức Hóa học hợp chất thiên nhiên, Hà Nội 16-18/4/1998 Nguyễn Hữu Đỉnh, Trần Thị Đà (1999) ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử Nhà xuất Giáo duc 10 Đỗ Bích Huy (1993) Tài nguyên thuốc Việt Nam Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 11 Dương Đức Huyến, Hà Thị Dụng, Vũ Văn Chuyên cộng (1996) Sách đỏ Việt Nam (phần thực vật) Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 12 Đỗ Tất Lợi (1999) Những thuốc vị thuốc Việt Nam Nhà xuất Y học 54 13 Nguyễn Đức Minh (1994) Thuốc chữa bệnh nhiễm khuẩn từ cỏ nước Nhà xuất Y học Thành phố Hồ Chí Minh 14 Tiển Sinh, Chung Đạc Nhân, Liễu Hạ Hùng (chủ biên) (2000) Những thuốc dân gian cổ truyền Trung Hoa Nhà xuất Phụ nữ 15 Nguyễn Đình Triệu, Nguyễn Đình Thành (2001) Các phương pháp phân tích Vật lý Hóa lý Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 16 Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Dũng (1985) Các phương pháp sắc ký Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 17 Hồng Minh Viên, Khâu Bình, Trần Hồng Dũng (2000) 1500 thuốc dân gian chữa bệnh Nhà xuất Thanh niên Tiếng Anh 18 Damu, A G., Kuo, P.C., Shi, L.S., Hu, C.Q., Wu, T.S., (2003) Chemical constituents of the stem of Sargentodoxa cuneata Heterocycles 60, 1645-1652 19 Li, Z.L., Liang, G.J., Xu, G.Y., (1984) Studies on the chemical constituents of Sargent gloryvine (Sargentodoxa cuneata) Zhongcaoyao 15, 297-299 20 Li, Z.L., Chao, Z.M., Chen, K., (1988) Isolation and identification of the ethereal constiuents of Sargentodoxa cuneata Shanghai Yike Daxue Xuebao 15, 68-70 21 Miao, K.L., Zhang, J.Z., Wang, F.Y., Qin, Y.J., (1995) Chemical constiuents of Sargent gloryvine (Sargentodoxa cuneata) Zhongcaoyao 26, 171-173 22 Sakakibara, I., Yoshida, M., Hayashi, K., Maruno, M., (1994) Antiinflammatory activities of glucosides from Sargentodoxa cuneata stems Jpn Kokai Tokkyo Koho JP 06199885 55 23 Sakakibara, I., Hayashi, K., Shimoda, Y., (1995) Extraction of vasodilating polycyclic phenolic compound from Sargentodoxa cuneata stems Jpn Kokai Tokkyo Koho JP 07149630 24 Wang, Z.Q., Wang, X.R., Yang, Z.H., (1982) Studies on the chemical constituents of Hong Teng (Sargentodoxa cuneata) Zhongcaoyao 13, 7-9 25 Zhang, P., Yan, S.Q., Shao, Y.D., Li, Z.L., (1988) Effect of some watersoluble substances of Sargentodoxa cuneata on myocardial ischemia Shanghai Yike Daxue Xuebao 15, 191-194 26 Jun Chang, Ryan Case (2005) Phenolic glycosides and ionone glycoside from the stem of Sargentodoxa cuneata Phytochemistry 66, 2752-2758 27 Orjala, J., Wright, A D., Rali, T and Sticher, O., Natural Products Letters, (1993), 2, 231 28 Miyakado, M., Nakayama, I., Yoshioka, H., and Nakatani, N., Agriculture and Biological Chemistry, (1979), 43, 1609 29 Kiuchi, F., Nakamura, N., Tsuda, Y., Kaoru, K and Yoshimura, H., Chemical and Pharmaceutical Bulletin, (1998), 36, 2452 30 Singh, S K., Prasad, A K., Olsen, C.E., Jha, S., Jain, S C., Parma, V.S and Wengel, J., Phytochemistry, (1996), 43, 1355 31 Masuda, T., Inazumi, A., Yamada, Y., Padolina, W G., Kikuzaki, H and Nakatani, N., Phytochemistry, (1991), 30, 3227 32 Macrae, W D and Towers, G H N., Phytochemistry, (1979), 35, 190 33 Phillipson J David (2001), “Phytochemistry and medicinal plants”, Phytochemistry, 56 (3), 237-243 34 Dictionary of Natural product on CD-Rom, Chapman and Hall-CRC (2004) 35 Agrawal P.K., (1989), Carbon-13 NMR flavonoids, Elsevier, Netherlands, Amsterdam 56 57 ... nghiên cứu nhiều thành phần hố học Chính chọn đề tài (nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ rễ Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd et wils) Hà tĩnh) từ góp phần xác định. .. Toàn Nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc số hợp chất từ rễ Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (OLIV.) Rehd et wils) Hà Tĩnh Chuyên nghành: hoá hữu Mã số: 60.44.27 Luận văn thạc sỹ hoá học (Người... 38 4.2 Chiết xuất phân lập 38 4.3 Xác định cấu trúc phân tử chất A B 38 4.3.1 Xác định cấu trúc phân tử chất A 38 4.3.2 Xác định cấu trúc phân tử chất B 47 Kết luận