Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được bằng phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy, phổ khối (MS), phổ cộng huởng từ hạt nhân (1H-NMR,
13C-NMR, DEPT) và so sánh các dữ liệu thu đuợc từ thực nghiệm với các dữ liệu đã công bố.
Phổ khối
Phổ khối cung cấp những thông tin về khối lượng của các ion sinh ra từ phân t ử. Phổ khối không xác định trực tiếp khối lượng của ion mà xác định tỷ lệ giữa khối lượng (m) và điện tích (z) của ion (m/z). Khi đó để xác định khối lượng phân tử cần phải biết số điện tích của ion.
Trong cùng một điều kiện ion hóa, sự phân mảnh tạo thành các ion con từ ion mẹ sẽ tuân theo những định luật nhất định. Các chất có cấu trúc tương tự
nhau sẽ tạo ra những phân mảnh giống nhau. Từ khối lượng các phân mảnh củ a phân tử, cùng các phương pháp phổ khác người ta có thể xác định được cấu trúc của một chất chưa biết. So sánh phổ khối của một chất chưa biết với phổ khối của một chất đã biết có thể giúp định danh chất chưa biết đó dễ dàng và chính xác.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Phổ proton (1H-NMR hay proton NMR) cho biết môi trường hóa học của proton trong phân tử. Các proton có môi trường hóa học khác nhau sẽ dịch chuyển hóa học khác nhau. Phổ proton của một proton hay một nhóm proton có cùng môi trường hóa học thể hiện trên phổ có thể là một đỉnh. Đỉnh này có thể là đỉnh đơn, đôi, ba… tới bảy đỉnh thành phần. Diện tích mỗi đỉnh tỷ lệ với số lượng proton của đỉnh. Dựa vào diện tích của đỉnh có thể biết số proton của đỉnh đó.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (13C-NMR) cung cấp các thông tin về môi trường hóa học của carbon. Carbon lai hóa sp3 không liên kết với dị tố chuyển dịch trong khoảng 0-60 ppm. Carbon liên kết đơn với oxy (alcol, ether) chuyển dịch trong khoảng 45-85 ppm. Carbon lai hóa sp2 chuyển dịch trong khoảng 100-150 ppm, nếu có liên kết (đôi) với oxy có thể dịch chuyển tới 240 ppm. Với kỹ thuật đo phổ hiện tại, phổ NMR của carbon là những vạch đơn, mỗi vạch ứng vớ i một carbon (hơn một carbon nếu cũng có chung môi trường hóa học) của phân tử.
Các kỹ thuật xác định số lượng proton trên carbon cho biết số lượng proton liên kết trên mỗi carbon, gián tiếp cho biết số C và H trong phân tử. Kỹ thuật hiện thường sử dụng là DEPT (Detortionless Enhancement by Polarization Transfer).
Các kỹ thuật phổ hai chiều cho các thông tin về tương tác giữa C và H gắn tr ực tiếp trên nó, giữa các proton của carbon kế cận nhau (phổ COSY) hay phổ tương tác dị nhân (HETCOR) giữa proton và các carbon kế cận (thuờng sử dụng hiện nay là kỹ thuật HSQC) hay xa hơn (long-range HETCOR, thuờng dùng hiện nay là HMBC) hoặc giữa các proton gần nhau trong không gian (NOESY, ROESY).
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả chiết xuất và phân lập hợp chất
Phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng được phơi sấy khô, nghiền thành bột (2,4 kg), ngâm chiết với methanol (8,0 lít × 3 lần). Sau đó, dịch chiết methanol được quay cất loại dung môi dưới áp suất giảm thu được
196 g dịch cô. Lấy 176 g dịch cô này hoà vào 1,5 lít hỗn hợp MeOH : nước (1:1, v/v) rồi chiết phân bố với các dung môi theo thứ tự tăng dần độ phân cực là n-hexan, dichloromethan và ethyl acetat thu được các phân đoạn tương ứng. Sau đó, các phân đoạn này được cất loại dung môi dưới áp suất giảm thu được các cắn chiết n-hexan (60 g), dichloromethan (28 g), ethyl acetat (18 g) và dịch nước còn lại.
Cao methanol lưu (20 g)
Dược liệu được nghiền thành bột (2,4 kg)
Chiết methanol (8,0 lít x 3 lần) Thu hồi dung môi
Cao methanol (196 g) Cao methanol (176 g) Thu hồi Dịch chiết nước (28 g)
Lắc với ethyl acetat
Dịch chiết nước
Hình 3.1: Sơ đồ chiết xuất phân đoạn loài Oxalis corniculata L.
Phân đoạn ethyl acetat phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng được phân tách thô bằng sắc ký cột silica gel pha thường. Cột sắc ký được làm sạch, đáy cột được lót một lớp bông mỏng. Cột được nhồi bằng phương pháp nhồi cột ướt, pha tĩnh được sử dụng là silica gel. Ổn định cột trong 24 giờ.
Cắn ethyl acetat (15 g) được trộn đều với lượng silica gel tối thiểu. Nạp mẫu lên cột, rửa giải với hệ dung môi aceton : cloroform : methanol theo gradient nồng độ từ tỷ lệ 3:1:0,1 đến methanol 100%. Kiểm tra các dịch rửa giải bằng sắc ký lớp mỏng và dồn các ống có sự tương đồng cao, cất loại dung môi dưới áp suất giảm thu được 6 phân đoạn: A (2,2 g), B (1,6 g), C (800 mg), D (1,4 g), E (1,2 g) và F (1,6 g).
Phân đoạn A tiếp tục được phân lập trên sắ c ký cột pha thường với hệ dung môi rửa giải CHCl3 : MeOH (20:1, v/v ) thu được 3 phân đoạn chính: A1, A2 và A3.
Phân đoạn A1 tiếp tục được phân lập trên sắc ký cột pha thường với hệ dung môi rửa giải CHCl3 : MeOH (15:1, v/v) thu được 5 phân đoạn nhỏ: A1.1, A1.2, A1.3, A1.4 và A1.5.
Phân đoạn A1.1 được phân tách bằng sắc ký cột pha đảo với hệ dung môi rửa giải MeOH : H2O (3:2, v/v) thu được hợp chất 1 (15 mg).
Phân đoạn A1.2 đượ c phân tách bằng sắc ký cột pha thường với hệ dung môi rửa giải CH2Cl2 : aceton (2:1, v/v) thu được hợp chất 2 (20 mg).
Phân đoạn A1.3 được phân tách bằng sắc ký cột pha đảo với hệ dung môi rửa giải acetonitril : H2O (90:10, v/v) thu được hợp chất 3 (12 mg).
Cắn ethyl acetat
Pha thường
aceton : chloroform : methanol
A B,C,D,E,F Pha thường CHCl3 : MeOH A2 A3 A1.1 Pha đảo MeOH : H2O 1
Hình 3.2: Sơ đồ phân lập các hợp chất từ phân đoạn ethyl acetat
3.2. Kết quả xác định cấu trúc hợp chất3.2.1. Hợp chất 1 3.2.1. Hợp chất 1
Tính chất: tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy: 280-283oC. Phổ IR (KBr) νmax (cm-1): 3332, 1720, 1648, 890.
Bảng 3.1: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 1 và chất so sánh M Vị trí C 1 2 3 4 5 6a: 1,67 (1H, m) 6 6b: 1,62-1,44 (1H, m) 7a: 1,62-1,44 (1H, 7 m) 7b: 2,09-2,04 (1H, m) 8 9 10 11 12 13 14 15a: 1,67 (1H, m) 15 15b: 1,27 (1H, td,
= 12,5 Hz) 16
17 18
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Hình 3.3: Cấu trúc hóa học của acid eburicoic
Hợp chất 1 thu được là tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 280-283oC. Phổ khối lượng ESI-MS (m/z) của hợp chất 1 là 469 [M]+ tương ứng với công thức phân tử C31H50O3. Phổ hồng ngoại của hợp chất 1 có dải hấp thụ đặc trưng
của nhóm exomethylen (=CH2) tại 890 cm-1; của nhóm carbonyl (C=O) tại 1720 cm-1 và của nhóm hydroxyl (-OH) ở 3332 cm-1.
Phổ 1H-NMR của hợp chất 1 cho thấy tín hiệu của 5 nhóm metyl ở độ dịch chuyển δH 1,06 ppm (H-28), 1,00 ppm (H-29), 1,23 ppm (H-30), 1,60 ppm (H-26), 1,65 ppm (H-27) và hai proton exomethylen tại δH 4,88 ppm và 4,92 ppm (H-31). Ngoài ra, phổ 1H-NMR còn xuất hiện tín hiệu của proton tại δH
3,45 ppm (1H, t, H-3). Phổ 13C-NMR, DEPT của hợp chất 1 xuất hiện tín hiệu của 31 carbon, bao gồm 5 carbon methin, 10 carbon methylen, 7 carbon methyl,
4 carbon olefinic, 1 carbonyl và 4 carbon bậc 4. Tín hiệu phổ 13C-NMR của hợp chất 1 cho thấy tín hiệu của 5 carbon nhóm methyl tại C-18 (δC 16,4 ppm), C-19 (δC 19,4 ppm), C-28 (δC 28,6 ppm), C-29 (δC 16,4 ppm), C-30 (δC 24,5 ppm), đồng thời các tín hiệu carbon còn lại cho thấy cấu trúc gồm một hệ thống
bốn vòng trong đó có một liên kết đôi tại vị trí C-8 (δC 135,4 ppm) và C-9 (δC
134,3 ppm), một liên kết đôi tại C-31 (δC 107,0 ppm) và C-24 (δC 155,9 ppm) và một carbonyl tại C-21 (δC 191,3 ppm). Phổ 13C-NMR còn xuất hiện tín hiệu tại δC 78,0 ppm là tín hiệu của C-3 có gắn nhóm hydroxyl. Ngoài ra, trên phổ HMBC cho thấy sự tương tác giữa các proton và carbon trong phân tử của hợp chất 1.
Kết hợp phổ 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT, HSQC, HMBC cho thấy hợp chất 1 là một dẫn xuất của lanosterol. Từ số liệu phổ như trên và so sánh với hợp chất M có thể xác định cấu trúc của hợp chất 1 là acid eburicoic.
3.2.2. Hợp chất 2
Tính chất: Chất bột vô định hình, màu trắng. [α]25 D = -21,0 (c = 0,1, CHCl3)
Công thức phân tử: C28H46O2. Khối lượng phân tử: 414
Bảng 3.2: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 2 và chất so sánh N Vị trí C
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
26
27
28
Hình 3.4: Cấu trúc hóa học của 24-methylenecholest-4-en-3β,6β-diol Hợp chất 2 thu được dưới dạng bột màu trắng. Phổ 1H-NMR của hợp chất 2 cho biết sự có mặt của 5 nhóm methyl tại δH 0,72 (3H, s, H-18), 1,54 (3H, s, H-19), 0,99 (3H, d, J = 6,5 Hz, H-21), 0,88 (3H, d, J = 6,5 Hz, H-26) và 0,89 (3H, d, J = 6,5 Hz, H-27); 1 proton olefin tại δH 5,99 (1H, s, H-4) và 2 proton oxymethin tại δH 4,55 (2H, m). Phổ 13C-NMR của hợp chất 2 cho thấy sự có mặt của 28 carbon bao gồm 5 carbon methyl, 10 methylen, 9 methin và 4 carbon bậc 4.
Tương tác HMBC giữa H-26 (δH 0,88) và H-27 (δH 0,89) và C-24 (δC 156,72)/C-25 (δC 34,08); gi ữa H-28 (δH 4,84) và C-23 (δC 30,19)/C-24 (δC
156,72)/C-25 (δC 34,08) gợi ý sự có mặt của liên kết đôi tại C-24/C-28 và hai nhóm methyl tại C-25. Tương tác HMBC giữa H-19 (δH 1,54) với C-1 (δC 39,73)/C-5 (δC 147,15)/C-9 (δC 55,03)/C-10 (δC 37,33); giữa H-3 và H-6 (δH
4,55) đến C-4 (δC 129,97)/C-5 (δC 147,15)/C-7 (δC 30,95)/C-10 (δC 37,39) cho phép xác định vị trí của 2 nhóm hydroxyl tại C-3 và C-6.
Từ các phân tích phổ nêu trên kết hợp so sánh với hợp chất N cho thấy sự giống nhau về số liệu phổ NMR ở các vị trí tương ứng. Vì vậy, cấu trúc của hợp chất 2 được xác định là 24-methylenecholest-4-en-3β,6β-diol.
3.2.3. Hợp chất 3
Tính chất: tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy: 258-260oC. Phổ IR (KBr) νmax (cm-1): 3200 (-OH), 1718, 1632.
Phổ ESI-MS (m/z) = 455 [M]+ tương ứng với công thức phân tử C30H48O3. Bảng 3.3: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 3 và chất so sánh P Vị trí C 1a: 1,80 (1H, dt, 1 9,5; 4,0 Hz) 1b: 1,85-1,44 (1H, m) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 δH (P), δC (P) của 3β-hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic [8].
Hợp chất 3 thu được dưới dạng tinh thể màu trắng, điểm nóng chảy tại 258-260oC. Phổ ESI-MS (m/z) = 455 [M]+ cho biết khối lượng phân tử là 454, tương ứng với công thức phân tử C30H48O3. Phổ 1H-NMR của hợp chất 3 có sự
xuất hiện của các tín hiệu proton methyl tại 1,06 (3H, s, H-18), 1,00 (3H, s, H- 19), 1,60 (H-26), 1,65 (H-27), 1,06 (3H, s, H-28), 0,99 (3H, s, H-29), 1,23 (3H, s, H-30).
Phổ 13C-NMR, DEPT của hợp chất 3 cho thấy tín hiệu của 30 carbon trong đó 4 carbon methin, 10 carbon methylen, 7 carbon methyl, 4 carbon olefinic, 1 carbonyl và 4 carbon bậc 4. Các tín hiệu phổ cho thấy cấu trúc của hợp chất 3 cũng bao gồm một hệ thống bốn vòng, trong đó có một liên kết đôi tại vị trí C-8 (δC 135,0 ppm) và C-9 (δC 134,3 ppm). Hợp chất 3 có sự xuất hiện tín hiệu của 2 carbon olefinic tại C-24 (δC 124,9 ppm) và C-25 (δC 134,6 ppm) và một carbonyl tại C-21 (δC 178,7 ppm). Ngoài ra trên phổ HMBC cho thấy sự tương tác giữa các proton và carbon trong phân t ử 3.
Kết hợp phổ 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT, HSQC, HMBC cho thấy hợp chất 3 là một dẫn xuất của lanosterol. Từ số liệu phổ và so sánh với hợp chất P có thể xác định cấu trúc của hợp chất 3 phù hợp với cấu trúc của acid 3β-hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic.
3.3. Bàn luận
Đề tài đã sử dụng phương pháp ngâm chiết siêu âm với dung môi MeOH. Phương pháp này có ưu điể m tiết kiệm thời gian, hiệu suất cao. Cắn toàn phần sau đó được chiết phân b ố v ới các dung môi theo thứ tự tăng dần độ phân cực là n-hexan, dichloromethan và ethyl acetat. Phương pháp sắc ký cột phân lập được ba hợp chất từ phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng thu hái ở tỉnh Hà Tĩnh.
Đề tài đã xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được thông qua kết quả đo nhiệt độ nóng chảy, phổ khối, phổ cộng hưởng từ hạt nhân và so sánh với các dữ liệu công bố của các hợp chất liên quan. Ba hợp chất phân lập được xác định c ấu trúc là: acid eburicoic (1), 24-methylenecholest-4-en- 3β,6β-diol (2) và acid 3β -hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic (3). Các hợp chất
1, 2, 3 đều lần đầu tiên phân lập được từ phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng. Đây là đóng góp mới của đề tài, góp phần bổ sung kiến thức về thành phần hóa học của loài Oxalis corniculata L.
Acid eburicoic
Tác dụng giảm đau, chống viêm: trên mô hình gây phù chân chuột bằng λ-carrageenan, acid eburicoic phân lập từ loài Antrodia camphorata có khả năng làm giảm phù chân sau khi gây viêm 4 và 5 giờ; tăng hoạt tính củ a catalase (CAT), superoxid dismutase (SOD) và peroxidase glutathion (GPx) ở các mô; giảm đáng kể malondialdehyd (MDA), oxit nitric (NO), TNF-α, interleukin-1β (IL-1β); ức chế iNOS và cyclooxygenase-2 (COX-2); giảm sự xâm nhập bạch cầu trung tính ở cả hai chân sau 5 giờ. Cơ chế chống viêm có thể do khả năng giảm cytokin và tăng hoạt động của enzym chống oxy hóa của acid eburicoic [20].
Tác dụng bảo vệ gan: acid eburicoic phân lập từ loài Antrodia camphorata có tác dụng chống lại tổn thươ ng gan do carbon tetrachlorid gây ra. Cụ thể, hợp chất này hạn chế sự tăng aspartat aminotransferase (AST), alanin aminotransferase (ALT) và peroxid lipid; tăng hoạt tính của catalase (CAT), superoxid dismutase (SOD) và peroxidase glutathion (GPx); giảm oxit nitric (NO) và TNF-α; ức chế iNOS và COX-2. Tác dụng bảo vệ gan có thể do cơ chế chống oxy hóa và chống viêm của acid eburicoic [15].
24-methylenecholest-4-en-3β,6β-diol
Nghiên cứu chỉ ra rằng, 24-methylenecholest-4-en-3β,6β-diol phân lập từ loài san hô Alcyonium patagonicum là một polyhydroxysterol có khả năng gây độc tế bào ung thư b ạch cầu ở chuột với giá trị IC50 là 1 mg/ml [21].
3β-hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic
Nghiên cứu chỉ ra rằng, 3β-hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic phân lập từ dịch chiết dichloromethan của loài nấm Fomitopsis pinicola (Swartz ex Fr.) Karst. là mộ t steroid có tác dụng kháng khuẩn chống lại chủng vi sinh vật
Bacillus subtilis trong thí nghiệm sinh học TLC [8].
Như vậy, những hợp chất được phân lập đã góp phần trong việc định hướng nghiên cứu thêm về thành phần hóa học cũng như tác dụng sinh học của cây Chua me đất hoa vàng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Qua quá trình tiến hành làm thực nghiệm, đề tài đã đạt được mục tiêu đề ra và thu được kết quả sau đây:
- Đã chiết xuất và phân lập được ba hợp chất với phương pháp sắc ký cột từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetat phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng.
- Đã xác định được cấu trúc hóa học của ba hợp chất phân lập ở trên: acid eburicoic (1), 24-methylenecholest-4-en-3β,6β-diol (2) và acid 3β-hydroxylanosta-8,24-dien-21-oic (3).
Các hợp chất này đều lần đầu tiên phân lập được từ phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng.
2. Kiến nghị
- Tiếp tục nghiên cứu thành phần hóa học từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetat phần trên mặt đất của cây Chua me đất hoa vàng.
- Tiến hành định lượng các hợp chất đã phân lập được trong mẫu đang nghiên cứu.
- Xây dựng tiêu chuẩn dược liệu, cao dược liệu dựa trên các thành phần hóa học chính.
- Tiến hành nghiên cứu tác dụng sinh học của cắn toàn phần, cắn phân đoạn của các hợp chất phân lập được từ cây Chua me đất hoa vàng.