Nghiên cứu sơ bộ thành phần hóa học cây trâu cổ ficus pumỉla
- 58 trang
- file .docx
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2
• • • • KHOA HÓA HỌC
PHẠM HỒNG CÚC
NGHIÊN CỨU Sơ Bộ THÀNH PHẦN
HÓA HỌC CÂY TRÂU CỔ Ficus pumila
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
• • • •
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
HÀ NỘI, tháng 5 năm 2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 • • •
•
KHOA HÓA HỌC
PHẠM HỒNG CÚC
NGHIÊN CỨU Sơ Bộ THÀNH PHẦN
HÓA HỌC CÂY TRÂU CỔ Ficus pumila
KHÓA• LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
•••
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Ngưòi hướng dẫn khoa học
PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG
HÀ NỘI, tháng 5 năm 2019
LỜI CẢM ƠN
Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm
ơn đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Bằng đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện và hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Cường và TS Trần Thị
Hồng Hạnh, Yiện Hóa sinh biển, Yiện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Yiệt
Nam đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thiện khóa
luận.
Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Viện hóa sinh biển và các anh
chị phòng Dược liệu biển, Viện hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em được sử
dụng các thiết bị tiên tiến của viện để học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt đề
tài khóa luận tốt nghiệp của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Hóa học, Trường đại
học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và
hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã quan tâm,
giúp đỡ, động viên em trong quá trình học tập và hoàn thiện khóa luận tốt
nghiệp.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận có thể còn những
thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được những đóng góp của thày cô, bạn bè
để khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 05 năm 2019
Sinh viên
Phạm Hồng Cúc
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày
trong khóa luận:
“Nghiên cứu sơ bộ thành phần hóa học cây Trâu cổ - Ficus pumỉla”
Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Bằng là hoàn toàn trung
thực và không trùng với kết quả của tác giả khác . Nếu có vấn đề không
đúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Sinh viên
Phạm Hồng Cúc
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT «
[a]D ĐỘ quay cực Specific Optical Rotation
13
C - NMR Phô cộng hưởng tò hạt nhân cacbon 13
Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
- NMR Phô cộng hưởng tò hạt nhân proton
Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
J
H - JH COSY !
H - !H Chemical Shift Correlation Spectroscopy
2D - NMR Phô cộng hưởng từ hạt nhân hai chiêu Two -
Dimensional NMR
CC Săc ký cột
Column Chromatography
DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer
El-MS Phô khôi lượng va chạm electron Electron Impact
Mass Spectrometry
FAB - MS Phô khôi lượng băn phá nguyên tử nhanh Fast Atom
Bombardment Mass Spectrometry
HMBC Hetoronuclear Multiple Bond Connectivity
HMQC Hetoronuclear Multiple Quantum Coherence
HR - FAB - MS Phô khôi lượng băn phá nguyên tử nhanh phân giải
cao
High Resolution Fast Atom Bombardment Mass
Spectrometry
IR Phô hông ngoại Infrared Spectroscopy
Me Nhóm metyl
MS Phô khôi lượng Mass Spectroscopy
NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy
TLC Săc ký lớp mỏng
Thin Layer Chromatography
Hình 1.1: Hình ảnh mẫu cây Trâu cổ (FICUS PUMILA)
Hình 3.1 : Sơ đồ chiết phân lớp mẫu cây Trâu cổ
Hình 3.2: Sơ đồ phân lập các hợp chất từ phân đoạn diclometan cây Trâu
Hình 3.3.a: cấu trúc hóa học của hợp chất 1
Hình 3.3.b: Phổ *H NMR của hợp chất 1
Hình 3.3.c: Phổ 13c NMR của hợp chất 1
Hình 3.3.d: Phổ HSQC của hợp chất 1
Hình 3.3.e: Phổ HMBC của hợp chất 1
Hình 3.3.f: Các tương tác HMBC chính của hợp chất 1
Hình 3.4.a: cấu trúc hóa học của hợp chất 2
Hình 3.4.b: Phổ *H NMR của hợp chất 2
Hình 3.5.a : cấu trúc hóa học của hợp chất 3
Hình 3.5.b: Phổ *H NMR của hợp chất 3
Hình 3.5.c: Phổ 13c NMR của hợp chất FP9
Hình 3.5.d: Phổ HSQC của hợp chất 3
Hình 3.5.e: Phổ HMBC của hợp chất 3
Hình 3.5.f: Các tương tác HMBC chính của hợp chất 3
Bảng 3.1: Số liệu phổ của hợp chất 1 và chất so sánh
Bảng 3.2: số liệu phổ NMR của hợp chất 3 và chất so sánh
MỤC LỤC « «
MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN.............................................................................3
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Trâu cổ.......................................3
1.1.1. Giới thiệu về cây Trâu cổ.....................................................................3
1.1.2. Phân bố, sinh thái.................................................................................4
1.1.3 Hoạt tính sinh học.................................................................................4
1.1.4. Công ldụng..........................................................................................5
1.1.5 Thành phần hóa học..............................................................................5
1.2. Giới thiệu về lớp chất ílavonoid [6, 7]..................................................8
1.2.1. Giới thiệu chung...................................................................................8
1.2.2. Các nhóm Aavonoid............................................................................9
1.3. Tổng quan về phương pháp chiết mẫu thực vật [8, 9].........................13
1.3.1. Chọn dung môi chiết..........................................................................13
1.3.2. Quá trình chiết....................................................................................15
1.4. Phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ....................16
1.4.1. Đặc điểm chung.................................................................................17
1.4.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí...........................................................17
1.4.3. Phân loại phương pháp sắc kí............................................................17
1.5. Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ
[10]
.........'......!...........1....................................................................................21
1.5.1. Phổ hồng ngoại (IR)...........................................................................22
1.5.2. Phổ khối lượng (MS).........................................................................22
1.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)..................................................23
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu..............26
2.1. Mẩu thực vật.......................................................................................26
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất....................................................26
2.2.1. Sắc kí lớp mỏng (TLC)......................................................................26
2.2.2. Sắc kí cột (CC)...................................................................................26
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất...................26
2.4. Dụng cụ và thiết bị...............................................................................27
2.4.1...................................................................Dụng cụ và thiết bị tách chiết
27
2.4.2............................................................................................................ Dụ
ng cụ và thiết bị xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất.....................27
2.5. Hoá chất...............................................................................................27
Chương 3: THựC NGHIỆM YÀ KẾT QUẢ................................................28
3.1. Chiết xuất và phân lập chất..................................................................28
3.2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất........................................29
3.2.1.............................................................................Hợp chất 1 - Narigenin
29
3.2.2..............................................................................Hợp chất 2 - Apigenin
35
3.2.3...............................................................................Hợp chất 3: Genistein
36
KẾT LUẬN..................................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................42
MỞ ĐẦU
“Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, độ ẩm
cao trên 80%, lượng mưa lớn, nhiệt độ trung bình khoảng 15 - 27°c. Đó là
điều kiện rất thích hợp cho thực vật phát triển. Do vậy hệ thực vật Yiệt Nam
vô cùng phong phú, đa dang với khoảng 12000 loài, trong đó có tới 4000
loài được nhân dân ta dùng làm thảo dược” [1]. Điều này có ý nghĩa quan
trong trong sự phát triển của ngành y tế và một số ngành khác. Hệ thực vật
phong phú trên được coi là tiền đề cho sự phát triển ngành hóa học các hợp
chất thiên nhiên ở nước ta.
Từ xưa ông cha ta đã sử dụng nhiều loại cây cỏ tạo ra những phương
thuốc dân gian để chữa bệnh, bồi bổ cơ thể hay tạo mùi thơm.. .như cây
cam thảo để thanh nhiệt, hạ huyết áp, lá tía tô để giải cảm, nhân sâm để tăng
cường sức đề kháng, sả để tạo mùi thơm. Và từ nhiều thế kỷ nay những hợp
chất được phân lập tò cây cỏ đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành
khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, chúng được dùng để sản xuất
thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho công nghiệp
thực phẩm và mỹ phẩm...
Ngày nay, các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được
con người quan tâm và ứng dụng rộng rãi bởi đặc tính ít độc, dễ hấp thụ và
không làm ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Theo các tài liệu
công bố hiện nay, có khoảng 60% - 70% các loại thuốc chữa bệnh đang
được lưu hành hoặc trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc
thiên nhiên .
Với những công trình nghiên cứu và bằng các phương pháp thử hoạt
tính sinh học hiện đại, có kết quả cao, con người đã tiến hành nghiên cứu
các mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cứu các chất đã tách ra từ các dịch
chiết. Nhờ vậy mà phát hiện ra nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quý
báu, tạo điều kiện vô cùng thuận lọi cho việc phát triển ngành y dược trong
công cuộc chữa bệnh cứu người. Chính vì vậy việc nghiên cứu các thành
phàn hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên có một ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cao.Từ đó mà các loài thực vật đang được các nhà khoa học đặc biệt
quan tâm
Cây Trâu cổ (FICUS PUMILA) được biết là một loại cây được sử dụng
trong y học dân gian để chữa các bệnh như liệt dương, đau lưng, đau đầu,
chóng mặt, đau khớp, đau thần kinh tọa, nhức mỏi chân tay, kinh nguyệt
không đều. Yiệc nghiên cứu, khảo sát thành phần hóa học của cây Trâu cổ
nhằm đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng chúng hợp lý, hiệu quả có ý
nghĩa quan trọng trong việc phát triển nền y học Yiệt Nam hiện đại dựa trên
các phương pháp cổ truyền.
Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn trên nên tôi lựa chọn đề tài cho khóa
luận tốt nghiệp là: “ Nghiên cứu sơ bộ thành phần hóa học của cây
Trâu cổ - FICUS pumỉỉa”, với mục đích nhằm góp phần làm rõ thêm những
hiểu biết về thành phần hóa học của cây. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho
những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tìm kiếm các phương thuốc mới
cũng như giải thích được tác dụng chữa bệnh của các cây thuốc cổ truyền
Việt Nam. Đây là yếu tố quan trọng có ý nghĩa thực tiễn đối với nền y học
Việt Nam.
Nhiệm vụ của đề tài:
1. Thu mẫu lá cây Trâu cổ, xử lí mẫu và tạo dịch chiết.
2. Nghiên cứu phân lập các hợp chất hóa học từ cây Trâu cổ.
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất đã phân lập được.
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Trâu cổ
1.1.1. Giới thiệu về cây Trâu cổ
Tên khoa học: Ficus pumiỉa
L.
Tên tiếng việt: Cây Trâu cổ (Sung thằn lằn, sộp, vảy
ốc,...) Bộ: Hoa hồng (Rosales)
Họ: Dâu tằm (Moraceae)
Chi: Sung (FICUS)
Hình 1.1: Hình ảnh mẫu cây Trâu cổ (Ficus pumiỉa)
Dây leo nhỏ, mọc bám nhờ rễ phụ. Cành ngắn và mềm màu
nâu, lúc non có lông sau nhẵn.
“Lá mọc so le, lá ở cành sinh sản hình bàu dục hoặc
hình trứng, dài 5 - 7 cm, rộng 2,5 - 4,5 cm, gốc tròn
hoặc hơi hình tim, đàu tù hoặc hoi nhọn, hai mặt nhăn, méo
nguyên, gân gốc 3-5, nổi rõ ở mặt dưới, gân phụ tạo thành mạng thưa;
cuống lá dài 1,8 - 1,5 cm; có lông hung; lá có kèm lông;
lá ở cành không sinh sản hình vảy ốc; gốc lệch mọc áp sát vào thân cây
chủ, dài khoảng 2 - 2,5 cm, cuống ngắn 2-3 mm” [1].
“Cụm hoa mọc ở kẽ lá; hoa đực rất nhiều, mọc tụ tập ở gần đỉnh, dài
2
- 3 răng, nhị 2, bao phấn hẹp; hoa cái có 4 lá dài không bằng nhau; bầu
thuôn dài, cong” [1].
Quả phức to, hình chóp ngược, đầu bằng, dài 3,5 cm, dày 3 cm, nhẵn,
màu tím nâu khi chín, cùi nạc và mềm xốp.
Mùa hoa quả: Tháng 5-10 [1].
1.1.2. Phân bố, sình thái
“Trâu cổ có nguồn gốc tò Nhật Bản, Trung Quốc, phân bố tự nhiên
từ Trung Quốc đến Việt Nam, Lào; cây còn được phân bố rộng khắp vùng
nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Á, để làm cảnh và làm thuốc.ở Việt Nam
cây phân bố gần như khắp nơi, trừ vùng núi cao trên 1500m” [1],
Trâu cổ thường phụ sinh trên thân những cây gỗ ở vùng rừng thứ
sinh, dọc theo các bờ sông suối, hay trên những cây cổ thụ ở vùng đồng
bằng, trung du, cũng như những cây lấy bóng mát ở các thành phố. Cây còn
mọc bám trên các tảng đá hay tường gạch xây lâu ngày.
“Trâu cổ là cây ưa sáng, sinh trưởng mạnh trong mùa mưa ẩm. về
mùa đông, cây gần như ngừng sinh trưởng nhưng lá vẫn xanh. Cây ra hoa
quả nhiều vào mùa hè - thu. Khi quả chín rụng xuống đất, phần thịt thối rữa,
hạt phát tán ra xung quanh. Tuy nhiên, tất cả các cây Trâu cổ phụ sinh trên
thân cây gỗ là do chim ăn quả chín, hạt theo phân chim dính trên vỏ cây giá
thể. Trâu cổ có khả năng tái sinh dinh dưỡng khỏe” [1].
1.1.3. Hoạt tính sinh học
««
“Năm 1999, nghiên cứu được hợp chất tritecpen mới là neohopane
thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên các chủng ESCHERÌCHIA
COLI, PSEUDOMONAS AERUGINOSA, BACỈLLUS SUBTỈLỈS và CANDỈDA
ALBỈCANS” [2].
“Năm 2008, hợp chất rutin thể hiện hoạt tính chống oxi hóa mạnh
nhất khi đánh giá khả năng thu dọn gốc tự do DPPH và superoxit” [4].
“Hợp chất dehydrovomifoliol và (£)-3-oxo-retro-a-ionol(£)-3-oxo-
retro-a-ionol thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư yếu trên các dòng tế
bào Hela, MCF-7 và A549” [5].
1.1.4. Công dụng
Quả Trâu cổ là một vị thuốc bổ được nhân dân sử dụng tò lâu đời để
chữa liệt dương, đau lưng, tắc tia sữa.
Thân, cành, lá chữa phong thấp, đau nhức chân tay.
Rễ chữa đau đầu, chóng mặt, đau khớp, đau dây thần kinh tọa.
Nhựa mủ bôi ngoài chữa mụn nhọt, đầu đinh, ghẻ lở, dị ứng sơn [1],
1.1.5. Thành phần hóa học
Các nghiên cứu về thành phần hóa học cây Trâu cổ cho thấy thành
phần hóa học của loài này bao gồm các hợp chất: tritecpen, sesquitecpen,
flavonoit, norisoprenoit, benzofuran..
Năm 1999, nhóm nghiên cứu của các tác giả người Philippin và úc
công bố 01 hợp chất tritecpen mới là neohopane (1) từ cây F. PUMỈLA. Hợp
chất này thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên các chủng
ESCHERICHIA COLỈ, PSEUDOMONAS AERUGINOSA, BACILLUS SUBTIỈIS và
CANDIDA ALBICANS [2],
Năm 2000, ba hợp chất sesquitecpen mói là pumilaside A-C (2-4)
cùng với benzyl p-D-glucopyranoside, (£)-2-methyl-2-butenyl p-D-
glucopyranoside và rutin (5) tiếp tục được Kitajima công bố tò loài cây này
[3].
1
3
2 3 4
Tiếp tục đến năm 2008, Leong và cộng sự đã công bố bốn hợp chất
flavonoit glycosit là rutin (5), apigenin 6-neohesperidose (6), kaempferol 3-
robinobioside (7) và kaempferol 3-rutinoside (8) từ cây Trâu cổ. Các hợp
chất này được đánh giá hoạt tính chống oxi hóa. Ket quả cho thấy hợp chất
5 thể hiện hoạt tính chống oxi hóa mạnh nhất khi đánh giá khả năng thu dọn
gốc tự do DPPH và superoxit [4],
r2
5: R]~H, R2=OH, R3= 0-a-L-rhamnopyranosyl-(l— >6)-ß-D-glucopyranoside 6: R^O-a-L-rhamnopyranosyl-fl— >6)-ß-D-
glucopyranoside, R2= R3= H 7: R1=R2=H, R3= 0-a-L-rhamnopyranosyl-(l—>6)-ß-D-galactopyranoside 8: R1=R2=H, R3=
0-a-L-rhamnopyranosyl-(l— >6)-ß-D-glucopyranoside
Mới đây, một dẫn xuất benzofuran glucosit mói là pumiloside (9),
cùng vói các hợp chất flavonoit glycosit đã biết kaempferol 3-ớ-rutinoside
(8), rutin (5), afzelin, asữagalin, quercitrin, isoquercitrin và kaempferol 3-0-
sophoroside cũng được phân lập và xác định cấu trúc từ loài này.
Một hợp chất norisoprenoit mái là 3,9-dihydroxy dihydro
actinidiolide (10) cùng với 11 hợp chất megastigman đã biết
là 3a-hydroxy-5,6-epoxy-7~ megastìmen-9-one (11),
dehydrovomifoliol (12), 3,9-dihydroxy-5,7~
megastigmadien-4-one (13), 9,10-dihydrox~y-
457~megastigmadien~3~one (14), 8,9-dihydro-8,9-
1
4
dihydroxymegastigmatxienone (15), (6i?,9S)-3-oxo-a-ionol
(16), blumenol A (17), (E)~3-oxo-retro-a-ionol (18),
(62?,92?)~3-oxo~a~ionol-ß- D-glucopyranoside (19),
roseoside (20), (Zs)-4~[3’-0ff-D~glucopyranosyloxy)~
och3
butylídene]~3,5,5-trímethyl-2-cyclohexen-l-one (21) tiếp
tục được công bố từ loài
9 này. Trong đó 12 và 18 thể hiện
hoạt tính gây độc tể bào ung thư yếu trên các dòng tế bào
Hela, MCF-7 và A549 [5].
1
5
r-OH
20 O^A-'OH ^ 21
OH
1.2. Giới thiệu 11 12
về lóp chất
flavonoid [6,7]
1.2.1. Giới
thiệu chung
Các
flavonoid là
lớp chất phổ
biến trong
thực vật.
Chúng là 4’
hợp chất
được cấu tạo
gồm hai
1
6
vòng benzen
A, B được
kết nối bởi 1
dị vòng c với
khung các
bon C6-C3-
C6.
Các
flavonoid là
dẫn xuất của 2 -
phenyl chroman
(flavan).
2’
3’
Flavan (2- phenyl
chroman )
1
7
1
8
Các
ílavonoid có ở
trong tất cả các
bộ phận của
cây, bao gồm
quả, phấn, hoa,
rễ... Một số
ílavonoid có
hoạt tính sinh
học thể hiện ở
khả năng chống
oxi hóa.
1.2.2.
C
á
c
n
h
ó
m
ý
ỉ
a
v
u
n
u
1
9
i
d
+
F
l
a
v
o
n
v
à
ý
ĩ
a
v
o
n
o
l
Nhóm
ílavon và
ílavonol chỉ
khác nhau ở vị
trí cacbon số 3.
Công thức cấu
2
0
• • • • KHOA HÓA HỌC
PHẠM HỒNG CÚC
NGHIÊN CỨU Sơ Bộ THÀNH PHẦN
HÓA HỌC CÂY TRÂU CỔ Ficus pumila
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
• • • •
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
HÀ NỘI, tháng 5 năm 2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 • • •
•
KHOA HÓA HỌC
PHẠM HỒNG CÚC
NGHIÊN CỨU Sơ Bộ THÀNH PHẦN
HÓA HỌC CÂY TRÂU CỔ Ficus pumila
KHÓA• LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
•••
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Ngưòi hướng dẫn khoa học
PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG
HÀ NỘI, tháng 5 năm 2019
LỜI CẢM ƠN
Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm
ơn đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Bằng đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện và hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Cường và TS Trần Thị
Hồng Hạnh, Yiện Hóa sinh biển, Yiện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Yiệt
Nam đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thiện khóa
luận.
Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Viện hóa sinh biển và các anh
chị phòng Dược liệu biển, Viện hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em được sử
dụng các thiết bị tiên tiến của viện để học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt đề
tài khóa luận tốt nghiệp của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Hóa học, Trường đại
học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và
hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã quan tâm,
giúp đỡ, động viên em trong quá trình học tập và hoàn thiện khóa luận tốt
nghiệp.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận có thể còn những
thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được những đóng góp của thày cô, bạn bè
để khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 05 năm 2019
Sinh viên
Phạm Hồng Cúc
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày
trong khóa luận:
“Nghiên cứu sơ bộ thành phần hóa học cây Trâu cổ - Ficus pumỉla”
Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Bằng là hoàn toàn trung
thực và không trùng với kết quả của tác giả khác . Nếu có vấn đề không
đúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Sinh viên
Phạm Hồng Cúc
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT «
[a]D ĐỘ quay cực Specific Optical Rotation
13
C - NMR Phô cộng hưởng tò hạt nhân cacbon 13
Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
- NMR Phô cộng hưởng tò hạt nhân proton
Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
J
H - JH COSY !
H - !H Chemical Shift Correlation Spectroscopy
2D - NMR Phô cộng hưởng từ hạt nhân hai chiêu Two -
Dimensional NMR
CC Săc ký cột
Column Chromatography
DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer
El-MS Phô khôi lượng va chạm electron Electron Impact
Mass Spectrometry
FAB - MS Phô khôi lượng băn phá nguyên tử nhanh Fast Atom
Bombardment Mass Spectrometry
HMBC Hetoronuclear Multiple Bond Connectivity
HMQC Hetoronuclear Multiple Quantum Coherence
HR - FAB - MS Phô khôi lượng băn phá nguyên tử nhanh phân giải
cao
High Resolution Fast Atom Bombardment Mass
Spectrometry
IR Phô hông ngoại Infrared Spectroscopy
Me Nhóm metyl
MS Phô khôi lượng Mass Spectroscopy
NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy
TLC Săc ký lớp mỏng
Thin Layer Chromatography
Hình 1.1: Hình ảnh mẫu cây Trâu cổ (FICUS PUMILA)
Hình 3.1 : Sơ đồ chiết phân lớp mẫu cây Trâu cổ
Hình 3.2: Sơ đồ phân lập các hợp chất từ phân đoạn diclometan cây Trâu
Hình 3.3.a: cấu trúc hóa học của hợp chất 1
Hình 3.3.b: Phổ *H NMR của hợp chất 1
Hình 3.3.c: Phổ 13c NMR của hợp chất 1
Hình 3.3.d: Phổ HSQC của hợp chất 1
Hình 3.3.e: Phổ HMBC của hợp chất 1
Hình 3.3.f: Các tương tác HMBC chính của hợp chất 1
Hình 3.4.a: cấu trúc hóa học của hợp chất 2
Hình 3.4.b: Phổ *H NMR của hợp chất 2
Hình 3.5.a : cấu trúc hóa học của hợp chất 3
Hình 3.5.b: Phổ *H NMR của hợp chất 3
Hình 3.5.c: Phổ 13c NMR của hợp chất FP9
Hình 3.5.d: Phổ HSQC của hợp chất 3
Hình 3.5.e: Phổ HMBC của hợp chất 3
Hình 3.5.f: Các tương tác HMBC chính của hợp chất 3
Bảng 3.1: Số liệu phổ của hợp chất 1 và chất so sánh
Bảng 3.2: số liệu phổ NMR của hợp chất 3 và chất so sánh
MỤC LỤC « «
MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN.............................................................................3
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Trâu cổ.......................................3
1.1.1. Giới thiệu về cây Trâu cổ.....................................................................3
1.1.2. Phân bố, sinh thái.................................................................................4
1.1.3 Hoạt tính sinh học.................................................................................4
1.1.4. Công ldụng..........................................................................................5
1.1.5 Thành phần hóa học..............................................................................5
1.2. Giới thiệu về lớp chất ílavonoid [6, 7]..................................................8
1.2.1. Giới thiệu chung...................................................................................8
1.2.2. Các nhóm Aavonoid............................................................................9
1.3. Tổng quan về phương pháp chiết mẫu thực vật [8, 9].........................13
1.3.1. Chọn dung môi chiết..........................................................................13
1.3.2. Quá trình chiết....................................................................................15
1.4. Phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ....................16
1.4.1. Đặc điểm chung.................................................................................17
1.4.2. Cơ sở của phương pháp sắc kí...........................................................17
1.4.3. Phân loại phương pháp sắc kí............................................................17
1.5. Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ
[10]
.........'......!...........1....................................................................................21
1.5.1. Phổ hồng ngoại (IR)...........................................................................22
1.5.2. Phổ khối lượng (MS).........................................................................22
1.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)..................................................23
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu..............26
2.1. Mẩu thực vật.......................................................................................26
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất....................................................26
2.2.1. Sắc kí lớp mỏng (TLC)......................................................................26
2.2.2. Sắc kí cột (CC)...................................................................................26
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất...................26
2.4. Dụng cụ và thiết bị...............................................................................27
2.4.1...................................................................Dụng cụ và thiết bị tách chiết
27
2.4.2............................................................................................................ Dụ
ng cụ và thiết bị xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất.....................27
2.5. Hoá chất...............................................................................................27
Chương 3: THựC NGHIỆM YÀ KẾT QUẢ................................................28
3.1. Chiết xuất và phân lập chất..................................................................28
3.2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất........................................29
3.2.1.............................................................................Hợp chất 1 - Narigenin
29
3.2.2..............................................................................Hợp chất 2 - Apigenin
35
3.2.3...............................................................................Hợp chất 3: Genistein
36
KẾT LUẬN..................................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................42
MỞ ĐẦU
“Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, độ ẩm
cao trên 80%, lượng mưa lớn, nhiệt độ trung bình khoảng 15 - 27°c. Đó là
điều kiện rất thích hợp cho thực vật phát triển. Do vậy hệ thực vật Yiệt Nam
vô cùng phong phú, đa dang với khoảng 12000 loài, trong đó có tới 4000
loài được nhân dân ta dùng làm thảo dược” [1]. Điều này có ý nghĩa quan
trong trong sự phát triển của ngành y tế và một số ngành khác. Hệ thực vật
phong phú trên được coi là tiền đề cho sự phát triển ngành hóa học các hợp
chất thiên nhiên ở nước ta.
Từ xưa ông cha ta đã sử dụng nhiều loại cây cỏ tạo ra những phương
thuốc dân gian để chữa bệnh, bồi bổ cơ thể hay tạo mùi thơm.. .như cây
cam thảo để thanh nhiệt, hạ huyết áp, lá tía tô để giải cảm, nhân sâm để tăng
cường sức đề kháng, sả để tạo mùi thơm. Và từ nhiều thế kỷ nay những hợp
chất được phân lập tò cây cỏ đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành
khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, chúng được dùng để sản xuất
thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho công nghiệp
thực phẩm và mỹ phẩm...
Ngày nay, các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được
con người quan tâm và ứng dụng rộng rãi bởi đặc tính ít độc, dễ hấp thụ và
không làm ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Theo các tài liệu
công bố hiện nay, có khoảng 60% - 70% các loại thuốc chữa bệnh đang
được lưu hành hoặc trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc
thiên nhiên .
Với những công trình nghiên cứu và bằng các phương pháp thử hoạt
tính sinh học hiện đại, có kết quả cao, con người đã tiến hành nghiên cứu
các mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cứu các chất đã tách ra từ các dịch
chiết. Nhờ vậy mà phát hiện ra nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quý
báu, tạo điều kiện vô cùng thuận lọi cho việc phát triển ngành y dược trong
công cuộc chữa bệnh cứu người. Chính vì vậy việc nghiên cứu các thành
phàn hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên có một ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cao.Từ đó mà các loài thực vật đang được các nhà khoa học đặc biệt
quan tâm
Cây Trâu cổ (FICUS PUMILA) được biết là một loại cây được sử dụng
trong y học dân gian để chữa các bệnh như liệt dương, đau lưng, đau đầu,
chóng mặt, đau khớp, đau thần kinh tọa, nhức mỏi chân tay, kinh nguyệt
không đều. Yiệc nghiên cứu, khảo sát thành phần hóa học của cây Trâu cổ
nhằm đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng chúng hợp lý, hiệu quả có ý
nghĩa quan trọng trong việc phát triển nền y học Yiệt Nam hiện đại dựa trên
các phương pháp cổ truyền.
Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn trên nên tôi lựa chọn đề tài cho khóa
luận tốt nghiệp là: “ Nghiên cứu sơ bộ thành phần hóa học của cây
Trâu cổ - FICUS pumỉỉa”, với mục đích nhằm góp phần làm rõ thêm những
hiểu biết về thành phần hóa học của cây. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho
những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tìm kiếm các phương thuốc mới
cũng như giải thích được tác dụng chữa bệnh của các cây thuốc cổ truyền
Việt Nam. Đây là yếu tố quan trọng có ý nghĩa thực tiễn đối với nền y học
Việt Nam.
Nhiệm vụ của đề tài:
1. Thu mẫu lá cây Trâu cổ, xử lí mẫu và tạo dịch chiết.
2. Nghiên cứu phân lập các hợp chất hóa học từ cây Trâu cổ.
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất đã phân lập được.
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Những nghiên cứu tổng quan về cây Trâu cổ
1.1.1. Giới thiệu về cây Trâu cổ
Tên khoa học: Ficus pumiỉa
L.
Tên tiếng việt: Cây Trâu cổ (Sung thằn lằn, sộp, vảy
ốc,...) Bộ: Hoa hồng (Rosales)
Họ: Dâu tằm (Moraceae)
Chi: Sung (FICUS)
Hình 1.1: Hình ảnh mẫu cây Trâu cổ (Ficus pumiỉa)
Dây leo nhỏ, mọc bám nhờ rễ phụ. Cành ngắn và mềm màu
nâu, lúc non có lông sau nhẵn.
“Lá mọc so le, lá ở cành sinh sản hình bàu dục hoặc
hình trứng, dài 5 - 7 cm, rộng 2,5 - 4,5 cm, gốc tròn
hoặc hơi hình tim, đàu tù hoặc hoi nhọn, hai mặt nhăn, méo
nguyên, gân gốc 3-5, nổi rõ ở mặt dưới, gân phụ tạo thành mạng thưa;
cuống lá dài 1,8 - 1,5 cm; có lông hung; lá có kèm lông;
lá ở cành không sinh sản hình vảy ốc; gốc lệch mọc áp sát vào thân cây
chủ, dài khoảng 2 - 2,5 cm, cuống ngắn 2-3 mm” [1].
“Cụm hoa mọc ở kẽ lá; hoa đực rất nhiều, mọc tụ tập ở gần đỉnh, dài
2
- 3 răng, nhị 2, bao phấn hẹp; hoa cái có 4 lá dài không bằng nhau; bầu
thuôn dài, cong” [1].
Quả phức to, hình chóp ngược, đầu bằng, dài 3,5 cm, dày 3 cm, nhẵn,
màu tím nâu khi chín, cùi nạc và mềm xốp.
Mùa hoa quả: Tháng 5-10 [1].
1.1.2. Phân bố, sình thái
“Trâu cổ có nguồn gốc tò Nhật Bản, Trung Quốc, phân bố tự nhiên
từ Trung Quốc đến Việt Nam, Lào; cây còn được phân bố rộng khắp vùng
nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Á, để làm cảnh và làm thuốc.ở Việt Nam
cây phân bố gần như khắp nơi, trừ vùng núi cao trên 1500m” [1],
Trâu cổ thường phụ sinh trên thân những cây gỗ ở vùng rừng thứ
sinh, dọc theo các bờ sông suối, hay trên những cây cổ thụ ở vùng đồng
bằng, trung du, cũng như những cây lấy bóng mát ở các thành phố. Cây còn
mọc bám trên các tảng đá hay tường gạch xây lâu ngày.
“Trâu cổ là cây ưa sáng, sinh trưởng mạnh trong mùa mưa ẩm. về
mùa đông, cây gần như ngừng sinh trưởng nhưng lá vẫn xanh. Cây ra hoa
quả nhiều vào mùa hè - thu. Khi quả chín rụng xuống đất, phần thịt thối rữa,
hạt phát tán ra xung quanh. Tuy nhiên, tất cả các cây Trâu cổ phụ sinh trên
thân cây gỗ là do chim ăn quả chín, hạt theo phân chim dính trên vỏ cây giá
thể. Trâu cổ có khả năng tái sinh dinh dưỡng khỏe” [1].
1.1.3. Hoạt tính sinh học
««
“Năm 1999, nghiên cứu được hợp chất tritecpen mới là neohopane
thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên các chủng ESCHERÌCHIA
COLI, PSEUDOMONAS AERUGINOSA, BACỈLLUS SUBTỈLỈS và CANDỈDA
ALBỈCANS” [2].
“Năm 2008, hợp chất rutin thể hiện hoạt tính chống oxi hóa mạnh
nhất khi đánh giá khả năng thu dọn gốc tự do DPPH và superoxit” [4].
“Hợp chất dehydrovomifoliol và (£)-3-oxo-retro-a-ionol(£)-3-oxo-
retro-a-ionol thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư yếu trên các dòng tế
bào Hela, MCF-7 và A549” [5].
1.1.4. Công dụng
Quả Trâu cổ là một vị thuốc bổ được nhân dân sử dụng tò lâu đời để
chữa liệt dương, đau lưng, tắc tia sữa.
Thân, cành, lá chữa phong thấp, đau nhức chân tay.
Rễ chữa đau đầu, chóng mặt, đau khớp, đau dây thần kinh tọa.
Nhựa mủ bôi ngoài chữa mụn nhọt, đầu đinh, ghẻ lở, dị ứng sơn [1],
1.1.5. Thành phần hóa học
Các nghiên cứu về thành phần hóa học cây Trâu cổ cho thấy thành
phần hóa học của loài này bao gồm các hợp chất: tritecpen, sesquitecpen,
flavonoit, norisoprenoit, benzofuran..
Năm 1999, nhóm nghiên cứu của các tác giả người Philippin và úc
công bố 01 hợp chất tritecpen mới là neohopane (1) từ cây F. PUMỈLA. Hợp
chất này thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên các chủng
ESCHERICHIA COLỈ, PSEUDOMONAS AERUGINOSA, BACILLUS SUBTIỈIS và
CANDIDA ALBICANS [2],
Năm 2000, ba hợp chất sesquitecpen mói là pumilaside A-C (2-4)
cùng với benzyl p-D-glucopyranoside, (£)-2-methyl-2-butenyl p-D-
glucopyranoside và rutin (5) tiếp tục được Kitajima công bố tò loài cây này
[3].
1
3
2 3 4
Tiếp tục đến năm 2008, Leong và cộng sự đã công bố bốn hợp chất
flavonoit glycosit là rutin (5), apigenin 6-neohesperidose (6), kaempferol 3-
robinobioside (7) và kaempferol 3-rutinoside (8) từ cây Trâu cổ. Các hợp
chất này được đánh giá hoạt tính chống oxi hóa. Ket quả cho thấy hợp chất
5 thể hiện hoạt tính chống oxi hóa mạnh nhất khi đánh giá khả năng thu dọn
gốc tự do DPPH và superoxit [4],
r2
5: R]~H, R2=OH, R3= 0-a-L-rhamnopyranosyl-(l— >6)-ß-D-glucopyranoside 6: R^O-a-L-rhamnopyranosyl-fl— >6)-ß-D-
glucopyranoside, R2= R3= H 7: R1=R2=H, R3= 0-a-L-rhamnopyranosyl-(l—>6)-ß-D-galactopyranoside 8: R1=R2=H, R3=
0-a-L-rhamnopyranosyl-(l— >6)-ß-D-glucopyranoside
Mới đây, một dẫn xuất benzofuran glucosit mói là pumiloside (9),
cùng vói các hợp chất flavonoit glycosit đã biết kaempferol 3-ớ-rutinoside
(8), rutin (5), afzelin, asữagalin, quercitrin, isoquercitrin và kaempferol 3-0-
sophoroside cũng được phân lập và xác định cấu trúc từ loài này.
Một hợp chất norisoprenoit mái là 3,9-dihydroxy dihydro
actinidiolide (10) cùng với 11 hợp chất megastigman đã biết
là 3a-hydroxy-5,6-epoxy-7~ megastìmen-9-one (11),
dehydrovomifoliol (12), 3,9-dihydroxy-5,7~
megastigmadien-4-one (13), 9,10-dihydrox~y-
457~megastigmadien~3~one (14), 8,9-dihydro-8,9-
1
4
dihydroxymegastigmatxienone (15), (6i?,9S)-3-oxo-a-ionol
(16), blumenol A (17), (E)~3-oxo-retro-a-ionol (18),
(62?,92?)~3-oxo~a~ionol-ß- D-glucopyranoside (19),
roseoside (20), (Zs)-4~[3’-0ff-D~glucopyranosyloxy)~
och3
butylídene]~3,5,5-trímethyl-2-cyclohexen-l-one (21) tiếp
tục được công bố từ loài
9 này. Trong đó 12 và 18 thể hiện
hoạt tính gây độc tể bào ung thư yếu trên các dòng tế bào
Hela, MCF-7 và A549 [5].
1
5
r-OH
20 O^A-'OH ^ 21
OH
1.2. Giới thiệu 11 12
về lóp chất
flavonoid [6,7]
1.2.1. Giới
thiệu chung
Các
flavonoid là
lớp chất phổ
biến trong
thực vật.
Chúng là 4’
hợp chất
được cấu tạo
gồm hai
1
6
vòng benzen
A, B được
kết nối bởi 1
dị vòng c với
khung các
bon C6-C3-
C6.
Các
flavonoid là
dẫn xuất của 2 -
phenyl chroman
(flavan).
2’
3’
Flavan (2- phenyl
chroman )
1
7
1
8
Các
ílavonoid có ở
trong tất cả các
bộ phận của
cây, bao gồm
quả, phấn, hoa,
rễ... Một số
ílavonoid có
hoạt tính sinh
học thể hiện ở
khả năng chống
oxi hóa.
1.2.2.
C
á
c
n
h
ó
m
ý
ỉ
a
v
u
n
u
1
9
i
d
+
F
l
a
v
o
n
v
à
ý
ĩ
a
v
o
n
o
l
Nhóm
ílavon và
ílavonol chỉ
khác nhau ở vị
trí cacbon số 3.
Công thức cấu
2
0