Đang tải... (xem toàn văn)
Ly trích hoạt chất limonoid từ lá cây neem trồng ở Ninh Thuận Luận án tiến sĩ của Nguyễn Thị Ý Nhi trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên TP HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ Ý NHI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LIMONOID CỦA LÁ CÂY NEEM AZADIRACHTA INDICA A. JUSS TRỒNG Ở NINH THUẬN Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 62 44 27 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-2012 1 MỞ ĐẦU Họ Xoan (Meliaceae) có khoảng 50 chi với khoảng 550 loài, trong đó chi Azadirachta là một chi thuộc họ này, nó có ba loài là A. indica, A. excelsa và A. siamensis. A. indica là một loài được biết đến nhiều nhất trong chi với tên thường gọi là cây neem (neem Ấn Độ). Hai loài còn lại thường thấy ở khu vực Đông Nam Á là A.excelsa hay còn gọi là marrango (cây neem Philippine) và A. siamensis (cây neem Thái). Ở Việt Nam hiện nay, cây neem được trồng đại trà ở các vùng ven biển miền Trung, đặc biệt nhiều nhất ở huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận. Cây neem từ lâu đã xuất hiện trong nhiều bài thuốc dân gian, được xem là loại thảo dược quen thuộc trong y học cổ truyền với những công dụng trị liệu hết sức thiết thực như trị ho, sốt rét, da liễu, viêm loét, tiểu đường…Ngoài ra, người ta còn quan tâm đến những hợp chất có hoạt tính tiêu diệt sâu bệnh, bảo vệ mùa màng, dùng lá neem khô trộn lẫn với hạt để chống sâu mọt… Việc nghiên cứu thành phần hóa học cây neem đã bắt đầu từ rất lâu, cho đến nay, người ta đã cô lập được hàng trăm hợp chất từ cây neem với thành phần chủ yếu là các tetranortriterpenoid hay còn gọi là các limonoid. Các hợp chất limonoid là những hợp chất chính gây nên tính đắng trong các bộ phận của cây neem, trong đó bộ phận hạt là đắng nhất. Với tinh thần mong muốn góp phần tìm hiểu mối liên hệ giữa thành phần hóa học và dược tính của cây neem thuộc chi Azadirachta, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ly trích các hoạt chất limonoid từ lá cây neem trồng ở Ninh Thuận và khảo sát khả năng ức chế enzym α-glucosidase của các cao trích và các hợp chất cô lập được. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Trong phần cô lập các hợp chất limonoid tinh khiết từ cao etyl acetat của lá cây neem trồng ở Ninh Thuận, chúng tôi đã cô lập được 20 hợp chất limonoid, trong đó có 16 hợp chất mới gồm 12 hợp chất tetranortriterpenoid là NEEM 39, NEEM 33, NEEM 31, NEEM 25, NEEM 3, NEEM 19, NEEM 20, 2 NEEM 22, NEEM 1, NEEM17, NEEM 4, NEEM 30 và 4 hợp chất pentanortriterpenoid là NEEM 35, NEEM 14, NEEM 28 và NEEM 34. Kết quả thử hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase trên 17 hợp chất limonoid tinh khiết cho thấy đa số các hợp chất limonoid có hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase với giá trị IC 50 <100 µM, thấp hơn giá trị tương ứng của chất đối chứng dương khá nhiều. BỐ CỤC LUẬN ÁN Luận án gồm 138 trang với 4 chương, 20 bảng, 13 sơ đồ, 63 hình, 106 tài liệu tham khảo và 156 phụ lục các phổ. Trong đó, mở đầu 1 trang, tổng quan 38 trang, thực nghiệm 11 trang, kết quả và thảo luận 73 trang, kết luận 2 trang, kiến nghị 1 trang, danh mục công trình 1 trang, tài liệu tham khảo 11 trang. NỘI DUNG LUẬN ÁN Chƣơng 1. TỔNG QUAN - Tổng hợp các tài liệu nghiên cứu về thành phần hóa học và dược tính của loài Azadirachta indica của các tác giả trong và ngoài nước. - Trình bày ngắn gọn các quá trình sinh tổng hợp các limonoid trong Azadirachta indica - Trình bày sơ lược về bệnh đái tháo đường. Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 2.1.1. Nguyên liệu Lá cây neem được thu hái tại xã Phước Dinh, huyện Ninh Phước, Tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam vào tháng 03/2006. 2.1.2. Hóa chất và thiết bị Trong phần này, chúng tôi trình bày ngắn gọn về các hóa chất và thiết bị sử dụng trong phần thực nghiệm của luận án. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Điều chế các loại cao 3 Lá neem được sấy khô, xay nhỏ, và ngâm với dung môi metanol, thu được cao thô metanol. Phần cao thô metanol tiếp tục được hòa tan bằng nước sau đó lần lượt trích lỏng-lỏng với các dung môi eter dầu hỏa, etyl acetat và n- butanol. Dịch trích eter dầu hỏa, etyl acetat và n-butanol được làm khan, cô quay dưới áp suất kém, thu hồi dung môi thu được các cao tương ứng. 2.2.2. Trích ly, cô lập các hợp chất limonoid Việc trích ly và cô lập được thực hiện bằng sắc ký cột cổ điển với silica gel pha thường hoặc pha đảo RP-18 kết hợp với sắc ký bản mỏng. Sử dụng kỹ thuật kết tinh để tinh chế các chất. Trong một số trường hợp, sắc ký lỏng điều chế hiệu năng cao cũng được sử dụng. 2.2.3. Xác định cấu trúc Việc xác định cấu trúc được thực hiện bằng các phương pháp phổ nghiệm như 1 H-NMR, 13 C-NMR, HSQC, HMBC, COSY, NOESY, LC-MS, HR-ESI- MS và so sánh với số liệu phổ từ tài liệu tham khảo. 2.2.4. Thử nghiệm hoạt tính ức chế enzym -glucosidase Hoạt tính ức chế enzym -glucosidase in vitro được tiến hành theo phương pháp của Sigma Aldrich. 96 Để khảo sát hoạt tính ức chế -glucosidase từ Saccharomyces cerevisae, p- - - - - - p- α-D-glucose. Xác định lượng p-nitrophenol sinh ra bằng cách đo độ hấp thu quang tại bước sóng 400 nm. Lượng glucose sinh ra tỷ lệ thuận với PNP, vì vậy, dựa trên độ hấp thu của PNP ở bước sóng 400 nm để xác định lượng glucose sinh ra. Khi mẫu thử nghiệm có sự ức chế α- glucosidase thì hàm lượng PNP tạo thành sẽ giảm. So sánh hàm lượng glucose sinh ra giữa mẫu có ức chế và mẫu không có ức chế để xác định % ức chế. Xây dựng đường biểu diễn giữa % ức chế và nồng độ chất ức chế để xác định chỉ số IC 50 . CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học 4 Từ cao etyl acetat, chúng tôi đã cô lập và xác định được 20 hợp chất triterpenoid, trong đó có 16 hợp chất được xác định là mới. Do khuôn khổ có hạn, chúng tôi xin chỉ trình bày phần biện luận cấu trúc các hợp chất mới. 3.1.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 39 Hợp chất NEEM 39 có dạng bột vô định hình, không màu. Khối phổ phân giải cao HR-ESI-MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 543,3292 [M+H 2 O+Na ] + tương ứng với công thức phân tử C 30 H 46 O 6 (M 502,3294). Phổ 1 H- và 13 C-NMR của NEEM 39 (bảng 3.3) cho thấy NEEM 39 là một limonoid với sự hiện diện của hai nhóm acetyl ở C-1 và C-7, một nhóm OH tự do ở C-3 và nhánh vòng tetrahydrofuran trên C-17. Phổ NMR của NEEM 39 không cho thấy tín hiệu của nhóm CH 2 oxygen hóa ở C-28, điều này phù hợp với việc C-28 trong NEEM 39 xuất hiện là nhóm CH 3 . Kết hợp phổ 1 H-, 13 C-, DEPT-NMR, COSY, HSQC và HMBC, cấu trúc hợp chất NEEM 39 được xác định và gọi tên là azadirachtolid G. Hóa lập thể của NEEM 39 được xác định qua phổ NOESY (Hình 3.4). HMBC O O O HO C O CH 3 CH 3 C O H-H COSY O CH 3 H O OH CH 3 CH 3 H H OAc CH 3 CH 3 H H H C C CH 2 CH 3 O H H H 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 17 18 19 20 21 22 28 29 30 Hình 3.3. Một số tương quan trong phổ HMBC Hình 3.4. Một số tương quan trong và COSY của hợp chất NEEM 39 phổ NOESY của NEEM 39 3.1.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 33 Hợp chất NEEM 33 có dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 + 110,0 (c 0,36; MeOH). Nhiệt độ nóng chảy là 170-174 o C. Khối phổ phân giải cao HR-ESI-MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 515,3405 [M+H] + tương ứng với công thức phân tử C 31 H 46 O 6 . Phổ 1 H- và 13 C- NMR của NEEM 33 (bảng 3.3) cho thấy NEEM 33 cũng là một limonoid với sự hiện diện của một nhóm senecioyloxy ở C-1, hai nhóm OH tự do ở C-3 và C-7 và nhánh vòng tetrahydrofuran trên C-17. Cấu trúc của hợp chất NEEM 5 33 được đề nghị là 3-desacetyldeoxyazadirachtolid. Hóa học lập thể của hợp chất NEEM 33 được xác định qua phổ NEOSY (hình 3.6). O OH O HO O O HMBC H-H COSY O O H H OH OSen CH 3 CH 3 H H OH CH 3 CH 3 H H H H H H H 1 3 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 17 20 18 19 21 22 28 29 30 Hình 3.5. Một số tương quan trong phổ HMBC Hình 3.6. Một số tương quan trong và COSY của hợp chất NEEM 33 phổ NOESY của NEEM 33 Bảng 3.3. Số liệu phổ 1 H-NMR của hợp chất NEEM 39, NEEM 33 và NEEM 31 (Ghi chú: Sen: senecioyl, Meth: Methacryloyl) 6 3.1.3. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 31 Hợp chất NEEM 31 có dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 + 132,5 (c 0,35; MeOH). Khối phổ phân giải cao HR-ESI- MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 543,3344 [M+H] + tương ứng với công thức phân tử C 32 H 46 O 7 . Phổ 1 H- và 13 C-NMR cho thấy hợp chất NEEM 31 cũng là một limonoid với sự hiện diện của liên kết eter giữa C-6 với C-28, một nhóm OH tự do ở C-1, nhóm acetyl ở C-3, một nhóm methacryloyloxy ở C-7 và nhánh vòng tetrahydrofuran trên C-17. Cấu trúc hợp chất NEEM 31 được xác định và gọi tên 1-desenecioyl-7-O- methacryloyldeoxyazadirachtolid. Hóa học lập thể của hợp chất NEEM 31 được xác định qua phổ NOESY ( hình 3.8). O O H H O OH CH 3 CH 3 H H AcO CH 3 CH 3 H H H H H H C O C CH 3 CH 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 28 29 30 Hình 3.8.Một số tương quan trong phổ NOESY của NEEM 31 Bảng 3.4. Số liệu phổ 13 C-NMR của hợp chất NEEM 39, NEEM 33 và NEEM 31 (Ghi chú: Sen: senecioyl, Meth: Methacryloyl) 7 3.1.4. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 25 Hợp chất NEEM 25 t hu được dưới dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 -359,4 (c 0,22; MeOH). Nhiệt độ nóng chảy 168,0-171,0 o C Khối phổ phân giải cao (+)-HR-ESI-MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 529,3210 [M+H] + tương ứng với công thức phân tử C 31 H 44 O 7 . Phổ 1 H- và 13 C- NMR (bảng 3.6) cho thấy NEEM 25 cũng là một limonoid có sự hiện diện một liên kết eter giữa C-6 và C-28, một nhóm senecioyl ở C-1, hai nhóm OH tự do ở C-3 và C-7 và một nhánh vòng lacton trên C-17. Cấu trúc của hợp chất NEEM 25 được xác định là 3-deacetylazadirachtolid. Hóa lập thể của hợp chất NEEM 25 cũng được xác định qua phổ NOESY ( hình 3.11). HO O O OH O O O HMBC H-H COSY O O H H OH OSen CH 3 CH 3 H H OH CH 3 CH 3 H H H H H H O H 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 28 29 30 Hình 3.10. Một số tương quan trong phổ Hình 3.11. Một số tương quan trong HMBC và COSY của hợp chất NEEM 25 phổ NOESY của NEEM 25 3.1.5. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 3 Hợp chất NEEM 3 được cô lập dưới dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 -284,5 (c 0,4; MeOH). Nhiệt độ nóng chảy 262,5-264,0 o C. Khối phổ phân giải cao (+)-HR-ESI-MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 557,30931 [M+H] + tương ứng với công thức phân tử C 32 H 44 O 8 . Phổ 1 H- và 13 C-NMR (bảng 3.6) cho thấy NEEM 3 là một limonoid với sự hiện diện của liên kết eter giữa C-6 với C-28, một nhóm acetyl ở C-3, nhóm methacryloyl ở C-7 và nhánh vòng lacton trên C-17. Cấu trúc của hợp chất NEEM 3 được xác định là 1-desenecioyl-7-O- methacryloylazadirachtolid. Hóa lập thể của hợp chất NEEM 25 được xác định qua phổ NOESY (hình 3.13). O O H H O OH CH 3 CH 3 H H AcO CH 3 CH 3 H H H H H H C O C CH 3 CH 2 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 28 29 30 Hình 3.13. Một số tương quan trong phổ NOESY của NEEM 3 8 Bảng 3.6. Số liệu phổ NMR của hợp chất NEEM 25 và NEEM 3 (Ghi chú: Sen: senecioyl; Meth: methacyoyl, Ac: acetyl) 3.1.6. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 19 Hợp chất NEEM 19 có dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 - 39,0 (c 0,4; MeOH). Nhiệt độ nóng chảy: 221,0 - 223,0 o C. Khối phổ phân giải cao (+)-HR-ESI-MS cho mũi ion giả phân tử ở m/z 573,3455 [M+H] + tương ứng với công thức phân tử C 33 H 48 O 8 . Trên phổ NMR cho thấy hợp chất NEEM 19 cũng là một limonoid tự nhiên với sự hiện diện 9 của một nhóm acetyl ở C-3, nhóm methacryloyl ở C-7, một liên kết eter giữa C-6 với C-28 và một nhóm hydroxyl tự do ở C-1. Sự hiện diện của nhóm metoxy ở vị trí C-23 trong NEEM 19 được xác định qua tương quan HMBC của proton ở H 3,31 (s, 23-OCH 3 ) tới C-23 và proton ở H 4,91 (d, J = 5,0 Hz, H-23) tới 23-OCH 3 (hình 3.14). Hợp chất NEEM 19 vì thế được xác định là 23-metoxy-1-desenecioyl-7-O-methacryloyldeoxyazadirachtolid. Cấu hình tương đối của các tâm thủ tính trong hợp chất NEEM 19 được xác định qua phổ NOESY (hình 3.15). O OH AcO O OCH 3 O C C O CH 2 CH 3 HMBC H-H COSY O O H H O OH CH 3 CH 3 H H AcO CH 3 CH 3 H H H H H H C O C CH 3 CH 2 OCH 3 H Hình 3.14. Một số tương quan trong phổ Hình 3.15. Một số tương quan trong HMBC và COSY của hợp chất NEEM 19 phổ NOESY của NEEM 19 3.1.7. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 20 Hợp chất NEEM 20 có dạng tinh thể hình kim, không màu. [α] D 25 + 80,0 (c 0,35; MeOH). Nhiệt độ nóng chảy: 221,0 - 223,0 o C. Phổ (+)-HR-ESI-MS cho tín hiệu ở m/z 587,3604 [M+H] + cho thấy NEEM 20 có công thức phân tử C 34 H 51 O 8 . Phổ 1 H- và 13 C-NMR (bảng 3.7 và 3.8) cho thấy hợp chất NEEM 20 có nhiều điểm giống với hợp chất NEEM 19 ở trên. Sự khác biệt được nhìn thấy là sự biến mất của các tín hiệu của nhóm methacryloyloxy ở vị trí C-7, thay vào đó là nhóm senecioyloxy. Cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 20 được xác định là 23-metoxy-1- desenecioyl-7-O- senecioyldeoxyazadirachtolid. Cấu hình tương đối của các tâm thủ tính trong hợp chất NEEM 20 được xác định qua phổ NOESY (hình 3.17). O O H H O OH CH 3 CH 3 H H AcO CH 3 CH 3 H H H H H H C OCH 3 CH 3 CH 3 H O Hình 3.17. Một số tương quan trong phổ NOESY của NEEM 20 [...]... thành phần hóa học của cây neem trồng ở Việt Nam sẽ giúp các nhà khoa học có cái nhìn rõ hơn về loài cây này Qua việc nghiên cứu thành phần hóa học của lá cây neem thu hái ở Ninh Thuận, chúng tôi đã tiến hành ly trích hoạt chất limonoid từ cao etyl acetat, thu được 20 hợp chất triterpen tinh khiết, trong đó có một hợp chất là protolimnoid, 15 hợp chất là tetranortriterpenoid và 4 hợp chất pentanortriterpenoid... của hợp chất NEEM 28 H OH OH OCH3 H OH OH H H HO H H H O H OH O H H OCH3 Hình 3.32 Tương quan NOESY của hợp chất NEEM 28 Phổ HR-ESI-MS xác định hợp chất NEEM 28 có công thức phân tử C28H41O11 từ mũi ion giả phân tử ở m/z 553,2699 [M+H]+ Phổ 1H- và 13 C- NMR (bảng 3.13) của hợp chất NEEM 28 cho thấy NEEM 28 cũng là một 15 limonoid mở vòng C tương tự như hợp chất NEEM 30, trong đó nhóm metyl ester ở C-28... acetat và trên các hợp chất tinh khiết đã cô lập được - Thử nghiệm một số hoạt tính sinh học trên các hợp chất tinh khiết như hoạt tính hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, hoạt tính kháng ung thư… 24 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC 1 NGUYỄN THỊ Ý NHI, TRẦN LÊ QUAN, TRẦN KIM QUI, Cô lập một số hợp chất limonoid từ lá cây neem Azadirachta indica A.Juss, họ xoan (Meliaceae) trồng ở Ninh Thuận Tạp chí Hóa học,... α-glucosidase, ngay cả ở nồng độ thấp, với các chỉ số IC50 (IC50 . hợp chất limonoid, trong đó có 16 hợp chất mới gồm 12 hợp chất tetranortriterpenoid là NEEM 39, NEEM 33, NEEM 31, NEEM 25, NEEM 3, NEEM 19, NEEM 20, 2 NEEM 22, NEEM 1, NEEM1 7, NEEM 4, NEEM. và COSY của hợp chất NEEM 17 của hợp chất NEEM 17 Bảng 3.10. Số liệu phổ NMR của hợp chất NEEM 1 và NEEM 17 3.1.11. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất NEEM 4 Hợp chất NEEM 4 có dạng tinh. hệ giữa thành phần hóa học và dược tính của cây neem thuộc chi Azadirachta, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ly trích các hoạt chất limonoid từ lá cây neem trồng ở Ninh Thuận và khảo sát khả năng