- 1 - Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học Vinh ----------------&-------------- Trịnh Xuân thuỷ Góp phần nghiên cứu thành phần hoá học của cây lá lốt (Piper lolot C.DC) ở Nghệ An Luận văn thạc sĩ hoá học vinh- 2006 - 2 - Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng là ngời thầy đã giao đề tài và tạo mọi điều kiện tốt nhất, giúp đỡ tôi từng bớc trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ThS.NCS Trần Đình Thắng đã tạo mọi điều kiện, chỉ bảo giúp đỡ trong thời gian học tập và làm thực nghiệm tại phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá Hữu Cơ - ĐH Vinh. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn: PGS.TS Hoàng Văn Lựu PCN Khoa Hoá - ĐH Vinh đã đóng góp nhiều ý kiến. PGS.TS Vũ Xuân Phơng, Trởng phòng thực vật, Viện sinh thái tài nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp định danh tên thực vật. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, CB Khoa Hoá, các bạn trong lớp, gia đình và ngời thân đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 20/12/2006 Trịnh Xuân Thuỷ Mục lục Trang phụ bìa . Lời cảm ơn . Mục lục Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt . Danh mục các bảng, sơ đồ, hình vẽ và phổ Mở đầu . Trang 1 - 3 - Chơng I TổNG QUAN . Trang 3 1.1. Chi Piper . Trang 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật Trang 3 1.1.2. Thành phần hoá học và hoạt tính sinh học . Trang 8 1.1.2.1 Các hợp chất alkaloit Trang 8 1.1.2.2. Hợp chất propenylphenol . Trang 15 1.1.2.3. Các hợp chất lignan Trang 18 1.1.2.4. Các hợp chất neolignan Trang 20 1.1.2.5. Các hợp chất terpen Trang 23 1.1.2.6. Các hợp chất steroit Trang 25 1.1.2.7. Các hợp chất kawapyron Trang 27 1.1.2.8. Các hợp chất chalcon và dihydrochalcon . Trang 29 1.1.2.9. Các hợp chất flavon Trang 31 1.1.2.10. Hợp chất flavanon Trang 34 1.1.2.11. Các hợp chất khác Trang 34 1.1.2.12. Kết luận Trang 37 1.1.3. ứng dụng . Trang 37 1.2. Cây lá lốt (Piper lolot C.DC) . Trang 41 1.2.1. Thực vật học . Trang 41 1.2.2. Thành phần hoá học Trang 42 1.2.3. Sử dụng Trang 45 Chơng II Phơng pháp nghiên cứu . Trang 45 2.1. Phơng pháp lấy mẫu . Trang 45 2.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các chất Trang 45 2.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất . Trang 45 Chơng III Thực nghiệm . Trang 47 3.1. Thiết bị và phơng pháp nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu từ phần trên mặt đất của cây lá lốt (Piper lolot C.DC) . Trang 47 3.1.1. Hoá chất . Trang 47 3.1.2. Dụng cụ và thiết bị máy móc . Trang 47 3.1.3. Nguyên liệu thực vật Trang 47 3.1.4. Cách tiến hành Trang 48 3.1.5. Xác định thành phần hoá học tinh dầu Lá lốt Trang 48 3.2. Thiết bị và phơng pháp phân lập xác định cấu trúc một số hợp chất từ phần trên mặt đất cây lá lốt . Trang 48 3.2.1. Hoá chất . Trang 48 3.2.2. Dụng cụ và thiết bị Trang 49 3.2.3. Nghiên cứu các hợp chất từ cây lá lốt Trang 49 3.2.4.1. Phơng pháp tiến hành sắc ký cao n-butanol . Trang 53 - 4 - 3.2.4.2. Phơng pháp tiến hành sắc ký cao cloroform Trang 55 3.2.5. Xác định cấu trúc Trang 56 Chơng IV Kết quả và thảo luận . Trang 57 4.1. Kết quả thành phần hoá học tinh dầu cây Lá lốt Trang 57 4. 2. Kết quả phân lập các hợp chất cây Lá lốt Trang 59 4.2.1. Hợp chất A Trang 59 4.2.2 Hợp chất B Trang 60 Kết luận chung . Trang 66 Tài liệu tham khảo . Trang 76 danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt 1 H- NMR (MHz, dung môi đo) Phổ cộng hởng từ hạt nhân proton 13 C- NMR (MHz, dung môi đo) Phổ cộng hởng từ hạt nhân cacbon 13 - 5 - DEPT Phổ cộng hởng từ hạt nhân một chiều HMBC Heteronuclear Multibond Correlation Phổ cộng hởng từ hạt nhân hai chiều (Phổ t- ơng quan đa kết dị hạt nhân) HSQC Heteronuclear Selected Quantum Coherence Phổ cộng hởng từ hạt nhân hai chiều (Phổ t- ơng quan dị hạt nhân) COSY Correlation Spectroscopy Phổ cộng hởng từ hạt nhân hai chiều (Phổ t- ơng quan proton- proton) EI- MS (70 eV) Electron Impact- Mass- Spectroscopy Phổ khối va chạm electron ở 70eV MS Mass- Spectroscopy Phổ khối lợng s singulet br s singulet tù d dublet dd dublet của dublet dt dublet của triplet dm multiplet q quarlet dq dublet của quarlet t triplet td triplet của dublet TMS Tretramethylsilan DMSO Dimetylsulfoxid J (Hz) Hằng số tơng tác (ppm) Độ dịch chuyển hoá học Đ.n.c. Điểm nóng chảy SKC Sắc ký cột SKLMĐC Sắc ký lớp mỏng điều chế - 6 - Danh mục các bảng, sơ đồ, hình vẽ và phổ - 7 - Bảng 1. Những loài Piper (Họ Hồ tiêu) có mặt ở Việt Nam Trang 4 Bảng 2. Một số hợp chất ankaloit đợc tách ra từ một số loài Piper . Trang 12 Bảng 3. Những hợp chất propenylphenol đã đợc tách ra từ các loài Piper . Trang 16 Bảng 4. Một số hợp chất lignan đợc tách ra từ các loài Piper Trang 19 Bảng 5 Một số hợp chất neolignan đợc tách từ các loài Piper . Trang 22 Bảng 6 Một số hợp chất terpen đợc tách ra từ các loài Piper Trang 24 Bảng 7 Một số hợp chất steroit đợc tách ra từ các loài Piper Trang 26 Bảng 8 Một số hợp chất kawapyron đợc tách từ các loài Piper Trang 29 Bảng 9 Một số hợp chất chalcon và dihydrochalcon đợc tách ra từ loài Piper Trang 31 Bảng 10 Một số flavon đợc tách chủ yếu từ loài P. nigrum Trang 33 Bảng11 Một số hợp chất khác đợc tách ra từ loài Piper Trang 34 Bảng 12 Số liệu của quá trình chạy sắc ký cột cao n-butanol Trang 54 Bảng 13 Số liệu của quá trình sắc ký bản mỏng các phân đoạn của cao n-butanol . Trang 54 Bảng 14 Số liệu của quá trình chạy sắc ký cột cao cloroforom Trang 55 Bảng 15 Kết quả xác định hàm lợng tinh dầu của mẫu TDLL Trang 57 Bảng 16 Thành phần hoá học và hàm lợng % của các hợp chất trong tinh dầu phần trên mặt đất cây Lá lốt . Trang 57 - 8 - Hình 1 ảnh của cây Lá lốt . Trang 41 Hình 2 Bộ dụng cụ chng cất tinh dầu . Trang 47 Hình 3 Máy quay cất chân không Trang 52 Sơ đồ 1 Sơ đồ phân lập các thành phần hoá học từ phần trên mặt đất cây lá lốt (Piper lolot C.DC) Trang 51 Bảng 17 Số liệu phổ 13 C NMR của hợp chất A . Trang 60 Bảng 18 Số liệu phổ 13 C NMR của hợp chất B Trang 63 Hình 4 Phổ 1 H NMR của hợp chất A (Populnin) Trang 67 Hình 5 Phổ 13 C- NMR của hợp chất A (Populnin) . Trang 68 Hình 6 Phổ COSY của hợp chất A (Populnin) . Trang 69 Hình 7 Phổ DEPT của hợp chất A (Populnin) Trang 70 Hình 8 Phổ HMBC của hợp chất A (Populnin) Trang 71 Hình 9 Phổ HSQC của hợp chất A (Populnin) . Trang 72 Hình 10 Phổ EI MS của hợp chất B (-sitosterol- 3- O-- D- glucopyranozit) Trang 73 Hình 11 Phổ 1 H- NMR của hợp chất B (- sitosterol- 3- O-- D- glucopyranozit) . Trang 74 Hình 12 Phổ 13 C- NMR của hợp chất B (- sitosterol- 3- O-- D- glucopyranozit) . Trang 75 - 9 - Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng trong đời sống con ngời. Chúng đợc dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, và làm nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm . Từ thực vật, nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng, các nhà khoa học đã tìm ra nhiều loại thuốc mới, có hoạt tính cao, chữa đợc nhiều bệnh, kể cả những bệnh hiểm nghèo [40]. Có nhiều loại thuốc hoàn toàn phải dựa vào thiên nhiên, vì bằng con đờng tổng hợp hoá học không thành công hoặc thành công nhng giá thành rất cao. Từ những hợp chất thiên nhiên, ngời ta đã biến đổi cấu trúc hoá học để tạo ra những hoạt chất mới có nhiều tính u việt hơn. Ngày nay công nghiệp tổng hợp hữu cơ phát triển rất mạnh, nhng thảo dợc vẫn đợc coi là nguồn nguyên liệu vô cùng quan trọng không thể thiếu đợc. Chúng là nguồn nguyên liệu trực tiếp hay gián tiếp cung cấp chất dẫn đờng cho việc tìm kiếm các biệt dợc mới. Theo số liệu thống kê của tổ chức Y tế thế giới (WHO), có khoảng 80% các loại thuốc đang đợc lu hành hiện nay hoặc đang giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên trong đó chủ yếu là từ cây thuốc [ 41]. Hệ thực vật Việt Nam rất phong phú và đa dạng, hiện nay đã biết đợc 10.386 loài thực vật bậc cao, dự đoán có thể tới 12.000 loài, trong đó cây làm thuốc chiếm khoảng 26-30% [13]. Phần lớn cây đợc dùng làm thuốc của nớc ta phân bố ở vùng rừng núi, nơi mà nguồn tài nguyên đang đứng trớc nguy cơ bị suy giảm nghiêm trọng về số lợng và tính đa dạng sinh học do bị khai thác quá mức hay bị xói mòn . Chi Piper là một chi quan trọng về kinh tế và sinh thái học trong họ Hồ tiêu (Piperaceae) bao gồm hơn 1200 loài cây bụi, thân thảo và cây dây leo, nhiều loài trong số đó là những loài cơ bản trong sinh trởng nguyên thuỷ của chúng. Chi này chứa các loài thích hợp cho việc nghiên cứu lịch sử tự nhiên, hợp chất thiên nhiên, - 10 - sinh thái cộng đồng và sinh học tiến hoá. Sự đa dạng của chi Piper giành đợc sự quan tâm trong nghiên cứu và tìm hiểu sự tiến hoá của thực vật. Các loài thuộc chi Piper phân bố rộng rãi khắp vùng nhiệt đới và là loài thực vật phổ biến nhất trong các tầng thấp của các vùng đất thấp, cũng có thể có mặt tại các khoảng trống và các cao độ khác nhau. Chi Piper là chi mẫu cho các nghiên cứu trong sinh thái học và sinh học tiến hoá. Sự đa dạng và tầm quan trọng sinh thái này làm cho nó là ứng cử viên sáng giá trong các nghiên cứu thuộc lĩnh vực trên. Cây lá lốt (Piper lolot C.DC) là loài đặc hữu phổ biến ở các nớc Việt Nam, Lào, Campuchia và đợc dùng làm gia vị, thuốc trị đau xơng, thấp khớp, tê thấp, đổ mồ hôi tay, chân, đi ngoài . nhng cha đợc nghiên cứu nhiều về thành phần hoá học. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài Góp phần nghiên cứu thành phần hoá học cây lá lốt (Piper lolot C.DC) ở Nghệ An từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của cây lá lốt và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành dợc liệu, hơng liệu. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chng cất lôi cuốn hơi nớc thu tinh dầu - Xác định thành phần hoá học của tinh dầu - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất của cây lá lốt - Sử dụng các phơng pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn để phân lập các hợp chất - Sử dụng các phơng pháp phổ để xác định cấu trúc các hợp chất thu đợc 3. Đối tợng nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu là phần trên mặt đất của cây lá lốt (Piper lolot C.DC) thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae) ở Nghệ An. Chơng . chân, đi ngoài . nhng cha đ c nghiên c u nhiều về thành phần hoá h c. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài Góp phần nghiên c u thành phần hoá h c c y lá. h c c y lá lốt (Piper lolot C. DC) ở Nghệ An từ đó góp phần x c định thành phần hoá h c c a c y lá lốt và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành d c liệu, hơng