Lời cảm ơn Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hoá hữu cơ - khoa Hoá Trờng Đại học Vinh, Viện Hoá học Trung tâm khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn: - PGS. TS. Lê Văn Hạc đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. - GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng Trờng Đại học KHTN, ĐHQG Hà Nội đã thẩm định và đánh giá kết quả. - TS. Hoàng Văn Lựu đã đóng góp nhiều ý kiến quý giá. - ThS. Ngô Xuân Lơng đã giúp đỡ trong quá trình làm luận văn. - ThS. Trần Đình Thắng đã giúp đỡ trong quá trình làm luận văn. Nhân đây tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô, cán bộ khoa Hoá, các bạn đồng nghiệp, gia đình và ngời thân đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày tháng 4 năm 2004 Lê Hoàng Tùng 1 Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài: Nhiều loại cây cỏ xung quanh ta, tởng nh rất bình thờng và phổ biến nhng lại chứa những hợp chất có hoạt tính sinh học, mang lại giá trị kinh tế cao. Việt Nam đất nớc ta, nằm ở vùng trung tâm Đông Nam Châu á có khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có lợng ma và nhiệt độ trung bình tơng đối cao. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng, ẩm đã cho rừng Việt Nam một hệ thực vật đa dạng và phong phú. Hiện nay theo con số thống kê cha đầy đủ về hệ thực vật cho thấy có trên 10.000 loài. Trong đó có khoảng trên 3.200 loài cây thuốc, đợc sử dụng trong y học dân tộc và trên 600 loài cho tinh dầu. Việc tiến hành nghiên cứu hoạt tính sinh học, cũng nh nghiên cứu thành phần hoá học của các loại cây cỏ trong hệ thực vật ở nớc ta, suốt nhiều thập niên qua còn có nhiều hạn chế và thiếu sót, cha đáp ứng đợc những yêu cầu đặt ra đó là: Điều tra tài nguyên, định hớng sử dụng, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật một cách khoa học và hợp lý. Trớc đây, trên thế giới các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và đang đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của con ngời. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học này, đợc dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dợc phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹ phẩm Trong đó thảo d ợc đóng một vai trò hết sức quan trọng để sản xuất dợc phẩm, nó là nguồn nguyên liệu trực tiếp, hoặc là những chất dẫn đờng để tìm kiếm các loại biệt dợc mới. Ngày nay, trớc sự phát triển và lớn mạnh hàng ngày, hàng giờ của ngành sinh học phân tử. Các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên. Theo các số liệu thống kê cho thấy rằng có khoảng trên 60% các loại thuốc đang đợc lu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên. Họ Trám, ở Việt Nam có các loài thuộc chi Canarium cho nhựa trực tiếp và cho tinh dầu quí, các loài cho dầu béo nh Proteum serratium Engl. 2 Các cây họ Trám mọc hoang và đợc trồng nhiều ở Việt Nam, nhất là mọc hoang trong rừng núi miền Bắc, miền Trung mà đại diện là cây trám đen, còn gọi là cây bùi vì quả ăn rất bùi, khi quả chín có màu tím thẫm và cây trám trắng (Canarium album (Lour.) Raensch) có vỏ màu xanh lục. Cả hai loại cây đều cao to hàng chục mét. Quả của nó có tác dụng phòng chữa một số bệnh hay xẩy ra vào mùa Đông hanh khô, lạnh lẽo, đặc biệt thích hợp cho đồng bào miền núi, vùng sâu vùng xa. Ngoài ra quả trám còn dùng làm thức ăn. Theo Tây Y, cùi trám có thành phần gồm: Chất đạm, chất béo, đờng, một số vitamin (đáng chú ý là vitamin C), các chất khoáng nh: can xi, phốt pho, kali, magiê, sắt , kẽm Tại Nghệ An hiện nay, ở vùng Thanh Cát-Thanh Chơng, các loại cây trám có giá trị kinh tế cao nh: trám trắng, trám đen đợc trồng tập trung lại thành vờn rừng, đồi rừng trong chuyển dịch cơ cấu cây trồng, thuộc dự án 327 nhằm góp phần xoá đói giảm nghèo. Mặc dù, các cây họ Trám (Burseraceae) có giá trị kinh tế cao, cũng nh có các hoạt tính sinh học quí, đợc sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc nghiên cứu về thành phần hoá học của nó cha đợc đề cập nhiều. Đề tài Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ cành cây trám trắng (Canarium album (Lour.) Raeusch) thuộc họ Trám (Burseraceae) ở Nghệ An, một phần nào đó đóng góp vào việc, xác định thành phần hoá học của các cây họ Trám để góp phần tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành dợc phẩm, sản xuất hơng liệu cho ngành mỹ phẩm 2. Nhiệm vụ nghiên cứu: Trong luận án này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất từ cành cây trám trắng (Canarium album). - Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ cành cây trám trắng. 3. Đối tợng nghiên cứu: Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết cành cây trám trắng (Canarium album (Lour.) Raeusch) thuộc họ Trám (Burseraceae) ở Nghệ An. 3 Chơng I Tổng quan 1.1. Chi Canarium 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại. Họ Trám là họ tơng đối lớn gồm khoảng 20 chi và 600 loài, phân bố khắp vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chủ yếu là cây gỗ không lớn (ít khi cây bụi) với lá rộng, đôi khi lá rất lớn, lá thờng mọc cách, ít khi mọc đối, thờng kép lông chim, đôi khi kép 3 lá chét, có khi lá tiêu giảm xuống chỉ còn 1 lá, thờng không có lá kèm. Họ Trám (Burseraceae) đợc chia làm 3 tông: Protieae, Bursereae và Canarieae dựa trên cơ sở cấu trúc của quả [3]. Tông Canarieae có quả với vỏ ngoài nguyên vẹn, gồm 6 chi, điển hình nhất đó là chi Canarium gồm 150 loài phân bố ở vùng nhiệt đới chủ yếu là ở nhiệt đới châu á và sau đó châu Phi, chỉ có 1 loài ở vùng Tây ấn. Về số loài của chi có những ý kiến khác xa nhau: Theo E. C. Fernandez, 2000, có khoảng 80 loài; tài liệu khác ghi 150 loài. Một trong những đặc điểm đặc biệt của họ Trám là sự có mặt của rất nhiều ống tiết trong phloem, trong đó tích luỹ các hợp chất nhựa và dầu thơm [21]. Các loài thuộc chi Boswellia Roxb. cho nhựa frankincens; các loài Bursera Jacq., Canarium L. cung cấp nhựa elemi; các loài Commiphora Jacq. cho nhựa myrrh, bdellium và các loại nhựa khác; loài Protium heptaphyllum Marchand cung cấp Brazilian elemi, loài Canarium ovatum cung cấp Manila elemi. Bảng 1. Các loài Canarium và sự phân bố của chúng [14,20]. Các loài Địa lý phân bố 1. C. acutifolium (DC.) Merr. Moluccas, New Guinea. 2. C. agusanense Elmer Philippin. 3. C. ahernianum Merr Philippin. 4. C. album (Lour.) Raeusch. Việt Nam, nam Trung Quốc. 5. C. album Blanco. Philippin. 4 6. C. amboinense Hochr. Indonesia. 7. C. antonii Elmer. Philippin. 8. C. apertum H.J. Lam Sumatra. 9. C. apoense Elmer. Philippin. 10. C. asperum Benth. subsp. Asperum subsp. Papuanum (H.J. Lam) Leenh. Philippin, New Guinea. 11. C. australianum F.v.M B¾c Australia. 12. C. baileyanum Leenh. Queensland. 13. C. balansae Engl. ®¶o Loyalty. 14. C. balsamiferum Willd. New Guinea. 15. C. barnesii Merr. Philippin. 16. C. bengalense Roxb. ViÖt Nam. 17. C. calophyllum Perkins. Philippin. 18. C. clementis Merr. var. penumbrinum Elmer. Philippin. 19. C. connarifolium Perkins. Philippin. 20. C. costulatum Elmer. Philippin. 21. C. ellipsoideum Merr . Philippin. 22. C. englerianum Hochr . Indonesia. 23. C. euryphyllum Perkins. Philippin. 24. C. harveyi Seem. var. nova-hebridiense Leenh . New Hebrides. 25. C. indicum L . Indonesia. 26. C. juglandifolium Perkins. Philippin. 27. C. laxiflorum Decne . Indonesia, Timor. 28. C. leytense Elmer. Philippin. 29. C. littorale Bl. var. purpurascens (Benn.) Leenth. ViÖt Nam. 30. C. littorale Bl. var. rufumi (Benn.) ViÖt Nam. 31. C. longiflorescens Elmer. Philippin. 32. C. longissimum Hochr . Indonesia. 33. C. lucidum Perkins. Philippin. 34. C. luzonicum (Bl.) A. Gray Philippin. 35. C. lyi Dai & Yakol ViÖt Nam. 36. C. macadamii Leenh. New Guinea. 37. C. madagascariense Engl. subsp. madagascariensesubsp. obtusifolium (S.Elliot) Leenh. Madagascar. Mozambique. 38. C. maluense Laut. subsp. maluense subsp. borneense Leenh. New Guinea. 39. C. manii King Trung vµ Nam Andaman. 40. C. megacarpum Leenh. T©y New Guinea. 41. C. megalanthum Merr. Sumatra. 42. C. melioides Elmer. Philippin. 43. C. merrillii H. J. Lam. Borneo. 44. C. microphyllum Merr . Philippin. 5 45. C. muelleri F.M. Bailey Australia. 46. C. nervosum Elmer. Philippin. 47. C. nungi Guillaumin. New Hebrides. 48. C. odontophyllum Miq. Philippin. 49. C. ogat Elmer. Philippin. 50. C. oleiferum Baill. Caledonia. 51. C. oleosum (Lamk.) Engl. New Guinea. 52. C. oliganthum Merr . Philippin. 53. C. ovatum Engl. Philippin. 54. C. oxygonum Quisumb. & Merr . Philippin. 55. C. palawanense Elmer. Philippin. 56. C. paniculatum (Lamk.) Benth. ex Engl. Mauritius. 57. C. parvum Leenh. ViÖt Nam. 58. C. patentinervium Miq. Sumatra. 59. C. patentinervium Miq . var. meizocarpum Hochr . Sumatra. 60. C. perkinsae Merr . Philippin. 61. C. perlisanum Leenh. QuÇn ®¶o Malay. 62. C. piloso-sylvestre Leenh. T©y New Guinea. 63. C. pilosum A. W. Benn . subsp. borneensis Leenh . Malaysia. 64. C. pilosum Benn.subsp. pilosum subsp. borneensis Leenh. Sumatra. 65. C. pimela Leenh. §«ng Trung Quèc, Lµo, ViÖt Nam, Campuchia. 66. C. polyneurum Perkins. Philippin. 67. C. polyphyllum K. Sch. New Guinea. 68. C. prancei Daly. Brazil. 69. C. pseudocommune Hochr. var. subelongatum Hochr . Indonesia. 70. C. pseudodecumanum Hochr. Sumatra. 71. C. pseudopatentinervium H.J. Lam Sumatra. 72. C. pseudosumatranum Leenh. QuÇn ®¶o Malay. 73. C. purpureum Elmer. Philippin. 74. C. radlkoferi Perkins. Philippin. 75. C. rigidum (Bl.) Zipp. ex Miq. New Guinea. 76. C. rooseboomii Hochr . Indonesia. 77. C. salomonense B.L. Burtt subsp. salomonense subsp. papuanum New Guinea. 78. C. samarense Merr . Philippin. 79. C. samoense Engl. Samoa. 80. C. schlecteri Laut. New Guinea. 81. C. schweinfurthii Engl. Trung Phi. 82. C. sibuyanense Elmer. Philippin. 83. C. smithii Leenh. Fiji. 84. C. stenophyllum Merr . Philippin. 85. C. strictum Roxb. Burma. 6 86. C. subulatum Guill. Trung Quốc, Lào, Việt Nam, Campuchia. 87. C. subvelutinum Elmer. Philippin. 88. C. sumatranum Boerl. Sumatra. 89. C. sylvestre Gaertn. Moluccas, Guinea mới. 90. C. thyrsoideum Perkins. Philippin. 91. C. todayense Elmer. Philippin. 92. C. toncalingii Elmer. Philippin. 93. C. tonkinenese Engl. Việt Nam. 94. C. trifoliatum Engl. Caledonia mới. 95. C. trigonum H.J. Lam Miền Trung Celebe. 96. C. urdanetense Elmer. Philippin. 97. C. vanikoroense Leenh. Hebride mới, Fiji. 98. C. villosiflora Elmer. Philippin. 99. C. vitiense A. Gray Fiji. 100. C. vrieseanum Engl. Philippin. 101. C. vrieseanum Engl. fm. Stenophyllum Leenh. Philippin. 102. C. vulgare Leenh. Moluccas. 103. C. whitei Guill. Caledonia mới. 104. C. williamsii C. B. Rob. Philippin. 105. C. zeylanicum (Retz.) Bl. Sri Lanka. ở Việt Nam chi Canarium có chín loài: C. nigrum (Lour.) Eng, C. album (Lour.) Raeuch, C. bengalense Roxb, C. littorale Bl. var. purourascens (Benn.) Leenth, C. littorale Bl. var. rufuni Benn, C. parum Leenh, C. pimela Leenh, C. subulatum Guill, và C. tokinenese Engl [7]. 1.1.2. Thành phần hoá học của chi Canarium * Canarium bovinii Engl. Từ nhựa Canarium bovinii Engl. Trồng ở Madascar, đã phân lập đợc limonen, dipenten, -pinen, - và -amyrin [12] *Canarium luzonicum Maniladiol phân lập từ Manila elemi (Canarium luzonicum) 7 OH OH maniladiol Chi Canarium coi nh ngoại lệ đặc biệt trong sự oxi hoá thay đổi vòng E với Canarium strictum cho sản phẩm epi - - taraxastanediol và xeto của nó và Canarium luzonicum epi - - taraxastanediol và brein [17]. * Canarium strictum Roxb. Một số hợp chất đã đợc tách ra từ nhựa cây Canarium trictum Roxb. ở ấn Độ. Từ dịch chiết ete dầu hoả của phần tan trong metanol đã phân lập đợc (+) junenol, một monoethynoit sesquiterpen xeton canaron mới, một sesquiterpen ancol epi-khusinol là chất lỏng, -amyrin, 8 R 1 = AC; R 2 = COOMe; R 3 = OH; R 4 = H (60) R 1 = R 3 = H; R 2 = Me; R 4 = OH R 1 R R O 3 2 -amyrin, -amyrin axetat, -taraxasterol, diol mới là -epitaraxastan diol và một xeton mới, cùng với triterpen diol mới khác là 11- -hydroxy- -amyrin. Dịch chiết ete dầu hoả không tan trong metanol đã tìm thấy -amyrin, 9 -amyrin and 11-keto- -amyrin. * Canarium schweinfurthii Các tritecpen loại euphan/tirucallan là axit elemolic và axit isomasticadienoic, đã đợc phân lập từ cây Canarium schweinfurthii. Cấu trúc liên quan axit elemadienonic và axit elemadienolic và epimer của chúng đã đợc phân lập từ cây C. schweinfurthii . Hạt cây Canarium schweinfurthii chứa một phenylpropanoit mới, schweinfurthinol, đợc xác định là 1-(4-hydroxyphenyl)-2,3-dihydroxypropan-1- on. p-hydroxy-benzandehyd, axit p-hydroxybenzoic , 3-(4-hydroxyphenyl)-prop- 2-enal (p-hydroxycinnam-andehyd), 3-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-prop-2-enal (coniferandehyd), ligballinol và amentoflavon cũng đã đợc phân lập từ cây này [23]. 10 R 1 R 2 R 3 HOOC (49) R =H; R =OH; R = 1 2 3 COOH (50) R R = O; R = 1 2 3 CH 3 O O O CH 3 O CH 3 O 3 OCH CH 3 O OH O O OCH 3 . Gần đây, ở Việt Nam thành phần hoá học của cây trám đen (Canarium nigrum (Lour .) Engl .) và cây trám hồng (Canarium bengalense Roxb .) đã đợc nghiên cứu [10]:. đó thành phần chính là: p - cymen (5,99 %), - cadinen (5,74 %), - pinen (4,83 %), ( -) spathulenol (3,98 %). Bảng 5: Thành phần hoá học của dịch chiết vỏ cây