Trờng đại học vinh khoa hoá học *** tách và xác định cấu trúc của hợp chất stimast-5,22-dien-3-ol từ rễ cây sài hồ nam (pluchea pteropoda hemsl.,) ở nghệ an khoá luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành: hoá hữu cơ Giáo viên hớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Chung Sinh viên thực hiện : Trần Thị Tuyết Nhung Lớp : 43B 2 - Hoá Học Vinh - 2006 1 Lời Cảm ơn. Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hoá Hữu Cơ, Tr- ờng Đại Học Vinh, Viện khoa học công nghệ Việt Nam . Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn : - THS. Nguyễn Thị Chung đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này . - PGS. TS. NGƯT. Lê Văn Hạc, PGS. TS. Hoàng Văn Lựu, GVC. Lê Quý Bảo cùng các thầy giáo, cô giáo trong tổ hoá hữu cơ đã có nhiều đóng góp quí báu cho bản luận văn. Nhân đây tôi xin đợc cảm ơn các thầy cô khoa Hoá - trờng Đại Học Vinh, cùng gia đình bạn bè đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 5 năm 2006 Trần Thị Tuyết Nhung. 2 mục lục. Trang Phần I : mở đầu . 1 Phần II : Tổng quan 3 2.1. Vài nét về cây họ Cúc: . 3 2.2. Thực vật chi Pluchea Cass .3 2.3. Thành phần hoá học chi Pluchea Cass .5 2.4. Cây sài hồ nam 11 2.4.1. Nghiên cứu về thực vật .11 2.4.1.1. Hình thái phân bố 11 2.4.1.2. Tác dụng sinh học 12 2.4.2. Nghiên cứu về thành phần hoá học .12 2.5. Phơng pháp nghiên cứu 17 Phần III : Thực nghiệm .18 3.1. Lấy mẫu và xác định tên khoa học 18 3.2. Hóa chất, thiết bị và phơng pháp . 18 3.3. Nghiên cứu tách xác định cấu trúc các hợp chất từ rễ cây sài hồ nam . 19 Phần IV: Kết quả và thảo luận . 22 4.1. Phổ EI - MS 22 4.2. Phổ cộng hởng từ hạt nhân cacbon ( 13 C - NMR) 22 4.3. Phổ cộng hởng từ hạt nhân proton ( 1 H - NMR) . 24 Kết luận . 31 Tài liệu tham khảo 32 3 Phần I : Mở đầu. Việt Nam là một nớc nằm trong khu vực nhiệt đới chịu ảnh hởng của gió mùa, nhiệt độ và độ ẩm hằng năm khá cao nên giới thực vật phát triển rất phong phú và đa dạng trong đó phải kể đến những loại cây thuốc, cây tinh dầu và nhiều loại cây công nghiệp khác có giá trị. Việt Nam lại có một nền y dợc học cổ truyền, nhân dân ta thờng dùng các loại thực vật để làm thuốc cũng nh rau quả ăn hằng ngày, làm gia vị, lơng thực để sinh sống và bảo vệ sức khoẻ. Ngày nay trong nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên nói chung, các hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng đang thu hút đợc sự quan tâm, chú ý của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nớc vì những ứng dụng vô cùng quí giá của chúng trong các lĩnh vực y học, công nghiệp, nông nghiệp . Theo số liệu thống kê của các nhà thực vật học, thảm thực vật Việt Nam có khoảng 10386 loài thuộc 2257 chi và 305 họ.Trong đó có 1850 loài cây thuốc phân bố trong 244 họ thực vật. Số cây tinh dầu gồm khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 144 họ. Mặc dù, việc sử dụng chúng để làm thuốc và ứng dụng cho một số lĩnh vực khác đã có quá trình lịch sử hàng nghìn năm nhng sự hiểu biết về thành phần hoá học của chúng còn nhiều hạn chế, thêm vào đó sự khai thác bừa bãi, không có kế hoạch trồng mới, bảo vệ và phát trển đã và đang làm biến mất một số cây quí hiếm trớc khi chúng đợc nghiên cứu. Trong thảm thực vật Việt Nam, cây họ Cúc (compositae) rất phong phú và đa dạng. Họ Cúc có tới 336 loài trong đó có 100 loài đợc dùng làm thuốc chữa bệnh dới dạng các chế phẩm thô sơ nh thuốc sắc, rợu thuốc, cao .Ngoài ra có nhiều cây họ Cúc đã đợc dùng trong công nghiệp, hơng liệu, mỹ phẩm và nông nghiệp [1,2,5]. Cây sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl) thuộc họ Cúc đợc nhân dân một số địa phơng thờng dùng lá để ăn gỏi cá, điều trị các vết loét có giòi trâu bò. Trong đông y ngời ta vẫn thờng dùng rễ phơi khô của cây sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl), rễ cây cúc tần (Pluchea Indica (L.) Less để làm vị sài hồ chữa cảm sốt, nhức đầu, đau tức ngực, áp huyết cao thay cho cây sài hồ Bắc 4 (Bupleurum sience).Thêm vào đó, trên thị trờng thuốc nam vị sài hồ sản xuất từ loại cây Pluchea pteropoda Hemsl., ở vùng Nghệ An, Hà Tĩnh đợc đáng giá là loại có chất lợng tốt nhất [3]. Tuy vậy cho đến nay sự hiểu biết về thành phần hoá học của nó còn rất hạn chế. Vì vậy chúng tôi chọn hớng nghiên cứu là tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl ) ở Nghệ An nhằm góp phần bổ sung sự hiểu biết về thành phần hoá học của cây loại cây này. Nhiệm vụ của chúng tôi là: - Thu thập rễ cây sài hồ nam. - Ngâm rễ cây sài hồ nam trong dung môi chọn lọc rồi chng cất thu hồi dung môi, sau đó chiết phần cao đặc trong các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các chất trong các dịch chiết tơng ứng. - Tách các hợp chất từ dịch chiết rễ cây sài hồ nam và xác định cấu trúc của một số hợp chất thu đợc. Phần II: Tổng quan. 5 2.1. Vài nét về cây họ Cúc: Họ Cúc là một trong những họ lớn nhất của thực vật hạt kín. Chúng đợc phân bố hầu hết mọi nơi trên thế giới. Theo M. E. Kirpieznikov (1981), họ Cúc có khoảng 1150 - 1300 chi với hơn 20.000 loài. ở Việt Nam, họ Cúc có hai phân họ, 13 tông, 114 chi và 336 loài đợc phân bố khắp nơi. Trong số 336 loài có đến 161 loài đã biết giá trị kinh tế, 96 loài là cây thuốc, 28 loài là cây cảnh, 30 loài làm thức ăn, 12 loài cho tinh dầu và dầu béo, 5 loài làm phân xanh và 5 loài có tác dụng trừ sâu diệt côn trùng. Có rất nhiều chi thuộc họ Cúc thờng có hoa, một số loài sống trong vờn ở dạng cỏ dại, một số đợc trồng làm cây cảnh . Cây họ Cúc thờng thuộc thảo, ít khi là cây to, rễ cây thờng phồng lên thành củ, lá đơn và thờng mọc so le, ít khi mọc đối, có khi thành hình hoa thị, không có lá kèm, phiến ít khi nguyên, thờng khía răng hay chia thuỳ. Cụm hoa đầu gồm nhiều hoa mọc ở kẻ những vảy và bao bọc bởi một tổng bao lá bắc, hoa có thể đều, hình ống hay không đều. Năm cánh hoa liền nhau thành một tràng hình ống hay hình lỡi nhỏ. Năm nhị dính liền nhau bởi bao phấn thành một ống. Hai lá noãn, bầu hạ một ô đựng một noãn, vòi dài, đầu nhụy xẻ đôi, có lông mu, quả bé nhiều khi có mào lông hay có móc. Một số khác có ống nhựa mủ, một số loài khác có ống tiết. Chất dự trữ trong củ là insulin [3,4]. Hiện nay cây họ Cúc đang đợc nghiên cứu nhiều, theo kết quả của F. Bohlman và các cộng sự khi nghiên cứu họ Cúc ở châu Âu, Trung Quốc, Nam Mỹ và một số vùng ở Nam Phi thì đã phân lập đợc trên 2500 hợp chất mới và đã xác định đợc cấu trúc của chúng. Trong đó, các hợp chất đặc trng nhất là hợp chất secquitecpen, secquitecpen lacton, cumarin, ankaloit[15] . 2.2. Thực vật chi pluchea Cass: Chi Pluchea Cass, trên thế giới có khoảng 80 loài mọc phổ biến ở vùng nhiệt và cận nhiệt đới thuộc châu á, Bắc và Nam Mỹ, châu Phi, châu úc. 6 ở Việt Nam đã tìm thấy đợc 4 loài: Pluchea indica (L.) Less (cây cúc tần), Pluchea pteropoda Hemsl (cây sài hồ nam), Pluchea eupatoroides Kurz (câylức), Plucheapolygonata Gagnep (cây cúc bông) [12]. Nhiều loài cây của chi này đợc dùng làm thuốc chữa bệnh trong dân gian, ngời da đỏ Mêhicô dùng nớc sắc của lá cây P.symphytifolia (Miller) Gillis để chữa đau bụng, ỉa chảy, ký sinh trùng đờng ruột. ở Brazin, cây P.quitoc dùng làm thuốc long đờm, trung tiện, tiêu hoá và tê thấp. ở ấn Độ, cây P.lanceolata làm thuốc giảm đau, hạ sốt, đầy bụng, chống viêm. ở Pakistan, ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam . dùng cây P.indica làm thuốc lợi tiểu, giảm đau, chữa loét hành tá tràng, chống viêm, bổ gan, kháng khuẩn, kháng nấm, trị giun, chữa rắn cắn [9] . Sau đây là một số loài cây thuộc chi Pluchea Cass đã đợc nghiên cứu về thành phần hoá học: 1. Pluchea arguta Boiss. 2. Pluchea chingoyo. 3. Pluchea carolonnesis (Jacq) G.Don. 4. Pluchea dioscoridis (L ) DC. 5. Pluchea fastiginata Guiseb. 6. Pluchea foetida DC (P.camphorata DC). 7. Pluchea indica (L ) Less. 8. Pluchea lanceolata (DC) CB clank. 9. Pluchea adorata Cass. 10. Pluchea purpurescens. 11. Pluchea quitoc (DC) (P. sagittalis). 12. Pluchea rosea. 13. Pluchea salicifolia. 14. Pluchea sericia (Nutt) caville. 15. Pluchea suaveolens. 16. Pluchea symphytifolia (Miler) Gillis. 7 17. Pluchea pteropoda Hemsl. 2.3. Thành phần hoá học chi Pluchea Cass: Chi Pluchea Cass đợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu về thành phần hoá học và đã tìm ra đợc nhiều hợp chất khác nhau. Theo thống kê các công trình nghiên cứu từ năm 1982 ữ 2000, có tất cả 107 chất đợc tìm thấy trong chi Pluchea Cass. Các hợp chất đặc trng là tinh dầu, ankinyl thiophen, falavonoit, tritecpenoit, secquitecpenoit và các hợp chất khác. 2.3.1. Tinh dầu: Trong số 17 loài đợc nghiên cứu phát hiện thấy có 9 loài cho tinh dầu. Đó là: Pluchea quitoc (DC) (P.sagittaliss) chứa 47% tinh dầu với thành phần chính là các monotecpen: p - cymol, d - camphor, d - camphen Cây Pluchea foetida chứa 0,025% tinh dầu, chủ yếu là xineol, endesman, antyl thiophen ; cây Pluchea fastiginata Guiseb cho tinh dầu có thành phần khá phức tạp, đã nhận dạng đợc 32 trong số 29 cấu tử với thành phần chính là các mototecphen nh - pinen (15 ữ 19%), sabiben (7 ữ 10%), secquiteepen nh - caryophylen (15 ữ 19%), - cadinen (3 ữ 7%), - murolen (2 ữ 2,3%) [11]. Pluchea indica (L ) Lees, đợc nghiên cứu ở Việt Nam cho thấy hàm l- ợng tinh dầu dao động trong khoảng 0,04 ữ 0,08%, thành phần chính là - silinen, 7 - - H - silphiperfol - 5 - en, - copaen . Phần trên mặt đất đặc trng bởi - silinen. Còn phần rễ là - copaen [9]. Lê Văn Hạc, Nguyễn thị Chung khi nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu cây cúc tần ở Nghệ An bằng phơng pháp GC và GC/MS đã xác định thành phần chính rễ cây cúc tần gồm 7 - - H- silphiperfol - 5 - en (27,9% - 34%), -copaen (13,8% - 15,5%), còn trong tinh dầu cành lá non tại thời diểm đó là : -selilen (35,6% - 40,7%) và 7- - H- silphiperfol - 5 - en (28,9% - 29,5%) [6]. Nghiên cứu về thành phần hoá học tinh dầu cây sài hồ nam (pluchea Hemsl ,) bằng phơng pháp sắc khí (GC) và sắc khí khối phổ khí liên hợp (GC/MS) đã xác định đợc thành phần chính đó là: 6S - 2,3,8,8 - tetrametyl 8 tricyclo [5,2,2,0,(1,6)] undec - 2 - en và 1,4 - dimetoxy - 2 - metyl - 5 -isopropyl benzen [7]. 2.3.2. Hợp chất secquitecpenoit: Các hợp chất secquitecpen rất phổ biến trong thực vật chi Pluchea Cass, chủ yếu thuộc loại khung eudesman (1), ngoài ra còn gặp một số kiểu khung khác nhng không nhiều nh guain (2), eremophilan (3) [3,3,3] - propelan (4). Các hợp chất eudesman tìm thấy thờng có nhóm chức olefin, hydroxyl, cacbonyl, cacboxylic và các dẫn xuất của chúng thờng có dạng 7 - epi - eudesman, eudesmanolit, audesmanolit glucozit, eudesman - 8 - on . Hầu hết tồn tại ở dạng lỏng hoặc gôm. Trong các dẫn xuất thì eudesman - 8 - on (5) là phổ biến, chiếm 64% các hợp chất chung eudesman đã biết ở 9/17 loài thực vật chi Pluchea Cass đã đợc nghiên cứu. Từ cây Pluchea arguta xác định đợc 17 hợp chất là dẫn xuất của eudesman - 8 - on, còn Pluchea quitoc là 18 hợp chất [9]. 2.3.3. Hợp chất ankinyl thiophen: 9 (2) guaian (4) [3,3,3] - propelan (3) eremophilan (1) eudesman (5) eudesman - 8 - on O Trong số các thực vật chi Pluchea Cass đợc nghiên cứu cho tới nay đã phát hiện đợc 14 hợp chất ankinyl thiophen có trong 6 loài: P. odorata. P. symphytifo, P. dioscoridis, P. foetida, P. suaveolence, P. indica. R 1 C C C C C C R 2 (6). Từ cây Pluchea indica (L.) Less, Chakravarty và cộng sự đã tách và xác định đợc cấu trúc của hai dẫn xuất ankinyl thiophen mới là: 2 - (pro - 1 - inyl) - 5 - (5,6 - dihydroxyhex - 1,3 - diinyl) - thiophen (7) và 2 - (prop - 1 - inyl) - 5 (6 - axetoxy - 5 - hydroxyhex - 1,3 - diinyl)- thiophen (8). CH 3 C C C C C C CH - CH 2 OH (7) CH 3 C C C C C - CH 2 CH Ac (8) 2.3.4 Hợp chất sterol: Hợp chất sterol, thành phần quan trọng cấu tạo nên màng tế bào của sinh vật, nhóm chất gặp phổ biến trong cơ thể động vật, đặc biệt là động vật có xơng sống, cũng tìm thấy ở một số loài thực vật chi Pluchea Cass nh: + - sitosterol có trong P. chingoyo, P. arguta, P. dioscordis, P. sericea, P. pteropoda Hemsl. + Stigmasterol: P. quitoc, P. arguta , P. chingoyo, P. lanceolata , P. dioscoridis , P. pteropoda Hemsl., + - sitosterol - 3 - O - D - glucozit: P. dioscoridis, P. indica, P. pteropoda Hemsl. Từ cây P. pteropoda Hemsl, các tác giả Đoàn Thanh Tờng, Nguyễn Thị Chung và cộng sự đã phân lập và nhận dạng đợc: - sitosterol, stigmastarol, - sitosterol glucozit [9]. 2.3.5 Hợp chất tritecpenoit: 10 S S S OH OH