BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN THỊ HIỀN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU ( ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Vinh – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU ( ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH : HÓA HỮU CƠ Người hướng dẫn khoa học : Sinh viên thực : TS TRẦN ĐÌNH THẮNG TRẦN THỊ HIỀN Vinh - 2012 LỜI CẢM ƠN Khóa luận thực phịng thí nghiệm chuyên đề Hóa hữu Khoa Hóa, Trung tâm Kiểm định An tồn Thực phẩm Mơi trường, Trường Đại học Vinh Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Trần Đình Thắng - Khoa Hóa, Trường Đại học Vinh giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS TS Hoàng Văn Lựu - Khoa Hóa Trường Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi, động viên tơi q trình làm khóa luận Nhân dịp này, gửi lời cảm ơn đến thầy cơ, cán bộ mơn Hóa Hữu - khoa Hóa, anh chị học viên, nghiên cứu sinh bạn sinh viên, gia đình người thân động viên giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Vinh, tháng năm 2012 Trần Thị Hiền MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .8 Lý chọn đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu .9 Đối tượng nghiên cứu Chương TỔNG QUAN .10 1.1 Khái quát chi Alpinia .10 1.1.1 Đặc điểm thực vật học .10 1.1.2 Chi Alpinia Việt Nam 10 1.1.3 Thành phần hóa học 12 1.2 Các hợp chất flavonoit .22 1.2.1 Các hợp chất kiều chalcon 23 1.2.2 Các hợp chất kiểu flavon flavonol 23 1.2.3 Các hợp chất kiểu flavonon dihydro flavonol 24 1.2.4 Các hợp chất flavan – – ol 24 1.2.5 Các hợp chất leucoantoxyan 25 1.3 Cây nghiên cứu 25 1.3.1 Đặc điểm thực vật 26 1.3.2 Thành phần hóa học hoạt tính sinh học hợp chất phenolic từ Alpinia kadsumadai 26 Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 28 2.1 Phương pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Phương pháp lấy mẫu .28 2.1.2 Phương pháp phân tích, phân tách hỗn hợp phân lập hợp chất .28 2.1.3 Phương pháp khảo sát cấu trúc hợp chất 28 2.2 Hoá chất, dụng cụ thiết bị .28 2.2.1 Hoá chất 29 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 29 2.3 Nghiên cứu hợp chất .29 2.3.1 Phân lập hợp chất .29 2.3.2 Một số kiện phổ tử ngoại, phổ khối phổ cộng hưởng từ hạt nhân chất phân lập 30 Chương KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Phân lập 31 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất A 31 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG BIỂU Bảng: Bảng 1.1: Các loài Alpinia Việt Nam [1-4] 11 Hình 1.1: Cây thảo đậu .26 Hình 2.1: Sơ đồ phân lập hợp chất thảo đậu 30 Bảng 3.1: Số liệu phổ 13C-NMR hợp chất A 31 Hình 3.1: Phổ khối lượng ESI-MS (negative) hợp chất A .33 Hình 3.2: Phổ khối lượng ESI-MS (positive) hợp chất A .33 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR hợp chất A 34 Hình 3.4: Phổ 1H-NMR hợp chất A 34 Hình 3.5: Phổ 13C-NMR hợp chất A .35 Hình 3.6: Phổ 13C-NMR hợp chất A .35 Hình 3.7: Phổ DEPT hợp chất A .36 Hình 3.8: Phổ DEPT hợp chất A .36 Hình 3.9: Phổ HMBC hợp chất A .37 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A 38 Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A 39 Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất A 40 Hình 3.12: Phổ HSQBC hợp chất A 41 Hình 3.13: Phổ HSQC hợp chất A 42 CÁC CHỮ VIẾT TẮT THƯỜNG DÙNG TRONG KHÓA LUẬN TLC : (Thin layer Chromatography): Sắc ký lớp mỏng CC : (Column Chromatography): Sắc ký cột thường FC : (Flash Chromatography): Sắc ký cột nhanh Mini-C : (Minicolumn Chromatography): Sắc ký cột tinh chế UV : Ultraviolet IR : (Infrared Spectroscopy): Phổ hồng ngoại MS : (Mass Spectroscopy) Phổ khối lượng GC-MS : (Gas Chromatography - Mass Spectrometry): Sắc ký khí khối phổ EI-MS : (Electron Impact Mass Spectroscopy): Phổ khối lượng va chạm điện tử 1H-NM : (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13C-NMR: (Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 DEPT : (Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer): Phổ DEPT HSQC : Heteronuclear Single Quantum Correlation HMBC : Heteronuclear Multiple Bon orrelation s : Singlet br s : Singlet tù t : triplet d : dublet dd : dublet dublet dt : dublet triplet m : multiplet TMS : Tetramethylsilan DMSO : DimethylSulfoxide Đ.n.c : Điểm nóng chảy MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam nằm vùng trung tâm Đông Nam Á hàng năm có lượng mưa nhiệt độ trung bình tương đối cao Với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng, ẩm cho rừng Việt Nam hệ thực vật đa dạng phong phú Theo số liệu thống kê gần hệ thực vật Việt Nam có 10.000 lồi, có khoảng 3.200 lồi sử dụng y học dân tộc 600 loài cho tinh dầu Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên quý báu đất nước có tác dụng lớn đời sống sức khỏe người Từ trước tới giới hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học ln đóng vai trò quan trọng đời sồng người Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dược phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thựuc phẩm, hương liệu mũ phẩm Thảo dược nguồn nguyên liệu trực tiếp chất dẫn đường để tìm kiếm loại biệt dược Thep số liệu thống kê cho thấy có khoảng 60% loại thuốc đựoc lưu hành đnag giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ hợp chất thiên nhiên Chi Riềng (Alpinia, Zingiberaceae) chi lớn, gồm khoảng 230 loài phổ biến khắp vùng Châu Á nhiệt đới cận nhiệt đới, tạo thành chi lớn nhất, phổ biến phức tạp thực vật họ Zingiberaceae Ở Việt Nam, nhiều loài thuộc chi thuốc cổ truyền Y học Việt Nam Alpinia galanga, Alpinia oxyphylla, Alpinia conchigera… Một số loài Alpinia phát gần Việt Nam đưa vào chương trình nghiên cứu hóa học lồi thực vật họ Zingiberaceae Alpinia gagnepainii, Alpinia naponensis, Alpinia maclurei, Alpinia pinnanensis… Mặc dù họ Gừng (Zingiberaceae) có giá trị kinh tế cao có hoạt tính sinh học quý sử dụng rộng rãi dân gian, song việc nghiên cứu thành phần hóa học chưa tiến hành nhiều Việt Nam Chính vậy, chọn đề tài “Phân lập xác định cấu trúc hợp chất flavonoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt )ở Việt Nam” từ xác định thành phần hóa học hợp chất đóng góp vào hiểu biết phân loại thực vật theo hoá học chi Alpinia chức sinh học hợp chất phân lập Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tơi có nhiệm vụ : - Chiết chọn lọc với dung mơi thích hợp để thu hỗn hợp hợp chất từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất thảo đậu (Alpinia kadsumadai) Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu dịch chiết thảo đậu (Alpinia kadsumadai) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) Việt Nam Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chi Alpinia 1.1.1 Đặc điểm thực vật học Các thuộc chi Alpinia (chi Riềng) thuộc loại thân thảo thẳng, cao từ 0,4 – 2,5 m Thân rễ khỏe bị đất Lá hình mác hẹp hình xoan, thường có mũi nhọn, khơng cuống cuống ngắn Bẹ lưỡi bẹ cuộn kín, dài Cụm hoa dạng bơng hình truỳ, nhánh gần khơng có, có ngắn, mang hoa (ít có nhánh nhỏ) Các bắc nhánh lớn bắc hoa có hình ống, lồng vào kia, có dạng phẳng lõm, thường lớn bắc bọc ngoài, cuống hoa thường ngắn bắc hoa Hoa tạo thành tràng có nhiều màu kết hợp trắng đỏ hồng Đài hoa hình ống Tràng hoa có dạng ống ngắn, thuỳ hoa hình trứng, lõm, dạng tù Bao phấn hình thuẫn Trung đới dày, có mào, nhị hai, ngắn, hình hình dùi lồng vào nhị cách môi không cách môi dài nhị Các thuỳ tràng hoa thường có dạng thuẫn, chia thành ba, lõm có dạng thuyền Hoa có hương thơm quyến rũ so với số chi khác họ Gừng Zingiberaceae Nỗn sào có số lượng khơng xác định Quả gồm mọng, khô, mở khơng mở, nhiều hạt, có ba góc sức ép, bao lớp áo hạt Thân rễ chi Alpinia sinh trưởng nhanh Từ chồi giống ban đầu, chúng phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối, phát triển thành bụi lớn vài năm Ở nước ta chi Alpinia phong phú Chúng sinh trưởng vùng rừng núi hầu hết tỉnh từ Bắc vào Nam Một số loài coi đặc hữu, ví dụ Alpinia phuthoensis Gagnep., Alpinia tonkinensis Gagnep… 1.1.2 Chi Alpinia Việt Nam C 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ α β 4-OCH3 4’-OCH3 6’-OCH3 δC 128,4 130,1 114,4 161,4 114,4 130,1 106,4 162,5 93,9 168,4 91,2 166,0 125,2 142,5 192,6 55,4 55,6 55,8 DEPT C CH CH C CH CH C C CH C CH C CH CH C=O CH3 CH3 CH3 δC* 128,5 130,1 114,4 161,5 114,4 130,1 106,5 162,6 93,9 168,5 91,3 166,1 125,3 142,4 192,6 55,2 55,6 55,8 δC (Đo 125 MHz CDCl3), δC* (Đo 125 MHz CDCl3) Từ liệu phổ UV, IR, ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HMBC, HSQC, COSY so sánh với tài liệu tham khảo [10, 17], cho phép xác định cấu trúc chất A 2'-hydroxy-4,4',6'-trimetoxy chalcon hay flavokawain A Hợp chất tìm thấy lồi Piper methysticum (kava), Dahlia tenuicaulis nhựa Xanthorrhoea preissi Hợp chất có khả ứng chế tế bào ung thư bàng quang [11] H3CO 5' 6' 4' OCH3 3' 2' OH OCH3 1' O (A) Flavokawain A Hình 3.1: Phổ khối lượng ESI-MS (negative) hợp chất A Hình 3.2: Phổ khối lượng ESI-MS (positive) hợp chất A Hình 3.3: Phổ 1H-NMR hợp chất A Hình 3.4: Phổ 1H-NMR hợp chất A Hình 3.5: Phổ 13C-NMR hợp chất A Hình 3.6: Phổ 13C-NMR hợp chất A Hình 3.7: Phổ DEPT hợp chất A Hình 3.8: Phổ DEPT hợp chất A Hình 3.9: Phổ HMBC hợp chất A Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A Hình 3.10: Phổ HMBC hợp chất A Hình 3.11: Phổ HMBC hợp chất A Hình 3.12: Phổ HSQBC hợp chất A Hình 3.13: Phổ HSQC hợp chất A KẾT LUẬN Nghiên cứu thành phần hoá học thảo đậu Việt Nam thu số kết sau: - Bằng phương pháp ngâm chiết với dung môi chọn lọc cất thu hồi dung môi thu cao tương ứng cao hexan (138), cao etylaxetat (269g), cao butanol (192g), pha nước - Phân lập hợp chất từ cao etyl axetat phư ơng pháp sắc ký silicagel kết tinh phân đoạn thu chất A - Đã tiến hành sử dụng phương pháp phổ đại: phổ khối lượng (ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HMBC HSQC để xác định cấu trúc hợp chất tách Các kết phổ cho phép khẳng định chất A 2'-hydroxy-4,4',6'-trimetoxy chalcon (flavokawain A) Các hợp chất lần phân lập từ thảo đậu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ Văn Chi (1997), Từ điển thuốc Việt Nam, 986-990, Nhà xuất Y học, TP Hồ Chí Minh Võ Văn Chun (1976), Tóm tắt đặc điểm họ thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học, Hà Nội Phạm Hoàng Hộ (1997), Cây cỏ Việt Nam, Nhà xuất Trẻ, Thành phố Hồ Chí Minh Đỗ Tất Lợi (2001), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, 379-381, Nhà xuất Y học, Hà Nội Lê Huyền Trâm (2007), “Nghiên cứu terpenoit, ancaloit flavonoit từ số lồi có giá trị Việt Nam”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh An N., Zou Z M., Tian Z., Luo X Z., Yang S L., Xu L Z., (2008), “Diarylheptan oids from the rhizomes of Alpinia officinarum and their anticancer activity”, Fitoterapia, 79 (1), 27-31 An N., Xu L Z., Zou Z M., Yang S L (2006), “Diarylheptanoids from Alpinia officinarum”, J Asian Nat Prod Res., (7), 637-641 Bu X., Xiao G., Gu L (2000) “Study of Alpinia officinarum”, Zhong Yao Cai, 23 (2), 84-87 Brand-Williams W., Cuveliver M E., Berset C (1995), “Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity”, Lebensmittel 10 Wissenschaft und Technologie, 28, 25-30 Dharmaratne H.R., Nanayakkara N.P, Khan I.A (2002), Kavalactones from Piper methysticum, and their 13 C NMR spectroscopic analyses, 11 Phytochemistry, 59(4) 429-433 Dictionary of Natural product on CD-Rom, Chapman and Hall-CRC 12 (2005) Fan G J., Kang Y H., Han Y N., Han B H (2007), “Plateletactivating factor 13 (PAF) receptor binding antagonists from Alpinia officinarum”, Bioorg Med Chem Lett., 17 (24), 6720-6722 Kubota K., Someya Y., Yoshida R., Kobayashi A., Morita T., Koshino H (1999), “Enantiomeric purity and odor characteristics of 2- and 3- acetoxy-1,8-cineoles in the rhizomes of Alpinia galanga Willd.”, J 14 Agric Food Chem 47 (2), 685-689 Matsuda H., Ando S., Kato T., Morikawa T., Yoshikawa M (2006), “Inhibitors from the rhizomes of Alpinia officinarum on production of nitric oxide in ipopolysaccharide-activated macrophages and the structural requirements of diarylheptanoids for the activity”, Bioorg 15 Med Chem., 14 (1), 138-142 Matsuda H., Nakashima S., Oda Y., Nakamura S., Yoshikawa M (2009), “Melanogenesis inhibitors from the rhizomes of Alpinia officinarum in B16 melanoma cells”, Bioorg Med Chem., 17 (16), 16 6048-6053 Phitak T., Choocheep K., Pothacharoen P., Pompimon W., Premanode B (2009),”The effects of p-hydroxycinnamaldehyde from Alpinia galanga extracts on human chondrocytes”, Phytochemistry, 70 17 (2), 237-243 Seidel V., Bailleul F., Waterman P G (2000), (Rel)-1β,2α-di-(2,4dihydroxy-6-methoxybenzoyl)-3β, cyclobutane and other flavonoids 4α-di-(4-methoxyphenyl)from the aerial parts of Goniothalamus gardneri and Goniothalamus thwaitesii, Phytochemistry, 18 55 (5) 439-446 Shen Q., Li W (2000), ”The study on rhizome Alpinia officinarum and other herbs as penetration enhancer for the permeation of 5- 19 fluorouacil”, Xu Zhong Yao Cai, 23 (11), 697-699 Sun Y., Tabata K., Matsubara H., Kitanaka S., Suzuki T., Yasukawa K (2008), “New cytotoxic diarylheptanoids from the rhizomes of Alpinia 20 officinarum”, Planta Med., 74 (4), 427-431 Xu J., Tan N., Zeng G., Han H., Huang H., Ji C., Zhu M., Zhang (2009), “Studies on chemical constituents in fruit of Alpinia oxyphylla”, 21 Zhongguo Zhong Yao Za Zhi, 34 (8), 990-993 Yu Y S., Hsu C L., Yen G C (2009), ”Anti-inflammatory effects of the roots of Alpinia pricei Hayata and its phenolic compounds”, J 22 Agric Food Chem, 17, 6048-6053 Wang X Q., Yang X J., Li J S., (2008), “Studies on chemical constituents of Alpinia katsumadai”, Zhong Yao Cai, 31 (6), 853-855 ... 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT FLAVONOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU ( ALPINIA KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH... hóa học chưa tiến hành nhiều Việt Nam Chính vậy, tơi chọn đề tài ? ?Phân lập xác định cấu trúc hợp chất flavonoit từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai Hayt )ở Việt Nam? ?? từ xác định thành phần hóa học hợp. .. thích hợp để thu hỗn hợp hợp chất từ thảo đậu (Alpinia kadsumadai) - Phân lập xác định cấu trúc hợp chất thảo đậu (Alpinia kadsumadai) Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu dịch chiết thảo đậu