BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ LƯƠNG THIỆN PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ LÁ CÂY DỦ DẺ TRÂU (MELODORUM FRUTICOSUM LOUR.) Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC \Vinh – 2010 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hoá hữu cơ- Trường Đại học Vinh,Viện hoá học - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS.Trần Đình Thắng - Khoa Hoá học - Trường Đại học Vinh đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn cũng như đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình làm luận văn. Bên cạnh đó tôi cũng nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo: - PGS. TS. Hoàng Văn Lựu đã nghiên cứu và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn. - PGS. TS. Lê Văn Hạc đã nghiên cứu và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn. Cũng nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo trong Khoa Hoá, Khoa sau đại học – Trường Đại học Vinh, cùng người thân và bạn bè đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 11 tháng 1 năm 2011 Nguyễn Thị Lương Thiện 2 MC LC Trang Mở đầu 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 3. Đối tợng nghiên cứu 2 Chơng 1: Tổng quan 3 1.1. Tng quan v h Na (Annonaceae) 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật 3 1.1.2. Thành phần hoá học 4 1.1.2.1. Các hợp chất diterpenoit kauran 4 1.1.2.2. Các hợp chất lignan 7 1.1.2.3. Các hợp chất acetogenin 8 1.1.2.4. Các hợp chất styrylpyron 11 1.1.2.5. Các hợp chất flavonoit 11 1.1.2.6. Hợp chất benzoit 12 1.1.2.7. Các hợp chất steroit 13 1.1.2.8. Terpenoit (dạng non-kauran) 14 1.1.2.9. Cỏc hp cht khỏc 15 1.1.2.10. Cỏc hp cht alkaloit 15 1.1.2.10.1. Isoquinolin n gin 15 1.1.2.10.2. Benzylisoquinolin 16 1.1.3. Sử dụng và hoạt tính sinh học 16 1.2. Tổng quan về dủ dẻ (Melodorum) 17 1.2.1.Đặc điểm thực vật của dủ dẻ trâu 18 1.2.2. Thành phần hoá học 19 1.2.3. Sử dụng và hoạt tính sinh học 25 Chơng 2: Phơng pháp nghiên cứu 26 2.1. Phơng pháp lấy mẫu 26 2.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất 26 2.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 26 Chơng 3: Thực nghiệm 27 3.1.Thit b v phng phỏp 27 3.1.1. Hoá chất 27 3.1.2. Cỏc phng phỏp sc ký 27 3.1.2.1. Sc ký bn mng 27 3.1.2.2. Sc ký ct 27 3.2. Dng c v thit b 27 3.3. Nghiờn cu cỏc hp cht t cõy d d trõu 27 3.3.1. Phõn lp cỏc hp cht 27 3.3.2. Mt s d kin v ph hng ngoi, ph khi lng v ph cng 29 3 hng t ht nhõn ca cỏc cht ó phõn lp Chơng 4: Kết qủa và thảo luận 30 4.1. Phân lập các hợp chất 30 4.2. Hợp chất 177 30 4.3. Hợp chất 178 47 4.4. Hợp chất 179 55 Kết luận 63 Tài liệu tham khảo 64 M U 1. Lý do chn ti Vit Nam nm vựng trung tõm ụng Nam hng nm cú lng ma v nhit trung bỡnh tng i cao. Vi khớ hu nhit i giú mựa núng, m ó cho rng Vit Nam mt h thc vt a dng v phong phỳ. Theo s liu thng kờ gn õy h thc vt Vit Nam cú trờn 10.000 loi [3, 7], trong ú cú khong 3.200 loi cõy c s dng trong y hc dõn tc v 600 loi cõy cho 4 tinh dầu [5]. Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của đất nước có tác dụng lớn đối với đời sống và sức khỏe của con người. Từ trước đến nay trên thế giới các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học luôn đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của con người. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học được dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp dược phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hương liệu và mỹ phẩm… Thảo dược là nguồn nguyên liệu trực tiếp hoặc là những chất dẫn đường để tìm kiếm các loại biệt dược mới. Theo số liệu thống kê cho thấy có khoảng trên 60% các loại thuốc đang được lưu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên [5]. Họ Na (Annonaceae) là họ lớn nhất của bộ Mộc lan (Magnoliales). Chi điển hình của họ này là Annona. Một số loài được trồng làm cây cảnh, đặc biệt là Polythia longifoliapendula (lá bó sát thân). Các loài cây thân gỗ còn dùng làm củi. Một số loài có qủa lớn, nhiều thịt ăn được bao gồm các loài của chi Annona (na, na Nam Mỹ, mãng cầu xiêm) hay chi Asimina (đu đủ Mỹ) hoặc chi Rollinia [2, 13]. Bên cạnh đó, một số loài như Hoàng lan (Cananga odorata) còn chứa tinh dầu thơm và được sử dụng trong sản xuất nước hoa hay đồ gia vị. Vỏ cây, lá và rễ của một số loài được sử dụng trong y học dân gian chữa bệnh nhiễm trùng, bệnh ho, bệnh gan, bệnh vàng da do gan, bệnh tiêu chảy…. Các nghiên cứu dược lý đã tìm thấy khả năng kháng nấm, kháng khuẩn và đặc biệt là khả năng sử dụng trong hóa học trị liệu của một số thành phần hóa học của lá và vỏ cây [2]. Mặc dù các cây họ Na (Annonaceae) có giá trị kinh tế cao cũng như có các hoạt tính sinh học quý được sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc nghiên cứu về thành phần hoá học của nó chưa được tiến hành nhiều ở Việt Nam. Chi Melodorum là một trong những chi quan trọng của họ Na (Annonaceae), với khoảng 80 loài, phân bố rộng rãi ở châu Á và Australia, đặc 5 biệt ở Đông Nam Á như Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Campuchia, Lào và Việt Nam. Một số loài thuộc chi này dùng để làm thuốc chữa bệnh về cơ, chấn thương, thần kinh toạ, viêm khớp, kháng viêm và khả năng chống khối u. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Phân loại và xác định cấu trúc một số hợp chât từ lá cây dủ dẻ trâu (Melodorum fruticosum Lour.) ở Việt Nam” từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của các hợp chất và tìm ra nguồn nguyên liệu cho ngành hoá dược. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ lá cây dủ dẻ trâu (Melodorum fruticosum Lour.). - Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ lá cây dủ dẻ trâu. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết lá cây dủ dẻ trâu (Melodorum fruticosum Lour.) thuộc họ Na (Annonaceae) ở Việt Nam. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về họ Na (Annonaceae) 1.1.1. Đặc điểm thực vật Rất nhiều dược phẩm được chuyển hóa từ các loại thực vật bậc cao một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Một số nghiên cứu về các sản phẩm thiên nhiên đã tìm ra nhiều hợp chất và được đưa vào trong thành phần của nhiều loại thuốc lưu hành trên thị trường. Ngoài những loại thuốc có thành phần từ các 6 chất tinh khiết chuyển hóa từ các loài thực vật bậc cao, ngày nay có một số lượng khổng lồ các dược thảo được lưu hành rộng rãi trên thị trường [4]. Họ Na (Annonaceae) là một họ lớn, trước đây chúng đã từng được nghiên cứu về những hoạt tính sinh học quan trọng và kết quả nghiên cứu được công bố trên các tạp chí về hóa thực vật. Việc nghiên cứu các dược phẩm có nguồn gốc từ họ này rất được quan tâm vì chúng có thể phục vụ cho nhu cầu sử dụng thuốc của con người. Họ Na (Annonaceae) còn được gọi là họ Mãng cầu. Đây là họ lớn nhất của bộ Mộc lan (Magnoliales), có khoảng 130 chi và hơn 2.300 loài. Những cây họ Na là loại thực vật có hoa, bao gồm các cây thân gỗ, thân bụi và một số là dạng dây leo [6] được tìm thấy chủ yếu ở vùng nhiệt đới [13]. Chi dủ dẻ (Medolorum) cũng là một trong những chi thuộc Họ Na (Annonaceae) và gần đây đã có công trình nghiên cứu về dủ dẻ trâu (Melodorum siamensis Scheff.) và cũng cho thấy rằng, chúng cũng có một số thành phần hóa học có khả năng chống lại một số dạng ung thư trên cơ thể người [14]. Các loài thuộc họ Na (Annonaceae) có lá đơn, mọc so le (mọc cách), có cuống lá và mép lá nhẵn. Lá mọc thành hai hàng dọc theo thân cây. Vết sẹo nơi đính lá thường nhìn thấy rõ các mạch dẫn. Cành thường ở dạng ziczăc. Chúng không có các lá bẹ. Hoa đối xứng xuyên tâm (hoa đều) và thường là lưỡng tính. ở phần lớn các loài thì 3 đài hoa nối với nhau ở gốc hoa. Hoa có 6 cánh có màu nâu hay vàng, nhiều nhị hoa mọc thành hình xoắn ốc. Hoa có nhiều nhụy hoa, mỗi nhụy có bầu nhụy dạng một ngăn chứa một hay nhiều tiểu noãn. Có đôi khi hoa mọc trực tiếp trên các cành lớn hoặc thân cây. Qủa là nang, bế qủa hay đa qủa [2, 13]. Ở Việt Nam, theo Nguyễn Tiến Bân [1, 2] đã xác định họ Na có 26 chi, 201 loài. 1.1.2. Thành phần hoá học [25] Trong 2 thập kỉ trước đây, 18 loài của họ Na (Chi Annona (8 loài): Annona cherimola, A. glabra, A. montana, A. muricata, A. reticulata, A. 7 squamosa, A. artemoya (A. cherimola x squamosa), A. purpurea; chi Artabotrys (2 loài): Artabotrys hexaptalus, A. uncinatus; chi Cananga (1 loài): Cananga odorata; chi Fissistigma (2 loài): Fissistigma glaucescens, F. oldhamii; chi Goniothalamus (1 loài): Goniothalamus amuyon; chi Polyalthia (2 loài): Polyalthia longifolia, P. longifolia “Pendula”; chi Rollinia (1 loài): Rollinia mucosa và chi Uvaria (1 loài): Uvariarufa) đã được nghiên cứu rất kĩ lưỡng. Các nhà khoa học đã xác định cấu tạo hoá học và thử tác dụng sinh học của chúng (về tim mạch, độc tính và các hoạt tính dược lý khác). Một số hợp chất có tiềm năng ứng dụng rất lớn để sản xuất thuốc chữa bệnh [22]. Mặc dù cây họ Na (Annonaceae) đã được khảo sát lần đầu tiên bởi Stehous năm 1855, nhưng trong 2 thập kỉ trước đây vẫn ít được tiến hành nghiên cứu; đến năm 1970, họ Na (Annonaceae) bắt đầu được nghiên cứu kỹ. Trong đó, phần lớn các đề tài nghiên cứu về alkaloit nhưng cây họ Na (Annonaceae) cũng chứa một lượng lớn non- alkaloidal (không phải alkaloit) có nhiều hoạt tính kháng tế bào ung thư và chữa bệnh tim mạch rất quan trọng. Các chất không phải alkaloit của họ Na (Annonaceae) bao gồm kauran, lignan, acetogenin, steroit và các hợp chất thơm. 1.1.2.1. Các hợp chất diterpenoit kauran Bộ khung cơ bản của các hợp chất diterpenoit kauran gồm 20 cacbon. Một số hợp chất được tách ra gồm 19 cacbon và được gọi tên nor-kauran diterpenoit. Trong nghiên cứu của Wu và cộng sự [25] đã tách được 37 hợp chất kauran từ 4 loài khác nhau bao gồm: A. cherimola, A. glabra, A. squamosa và R. mucosa và 7 chất trong số chúng là chất mới phát hiện. Cấu trúc và sự tìm thấy của các hợp chất được nêu ra ở bảng 1.1 [25]. Bảng 1.1: Các hợp chất diterpenoit kauran TT Hợp chất R 1 R 2 R 3 Loài 1 axit ent-kaur-16-en-19-oic C=C COOH A. squamosa A. glabra 2 ent-kaur-16-en-19-ol C=C CH 2 OH A. squamosa 3 axit 17-acetoxy-16α-hydro-kauran- 19-oic CH 2 OAc H COOH A. cherimola 8 4 axit 17-hydroxy-16α-hydro-ent- kauran-19-oic CH 2 OH H COOH A. cherimola A. squamosa 5 axit 16α,17-dihydroxy-ent-kauran- 19-oic CH 2 OH OH COOH A. cherimola A. glabra A. squamosa 6 16α-hydro-ent-kauran-17-ol-19-al CH 2 OH H CHO A. cherimola 7 axit 16α-hydroxy-ent-kauran-19-oic CH 3 OH COOH A. glabra A. squamosa 8 axit 16α–methoxy-ent-kauran-19- oic CH 3 OCH 3 COOH A. glabra 9 methyl-16α-hydro-19-al-ent-kauran- 17-oat COOCH 3 H CHO A. glabra 10 annoglabasin C * COOCH 3 OAc COOH A. glabra 11 annoglabasin D * COOCH 3 OAc CHO A. glabra 12 annoglabasin F * COOCH 3 OAc OH A. glabra 13 este 16α-hydro-ent-kauran-17,19- dimethyl COOCH 3 H COOCH 3 A. glabra 14 axit 16α-hydro-19-acetoxy-ent- kauran-17-oic COOH H CH 2 OAc A. cherimola A. glabra R. mucosa 15 axit 16α-hydro-ent-kauran-17-oic COOH H CH 3 A. glabra 17 axit 16α-hydro-19-al-ent-kauran-17- oic COOH H CHO A. glabra 18 annoglabasin E * COOH H CH 2 OH A. glabra 19 axit 16α-hydro-ent-kauran-17,19- dioic COOH H COOH R. mucosa 20 axit 16α-hydro-19-nor-ent-kauran- 4α-ol-17-oic COOH H OH A. glabra 21 axit 17-hydroxy-16β-hydro-ent- kauran-19-oic H CH 2 OH COOH A. cherimola A. squamosa 22 axit 17-acetoxy-16β-hydro-kauran- 19-oic H CH 2 OAc COOH A. squamosa 23 axit 16β-hydro-ent-kauran-17-oic H COOH CH 3 A. glabra 24 axit 19-formyl-ent-kauran-17-oic H COOH CHO A. squamosa 25 16β-hydro-ent-kauran-17-ol-19-al H CH 2 OH CHO A. cherimola 26 axit 4α-hydroxy-19-nor-ent-kauran- 17-oic H COOH OH A. squamosa 27 methyl-16β-acetoxy-19-al-ent- kauran-17-oat OAc COOCH 3 CHO A. glabra 28 axit 16β,17-diacetoxy-ent-kauran- 19-oic OAc CH 2 OAc COOH A. glabra 29 axit 16β–methoxy-17-hydroxy-ent- OCH 3 CH 2 OH COOH R. mucosa 9 kauran-19-oic 30 ent-kauran-16β,17,19-triol OH CH 2 OH CH 2 OH A. squamosa 31 axit 16β,17-dihydroxy-ent-kauran- 19-oic OH CH 2 OH COOH A. squamosa 32 methyl-16β,17-dihydroxy-ent- kauran-19-oat OH CH 2 OH COOCH 3 A. squamosa 33 16β,17-dihydroxy-ent-kauran-19-al OH CH 2 OH CHO A. squamosa 34 axit 16β-hydroxy-17-acetoxy-ent- kauran-19-oic OH CH 2 OAc COOH A. glabra 35 16β-hydroxy-17-acetoxy-ent- kauran-19-al * OH CH 2 OAc CHO A. glabra 36 16β-hydroxy-17,19-diacetoxy-ent- kauran OH CH 2 OAc CH 2 OAc A. cherimola 37 19-nor-ent-kauran-4α,16β,17-triol * OH CH 2 OH OH A. squamosa * Chất mới. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 R 1 R 2 R 3 18 19 20 CH 2 OH CH 2 OH 16, ent-kaur-15-en-17,19-diol. A. glabra 1.1.2.2. Các hợp chất lignan Có 9 chất lignan (38-47) của họ Na (Annonaceae) được Yang và cộng sự; Wu và cộng sự công bố [25]. Các lignan được tìm thấy ở loài A. montana, A. cherimola và R. mucosa gồm: (+)-Syringaresinol (38), (+)-epi-syringaresinol (39), (+)-diasyringaresinol (40) và liriodendrin (41) thu được từ loài A. cherimola, (-)-syringaresinol (42) được tách từ loài A. montana và yangambin (43), magnolin (44), eudesmin (45), membrin (46) được tách từ R. mucosa. Trong số chúng, 38, 39, 40 và 42 là các chất đồng phân lập thể và 39, 40 là các chất mới. 10