khảo sát thành phần hóa học của loài địa y lobaria pulmonaria (lobariacea) thu hái ở tỉnh lâm đồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG KHOA HÓA HỌC  KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y LOBARIA PULMONARIA LOBARIACEA THU HÁI Ở TỈNH LÂM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG

KHOA HÓA HỌC



KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y LOBARIA PULMONARIA (LOBARIACEA) THU HÁI Ở TỈNH LÂM ĐỒNG

GVHD: Ths Dương Thúc Huy

Nhóm thực hiện:

3 Nguyễn Công Dương 37106012

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA HÓA HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HỮU CƠ - * * *

-TP HCM, ngày……tháng… năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: Ths Dương Thúc Huy 2 Tên đề tài: “KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y LOBARIA PULMONARIA (LOBARIACEA) THU HÁI Ở TỈNH LÂM ĐỒNG” 3 Nhóm thực hiện: 1 Nguyễn Công Dương 37106012 2 Bùi Thị Thùy An 37106001 3 Lê Hồng Bảo Ngọc 37106056 4 Trương Thị Diễm 37106008 5 Nguyễn Thị Giang 37106019 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d Đề nghị và điểm:

TP HCM, ngày tháng 4 năm 2014 Cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA HÓA HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HỮU CƠ - * * *

-TP HCM, ngày……tháng… năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 Cán bộ hướng dẫn: Ths Dương Thúc Huy 2 Tên đề tài: “KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y LOBARIA PULMONARIA (LOBARIACEA) THU HÁI Ở TỈNH LÂM ĐỒNG” 3 Nhóm thực hiện: 1 Nguyễn Công Dương 37106012 2 Bùi Thị Thùy An 37106001 3 Lê Hồng Bảo Ngọc 37106056 4 Trương Thị Diễm 37106 5 Nguyễn Thị Giang 37106 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d Đề nghị và điểm:

TP HCM, ngày tháng 4 năm 2014 Cán bộ phản biện

MỤC LỤC

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 5

2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 8

- Chi Sticta 8

- Chi Lobaria 8

- Chi Pseudocyphellaria 8

2.1 Tổng quan về chi Lobaria 8

2.1.1 Đặc điểm chung 8

2.1.2 Phân bố 9

2.1.3 Mô tả thực vật một số loài địa y thuộc chi Lobaria 9

2.1.4 Các nghiên cứu hóa học về chi Lobaria 11

2.1.4.1 Các hợp chất chứa N: 11

2.1.4.2 Depsides–Tridepsides: 11

2.1.4.3 Depsidones: 11

2.1.4.4 Sesterterpenoids: 12

2.1.4.5 Triterpenoids: 12

2.2 Tổng quan về Lobaria pulmonaria 13

2.2.1 Mô tả thực vật 13

2.2.2 Phân bố 13

2.2.3 Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học 13

2.2.4 Các nghiên cứu hóa học 14

2.3 Mục đích nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

3 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU 19

3.1 Nơi thực hiện đề tài 19

3.2 Tiến độ thực hiện 19

3.3 Hướng nghiên cứu kế tiếp: 19

4 KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

PHỤ LỤC HÌNH

PHỤ LỤC SƠ ĐỒ

Sơ Đồ 1 Quy trình chung điều chế các loại cao của loài địa y

Lobaria pulmonaria 18

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Địa y là một dạng cơ thể phức tạp được tạo nên từ nhiều thành phần khác nhau Thành phần chính trong địa y thường là nấm Nấm không thể tự tạo ra nguồn thức ăn cho mình nên chúng thường sống cộng sinh với một thành phần khác hoặc sống hoại sinh Nấm trong địa y (thuộc giới Nấm) thường cộng sinh với một thành phần khác, thành phần này có khả năng tạo ra nguồn dinh dưỡng thông qua quá trình quang hợp Đôi khi thành phần này là tảo, khi khác lại là vi khuẩn lam, cũng có khi là bao gồm cả hai loại trên[1]

Mỗi loài địa y cần điều kiện sống và phát triển khác nhau Một số địa y chỉ phát triển trên giá thể có tính acid, một số khác phát triển trên giá thể có tính baz hoặc trung tính Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, ánh sang…đều có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các loài địa y Nhờ có các điều kiện sống đa dạng mà các loài có mặt ở khắp nơi trên thế giới, từ những môi trường quen thuộc (trong rừng, trên tường…) đến những môi trường sống khắc nghiệt (hai vùng cực, đỉnh núi, sa mạc…)[19]

Địa y tăng trưởng với một tốc độ rất chậm Địa y dạng bột tăng trưởng từ 0.1 đến

1 mm/năm, địa y dạng lá tăng trưởng từ 2-4 cm/năm Địa y rất nhạy cảm với ô nhiễm không khí nên có thể xem địa y như một loại chỉ thị tự nhiên về chất lượng không khí Do

đó ngày nay phải đi xa khỏi thành phố vài dặm chúng ta mới có thể tìm thấy địa y[18]

Địa y phát triển với nhiều hình dạng khác nhau, dựa vào đó mà địa y được phân thành các loại khác nhau nhưng thường thấy nhất có 3 dạng chính[1]:

* Crustose lichen: Địa y dạng bột mịn Loài địa y này có dạng trông giống như bột

mịn dính rất chắc vào đá, cây cối, vỉa hè hoặc trong đất, thường rất khó để tách chúng ra khỏi những giá thể này mà không làm tổn hại đến giá thể

* Foliose lichen: Địa y hình lá Loài địa y này thường có dạng như lá, tán của

chúng có thể phân ra thành nhiều thùy (lobes) Thường chúng gắn với giá thể (nhưng không quá chặt) thông qua những cấu trúc khác nhau, một trong số

đó là cấu trúc trông như rễ giả gọi là rhizine

* Fructicose lichen: Địa y dạng sợi Loài địa y này thường có tiết tròn, phân nhiều

nhánh, trông như một chùm lông bám trên giá thể hoặc cũng có khi giống như những sợi dây buông thõng trên các cây lớn

Bacidia inundata Nectriopsis physciicola Pertusaria multipuncia

(ảnh được chụp bởi Ballingeary và County Cork tại Ireland)

Hình 1 Một số địa y dạng bột (Crustose)[20]

Lobaria pulmonaria Menegazzia terebrata Sticta canariensis

(ảnh được chụp bởi Ballingeary và County Cork tại Ireland)

Hình 2 Một số địa y hình lá ( Foliose) [20]

Cetraria aculeate Ramalina cuspidate Usnea wasmuthii

(ảnh được chụp bởi Ballingeary và County Cork tại Ireland)

Hình 3 Một số địa y dạng sợi (fructicose) [20]

2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Họ Lobariaceae bao gồm các loài địa y có tán rộng, đường kính có thể lên đến 50

cm hoặc hơn Họ địa y này có gần 800 loài và được chia thành 3 chi chính[18] :

- Chi Sticta

- Chi Lobaria

- Chi Pseudocyphellaria

Tuy nhiên hiện nay, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu hoá học nào về các loài thuộc các chi này Bên cạnh đó, tại rừng Bidoup thuộc tỉnh Lâm Đồng, chúng tôi phát hiện thấy

có hiện diện của nhiều loài địa y thuộc chi Lobaria Trong đó có một số loài phát triển

mạnh với số lượng nhiều Do đó, chúng tôi đã chọn các loài địa y thuộc chi này làm đối tượng nghiên cứu

2.1 Tổng quan về chi Lobaria

2.1.1 Đặc điểm chung

Địa y thuộc chi Lobaria có dạng hình lá, kích thước lớn, các thuỳ thường phân

nhánh, có phần rìa bo tròn không sắc cạnh Bề mặt trơn nhẵn hoặc có các nếp gấp dạng lưới Màu sắc thay đổi tuỳ thuộc vào môi trường khô ráo hay ẩm ướt Mặt dưới màu trắng hoặc xám nhạt, có gắn rễ giả gọi là rhizines[1]

2.1.2 Phân bố

Các loài địa y thuộc chi này thường được tìm thấy ở nơi ẩm ướt hoặc có nhiều bóng râm[1]

2.1.3 Mô tả thực vật một số loài địa y thuộc chi Lobaria

2.1.3.1 Lobaria amplissima

 Mô tả thực vật

Thuộc dạng fructicose, thuỳ rộng từ 5 đến 30 mm, đường kính từ 15 đến 30cm, phần rìa bo tròn Trong môi trường ẩm ướt có màu xanh lá, môi trường khô ráo có màu xám trắng Bề mặt trơn láng hoặc gợn sóng[1]

Hình 4 Địa y Lobaria amplissima[20]

Lobaria amplissima thường được tìm thấy trên vỏ cây, đặc biệt là những cây rụng

lá Đôi khi loài địa y này còn được tìm thấy trên những tảng đá (ngoại trừ đá vôi) Chúng nhạy cảm với sự ô nhiễm và sẽ biến mất khi nồng độ CO2 trong không khí lớn hơn 30μg/

m3 Chúng thường phân bố tại vùng có khí hậu ôn đới, nơi ít nhiều ẩm ướt.[1]

2.1.3.2 Lobaria virens

 Mô tả thực vật

Thuộc dạng địa y hình lá, đường kính có thể đạt đến 30 cm, bám khá chặt vào giá thể Thuỳ rộng từ 0.5 đến 3 cm, phần rìa bo tròn, nằm tách rời, tiếp giáp hoặc chồng chéo lên nhau Màu sắc thay đổi từ xám đến xanh lá trong môi trường khô ráo đến ẩm ướt Bề mặt khá trơn láng, đôi khi có gợn sóng Mặt dưới màu nâu nhạt, được bao phủ bằng một lớp lông tơ[1]

Hình 5 Địa y Lobaria virens[20]

 Phân bố:

Lobaria virens thường được tìm thấy trên thân cây sồi, cây trần bì, cây du hay cây

dẻ, đôi khi chúng còn được tìm thấy trên những tảng đá râm mát hoặc trên các vách đá Đây là loài địa y phổ biến từ khu vực Đại Tây Dương cho đến Na Uy[1]

2.1.3.3 Lobaria srobiculata

 Mô tả thực vật

Thuộc dạng địa y hình lá, đường kính khoảng 20 cm Thuỳ rộng từ 1 đến 3 cm, phần rìa bo tròn có dạng răng cưa Bề mặt xù xì không trơn láng Trong môi trường khô ráo, bề mặt có thể thay đổi từ màu xám đến xanh dương nhạt Mặt dưới màu nâu nhạt và

có lông tơ Túi bào tử ban đầu có hình nắm tay sau đó không có hình dạng nhất định Các hạt được phát tán đi từ túi bào tử để tạo sự sống mới có màu xám lục[1]

Lobaria srobiculata thường được tìm thấy

trên những tảng đá (ngoại trừ đá vôi) hoặc trên những thân cây không có nhựa Chúng được tìm thấy ở những nơi ẩm ướt, có khí hậu ôn đới và lạnh Ngoài ra chúng còn được tìm thấy ở một vài nơi tại châu Âu[1]

2.1.4 Các nghiên cứu hóa học về chi Lobaria

2.1.4.1 Các hợp chất chứa N:

Sticticin (1) được tìm thấy trong Lobaria virens[2]

NMe3

COOMe HO

HO

1 2 3

1' 2'

Sticticin (1)

Cl

Meta–scrobiculin (2) và para–scrobiculin (3) được tìm thấy trong Lobaria

scrobiculata[3] 4-O-methylgyrophoric acid (4) được tìm thấy trong Lobaria dissecta[4]

meta-Scobiculin (2) para-Scobiculin (3) 4-O-Methylgyrophoric acid (4)

2.1.4.3 Depsidone:

Cryptostictic acid (5) và methylstictic acid (6) được tìm thấy trong Lobaria

oregana[5] Stictic acid (7) được tìm thấy trong Lobaria retigera (Bory) Trev[2] và

isidiophorin (8) được tìm thấy trong Lobaria isidiophora Yoshim[2]

2.1.4.4 Sesterterpenoids:

Stitic acid (7)

(Lobaria retigera)

Isidiophorin (8)

(Lobaria isidiophora)

Methylstitic acid (6)

(Lobaria oregana)

Cryptostitic acid (5)

(Lobaria oregana)

H3C

H 3 CO O

O

O

CH3 OH

O

HOH2C

H 3 C

H3CO O

O

O

CH3 OH

O

H3CO O O=HC

H 3 C

H3CO O

O

O

CH3 OH

O

O CH3

H3C

H3CO O

O

O

CH3 OH

O

O=HC

Retigeranic acid A (9) và retigeranic acid B (10) được tìm thất trong Lobaria isidiosa[2]

2.1.4.5 Triterpenoids:

Retigeric acid A (11) và retigeric acid B (12) được tìm thấy trong Lobaria retigera[2]

2.2 Đối tượng nghiên cứu: Địa y Lobaria pulmonaria

2.2.1 Mô tả thực vật

Lobaria pulmonaria là địa y có dạng lá, có thuỳ rộng, khi còn tươi có màu xanh lá

và khi khô có màu nâu nhạt Bề mặt có dạng lưới với các mắt lưới trũng sâu, mặt dưới màu trắng hoặc nâu nhạt có gắn các rễ giả gọi là rhizines[8]

2.2.2 Phân bố

Lobaria pulmonaria phân bố rộng những khu vực có khí hậu ẩm ướt, lượng mưa

cao tại châu Âu, châu Á, Bắc Mỹ và châu Phi[16] Loài địa y này đặc biệt nhạy cảm với ô

nhiễm không khí nên hiện nay, Lobaria pulmonaria đang dần biến mất tại Châu Âu cũng

như những khu vực xây dựng khu công nghiệp[14] Ngoài ra loài địa y này cũng đã được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm để phục vụ cho nhiều nghiên cứu[15]

Retigeranic acid B (10)

(Lobaria isidiosa)

Retigeranic acid A (9)

(Lobaria isidiosa)

H3C

H3C

CH3 COOH

1

2 3

4 5 6 7 8 9

10 12

23

1415

16

17

18

19

11

24

25

20

21

22

H3C

H3C

CH3 COOH

1

2 3

4 5 6 7 8 9

10 12

23

1415

16 17 18 19

11

24 25

20

21

22

Retigeric acid A (11)

(Lobaria retigera)

HO

HO

COOH

H 1

2

3

4 5 6 7

8 9 10

11

12 13

14 1516

17 18

19 20 21 22

23

24

26

27

29

28 30

HO

HO

COOH

HOOC

H 1

2 3

4 5 6 7

8 9 10 11

12 13

14 1516

17 18

19 20 21 22

23 24

25

26

27

29

28 30

Retigeric acid B (12)

Hình 7 Địa y Lobaria pulmonaria khi mới thu hái (hình trái) và sau khi phơi khô

(hình phải)

2.2.3 Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học

Lobaria pulmonaria được sử dụng làm thực phẩm hay mỹ phẩm Ngoài ra loài địa

y này còn được sử dụng trong các bài thuốc dân gian để điều trị các bệnh khác nhau như bệnh chàm, các bệnh về đường hô hấp, phổi, viêm khớp[9] Trong y học Thổ Nhĩ Kỳ sử

dụng Lobaria pulmonaria như một thuốc trị nhuận tràng và rối loạn hô hấp[2]

Năm 2003, Suleyman H và những cộng sự[10] đã công bố dịch chiết nước của loài

Lobaria pulmonaria có đặc tính kháng viêm nimesulide và indomethacin.

Năm 2004, Fehmi Odabasoglu cùng các cộng sự[10] đã công bố dịch chiết methanol

của Lobaria pulmonaria và Unsea longissima có khả năng chống oxi hóa.

Năm 2009, Basak Karakus và những cộng sự[11] đã công bố dịch chiết methanol

của Lobaria pulmonaria có khả năng ức chế indomethacin ở chuột – một tác nhân gây

tổn thương niêm mạc dạ dày

Ngoài ra vào năm 1999, EMEA - the European Agency for the evaluation of

medicinal products cũng đã công bố về việc Lobaria pulmonaria được sử dụng để chế

biến thức ăn trong lĩnh vực thú y[17]

2.2.4 Các nghiên cứu hóa học

Cho đến ngày nay, vẫn còn rất ít các bài báo nghiên cứu thành phần hoá học của loài địa y này Siegfried huneck và Isao Yoshimura[12] đã công bố trong loài Lobaria

(14), các depsidone như 4,2’-dimethoxyconnorstictic acid (15), vesuvianic acid (16) pulmonarianin (17) và các steroid như episterol (18), fecosterol (19), stigmasterol (20), ergosterol-5α,8α-peroxide (21).

Năm 1975, S.Catalano và những cộng sự[10] đã công bố tìm thấy một depside là

gyrophoric acid (31) trong loài Lobaria pulmonaria.

Năm 1999, EMEA[17] the European Agency for the evaluation of medicinal products

cũng đã công bố về sự có mặt của gyrophoric acid (31) và tenuiorin (32) trong loài địa y

này[17]

Năm 1994, Antonio G.Gonzalez và những cộng sự của ông[8] đã công bố loài Lobaria

pulmonaria có chứa các depsidone như stictic acid (22), hypostictic acid (23),

cryptostictic acid (24), methylstictic acid (25), norstictic acid (26) và một loại mới được tác giả kí hiệu số 10 (27).

Năm 2012, Boris Pejin và những cộng sự của ông[13] đã cô lập được một depsidone

mới (28) từ Lobaria pulmonaria Thử nghiệm khả năng ức chế acetylcholinesterase cho

thấy hợp chất này không có hoạt tính nhưng dẫn suất diacetate của hợp chất này lại có khả năng ức chế ở nồng độ 1μg/mL.g/mL

Năm 2010, Fadime Atalay và các cộng sự của ông[7] đã cô lập được từ Lobaria

pulmonaria các depsidones như stictic acid (22), isidiophorin (29), pulmonarianin (30),

vesuvianic acid (16), dẫn suất của acid rhizonic như rhizonaldehyde (13), rhizonyl alcohol (14) và steroid như ergosterol-5α, 8α- peroxide (21).

Dẫn xuất của acid rhizonic:

Depsidone: Rhizonaldehyde (13) Rhizonyl alcohol (14)

O

H

CH3

CH3

OH

H3CO

1

2

3

4

8

9

CH3

OH

CH3

OH

H3CO

1 2 3 4

8 9

1 2 3 4

5 6 7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'

8' 9

O

O

H3C

H CO

3

OCH3

O

O

O

H3C CH3

O CH

3

O

H3CO

1 2 3 4 5

6 7

8

9

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'

8'

9'

1''

2''

1 2 3 4 5

6 7

1'2'

3' 4' 5' 6' 7'

9' 8

O O

COOH

O

H3C

H CO

CH3 OH

Stitic acid (22)

1

2

3

4

56

7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'

8'

9' 9

8

O

O

O

H3C

H3CO

CH3 OH

O HO

H O

1 2 3 4

56 7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'

8'

9' 9

8

O O

O

H3C

H3CO

CH3

CH3

OH

O HO

O

Hypostictic acid (23)

1 2 3 4 5

1'2'

3' 4' 5' 6' 7' 8'

9' 8

9

O O

O

O

H3C

H3CO

HO

CH3

OH

O HO

Cryptostictic acid (24)

Depsidone 10 (27)

1 2 3 4 5

1'2'

3' 4' 5' 6' 7' 8'

9' 8

9

O O

O

O

H3C

H3CO

CH2OH

OH

O HO

O

10

11 12

1

2

3

4

5 6

7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8'

9'

9

8

O

O

O

H3C O

H3CO

CH3

OH

O

H3CO

Methylstictic acid (25)

1 2 3 4

56 7

1'2'

3' 4' 5' 6' 7' 8'

9'

9

8

O O

O

O

H3C

HO

CH3

OH

O HO

Norstictic acid (26)

Depsidone 1 (28)

1

2

3

4

5

1'2'

3' 4' 5' 6' 7' 8'

9' 8

9

O

O

COOHCOOH

O

H3C

H3CO

CHO

CH3 OH

Isidiophorin (29)

1 2 3 4

56 7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8'

9' 9

8

O O

O

H3C

H3CO

CH3 OH

O HO

O

O

H3C

1 2 3 4

5 6 7

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8'

9' 9

8

O O

O

H3C

H3CO

CH3 OH O

H O

Ha Hb Hc

CH3

O

Pulmonarianin (30)

Episterol (18)

HO

1

2

3

4 5 6 7

8 9 10

111213

14 15 16 17 18 19

20

21 22

23 24

26 25

27 28

Fecosterol (19)

HO

1 2 3

4 5 6 7

8 9 10

111213

14 15 16 17 18 19

20

21 22

23 24

26 25

27 28

Stigmasterol (20)

HO

1

2

3

4 5 6 7

8 9

10

111213

14 15 16 17 18 19

20

21 22

23

24 26 25 27 28

O O

CH3

H 3 C

CH 3

H 3 C

HO

1 2 3

4 5

6 7

8 9 10

11 12 13

14 15 16 17 18

19

20

21 22

23 24 25 26

27

Ergosterol-5α,8α-peroxide α,8α-peroxide (21)