Nghiên cứu phân tích thành phần cấu trúc một số hợp chất phân lập từ cây hoàng tinh hoa trắng (disporopsis longifolia craib) bằng các phương pháp hóa lí hiện đại

MỞ ĐẦU Nghiên cứu thành phần hoá học và cấu trúc hợp chất hữu cơ là mộtphần rất quan trọng trong nghiên cứu phân tích hữu cơ vì chỉ khi biết đượcthành phần và cấu trúc chúng ta mới có th

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HÓA LÍ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thái Nguyên-2020

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HÓA LÍ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS KHIẾU THỊ TÂM

Thái Nguyên-2020

Trang 3

Tôi cũng xin gửi lòng biết ơn chân thành tới tất cả các thầy cô giáo,người đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong nhữngnăm học vừa qua.

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạotrường Đại học khoa học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và cáccán bộ nhân viên phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp

đỡ tôi thực hiện đề tài khoa học này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới toàn thể gia đình,bạn bè và những người thân đã luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên, khích lệ tôitrong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Trang 4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Một số phương pháp hóa lý dùng để phân tích cấu trúc các hợp chất hữu cơ 3

1.1.1 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 3

1.1.2 Phổ khối lượng MS (Mass spectrometry) 5

1.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 7

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Disporopsis 10

1.2.1 Giới thiệu về chi Disporopsis 10

1.2.2 Đặc điểm thực vật chi Disporopsis 10

1.2.3 Ứng dụng của chi Disporopsis trong y học cổ truyền 11

1.2.4 Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Disporopsis 11

1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về cây Hoàng tinh hoa trắng (Disporopsis longifolia Craib) 16

1.3.1 Đặc điểm thực vật 16

1.3.2 Ứng dụng của cây Hoàng tinh hoa trắng trong y học cổ truyền .17

1.3.3 Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Hoàng tinh hoa trắng 18 1.4 Hợp chất terpenoid 18

1.4.1 Khái niệm terpenoid 18

1.4.2 Phân loại terpenoid 18

1.4.3 Hoạt tính sinh học của terpenoid 19

Chương 2 THỰC NGHIỆM 20

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Phương pháp xử lý và chiết mẫu 20

Trang 5

2.2.2 Phương pháp khảo sát, phân tách và tinh chế các hợp chất từ mẫu

thực vật 21

2.2.3 Phương pháp phân tích cấu trúc 22

2.3 Hóa chất và thiết bị 23

2.4 Quy trình phân lập các hợp chất tự nhiên từ cây Hoàng tinh hoa trắng

23 2.5 Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được 25

2.5.1 Hợp chất DL1: β-sitosterol 25

2.5.2 Hợp chất DL2: oleanolic acid 25

2.5.3 Hợp chất DL3: -amyrin acetate 26

2.5.4 Hợp chất DL4: neoilexonol acetate 26

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Khảo sát cặn chiết ethylacetate bằng SKLM 27

3.2 Các hợp chất phân lập từ cao chiết ethylacetate 28

3.2.1 Hợp chất β-sitosterol (DL1) 28

3.2.2 Hợp chất oleanolic acid (DL2) 30

3.2.3 Hợp chất -amyrin acetate (DL3) 33

3.2.4 Hợp chất neoilexonol acetate (DL4) 36

KẾT LUẬN 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 46

Trang 6

1H-NMR Proton Nuclear Magnetic resonance

Spectroscopy

Phổ cộng hưởng từ hạtnhân 1H

COSY Correlation Spectroscopy Phổ tương tác hai chiều1

H -1HDEPT Distortionless Enhancement by

qua nhiều liên kếtHR-ESI-

Coherence

Phổ tương tác dị hạt nhânqua một liên kết

IC50 Inhibitory Concentration 50% Nồng độ ức chế 50% đối

tượng thử

NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy Phổ NOESY

Trang 7

bro

ad singlet

d:

doublet

of doublet

s td:

tripl

et ofdoublet

s dt:

doublet

of triplets

EtOH:

ethanolMeOH:

Methanol

CH2Cl2:

dichloromethane

CHCl3: Chloroform

Trang 8

6

EtOAc: ethyl acetate

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phổ hấp thụ hồng ngoại của ethyl acetate 4

Hình 1.2 Phổ ESI-MS của bovine ubiquitin từ Protea Biosciences 6

Hình 1.3 Hình ảnh loài D pernyi 11

Hình 1.4 Hình ảnh loài D aspersa 11

Hình 1.5 Cấu trúc của các hợp chất flavonoid phân lập từ chi Disporopsis 13 Hình 1.6 Cấu trúc của các hợp chất steroid phân lập từ chi Disporopsis 14

Hình 1.7 Cấu trúc của các hợp chất alkaloid phân lập từ chi Disporopsis 15

Hình 1.8 Cấu trúc một số hợp chất khác từ chi Disporopsis 16

Hình 1.9 Cây Hoàng tinh hoa trắng 17

Hình 1.10 Cấu trúc của một số terpenoid 19

Hình 2.1 Hình ảnh cây Hoàng tinh hoa trắng thu hái tại Sơn La 20

Hình 2.2 Quy trình ngâm chiết mẫu cây Hoàng tinh hoa trắng 21

Hình 2.3 Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cao chiết ethylacetate 24

Hình 3.1 Cấu trúc của β-sitosterol 28

Hình 3.2 Phổ 1H-NMR của DL1 29

Hình 3.3 Phổ 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) của DL1 29

Hình 3.4 Cấu trúc của oleanolic acid 30

Hình 3.5 Phổ ESI-MS của DL2 31

Hình 3.6 Phổ 1H-NMR của DL2 (500MHz, CDCl3) 31

Hình 3.7 Phổ 13C-NMR của DL2 (125 MHz, CDCl3) 32

Hình 3.8 Cấu trúc của -amyrin acetate 33

Hình 3.11 Cấu trúc của neoilexonol acetate 36

Hình 3.12 Phổ IR của DL4 36

Hình 3.15 Phổ HSQC giãn của DL4 39

Hình 3.16 Phổ HMBC giãn của DL4 40

Trang 9

hợp chất DL4 và neoilexonol acetate

41

Trang 10

DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Các phổ của β-sitosterol (DL1) I

Phụ lục 2 Các phổ của oleanolic acid (DL2) IV

Phụ lục 3 Các phổ của -amyrin acetate (DL3) VIII Phụ lục 4 Các phổ của neoilexonol acetate (DL4) XI

Phụ lục 5 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật của các cao chiết XIX

Trang 11

MỞ ĐẦU

Nghiên cứu thành phần hoá học và cấu trúc hợp chất hữu cơ là mộtphần rất quan trọng trong nghiên cứu phân tích hữu cơ vì chỉ khi biết đượcthành phần và cấu trúc chúng ta mới có thể định tính, định lượng, khảo sáthoạt tính sinh học và tổng hợp được các hợp chất có hoạt tính sinh học quýcho y dược

Để phân lập các hợp chất hữu cơ người ta có thể sử dụng các phươngpháp như sắc kí lớp mỏng, sắc kí cột, sắc kí gel, sắc kí khí, sắc kí lỏng hiệunăng cao Để xác định được cấu trúc các hợp chất phân lập này người ta có thểdùng các phương pháp phổ hiện đại như phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại khảkiến, phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều Mỗi phương phápcho phép ta xác định một số thông tin khác nhau của cấu trúc phân tử và hỗtrợ lẫn nhau trong việc xác định cấu trúc của hợp chất hữu cơ

Cho đến nay chi Disporopsis, chỉ có 2 loài Disporopsis aspera và

Disporopsis pernyi được nghiên cứu về thành phần hóa học Những kết quả

nghiên cứu ban đầu cho thấy chúng chứa nhiều lớp chất phong phú gồm cóflavonoid, alkaloid, steroid và nhiều hợp chất trong đó thể hiện hoạt tính sinh

học lý thú Điều này chứng tỏ chi Disporopsis là nguồn tài nguyên triển vọng

cho công cuộc tìm kiếm các hợp chất có cấu trúc mới và có hoạt tính sinh họcquý phục vụ cho quá trình tìm kiếm các hợp chất làm thuốc mới

Cây Hoàng tinh hoa trắng (Disporopsis longifolia Craib) là một cây thuốc thuộc chi Disporopsis Theo y học dân gian, Hoàng tinh hoa trắng có tác

dụng chữa tỷ vị hư nhược, suy kiệt, mệt mỏi, miệng khô biếng ăn, tinh huyếtbất túc, nội nhiệt, tiêu khát, chữa lao phổi, ho ra máu, hạ lipid máu và làmgiảm xơ cứng mạch vành Tuy nhiên, đến nay chưa có công bố nào về thànhphần hóa học và hoạt tính sinh học của loài này Cấu trúc của các hợp chấtphân lập từ thực vật được xác định bằng các phương pháp hóa lí hiện đại

Trang 12

2

Do đó đề tài “Nghiên cứu phân tích thành phần cấu trúc của một số hợp

chất phân lập từ cây Hoàng tinh hoa trắng (Disporopsis longifolia Craib) bằng

các phương pháp hóa lí hiện đại” là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhằmlàm sáng tỏ các cơ sở khoa học của cây thuốc, phát huy giá trị kinh tế và bảotồn nguồn gen cây thuốc quý hiếm góp phát triển ngành công nghiệp dượcliệu và nền y học cổ truyền Việt Nam

Nội dung chính của đề tài:

+ Nghiên cứu quy trình tách cặn chiết cây hoàng tinh hoa trắng bằngcác loại dung môi phân cực đến không phân cực

+ Nghiên cứu thành phần hóa học của cây hoàng tinh hoa trắng bằngsắc ký lớp mỏng, sắc kí cột

+ Nghiên cứu xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ loàinày bằng các phương pháp hóa lí hiện đại

Trang 13

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Một số phương pháp hóa lý dùng để phân tích cấu trúc các hợp chất hữu cơ

1.1.1 Phương pháp phổ hồng ngoại IR

Phương pháp phổ hồng ngoại dùng để xác định nhóm chức và một sốliên kết đặc trưng có mặt trong phân tử [1-4] Nguyên tắc chung của phươngpháp phổ hồng ngoại là khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợpchất, bức xạ hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bảnlên trạng thái dao động cao hơn [4-6]

Kỹ thuật này thường được sử dụng để phân tích các mẫu có liên kếtcộng hóa trị Phổ đơn giản thu được từ các mẫu có ít liên kết hoạt động và độtinh khiết cao Cấu trúc phân tử phức tạp hơn dẫn đến các dải hấp thụ nhiềuhơn và phổ phức tạp hơn [7, 8]

Khi các phân tử hấp thụ năng lượng từ bên ngoài có thể dẫn đến quátrình quay, dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó Tùy theo năng lượngkích thích lớn hay nhỏ có thể xảy ra quá trình quay, dao động hay cả quay vàdao động đồng thời Để kích thích các quá trình trên có thể sử dụng tia sángvùng hồng ngoại (phổ hồng ngoại) hoặc tia khuếch tán Raman (phổ Raman) [6,7]

Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng bướcsóng khoảng 10-4 đến 10-6 m Nó nằm giữa vi sóng và ánh sáng khả kiến Phầncủa vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu trúc nằm tronggiữa 2,5.10-4 và 16.10-6 m Đại lượng được sử dụng nhiều trong phổ hồngngoại là số sóng (cm-1), ưu điểm của việc dùng số sóng là chúng tỷ lệ thuậnvới năng lượng [3, 7]

Trang 14

4

Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạ hồngngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng thái dao

Trang 15

động cao hơn Có 2 lại dao động khi phân tử bị kích thích là dao động hóa trị

và biến dạng, dao động hóa trị (ν)) là dao động làm thay đổi độ dài liên kết,dao động biến dạng (δ)) là dao động làm thay đổi góc liên kết [3, 4]

Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ hấp thụ bức xạ hồngngoại của một chất vào số sóng hoặc bước sóng chính được gọi là phổ hấp thụhồng ngoại [8]

Máy phổ hồng ngoại có thể đo được các mẫu ở thể khí, lỏng, rắn nhưngthông thường nhất được chuẩn bị là dạng rắn và dạng lỏng Chất rắn thườngđược nghiền nhỏ với KBr rồi ép thành viên mỏng Chất lỏng được đo ở dạngmàng lỏng hoặc pha trong dung môi như tetrachloromethane, chloroform [7]

Hình 1.1 Phổ hấp thụ hồng ngoại của ethyl acetate

Sự hấp thụ hồng ngoại của một chất thường tập trung vào những vùng

hẹp tạo ra các vân hấp thụ (Hình 1.1) có rất nhiều vân hấp thụ như vân a, b, c,

d, e, g, h Vân phổ hồng ngoại có ba đặc trưng cần được mô tả là: vị trí củavân phổ được chỉ bởi bước sóng hoặc số sóng của đỉnh phổ, cường độ của vânphổ

Trang 16

Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu đuợcchủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng Cácpic nằm trong vùng từ 4000 – 1600 cm-1 thường được quan tâm đặc biệt, vìvùng này chứa các cực đại hấp thụ của các nhóm chức, như OH, NH, C=O,C=N nên được gọi là vùng nhóm chức [4, 7] Vùng phổ từ 1300 – 626 cm-1

phức tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xácđịnh nhóm chức Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chấtnày đến hợp chất kia vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được gọi là vùng vân ngóntay [8]

1.1.2 Phổ khối lượng MS (Mass spectrometry)

Phương pháp phổ khối lượng (MS) là kĩ thuật phân tích hiệu quả đểchứng minh hợp chất chưa biết bằng cách xác định khối lượng phân tử, xácđịnh định tính và xác định định lượng (khối lượng, bề mặt và phân tích sâu)của các vết hợp chất hữu cơ có trong một mẫu bằng cách đo tỉ lệ khối lượngtrên điện tích và số lượng của các ion pha khí [9,10] Đây là phương pháphiện đại được sử dụng phổ biến trong các phép phân tích cấu trúc và phân tíchhàm lượng các hợp chất hóa học Cơ sở của phương pháp phổ khối lượng đốivới hợp chất hữu cơ là bắn phá các hợp chất hữu cơ trung hòa thành các ionphân tử mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành các mảnh ion (có số khối z-m/e), các gốc theo sơ đồ sau bằng các phần tử mang năng lượng cao [1, 2, 4]

Trang 17

ABC + 1e → ABC+ + 2e

>95%

→ ABC2+ +3e

→ABC-

Sự bắn phá này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá vànăng lượng bắn phá Quá trình này gọi là quá trình ion hóa Ion phân tử và cácion mảnh là các phần tử có khối lượng (m), điện tích của nó là z thì tỷ số m/zđược gọi là số khối [10]

Quá trình ion hóa có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau:phương pháp va chạm e, phương pháp ion hóa hóa học, phương pháp ion hóaphoton, phương pháp ion hóa trường, phương pháp bắn phá ion, phương phápbắn phá nguyên tử nhanh Tách các ion có số khối khác nhau ra khỏi nhau vàxác định được xác suất có mặt của chúng, rồi vẽ đồ thị biểu diễn mối liên quangiữa xác suất có mặt (hay cường độ I) và số khối z thì đồ thị này được gọi làphổ khối lượng [4]

Hình 1.2 Phổ ESI-MS của bovine ubiquitin từ Protea Biosciences

Trang 18

8

Phân tích phổ khối là tìm mối liên quan giữa các số khối xuất hiện trên

Trang 19

Trường hợp thứ hai, biết khối lượng phân tử và công thức cấu tạo phân

tử phải dựa vào số khối m/z trên phổ và cấu tạo của các mảnh ion có số khối

đó để lắp ghép lại thành phân tử [4]

Trường hợp thứ ba: biết khối lượng phân tử phân giải cao có thể dựavào bảng tra cứu tìm ra công thức phân tử, sau đó tiến hành như trường hợptrên [4]

Trường hợp thứ tư, biết khối lượng phần tử và các loại nguyên tố [4].Như vậy, khi phân tích phổ khối lượng người ta thu được khối lượngphân tử của chất nghiên cứu, từ các pic mảnh ion trên phổ đồ có thể xác địnhđược cấu trúc phân tử và tìm ra quy luật phân mảnh [9, 10]

1.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR (Nuclear Magnetic Resonance)

Phổ NMR là phương pháp phân tích cấu trúc các hợp chất hiện đại vàhữu hiệu nhất hiện nay dựa trên sự ghi lại quá trình cộng hưởng từ sinh ra bởicác hạt nhân có spin khác 0 được kích thích bởi năng lượng của tần số sóngradio Rf dưới tác động của từ trường Bo bên ngoài Với việc sử dụng kết hợpcác kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều, các nhànghiên cứu có thể xác định chính xác cấu trúc của các hợp chất Trong phổNMR có hai thông số có đặc trưng liên quan tương cấu trúc hóa học của một

phân tử là độ dịch chuyển hóa học (δ)) và hằng số tác spin – spin (J) [2, 4].

Được sử dụng rộng dãi nhất là proton NMR (1H-NMR) Proton có tỷ lệphong phú tự nhiên và tỷ lệ từ tính lớn và phù hợp để quan sát NMR Đối với

Trang 20

10

các

h ợ p c h ấ t h ữ u c ơ thông thường, phạm vi dịch chuyển hóa học là δ) = 0 đến

10 ppm [1, 4, 7] Giá trị của sự dịch chuyển hóa học phụ thuộc vào môi trườngxung quanh proton, đó là sự lai hóa các nguyên tử carbon liên kết, loại và sốlượng các nhóm chức gần đó và các hiệu ứng không gian Chia tách bằngkhớp nối spin giúp ước tính cấu trúc một phần Các proton liền kề vớihai hydrogen t ư ơ n g đ ư ơ n g ( ví dụ CH3CH2OH) chia thành ba dòng với tỷ lệcường độ 1: 2: 1, trong khi các proton liền kề với ba hydrogen tương đươngchia thành bốn dòng với tỷ lệ cường độ 1: 3: 3: 1 Do đó, con số 2 b sự hiệndiện của nh ó m e th y l có thể được ước tính dễ dàng từ phổ [9] Độ lớn củahằng số ghép spin cũng phụ thuộc vào hình dạng proton liên quan [4, 9]

Trong trường hợp của proton NMR, diện tích (cường độ tích hợp) đượcbao quanh bởi đường cong và đường cơ sở của mỗi đỉnh tỷ lệ thuận với sốlượng proton Thông thường, một q u a n g p hổ k ế đ ược tích hợp sẵn, do đócường độ tích hợp được đo và ghi lại trên phổ [4]

Trong phổ 1H-NMR, độ dịch chuyển hóa học (δ)) của các proton đượcxác định tùy thuộc vào mức độ lai hóa của các nguyên tử cũng như các đặctrưng riêng của từng phân tử Mỗi loại proton cộng hưởng ở một trường khácnhau, vì vậy chúng được biểu diễn bằng một độ dịch chuyển hóa học khác

nhau Dựa vào những đặc trưng của (δ)) và tương tác J để có thể cung cấp các

thông tin giúp xác định cấu trúc hóa học của hợp chất [4]

Phổ này cho tín hiệu vạch carbon Mọi nguyên tử carbon sẽ cộng hưởng

ở một trường khác nhau và cho một tính hiệu phổ khác nhau Thang đo chophổ

13C- NMR cũng được tính bằng ppm nhưng với độ dài rộng hơn phổ proton,từ

Trang 21

0-240 ppm Ngoài ra, phổ 13C-NMR còn được ghi theo phương pháp DEPT.Phổ này cho ta tín hiệu phân loại cacbon khác nhau Trên phổ DEPT, tín hiệucủa cacbon bậc 4 biến mất Tín hiệu của CH và CH3, nằm cùng một phía, tín

Trang 22

4, 9] Với sự lan truyền của FT NMR bằng biến đổi xung-Fourier, người ta cóthể đo được NMR của hạt nhân C-13 và các hạt nhân khác như N-15 và Si-29

Sự ra đời của FT NMR cho phép có được các thông số liên quan đến thời gian,chẳng hạn như thời gian lưu [4,11,12]

1.1.3.3 Phổ HSQC (Heteronuclear single quantum coherence spectroscopy)

Phổ HSQC cho biết sự liên quan giữa các tín hiệu của H và C PhổHSQC cho biết thông tin về liên kết trực tiếp giữa proton và cacbon PhổHSQC có thể biểu diễn dưới dạng biểu đồ nổi hoặc biểu đồ đường viền Biểu

đồ đường viền có ưu điểm hơn bởi vì thông tin về độ chuyển dịch hóa học làkhác nhau nên phổ HSQC không đối xứng qua đường chéo [4, 13]

1.1.3.4 Phổ HMBC (Heteronuclear Multiple Bond Correlation)

Đây là phổ thể hiện tương tác xa (2 liên kết và 3 liên kết) giữa cacbon

và proton trong phân tử và nhờ đó mà từng phân của phân tử cũng như toàn

bộ phân tử được xác định Phổ này đặc biệt thích hợp trong trường hợp phân

tử chứa cacbon bậc bốn vì nó thể hiện mối liên quan của tín hiệu proton H ởmột nguyên tử C với tín hiệu của C khác ở cách xa nó 2-3 liên kết thậm chítrong một số trường hợp là bốn liên kết [4]

1.1.3.5 Phổ COSY

Phổ COSY biểu diễn các tương tác giữa proton - proton Các protontương tác với nhau trong phổ COSY là các proton liên kết với cùng một

Trang 23

cacbon hoặc với cacbon liền kề Nhờ phổ này mà các phần của phân tử ghépnối lại với nhau Tín hiệu thu được trên phổ COSY có dạng dấu thập [4]

Trang 24

14

1.1.3.6 Phổ NOESY

Phổ NOESY biểu diễn các tương tác không gian của các proton không

kể đến độ dài các liên kết mà chỉ tính đến khoảng cách không gian của chúngđược phân bố trong phân tử (khoảng 4A◦) Dựa vào kết quả phổ này có thể xácđịnh cấu trúc không gian của phân tử Trên phổ này khi 2 nhóm proton liên kếtvới nhau thì tín hiệu của chúng thể hiện ở 4 đỉnh của hình vuông, trong đó 2đỉnh nằm trên đường chéo [4] Các đỉnh chéo của phổ NOESY chỉ ra cácproton nào gần nhau trong không gian Về mặt này, NOESY khác với COSY

dựa trên khớp nối J để cung cấp mối tương quan spin-spin và có các đỉnh chéo

cho thấy

1H này gần với 1H khác thông qua các liên kết hóa học của phân tử [14]

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học và

hoạt tính sinh học của chi Disporopsis

1.2.1 Giới thiệu về chi Disporopsis

Chi Disporopsis thuộc họ Măng tây (Asparagaceae) gồm 7 loài (Bảng

1) [15], phân bố chủ yếu ở Trung Quốc, Thái Lan, Lào, Việt Nam, …[16].

Bảng 1.1 Các loài thuộc chi Disporopsis

1.2.2 Đặc điểm thực vật chi Disporopsis

Về đặc điểm thực vật, các loài thuộc chi này thường là thân thảo, caokhoảng 60-100 cm, thân cong, đường kính 2-3 cm, sống lâu năm, cây ưa bóng,

Trang 25

mọc hoang, thường thành bụi dưới các tán rừng núi cao Lá hình mác mọc so

le, cuống ngắn Hoa hình chuông, mọc ở nách lá, thường thành cụm hai haynhiều hoa, bao hoa hình chén, đầu chia 6 thuỳ tam giác, 6 nhị đính ở miệngống Quả mọng, hình cầu Sinh sản bằng thân rễ hoặc hạt [15,17]

Hình 1.3 Hình ảnh loài D pernyi Hình 1.4 Hình ảnh loài D aspersa

1.2.3 Ứng dụng của chi Disporopsis trong y học cổ truyền

Một số loài thực vật đặc hữu thuộc chi Disporopsis được sử dụng trong

y học dân gian để làm thuốc chữa bệnh Ở Trung Quốc, thân rễ loài

Disporopsis aspersa được sử dụng làm thuốc bổ chữa cơ thể suy nhược, sốt

nóng, mồ hôi ra nhiều, mồ hôi trộm, đi tiểu nhiều, di tinh, ho khan, khát nước

[18] Toàn bộ cây Disporopsis aspersa còn được dùng làm thuốc bổ máu, tăng

cường hệ miễn dịch cơ thể, điều trị sốt dai dẳng, đổ mồ hôi đêm, ho khan và

ung thư [18,19] Disporopsis pernyi (Hua) Diels được sử dụng rộng dãi để

điều trị viêm thấp khớp, ho mãn tính, viêm amidan, viêm kết mạc, phụ nữ yếusau sinh và chu kỳ kinh nguyệt không đều, dùng làm thuốc bổ Rễ cây giàugiá trị y học, có hoạt tính điều trị ho, cao huyết áp, kháng viêm và khối u[20]

1.2.4 Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Disporopsis

Cho đến nay, trong số 7 loài của chi Disporopsis, chỉ có 2 loài được

nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học Đó là các loài

Disporopsis aspera và Disporopsis pernyi Những kết quả nghiên cứu ban đầu

Trang 26

16

về các loài thuộc chi Disporopsis cho thấy chúng chứa nhiều lớp chất phong

phú gồm có flavonoid, alkaloid, steroid và nhiều hợp chất trong đó thể hiện

hoạt tính sinh học lý thú Điều này chứng tỏ chi Disporopsis là nguồn tài

nguyên triển vọng cho công cuộc tìm kiếm các hợp chất có cấu trúc mới phục

vụ cho quá trình tìm kiếm thuốc mới

1.2.4.1 Hợp chất flavonoid

Từ cặn chiết của rễ cây Disporopsis aspera Engl., Nguyễn Anh Thọ và

các cộng sự đã phân lập được 4 flavone là

3-(2′,4′-dihydroxy-benzyl)-5,7-dihydroxy- chroman-4-one (1), 3-(4′-hydroxy-benzyl)-5,7-3-(2′,4′-dihydroxy-benzyl)-5,7-dihydroxy-6-

3-(4′-hydroxy-benzyl)-5,7-dihydroxy-6-methyl-chroman-4- one (2),

Trang 28

Bốn saponin steroid mới được nhóm tác giả Qing-Xiong Yang phân lập

từ rễ tươi của loài D isporopsi s p e rn y i ( H u a ) D i e l s , đặt tên là Disporoside A-D

(8-11), tương ứng là (3β,25R)-3-[(β-D- glucopyranosyl-(1- glucopyranosyl- (1-6)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-5β-spirostan (8), (3β,25R)-3-

2)-[β-D-[(β-D-glucopyranosyl

-(1-2)-[6-O-hexadecanoyl-β-Dglucopyranosyl-(1-6)]-β-D-

glucopyranosyl)oxy]-5β-spirostan (9), glucopyranosyl-(1-2)-β-D-glucopyranosyl)-oxy]-5β-furostan (10), và

(3β,22R,25R)-26-[(β-D-glucopyranosyl)oxy]-3-[(β-D-

(3β,22R,25R)-26-[(β-D-glucopyranosyl)oxy]-3-[(β-D-glucopyranosyl-(1-2)-[β-D- glucopyranosyl-(1-6)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-5β-furostan (11) cùng

Trang 29

với 3 chất đã biết trước đó, là Ys-I (12), agavoside B (13), và

(3β,25R)-3-[(β-

D-xylopyranosyl-(1-3)-β-D-glucopyranosyl-(1-4)-β-D-galactopyranosyl)oxy]-5α-spirostan-12-one (14) [20].

Cũng từ loài D i s p oro p s i s p e r n yi ( H u a) D i e l s , nhóm tác giả Feng Zhu đã

phân lập được hai steroid mới là

(22S,25S)-Spirost-5(6)-ene-3β,4β-diol-3-O-β- D-glucopyranosid (15) và (22S,25S)-Spirost-5(6)-ene-3β,4(22S,25S)-Spirost-5(6)-ene-3β,4β-diol-3-O-β-diol-(22S,25S)-Spirost-5(6)-ene-3β,4β-diol-3-O-β-D-

(22S,25S)-Spirost-5(6)-ene-3β,4β-diol-β-D-glucopyranoside-(6→2)-3-O-β-D-glucopyranoside (16) [30] Từ cặn chiết của

rễ cây Disporopsis aspera Engl., nhóm tác giả Nguyễn Anh Thọ đã phân lập

được 2 steroid là β-sitosterol (17) và β-sitosterylglucopyranoside (18) [19].

HO

HO HO OH

O O

Trang 30

H O H RO

Từ dịch chiết của Disporopsis aspera Engl., Feng Zhu và các cộng sự

đã phân lập ra 3 hợp chất alkaloid là L-Pyroglutamic acid (19),

(2R,3R,4S,5R)-2-

(6-amino-4,5-dihydropurin-9-yl)-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol (20) và

Trang 31

N-[2-(1H-indol-3yl)ethyl]phenyl-3-cacboxamide (21) [18] Cũng từ loài

Disporopsis aspera, nhóm tác giả Nguyễn Anh Thọ đã phân lập được 2

alkaloid là N-trans-feruloyl tyramine (22), adenine (23) [19].

Trang 32

Nguyễn Anh Thọ và các cộng sự đã phân lập ra 5-(hydroxymethyl)-2-furfuran

(24) [19] Nhóm tác giả Yanqi Wang cũng đã tìm thấy hợp chất betulinic acid (25) từ loài i s p o r op D s i s p e r n y i ( H u a) Di e l s [ 21] Năm 2018, nhóm tác giả

Fang-Li Ganga đã tìm thấy một este mới từ loài Disporopsis aspera Engl.

2-isopropyl-5- methylphenyl 2-(naphthalen1-yl) acetate (26) và một hợp

Trang 33

Hình 1.8 Cấu trúc một số hợp chất khác từ chi Disporopsis

1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về cây Hoàng tinh

hoa trắng (Disporopsis longifolia Craib)

1.3.1 Đặc điểm thực vật

Hoàng tinh hoa trắng có tên khoa học là Disporopsis longifolia là một

loài thực vật có hoa trong họ Măng tây Loài này được Craib mô tả khoa họcđầu tiên năm 1912 Hoàng tinh hoa trắng có tên gọi khác là hoàng tinh cách,hoàng tinh lá mọc cách, hoàng tinh lá mọc so le [15,23]

Hoàng tinh hoa trắng là cây thảo, cao 0,5 - 1,2 m Thân rễ nạc, gồmnhiều cục gắn với nhau thành chuỗi, phân nhánh, nằm ngang, đường kính 2 -

3 cm Thân mang lá nhẵn, lúc non có đốm tím hồng, sau xanh trắng, đườngkính 0,3

- 0,6 cm Lá mọc so le, cuống ngắn; phiến lá thuôn hay mác dài, nhọn 2 đầu,

10 - 20 x 2,5 - 3,5 cm, 5 gân chính hình cung Cụm hoa gồm 5 - 7 cái, mọc ở

kẽ lá, có cuống dài 0,6 - 1cm Hoa màu trắng, bao hoa hình chén, đầu chia 6thuỳ tam giác Nhị 6, đính ở miệng ống; chỉ nhị dẹp, có tai ở đầu Quả thịt,hình cầu, đường kính 0,4 - 0,5 cm Khi chín từ màu xanh chuyển sang màutrắng Hạt nhỏ Mùa hoa tháng 3 - 5, quả tháng 5 - 9 Cây đặc biệt ưa ẩm và ưabóng, thường mọc thành khóm trên đất ẩm nhiều mùn hay trên các hốc đá,dưới tán rừng kín thường xanh ẩm đặc biệt là ở rừng núi đá vôi, ở độ caokhoảng 400 -

1500 m [17,23]

Ở Việt Nam, Hoàng tinh hoa trắng phân bố khắp nơi như Lai Châu,Điện Biên, Lào Cai, Sơn La, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên,Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hoà Bình, Ninh Bình Trên thế giới có nhiều ởTrung Quốc, Thái Lan, Lào [23]

Trang 34

Hình 1.9 Cây Hoàng tinh hoa trắng

Cây Hoàng tinh hoa trắng đang được ghi trong Sách Đỏ Việt Nam(1996) với cấp đánh giá “sẽ nguy cấp” (Bậc V) và Danh mục Thực vật rừng,Động vật rừng nguy cấp, quý hiếm (nhóm 2) của Nghị định số 32/2006/NĐ -

CP ngày

30/3/2006 của Chính phủ để hạn chế khai thác, sử dụng vì mục đích thươngmại [23]

1.3.2 Ứng dụng của cây Hoàng tinh hoa trắng trong y học cổ truyền

Theo y học dân gian, Hoàng tinh hoa trắng được dùng để chữa tỷ vị hưnhược, suy kiệt, mệt mỏi, miệng khô biếng ăn, tinh huyết bất túc, nội nhiệt,tiêu khát, chữa âm hư, tỉnh tủy bất túc, suy lão sớm ở người cao tuổi, chữa laophổi, ho ra máu Thân rễ (củ) là vị thuốc quý dùng nhiều trong y học cổtruyền, có tác dụng bổ trung ích khí, mạnh gân xương, chữa phong thấp; làmđẹp da, đen tóc Thân rễ được dùng làm thuốc bổ, tăng lực, chữa mệt mỏi, kém

ăn, đau lưng, thấp khớp, khô cổ khát nước [24]

Khi kết hợp với nhiều vị thuốc đông y, củ Hoàng tinh hoa trắng còn cónhiều công dụng như giảm mệt mỏi, chữa thiếu máu, chữa yếu sinh lý, ho ra

máu, đau thắt ngực, bệnh mạch vành tim, đái tháo đường, huyết áp thấp, chữa

rối loạn thần kinh thực vật, hỗ trợ ngưng tăng độ và cận thị [23, 24]

Trang 35

1.3.3 Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Hoàng tinh hoa trắng

Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào về thành phần hóa học và hoạttính sinh học của loài này

1.4 Hợp chất terpenoid

1.4.1 Khái niệm terpenoid

Terpenoid là những hợp chất hữu cơ chứa C, H và O tồn tại trong thiênnhiên mà có bộ khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacboncủa isopren, tức là có thể biểu diễn bởi công thức (C5H8)n với (n ≥ 2) Hầu hết

là các cấu trúc đa vòng với các nhóm chức có chứa oxy Khoảng 60% các sảnphẩm tự nhiên được biết đến là terpenoid [25]

1.4.2 Phân loại terpenoid

Để phân loại terpenoid, người ta căn cứ vào số lượng đơn vị isoprenehợp thành [25]

Bảng 1.2 Phân loại terpenoid

Số nguyên tử carbon Giá trị n Số lượng C

Trang 36

H

Trang 37

COOH

Heliocide H1 Abietic acid

Hình 1.10 Cấu trúc của một số terpenoid

Oleanolic acid

1.4.3 Hoạt tính sinh học của terpenoid

Những công trình nghiên cứu về hoạt tính sinh học và dược học đãchứng minh rằng terpenoid thể hiện nhiều hoạt tính sinh học thú vị Theonhững báo cáo khoa học gần đây, các hợp chất terpenoid với cấu trúc đa dạng

đã thể hiện nhiều hoạt tính đáng chú ý như hoạt tính kháng viêm, khángkhuẩn, chống ung thư, chống oxy hóa, chống đái tháo đường… [26, 27]

Trang 38

Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Cây Hoàng tinh hoa trắng (Disporopsis longifolia Craib) thuộc chi

Disporopsis được thu hái ở huyện Mai Sơn tỉnh Sơn La vào tháng 5 năm

2019 Tên khoa học do TS.Trần Thị Phương Anh, Bảo tàng thiên nhiên ViệtNam VAST xác định

Hình 2.1 Hình ảnh cây Hoàng tinh hoa trắng thu hái tại Sơn La

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp xử lý và chiết mẫu

Mẫu thực vật sau khi thu hái được thái nhỏ, phơi trong bóng mát, sấykhô ở nhiệt độ 400C, sau đó đem xay nhỏ (1,3 kg) Mẫu lá và thân cây Hoàng

tinh hoa trắng ngâm chiết lần lượt với các dung môi n-hexane, ethyacetate

và methanol bằng siêu âm trong 60 phút ở 450C/3 lần Các dịch chiết đượcgom lại và cất loại dung môi thu được các dịch chiết tương ứng lần lượt là

cặn n-hexane (12g), cặn EtOAc (18g) và cặn MeOH (32g) Quy trình ngâm

chiết mẫu được trình bày ở hình 2.1

Trang 39

Hình 2.2 Quy trình ngâm chiết mẫu cây Hoàng tinh hoa trắng

2.2.2 Phương pháp khảo sát, phân tách và tinh chế các hợp chất từ mẫu thực vật

Việc phân tích, phân tách các dịch chiết của mẫu thực vật được thựchiện bằng các phương pháp sắc ký khác nhau: sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc

ký cột (CC) với các chất hấp phụ khác nhau như silica gel, Sephadex LH-20,giải hấp bằng các hệ dung môi thích hợp

Sắc ký lớp mỏng dùng để khảo sát thành phần được thực hiện trên bảnmỏng đế nhôm tráng sẵn Silica gel 60 F254 của hãng Merck có độ dày 0,25

mm Dung môi triển khai là một hoặc hỗn hợp một số dung môi như

n-hexane, CH2Cl2, EtOAc, MeOH, H2O

Trang 40

Sắc ký cột thường, với pha tĩnh là silica gel 60, cỡ hạt 0,040-0,063 mm(230-400 mesh) của hãng Merck, dung môi rửa giải chủ yếu dùng các hệ dungmôi với tỉ lệ thích hợp.

Sắc ký Sephadex LH-20 được rửa giải bằng dung môi MeOH hoặc hỗnhợp MeOH/CH2Cl2 (9/1, v/v)

2.2.3 Phương pháp phân tích cấu trúc

Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng cách kết hợp các phươngpháp phổ hiện đại như phổ hồng ngoại (IR), phổ khối (ESI-MS), phổ cộnghưởng từ hạt nhân một chiều (1H-, 13C-NMR, DEPT) và hai chiều (HSQC,HMBC)

2.2.3.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Phổ hồng ngoại cho phép nhận biết sự có mặt của các nhóm chức cótrong phân tử hợp chất nghiên cứu, dựa vào cực đại hấp thụ đặc trưng của cácnhóm chức đó Phổ hồng ngoại được đo trên máy Perkim Elmer UATR twotại Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên

2.2.3.2 Phổ khối lượng

Phổ khối là một trong các phương pháp thường được sử dụng để xácđịnh khối lượng phân tử của các chất nghiên cứu dựa vào sự phát hiện ra ionphân tử [M-H]-, [M+H]+… từ đó giúp xác định được công thức phân tử Phổkhối ESI-MS được đo trên máy Agilent LC-MSD-Trap SL tại Viện Hóa học,Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và máy AMD 402 (Đức)

2.2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân là phương pháp hiện đại trong việc phântích cấu trúc các hợp chất hóa học dựa trên nguyên tắc cộng hưởng của các hạtnhân của các nguyên tử khi được đặt trong một từ trường Phổ cộng hưởng từ

Định dạng
Số trang	92
Dung lượng	4,74 MB