Khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate của cây ruột gà dạng húng (spermacoce ocymoides) họ cà phê (rubiaceae)​

HỒ CHÍ MINHNguyễn Long Hải KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO ETHYL ACETATE CỦA CÂY RUỘT GÀ DẠNG HÚNG Spermacoce ocymoides HỌ CÀ PHÊ RUBIACEAE Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ Mã số: 8 44 01 14 LUẬ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Long Hải

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO ETHYL ACETATE CỦA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Long Hải

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO ETHYL ACETATE CỦA CÂY RUỘT GÀ DẠNG HÚNG

(Spermacoce ocymoides) HỌ CÀ PHÊ

(RUBIACEAE)

Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ

Mã số: 8 44 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học:

TS NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Long Hải, là học viên cao học chuyên ngành Hóa Hữu cơ, khóa 27 của Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh

Tôi cam đoan rằng: Luận văn Thạc sĩ Hóa học “Khảo sát thành phần

hóa học cao ethyl acetate của cây Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides) họ Cà

phê

(Rubiaceae)” do tôi th ực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thị Ánh Tuyết,

với các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và có trích dẫn đầy

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình theo học ngành Hóa Hữu cơ – khoa Hóa học – trườngĐại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh và quá trình nghiên cứu, thực hiệnluận văn, tôi đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của quý thầy côgiáo Ngoài ra, tôi còn nhận được sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn

bè Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô giáo, giađình và bạn bè đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình học tập và nghiêncứu thực hiện luận văn này Đặc biệt, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu

sắc đến TS Nguyễn Thị Ánh Tuyết, người đã tận tâm hướng dẫn giúp chúng tôi

hoàn thành luận văn này Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy côtrong hội đồng khoa học đã đóng góp ý kiến để luận văn của tôi hoàn thiệnhơn

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn, tôi đã hết sức cốgắng nhưng do năng lực của bản thân có hạn nên luận văn này chắc chắnkhông tránh khỏi những thiếu sót Do đó, tôi rất mong muốn nhận được sựđóng góp ý kiến chân thành của quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp để luậnvăn của tôi được hoàn thiện hơn

Tương quan H-H (COrrelation SpectroscopY)

Mũi đôi (doublet) Mũi đôi-đôi (doublet of doublets)

bd Mũi đôi-đôi-đôi (doublet of doublet of doublets)

chất S8 Phụ lục 4.5 Phổ HSQC của hợp

chất S8

Phụ lục 4.5.1 Phổ HSQC dãn rộng của hợp chất S8 Phụ lục 4.6 Phổ HMBC của hợp

chất S8

Phụ lục 4.6.1 Phổ HMBC dãn rộng của hợp chất S8 Phụ lục 5.1 Phổ 1H−NMR của hợp

chất S3

Phụ lục 5.2 Phổ 13C−NMR của hợp chất

S3 Phụ lục 5.3 Phổ COSY của hợp chất

S3 Phụ lục 5.4 Phổ HSQC của hợp chất

S3

Phụ lục 5.5.1 Phổ HMBC dãn rộng của hợp chất S3

Phụ lục 5.5.2 Phổ HMBC dãn rộng của hợp chất S3 Phụ lục 5.6 Phổ NOESY của hợp

chất S6

Phụ lục 7.5.1 Phổ HMBC dãn rộng của hợp chất

S6 Phụ lục 7.6 Khối phổ HR-ESI-MS của hợp

chất S6

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC SƠ ĐỒ vi

DANH MỤC PHỤ LỤC vii

MỤC LỤC ix

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4.1 Đối tượng nghiên cứu 2 4.2 Phạm vi nghiên cứu 2 5 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về chi Spermacoce 3

1.2 Tổng quan về cây Spermacoce ocymoides Burm.f. 3

1.2.1 Giới thiệu chung 3 1.2.2 Mô tả thực vật 3 1.2.3 Nghiên cứu về dược tính của cây Spermacoce ocymoides Burm.f 4 1.3 Nghiên cứu về dược tính của một số loài trong chi Spermacoce 5

1.4 Nghiên cứu thành phần hóa học một số loài trong chi Spermacoce 8

1.4.1 Thành phần hóa học một số loài trong chi Spermacoce 8 1.4.2 Công thức hóa học một số hợp chất trong chi Spermacoce 12 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 17

2.1 Hóa chất, thiết bị 17

2.2 Thu hái và xử lý mẫu 17

2.3 Điều chế các loại cao 17

2.4 Phân lập một số chất hữu cơ trong cao ethyl acetate 18

2.4.1 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA1 19 2.4.1.1 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA1.4 19 2.4.1.2 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA1.5 20 2.4.2 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA2 21 2.4.3 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA4 21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Khảo sát cấu trúc hợp chất S1 26

3.2 Khảo sát cấu trúc hợp chất SA 27

3.3 Khảo sát cấu trúc hợp chất S4 28

3.4 Khảo sát cấu trúc hợp chất S8 30

3.5 Khảo sát cấu trúc hợp chất S3 32

3.6 Khảo sát cấu trúc hợp chất S5 35

3.7 Khảo sát cấu trúc hợp chất S6 38

KẾT LUẬN 42

HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Việt Nam nằm trong vung

nhiệt thảm thực vật vô cung phong

phú Con cây phục vụ cho đời

sống, sản xuất và gan, tiểu đường,

thận, …

đới gió mua đã tạo điều kiện cho sự phát triểnngười đã khai thác nhiều tính năng của cácloài sinh hoạt, nhất là dung để chữa bệnhnhư: bệnh

Họ Cà phê (Rubiaceae) nổi tiếng với sự đa về loài, có khoảng 13000 loài với hơn

620 chi và một số loài thuộc họ này có tác dụng chữa rối loạn tiêu hóa, sốt [1] Trong

đó, chi Spermacoce có khoảng 280 loài phân bố ở vùng nhiệt đới và cận

nhiệt đới của châu Mỹ, châu Phi, châu Á và châu Âu Một số loài củacác chi này có vai trò quan trọng trong y học cổ truyền ở châu Phi, châu

Á, châu Âu và Nam Mỹ Một trong số những cách sử dụng này là điềutrị sốt rét, tiêu chảy, các vấn đề tiêu hóa, bệnh ngoài da, sốt xuấthuyết, nhiễm trung đường tiết niệu và đường hô hấp, đau đầu, viêmmắt và nướu răng, …[2]

Cho đến hiện nay, có hơn 60 hợp chất đã được công bố từ các loài của chi

Spermacoce bao gồm alkaloid, iridoid, flavonoid, terpenoid và các hợp chất khác Các nghiên cứu đã cho thấy rằng chiết xuất từ các loài thuộc chi

Spermacoce cũng như các hợp chất cô lập được từ chi này có hoạt tính sinhhọc đa dạng, bao gồm kháng viêm,

chống ung thư, kháng khuẩn, nhiễm trung, chống oxy hóa, tiêu hóa, chống

loét, [2] Ở Việt Nam, cây Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides) được

sử dụng chữa

đau đầu, nấm da, eczema, loét, hắc lào [3] Tuy nhiên các nghiên cứu vềthành phần hóa học chưa được tìm thấy Với mong muốn làm rõ thêmthành phần hóa học, từ đó hiểu thêm về tác dụng chữa bệnh của cây vàđóng góp những chứng cứ khoa học có giá trị vào kho dược liệu của Y

học cổ truyền Việt Nam, chúng tôi chọn đề tài “Khảo sát thành phần hóa

học cao ethyl acetate của cây Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides), họ Cà phê (Rubiaceae)” để nghiên cứu.

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thành phần hóa học cao ethyl

acetate của cây Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides) thu hái ở Long An

bằng các phương pháp cô lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợpchất hữu cơ Hy vọng kết quả nghiên

Khảo sát thành phần hóa học của phân đoạn cao ethyl acetate

của cây Ruột gà dạng húng Spermacoce ocymoides Burm.f., thuộc họ Cà phê

(Rubiaceae)

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Cô lập và xác định được cấu trúc một số hợp chất từ cao ethyl

acetate của cây Ruột gà dạng húng Spermacoce ocymoides Burm.f., họ Cà

phê (Rubiaceae)

4. Đối tượng và phạm vi nghiên

cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu

Cây Ruột gà dạng

húng được thu hái tại Long

An vào Sinh học nhiệt đới

Tập trung khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate của

cây Ruột gà dạng húng Spermacoce ocymoides Burm.f., họ Cà phê

(Rubiaceae)

5. Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp ngâm dầm để điều chế cao ethanol ban đầu

Dung phương pháp chiết lỏng lỏng với n-hexane, ethyl acetate

để điều chế các cao phân đoạn

Dung phương pháp sắc kí cột kết hợp với sắc kí lớp mỏng đối vớicác phân đoạn của cao ethyl acetate để phân lập một số hợp chất

Xác định cấu trúc các hợp chất tinh khiết bằng các phương pháp phổ nghiệm như 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC,…

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về chi Spermacoce

Họ Rubiaceae với 620 chi và khoảng 13000 loài, phân bố chủ yếu không chỉ ở cácvùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, mà còn ở các vung ôn đới và vùng lạnh của châu

Âu và Bắc Canada Tại Brazil, họ này bao gồm khoảng 130 chi và 1500 loài phân bố trênthảm thực vật khác nhau Chi Spermacoce là chi lớn và phổ biến của họ Rubiaceae phân

bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ, châu Phi, châu Á và châu Âu [1]

Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides) là một trong những loài cây

thuộc chi

Spermacoce.

1.2 Tổng quan về cây Spermacoce ocymoides Burm.f.

1.2.1 Giới thiệu chung

Tên thường: Ruột gà dạng húng

Tên khoa học: Spermacoce ocymoides Burm f

Tên đồng danh là Borreria ocymoides (Burm F).DC.

Thuộc họ Cà phê (Rubiaceae) [3]

Hệ thống phân loại khoa học

Họ: Cà phê (Rubiaceae), chi: Spermacoce, loài: S ocymoides

1.2.2 Mô tả thực vật

Cây mọc hằng năm, bò ở đất, cao 10-40 cm, thân vuông Lá giống với lábạc hà (húng cây), dày, không lông Lá kèm đính thành phiến có 4-5 lông to.Cụm hoa xim co ở nách lá, tràng màu trắng, cánh hoa có ít lông ở trong Quảnang hai hạt, dài, đen [3]

Hình 1.1 Hình ảnh cây Spermacoce ocymoides Burm.f.

1.2.3 Nghiên cứu về dược tính của cây Spermacoce ocymoides Burm.f.

Năm 1991, R.U.B Ebana và cộng sự đã nghiên cứu trên lá của cây

Spermacoce ocymoides Burm.f Kết quả cho thấy cao chiết nước và alkaloid thể hiện

khả năng kháng

vi khuẩn Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa và Neisseria gonorrhoeae [4].Cao chiết nước-ethanol và các alkaloid có khả năng kháng các vi khuẩn

Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli và Streptococcus [4].

Năm 2009, C.N Okwuosa và cộng sự đã nghiên cứu trên lá của cây

Spermacoce ocymoides Burm.f cho thấy cao chiết nước và cao chiết methanol ở

liều lượng 800 mg/kg có tác dụng làm tăng khả năng vận động dạ dày từ 6.1% đến 22.5% Thuốc nhuận tràng bisacodyl (5 mg/kg) có tác dụng làm tăng khả năng vận động của dạ dày thêm 17.4% Nếu dùng kết hợp bisacodyl (5 mg/kg) với cao chiết nước hoặc cao chiết methanol, khả năng vận động của dạ dày tăng lên đáng kể lần lượt ở mức 67.8% và 70.1% Ngoài ra, cao chiết nước

và cao chiết methanol còn thể hiện khả năng chống loét dạ dày lần lượt là 89 và 95.8% tương đương với khả năng bảo vệ loét của cimetidine (96.9%) [5]

Năm 2012, R Sundhararajan và V Ravichandiran đã tiến hành nghiên cứuhoạt tính kháng viêm trên toàn bộ cây Spermacoce ocymoides Burm.f với cao chiết n-hexane, ethyl acetate và ethanol được thử nghiệm trên chuột bị gây viêm bởicarrageenan, chất đối chứng dương là indomethacin Kết quả khi thử nghiệm với liềulượng 100-200 mg/kg thể trọng chuột cho thấy cao chiết ethanol thể hiện hoạt tính

kháng viêm đáng kể hơn so với cao chiết n-hexane và ethyl acetate, cụ thể phần trăm ức chế của các cao ethanol, ethyl acetate, n-hexane lần lượt là 56.01; 16.70;

10.84% và của chất đối chứng dương là 80.84% (với liều lượng 10 mg/kg) [6]

Năm 2017, S A Adesegun và cộng sự đã nghiên cứu khả năng chống sốt rét vàchống oxy hóa của các cao methanol, n- hexane, dichloromethane, ethyl acetate và

nước Kết quả cho thấy rằng, cao chiết có tác dụng chống ký sinh trùng sốt rét Plasmodium

berghei NK65 C ụ thể khi thử nghiệm các cao chiết trên với liều 250 và 500 mg/kg với chất

đối chứng dương chloroquine (10 mg/kg), kết quả cho thấy rằng cao chiết ethyl acetate cótác dụng ngăn chặn kí sinh trùng cao nhất là 87.31% (với liều lượng 250 mg/kg), củachất đối chứng dương là 95.45% [7] Ngoài ra, cao chiết methanol được thử

nghiệm về khả năng chống oxi hóa với phương pháp bắt gốc tự do DPPH,

chất đối chứng dương là vitamin C Kết quả cho thấy cao chiết methanol thể

hiện tác dụng chống oxi hóa với IC50=1.85 mg/ml [7]

1.3 Nghiên cứu về dược tính của một số loài trong chi Spermacoce

Các nghiên cứu về dược tính của một số loài cây trong chi Spermacoce

được trình

bày trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Dược tính một số loài trong chi Spermacoce

S articularis

Kháng khuẩn

S eupatorioides

S verticillata

S verticillata

1.4 Nghiên cứu thành phần hóa học một số loài trong chi Spermacoce

Năm 2013, M Jeyachandran và cộng sự đã thực hiện các phản ứng

định tính một số nhóm hợp chất có trong S ocymoides thu hái ở

Alwarkurichi (Ấn Độ) [8] Kết quả định tính được trình bày ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Phân tích thành phần hóa học cơ bản trong cây Ruột gà dạng húng

1.4.1 Thành phần hóa học một số loài trong chi Spermacoce

Do các nghiên cứu về thành phần hóa học trên cây Ruột gà dạng húngcòn ít nên chúng tôi xin trình bày thành phần hóa học của một số cây cungchi Năm 2012, L M Conserva và cộng sự đã tổng hợp các nghiên cứu về

thành phần hóa học thuộc chi Spermacoce, các hợp chất (1) - (43) và (53) - (73)

[2] Năm 2015, Y Luo và cộng sự đã cô lập từ loài S latifolia một số hợp chất

(44) - (52) thuộc triterpenoid [35] Ngoài ra,

hợp chất benzo[g]isoquinoline-5,10-dione

Spermacoce exilis (74) [32] Các hợp chất này được trình bày trong bảng 1.3.

Bảng 1.3 Thành phần hóa học một số loài trong chi Spermacoce

Hợp chất

CÁC HỢP CHẤT ALKALOID

Borrecarpine (1)

Borrecoxine (2)

Borreline (3) Borrerine (4)

Kaempferol

3-O-β-ᴅ-glucopyranoside (27)

Kaempferol 3-O-rutinoside (28)

Quercetin (29)

β-Sitosterol (54)

Carbohydrate: galactose,glucose, mannitol, proteine

1.4.2 Công thức hóa học một số hợp chất trong chi Spermacoce

Các hợp chất trong chi Spermacoce được phân loại thành một số

nhóm hợp chất được trình bày như sau:

MỘT SỐ HỢP CHẤT ALKALOID

(16) R = OMe, R1 = OAc, R2 = α-OH

(19) R = OMe, R1 = OH, R2 = β-OH

(23) R = OH, R1 = OMe, R2 = α-OH

R =

β-

O-Glc

(30) R1, R2, R3, R4 = OH,

R = O-β-ᴅ-Gal

Gal=GalactopyranosylXyl=XylopyranosylRut=Rutinosyl

Dung môi dung cho quá trình thí nghiệm gồm: n-hexane,

ethanol, chloroform, dichloromethane, ethyl acetate, methanol và

nước cất

Thuốc thử hiện hình các vết chất hữu cơ trên lớp mỏng: sử dụng

H2SO4 20%

2.1.2 Thiết bị

Các thiết bị dung để giải ly, dụng cụ chứa mẫu, máy sấy, đèn UV, cân

phân tích, máy cô quay chân không, cột sắc kí

Các phổ 1D và 2D-NMR được đo trên máy Bruker tại phòng NMR, Viện Hóahọc, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18 Hoàng QuốcViệt, Cầu Giấy, Hà Nội và đo tại phòng thí nghiệm Phân tích trung tâm,Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, số 227 Nguyễn Văn Cừ, Quận 5,Thành phố Hồ Chí Minh

2.2 Thu hái và xử lý mẫu

Cây Ruột gà dạng húng Spermacoce ocymoides Burm.f., họ Cà phê

(Rubiaceae) được thu hái tại xã Mỹ Lộc, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long

An vào năm 2016 được định danh bởi TS Đặng Văn Sơn, Viện Sinhhọc nhiệt đới miền Nam

Mẫu nguyên liệu được rửa sạch, loại bỏ phần sâu bệnh, phơi khô trong bóng râm, rồi xay thành bột mịn Bột này được sử dụng để điều chế các loại cao

2.3 Điều chế các loại cao

Toàn bộ các bộ phận cây Ruột gà dạng húng (Spermacoce ocymoides)

được phơi khô, chặt nhỏ và nghiền thành bột mịn, sấy khô đến khốilượng không đổi Nguyên liệu bột mịn được trích với ethanol 960 bằng

phương pháp ngâm dầm, lọc và cô quay loại dung môi dưới áp suấtthấp thu được cao ethanol thô.

Cao ethanol thô được chiết lỏng - lỏng lần lượt với n-hexane, ethyl acetate,

methanol thu được cao n-hexane, cao ethyl acetate và cao methanol Quá trình thực

hiện được tóm

theo sơ đồ 2.1

Bột cây khô (10.5 kg)

- Ngâm trong ethanol 96o

Sơ đồ 2.1 Quy trình điều chế cao n-hexane và cao ethyl acetate

2.4 Phân lập một số chất hữu cơ trong cao ethyl acetate

Cao ethyl acetate của cây Ruột gà dạng húng (98.5 g) được SKC silica

gel lần lượt với các hệ dung môi H:EA có độ phân cực tăng dần (10-80%

EA), tiếp sau là hệ dung môi EA:Me (5-25% Me) Dịch giải ly qua cột được hứng

vào các lọ Theo dõi quá trình giải ly bằng SKLM Những lọ cho kết quả SKLM

giống nhau được gom chung thành

một phân đoạn Kết quả thu được 9 phân đoạn kí hiệu từ EA1 – EA9

Kết quả được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Kết quả sắc kí cột silica gel trên cao ethyl acetate

2.4.1 Phân lập hợp chất hữu cơ ở phân đoạn EA1

Phân đoạn EA1 (10.2 g) cho SKLM nhiều vết, có vết tách rõ nên phân đoạn

EA1 được thực hiện SKC silica gel với hệ dung môi rửa giải H:EA có độ phân cực tăng dần từ 0%-30% EA Dịch giải ly qua cột được hứng vào các lọ Theo dõi quá trình giải ly bằng SKLM Những lọ cho kết quả SKLM giống nhau được gom

chung thành một phân đoạn Kết quả thu được 7 phân đoạn EA1.1-EA1.7, được

trình bày trong bảng 2.2.

Bảng 2.2 Kết quả sắc kí cột silica gel trên phân đoạn EA1

Phân STT