Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của cây trạch tả Việt Nam Alisma plantago Aquatica L Alismataceae

Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của cây trạch tả Việt Nam Alisma plantago Aquatica L Alismataceae Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của cây trạch tả Việt Nam Alisma plantago Aquatica L Alismataceae luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Người hướng dẫn khoa học : TS Trần Thu Hương

Học viên : Phạm Hải Yến

Môc lôc

Trang Lêi c¶m ¬n

Môc lôc Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t Danh môc c¸c b¶ng

2.2 Phương pháp phân lập các hợp chất 33 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các hợp chất 34 2.4 Phương pháp thử nghiệm các hoạt tính sinh học 34 2.4.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 34 2.4.2 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào 35 2.4.3 Đánh giá hoạt tính chống ôxy hóa 37

3.2 Phân lập các hợp chất 39 3.3 Hằng số vật lý và các số liệu phổ của các chất 42

4.1 Xác định cấu trúc hoá học của các hợp chất 51 4.1.1 Xác định cấu trúc hoá học của hợp chất 1 51 4.1.2 Xác định cấu trúc hoá học của hợp chất 2 59

4.1.3 Xác định cấu trúc hoá học của hợp chất 3 65 4.1.4 5BXác định cấu trúc hoá học của hợp chất 4 72 4.1.5 6BXác định cấu trúc hoá học của hợp chất 5 78 4.1.6 7BXác định cấu trúc hoá học của hợp chất 6 83 4.1.7 8BXác định cấu trúc hoá học của hợp chất 7 85 4.1.8 9BXác định cấu trúc hoá học của hợp chất 8 86 4.1.9 10BKết quả xác định cấu trúc hoá học của hợp chất HY-4 89 4.2 11BKết quả thử hoạt tính kháng sinh học 91 4.2.1 12BHoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 91 4.2.2 13BHoạt tính chống ôxy hóa và hoạt tính gây độc tế bào 93

4BCác công trình liên quan đến luận văn 95

Phụ lục

Lời cảm ơn

Luận văn này được thực hiện tại Phòng Xúc tác hữu cơ, Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Trong suốt quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp

đỡ nhiệt tình của các thầy cô, các anh chị và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn trân thành tới:

TS Trần Thu Hương, người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn chỉ bảo

và giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

PGS TS Châu văn Minh, Viện trưởng Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên, TS Phan Văn Kiệm, TS Lê Mai Hương cùng các đồng nghiệp Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Công trình được hoàn thành với sự giúp đỡ kinh phí của Chương trình hợp tác Quốc tế theo Nghị Định thư giữa Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Italia giai đoạn 2006-2008

Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2006

Phạm Hải Yến

NMR) ESI-MS Phổ khối lượng phun mù điện tử

Electron Spray Ionization Mass Spectrum HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity

HMQC Heteronuclear Multiple Quantum Coherence

2BNOESY Nucler Overhauser Effect Spectroscopy

Bảng 4.1.2 Kết quả phổ NMR của 2 và hợp chất tham khảo 64 Bảng 4.1.3 Kết quả phổ NMR của 3 và hợp chất tham khảo 70

5BBảng 4.1.4 Kết quả phổ NMR của 4 77

0BBảng 4.1.5 Kết quả phổ NMR của 5 81 Bảng 4.1.6 Kết quả phổ NMR của hợp chất 8 87 Bảng 4.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất 91

Danh môc c¸c h×nh

Trang H×nh 1.1 C©y Tr¹ch t¶ (Alisma plantago-aquatica L.) 3 H×nh 4.1.1.a Phæ P

6BH×nh 4.1.5.a Phæ 1H-NMR cña 5 78 H×nh 4.1.5.b Phæ P

13

P

H×nh 4.1.5.c Phæ DEPT cña 5 79 H×nh 4.1.5.d Phæ HSQC cña 5 79 H×nh 4.1.5.e Phæ H-H COSY cña 5 80 H×nh 4.1.5.f CÊu tróc ho¸ häc cña 5 80 H×nh 4.1.5.g Phæ ESI cña 5 81 H×nh 4.1.5.h Phæ HMBC cña 5 82 H×nh 4.1.6.a Phæ P

H×nh 4.1.6.c Phæ DEPT cña 6 84 H×nh 4.1.7.a Phæ P

Mở đầu

Nguồn dược liệu Việt Nam rất phong phú và đa dạng, bao gồm thực vật,

động vật và khoáng vật Trong đó, dược liệu từ cây cỏ giữ vị trí quan trọng nhất về thành phần, chủng loại cũng như giá trị sử dụng

Nước Việt Nam, phần đất liền, trải dài từ 8P

0

P30’ đến 23P

0

P22’ vĩ độ Bắc, phía đông và nam giáp biển Đông, tây giáp Lào và Campuchia, bắc giáp Trung Quốc Diện tích hơn 330.000 kmP

ở những vùng đất thấp phía nam đến các đặc điểm mang tính chất cận nhiệt

đới ở các vùng núi cao phía bắc

Những đặc điểm về điều kiện tự nhiên và khí hậu nêu trên đã tạo nên mức độ đa dạng cao về sinh học ở Việt Nam Theo những nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học ở Việt Nam có gần 11.000 loài thực vật bậc cao có mạch, 800 loài rêu, 600 loài nấm và hơn 2.000 loài tảo [1,3,4] Trong đó có nhiều loài được dùng làm thuốc Từ ngàn xưa, cha ông ta đã sử dụng nhiều phương thuốc dân gian từ cây cỏ để chữa bệnh, bồi bổ cơ thể, hay tạo mùi thơm… như lá Tía tô giải cảm, Thì là, Xả tạo mùi thơm và Nhân sâm tăng cường sức đề kháng Các phương thuốc y học cổ truyền đã thể hiện những mặt mạnh trong điều trị bệnh là ít độc tính và tác dụng phụ Do đó ngày nay con người ngày càng quan tâm đến các hợp chất có hoạt tính sinh học trong thực vật và động vật Về lâu dài, đối với sự phát triển các dược phẩm mới, các hợp chất có hoạt tính sinh học đóng vai trò rất quan trọng, nó là chất khởi đầu cho việc tổng hợp nên các loại thuốc mới có tác dụng tốt hơn

Việc nghiên cứu, khảo sát về thành phần hoá học và tác dụng dược lý của các loài cây thuốc có giá trị cao của Việt Nam nhằm đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng chúng một cách hợp lí và hiệu quả có tầm quan trọng đặc biệt Theo hướng nghiên cứu trên, Luận văn này tập trung nghiên cứu, phân lập các hợp chất trong cây Trạch tả (Alisma plantago-aquatica L.)

có hoạt tính sinh học cao nhằm tạo cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tìm kiếm các phương thuốc mới cũng như giải thích được tác dụng chữa bệnh của các cây thuốc cổ truyền

Nội dung của Luận văn bao gồm:

1 Phân lập các hợp chất tinh khiết từ cây Trạch tả

2 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ cây

Trạch tả

3 Tổng hợp một số dẫn xuất từ các hợp chất phân lập được

4 Nghiên cứu hoạt tính kháng vsvkđ, hoạt tính chống oxy hóa và hoạt tính gây độc tế bào trên một số dòng tế bào ung thư người của các hợp chất phân lập được và các dẫn xuất của nó

Cụm hoa mọc trên một cán thẳng, dài có khi đến 1 m thành chùy có nhiều hoa xếp thành tầng nhỏ dần về phía ngọn, mỗi tầng lại phân nhánh thành những chùy nhỏ, hoa lưỡng tính, có màu trắng hoặc hồng, đài có 3 răng màu lục, tồn tại đến khi thành quả, tràng hoa 3 cánh có một cựa màu vàng nhạt rất mỏng và rụng sớm, nhị 6 ữ 9 , dẹt, bầu có nhiều ô xếp thành một vòng, mỗi ô có một noãn, vòi nhụy mảnh, dễ rụng

Quả bế dẹp, dạng màng, có đài tồn tại

Mùa ra hoa và thành quả tháng 10 ữ 12 hàng năm

Hình 1.1 Cây Trạch tả (Alisma plantago-aquatica L.)

1.1.2 Phân bố và sinh thái [1,4,14]

Chi Alisma L có khoảng 10 loài, phân bố rải rác từ vùng nhiệt đới đến

vùng cận nhiệt đới và ôn đới ẩm Trên thế giới có hai loài được dùng làm thuốc là cây Trạch tả (A plantago - aquatica L.) và loài A canaliculatum

Braun et Bouché có ở Triều Tiên

Cây Trạch tả có nhiều ở Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên và Việt Nam Cùng với quần thể Trạch tả được trồng ở nhiều nơi trên nước ta, người ta còn tìm thấy chúng mọc tự nhiên ở nhiều nơi khác như các ruộng, ao hồ khắp các tỉnh Thái Bình, Nam Hà, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Tây …

Trạch tả là cây thủy sinh, có phần thân rễ sống ngập trong bùn nước, còn toàn bộ phần thân và lá mọc khỏi mặt nước Chính vì vậy, chiều dài của phần cuống và thân phụ thuộc vào chiều dài ngập nước Hoa Trạch tả phải ở trên mặt nước mới thụ phấn được Cây tái sinh chủ yếu từ hạt, phát tán nhờ nước Sau mùa hoa quả thì phần trên mặt nước bị lụi tàn đi

Trạch tả có khả năng đẻ nhánh khỏe từ thân rễ

1.1.3 Tác dụng dược lý [4]

Cây Trạch tả được dân gian dùng chữa nhiều bệnh, đặc biệt là các bệnh về

đường tiết niệu Những công dụng chính như sau:

1 Tác dụng lợi tiểu:

Nước Trạch tả với liều 25g/kg bơm thẳng vào dạ dầy và cao lỏng với liều 2g/kg tiêm vào xoang bụng chuột cống trắng bình thường có tác dụng lợi tiểu rõ rệt Kết quả này còn phụ thuộc vào thời vụ thu hái Trạch tả Nếu thu hái vào mùa đông sẽ cho kết quả tốt hơn, con vào mùa xuân thì cho kết quả kém hơn Phương pháp bào chế khác nhau cũng dẫn đến hiệu quả lợi niệu

không giống nhau Người khoẻ mạnh uống nước sắc Trạch tả thì tăng lượng bài tiết nước tiểu, urê và NaP

A, B, C trộn với thức ăn hàng ngày của chuột với tỉ lệ 0,05-0,1% có tác dụng hạ cholesterol máu đạt 50% Các thí nghiệm bằng phương pháp đồng vị phóng xạ cho thấy alisol A có tác dụng ức chế quá trình este hoá cholesterol ở ruột non chuột nhắt trắng đồng thời làm giảm tỉ lệ hấp thụ cholesterol ở ruột đạt 34% Trên thỏ có chế độ ăn giầu cholesterol và lipit, Trạch tả có tác dụng làm giảm lượng lipit ở gan Đối với chuột cống trắng có chế độ ăn thiếu protein dẫn đến gan nhiễm mỡ thì Trạch tả có tác dụng điều trị rõ rệt Trên lâm sàng,

ở những bệnh nhân có hàm lượng lipit máu tăng, hàng ngày uống viên Trạch tả với liều 4,2g/người, dùng từ 2-4 tuần có tác dụng làm giảm cholesterol máu, β-lipoprotein và triglycerit trong máu Nước sắc Trạch tả thí nghiệm trên chuột cống trắng với liều 20g/kg cho thẳng vào dạ dầy dùng trong 7 tuần có tác dụng làm giảm triglycerit trong máu, lượng mỡ ở các phủ tạng và giảm trọng lượng béo phì do dùng glutamat natri (MSG)

4 Các tác dụng dược lý khác

Cao lỏng Trạch tả trên chó gây mê, tiêm tĩnh mạch có tác dụng hạ huyết áp Trên thỏ, cao Trạch tả với liều 6g/kg tiêm dưới da trong vòng 5 giờ sau khi dùng thuốc xuất hiện đường huyết hạ, nhưng nếu dùng nước sắc thì không có tác dụng trên Thí nghiệm trên ống kính, Trạch tả có tác dụng ức chế

sự phát triển của trực khuẩn lao Ngoài ra các alisol A, B, C monoaxetat còn

có tác dụng bảo vệ gan, chống các tổn thương gan do tetraclorit carbon gây nên

Về độc tính, dịch chiết metanol Trạch tả trên chuột nhắt trắng bằng

đường tiêm tĩnh mạch và tiêm xoan bụng có LDR 50 R= 0,98 và 1,27 g/kg Thí nghiệm trường diễn cho bột Trạch tả vào thức ăn của chuột cống trắng với tỉ lệ 1% dùng trong 2 tháng liền không có biểu hiện ngộ độc

Theo Đỗ Tất Lợi, nước sắc Trạch tả dùng chữa các bệnh thuỷ thũng, cổ trướng, chữa lipit máu cao, chữa các bênh béo phì, cao huyết áp, chữa bệnh gan nhiệm mỡ và bệnh tiểu đường

1.1.4 Các bài thuốc có Trạch tả[1,4]

 Chữa thuỷ trũng, cổ trướng

Trạch tả, bạch truật mỗi thứ 15g, nghiền thành bột Uống với nước sắc phục linh

 Chữa tiểu tiện khó do thử nhiệt

Trạch tả, xa tiền tử mỗi vị 10g; thông thảo 6g Sắc nước uống

 Chữa lipit máu cao

Trạch tả 3g, hà thủ ô 3g, hoàng tinh 3g, kim anh tử 3g, sơn tra 3g, thảo quyết minh 6g, tang ký sinh 6g, mộc hương 1g Chế cao làm viên, mỗi viên tương đương 1,1g dược liệu Ngày uống 2 lần, mỗi lần 5 - 8 viên

 Chữa bệnh béo phì đơn thuần

Trạch tả 12g, phan tả diệp 1,5g, sơn tra 12g, thảo quyết minh 12g Tất cả thái nhỏ, hãm với nước sôi, chia làm hai lần uống trong ngày Mỗi đợt

điều trị kéo dài 4 tuần

 Chữa cao huyết áp

Trạch tả, ích mẫu, xa tiền tử, hạ khô thảo, thảo quyết minh, câu đằng (liều lượng các vị bằng nhau) Sắc nước uống

 Chữa chóng mặt hoa mắt

Trạch tả 9g, bạch truật 9g, phục linh 9g, bán hạ (chế) 9g, hạ liên thảo 10g, nữ trinh tử 9g Sắc nước uống

 Chữa gan nhiễm mỡ

Trạch tả 20g, hà thủ ô (sống), thảo quyết minh, đan sâm, hoàng kỳ mỗi vị 15g, sơn tra (sống) 30g, hổ trượng 12g, hà diệp 15g Sắc nước uống, ngày dùng một thang

 Chữa bệnh tiểu đường

Trạch tả, ngọn trúc, sa uyển, tật lê mỗi vị 12g; hoài sơn, tang bạch bì, câu

kỷ tử mỗi vị 15g; râu ngô 9g, uống 7 thang trong một đợt điều trị Kiêng thức ăn lạnh, cay và thịt dê, thịt cừu

1.2 Thành phần hoá học [1,3,4,14]

Thân và rễ Trạch tả có chứa tinh dầu và chất nhựa (khoảng 7%), protit, tinh bột 23% Cụm hoa có nhiều phytohormon Thân và rễ của thứ orientale chứa các tritecpen alisol A, alisol A monoaxetat, alisol B, alisol B monoaxetat, alisol C monoaxetat, epi alisol A Ngoài ra Trạch tả còn chứa alismol, alismoxit, alimalacton 23-axetat, alismaxeton-A, β-Sitosterol-3-O-sterat, Tricosan, β-Sitosterol, axit stearic, glyceryl-1-stearat, daucosterol-6’-O-stearat, emodin, alizexol A, các sunfoorientalol a, b, c, d

Theo Kimura Hiromi và cộng sự (1990) [1], alismol và hydroxyalismol, 16-xetoalismol A và 13,17-epoxyalisol A chiết xuất từ thân

10-và rễ đều có tác dụng chữa trị các rối loạn chức năng gan

Theo Shimizu và cộng sự (1994) [1] Trạch tả có một glucan gọi là Alisma n Si chỉ gồm có các đơn vị glucozơ

Theo Tomada Masashi và cộng sự (1994) [1] đã phân lập được polysaccarit gọi là Alisma PH bao gồm L-arabinozơ, D-galactozơ, axit D-

glucuronic theo tỷ lệ 4/9/2 có thêm vài nhóm O-axetyl Cũng theo tác giả này

thì thứ orientale còn có một polysaccarit axit gọi là alisma n PIII F bao gồm L-arabinozơ-D-galactozơ-L-rhamnozơ-D-axit galacturonic-axit glucuronic theo tỉ lệ 1/5/3/8/2

Năm 1983, Yoshiteru Oshima, Tsuneo Iwakawa và Hiroshi Hikino [26]

đã phân lập được từ phân đoạn etyl axetat 2 sesquitecpen mới là alismol, alismoxit Bằng các phương pháp phổ tác giả đã chứng minh được:

– Alismol là 1β,5β-guaia-6,10(15)-dien-4-ol [24,32,34]

– Alismoxit là 4,10-epoxy-1β,5β-guai-6-en [24,32,34]

Năm 1992, Masayuki Yoshikawa và cộng sự [32] đã phân lập được từ phân đoạn etyl axetat 3 sesquitecpen mới là Orientalols A, B và C cùng 2 sesquitecpen đã biết là alismol, alismoxit

Năm 2001, SangMyung Lee và cộng sự [16,17,19] đã phân lập được từ phân đoạn etyl axetat 4 tritecpen là alisol B 23- axetat, alisol C 23- axetat, alisol A 24- axetat và alisol B Bằng phương pháp thử độc tính tế bào (invitro cytotoxicity) các tác giả đã chỉ ra rằng alisol B có hoạt tính đặc biệt đối với các dòng tế bào ung thư SK-OV3, B16-F10 và HT-1080 với EDR 50 R có giá trị lần lượt là 7,5; 7,5; 4,9 àg/ml

Năm 2002, SangMyung Lee, và cộng sự [16,17,19,20] đã tổng hợp ra

12 dẫn xuất từ alisol B 23- axetat, và thử hoạt tính sinh học của những chất này Trong số những hợp chất tổng hợp được, thấy hợp chất 23S-axetoxy-24R(25)-epoxy-11β, 23S-dihydroxyprotost-13(17)-en-3-hy-droxy-imin (12)

có hoạt tính đối với các dòng tế bào ung thư A549, SK-OV3, B16-F10 và HT1080 với EDR 50 R có giá trị lần lượt là 10,0; 8,7; 5,2 và 3,1 àg/ml Ngoài ra còn có 23S-axetoxy-13(17),24R(25)-diepoxy-11β, 23S-dihydroxyprotost-3-on (5), 13(17),24R(25)-diepoxy-11β, 23S-dihydroxyprotost-3-on (6), 24R,25-

epoxy-11β, 23S-dihydroxyprotost-13(17)-en-3-on (7), và 11β, tetrahydroxyprotost-13(17)-en-3-on cũng có hoạt tính đối với các dòng tế bào ung thư B16-F10 và HT1080 Một số hợp chất đã được phân lập từ cây Trạch tả (Alisma plantago-aquatica L.) được giới thiệu trong bảng 1

23S,24R,25-Bảng1 Một số hợp chất đã được phân lập từ cây Alisma plantago aquaticaL

9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26

9 10

11 12 13

14 15 16 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26

27

28 29

9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26 27

9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26 27

28 29

9 10

11 12 13 14 15 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26 27

9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19

20

21 22

23 24 25 26 27

28 29

30

Epialisol A (alisol E)

9 10

11 12 13 14 15 17

18 19

20

21 22 23 24 25 26 27

9 10

11 12 13 14 15 17

18 19

20

21 22 23 24 25 26 27

28 29

9 10

11 12 14 15 16 17

18 19

20

21 22 23 24 25 26 27

9 10

11 12 13 14 15 17

18 19

20

21 22 23 24 25 26 27

28 29

Carotenoid (tetratecpen) CR 40 R và cao su (CR 5 R)n

Isopren là một chất không có trong tự nhiên nhưng có thể tổng hợp theo quy trình Merlinh rất đẹp

 Các đơn vị isopren nối với nhau theo kiểu đầu đuôi, (đầu: mút nhánh,

đuôi: nhóm etyl không phân nhánh) Cũng có thể là đầu - đầu hoặc đuôi -

đuôi

Isopren ®Çu ®u«i

1.3.2 Monotecpen

Dựa vào số vòng của cấu trúc, người ta chia monotecpen thành 3 nhóm: monotecpen không vòng, monotecpen 1 vòng, monotecpen 2 vòng Trong mỗi nhóm, các monotecpen có thể là các hydrocacbon không no hoặc có thêmnhóm chức ancol, andehyt, xeton Hầu hết các

monotecpen mạch thẳng có trong thiên nhiên có bộ

khung cơ bản 2,6-dimetyloctan hay geranilan Còn có

một số rất ít gọi là các tecpen bất thường thì được tạo nên

theo một con đường sinh tổng hợp khác 1

2 3 4 5

6 7 8

 Hydrocacbon

Hdrocacbon quan trọng nhất là β-myrcene và β-ocime

α β

Myrcene

 Myrcene được tìm thấy trong dầu cây nguyệt quế Myrcene ocris D.C,

cây hoa bia (Houblon) Cấu trúc của nó được xác định bởi sự oxy hoá thành

axit sucxinic

Axit succinic

và bằng sự biến đổi thành geranial và neral (tức citral a và b)

Quang phổ UV của nối đôi liên hợp λR max R = 224 nm

 Ocimen có trong dầu húng quế Ocymum basilicum Linn Cấu trúc của

ocimen có liên quan tới myrcene do sự kiện cả myrcene và ocimen khi bị khử hoá bởi Na trong ancol đều cho dẫn xuất dihydro

ocimen

Na (Et OH)

Na (Et OH)

myrcen

Ozon phân ocimen ta sẽ thu được axit malonic, andehyt focmic, pyruvaldehyt, axeton do đó xác định được vị trí của các nối đôi trong ocimen

Quang phổ UV của nối đôi liên hợp λR max R = 237 nm

 Cả myrcene và ocimen đều có hình thái isopropyliden (β) hoặc isopropyliden (α) Quang phổ IR cho biết hầu hết các monotecpen trong tự nhiên đều có dạng β; đồng phân α thì có thể điều chế được Ocimen còn tồn tại dưới 2 dạng đồng phân hình học: cis và trans

α β

cis

β α

trans

 Ancol

Quan trọng nhất là geraniol, nerol, citronellol và nilalool

 Geraniol có trong dầu sả, dầu hoa hồng, có mùi thơm hoa hồng, có thể phân lập ra từ hỗn hợp tinh dầu bằng cách este hoá

ancol với axit boric hoặc với anhydritphtalic, hoặc

cộng hợp với CaClR 2 R khan thành CaClR 2 R.nROH, sau đó

phá hủy este bằng nước để thu hồi geraniol Nói chung

đó là cách tách 1 ancol tecpenic ra khỏi hỗn hợp để

tinh chế

COOH

Cấu trúc của nó được xác định bằng phản ứng ozon phân như sau:

 Nerol có trong dầu hoa quýt, là đồng phân cis của geraniol, tạo thành

bằng cách nấu geraniol với NaOH đậm đặc ở 105P

0

PC, có mùi hoa hồng nhưng dịu hơn geraniol Cấu hình cis được thể hiện ở tốc độ đóng vòng thành tecpin

(nhanh hơn geraniol 9 lần)

 Cironellol có trong dầu hoa hồng (20-40%) ở

dạng l trong dầu chanh ở dạng d, và raxemat hoá trong

dầu sả; có mùi hoa hồng mạnh, có thể điều chế bằng

cách hydrogen hoá citral hoặc citronellal (xúc tác Ni)

 Linalool có trong dầu ylang-ylang và dầu gỗ

hồng ở dạng l, trong dầu hạt mùi (Corriandrum

sativum L.) (60-70%) và dầu quýt hôi ở dạng d; ngoài

ra còn có trong rễ cây thiên nhiên kiện (Homalona var

Sagittafoloa) (70-80%)

* OH

H

Linalool là rượu bậc ba, dễ bị mất nước thành hydrocacbua không no,

dễ chuyển thành các đồng phân geraniol và nerol do sự chuyển vị allyl dưới tác dụng của axit

 Lavandulol trong dầu Lavande là monotecpen

mạch thẳng dị thường vì không phải có khung cơ bản

2,6-dimetyloctan (geranilan); trong thiên nhiên ở dạng

este benzoat, caproat hoặc 2-metylbutanoat

Hai nối đôi isopropyliden và metylen được chứng minh bằng sự oxy hoá thành fomaldehyt và axeton

Do giá trị của lavandulo trong các hương liệu nên người ta đã tìm nhiều quy trình để tổng hợp nó Mặc dù trong thiên nhiên chúng chỉ tồn tại dạng lẻ

tẻ, nhưng chúng có vai trò thiết yếu là những chất trung gian trong việc tổng hợp các hương liệu thương mại và các vitamin

 Citronellal có trong dầu xả, dầu bạch đàn chanh

Có thể điều chế bằng cách hydro hoá citral trong môi

trường rượu dưới áp suất cao với xúc tác Ni (qua dạng

Ni-fomiat); khử hoá với Na hỗn hống cho citronellol

Với HR 2 RSOR 4 R, citronellol đóng vòng thành isopulegol

CHO

Ngưng tụ với axeton thì cho dihydropseudo-jonon đóng vòng lại thì cho dihydrojonon có mùi hoa tươi

OH

Citronellal còn dùng để điều chế một hương liệu rất quý

là ‘hydroxycitronellal’ (chính xác là

hydroxy-2-dihydro-2,3-citronellal) có mùi thơm của hoa tigôn

 Điều chế bằng cách hydrat hóa citronellal với axit

vô cơ dưới dạng sản phẩm cộng hợp bisulfit Sở dĩ như

vậy vì dưới tác dụng của axit, một tecpen mạch hở dễ bị đóng vòng (ví dụ: thành isopulogol); tốc độ của sự đóng vòng đó lớn hơn tốc độ hidrat hoá vào nối đôi Ngoài ra phản ứng phải thực hiện trong môi trường rượu vì citronellal

dễ bị oxy hoá

1.3.3 Sesquitecpen

Mặc dù cơ sở của hoá học sesquitecpen đã có từ thế kỷ 19, nhưng hoá học sesquitecpen chỉ được thực sự thúc đẩy với tốc độ nhanh chóng bởi những công trình ‘đầu tầu’ của Wallach, Semmler và nhất là của Ruzicka song song với sự phát triển của các phương pháp hiện đại về tách lập, tinh chế, xác định cấu trúc và tổng hợp

Có khoảng 1000 sesquitecpen thuộc khoảng 100 khung Với số lượng chiếm khoảng một phần tư tổng số các chất tecpenoit tự nhiên mà ta biết ngày nay, các sesquitecpen là nhóm chất tecpenoit lớn nhất ở đây ta chỉ đề cập đến những khung chính, hoặc những loại chất lý thú về về phương diện thực tiễn

 Sesquitecpen mạch thẳng

Quan trọng nhất là 2 ancol: Farnesol và nerolidol

 Farnesol có 3 nối đôi, thành phần chính của dầu hoa tigôn, có trong cả dầu sả, hoa hồng, quýt dùng làm hương liệu vì có mùi dễ chịu

Farnesol

 Nerolidol là ancol bậc 3, quan hệ với farnesol

như là linalool với geraniol, dưới tác dụng của

anhydrit axetic nó chịu sự chuyển vị allyl thành

farnesol Nerolidol có trong dầu cam quýt, là thành

phần chủ yếu của dầu pơmu

OH

*

Nerolidol

Herout (Tiệp) đã chứng minh được rằng ancol chính có trong dầu pơmu (lấy mẫu ở Việt Nam) từ trước tới nay gọi là “fokienol” là nerolidol

Farnesol và nerolidol là tiền thân sinh tổng hợp các sesquitecpen Có thể điều chế farnesol và nerolidol từ các ancol monotecpen như linalool bằng phản ứng Carroll

 Một số loại sesquitecpen kiểu farnesol rất lý thú, thu hút sự chú ý của nhiều nhà hóa học đó là chất kích thích tăng trưởng sâu non(juvenile hormon) lấy từ giống bướm tằm lớn Hyalophora cecropia

Juvenile (Chú ý: Khác với “hooc-môn lột xác” ecdison có khung steroit)

 Sesquitecpen mạch vòng đơn

Một hợp chất quan trọng có thể coi như là do sự đóng vòng đơn của farnesol tạo thành, là chất điều tiết sinh trưởng axit absscisic (ABA) kiểm soát sự “ngủ” của chồi cây và hạt cây, nên còn gọi là dormin (công trình nghiên cứu của Cornforth) Đã có nhiều công trình về sự tổng hợp ABA nhưng phương pháp kinh tế nhất là của Roberts đi từ α-jonon

Axit absscisic

 Biosabolen là một trong những hydrocacbua sesquitecpenic phổ biến nhất có trong dầu chanh

 Zingiberen là thành phần chủ yếu của dầu gừng,

có 2 nối đôi liên hợp có thể nhận biết bằng quang phổ

hấp thụ hoặc bằng hydro hoá với Na/ancol cho

dihydrozingiberen

Zingiberen

 Curcumen có trong dầu nghệ Curcuma aromatica Salisb, có tác dụng

diệt khuẩn, làm vết thương chóng thành sẹo, chữa loét tá tràng

 Một nhóm khác, eudesman (hoặc selinan) gồm một số hợp chất đặc trưng như: eudesmol có trong dầu Eucalyptus piperita, elemol có trong dầu trám (essence d’esesleesmi) nhưng đại diện quan trọng nhất của nhóm này là

α-santonin có trong các loại cây Artemisi, phổ biến nhất trong thiên nhiên nhất là ở Liên Xô (cũ), ấn Độ, Iran dùng làm thuốc trừ giun rất hiệu nghiệm,

là một xetolacton, khi hòa vào kiềm thì tạo ra muối của axit santoninic, nếu axit hóa thì trở lại santonin

OH

O

O O

Eudesmol Elemol α-Santonin

 Mạch 3 vòng thì có cedrol ở trong tinh dầu Hoàng đàn (ceder) dùng làm chất định hương tốt

Cedrol

 Một hợp chất khác rất lý thú, phổ biến khá rộng và biến hóa bất thường

là caryophyllen Người ta đặt tên cho nó là chất “tung hứng” vì phải tốn rất nhiều công để xác định cấu trúc của nó

Sự chuyển vị (xúc tác bởi axit) của caryophyllen dẫn tới 2 hợp chất chính caryolan-1-ol và cloven

Caryophyllen Caryolan 1-o1 Cloven

Isocaryophyllen, đồng phân cis của caryophyllen khi chuyển vị (xúc tác bởi axit) cho neocloven và một olefin 3 vòng

H

H

H H

 Artemisinin là một loại

sesquitecpenlacton chiết từ cây Thanh

hao hoa vàng (Artemisia annua L.) thuộc

Hóa học ditecpen lôi kéo các nhà khoa học khoảng 100 năm nay, nhưng

do không có sự kích thích của lợi ích nên hoạt động tổng hợp trong lĩnh vực ditecpen chậm hơn trong lĩnh vực steroit

Phần lớn là những hợp chất vòng; kiểu đóng vòng phổ biến là sự tạo thành các dẫn xuất perhydronaphtalen và perhydrophenanthren

Các hợp chất mạch thẳng rất ít, trừ một chất khá phổ biến trong thiên nhiên là phytol, là một ancol có trong chất diệp lục (chlorophyll) dưới dạng este và tạo thành mạch bên của vitamin E và vitamin KR 1 R Có một nối đôi giữa

CR 2 R và CR 3 R

 Các axit nhựa (resinditerpene)

Sau khi chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước mủ thông (dầu thông đi theo hơi nước) phần còn lại là một khối trong như thuỷ tinh gọi là colophan, dùng cho công nghiệp sơn, vecni, xà phòng, chất dẻo và giấy

Thành phần chủ yếu của colophan là axit abietic

Axit abietic

 Ditecpen độc tố

Một số hợp chất ditecpen có tác dụng trì hoãn ung thư Ví dụ: methine

quinone-HO H

HO

O

Quinon - metin Một số hợp chất khi este hoá với các gốc nitro trở thành rất độc như ryanodine dùng làm thuốc trừ sâu Các anconit – ancaloit rất độc gây ra suy tim mạch Một nhóm chất độc khác là graynatoxin làm tăng huyết áp

HO

OH

OH

OH OAc

Graynatoxin

 Gibberellin

Nấm gibberellin fujikuroi gây bệnh ở cây mạ lúa Người ta đã chiết

được hoạt chất ở nấm ra, tách và tinh chế được gibberellin; sau nhiều công sức đã xác định được cấu trúc của axit gibberellic như hình:

3 4 5

6

7

8 9

10 11

12

13 14

15 16 17

18 19 24 25 23

H O

OH

20

O H

C O

Tiền thân sinh tổng hợp của các loại tritecpen là hydrocacbua CR 30 R mạch thẳng: squalen, tức là heaxa-en, all-trans-squalen

Squalen có trong dầu gan cá mập (57%) do Tsujimoto phân lập, còn có trong dầu olive, mỡ động vật, trong các chất bài tiết của da (tạo thành ở đó những peroxyt chống nấm da) Squalen là tiền thân sinh tổng hợp của cholesterol Tính đối xứng của phân tử được chứng minh bởi sự tổng hợp bằng 2 phân tử farnesylbromua (Karer, 1931)

 Tritecpen thực thụ

Các tritecpen có cấu trúc vòng phức tạp, có thể là andehyt, ancol hay axit cacboxylic Chúng là những chất kết tinh, không màu, thường nóng chảy

ở nhiệt độ cao và có hoạt tính sinh học

Thuốc thử thường dùng cho hầu hết tritecpen và steroit là phản ứng Liebermann-Burchard (axit axetic-HR 2 RSOR 4 R đậm đặc) tạo màu xanh lục

Phổ biến là các tritecpen 5 vòng: α và β-amyrin và các dẫn xuất của chúng: axit ursolic và oleanolic

α-amyrin (R=Me) β-amyrin (R=Me)

Axit ursolic (R=COOH) Axit oleanolic (R=COOH)

α-amyrin có trong mủ cây sữa Brosium galactodendron, trong nhựa cây

trám

β-amyrin trong thiên nhiên ở dạng este với axit palmitic và stearic có trong lớp sáp phủ ngoài lá cây và quả chống sự thâm nhập của côn trùng và vi khuẩn

 Steroit

Là các tritecpen có khung

cyclopentano-perhydrophenanthren (còn gọi là steran), có

trong động vật (hormon sinh dục, axit mật…)

nhưng một số lượng lớn có trong thực vật

3 loại phytosterol phổ biến trong thực vật là β-sitosterol (trong mầm lúa mì), stigmasterol (trong đậu nành) và campesterol

số thực vật cao cấp và vài loại tảo, hormon lột xác của côn trùng ecdysone trong thực vật

Estron

Cholesterol

Ecdyson

Các steroit thường có 2 vòng A và B đính với nhau theo kiểu cis và trans, do đó có trans A-B steroit và cis A-B steroit, các vòng khác thường là

đính trans với nhau

Hầu hết các steroit đều có nhóm chức O (-OH hoặc =O) ở CR 3 R, mạch nhánh hoặc nhóm chức ở CR 17 R Nhiều steroit có nối đôi từ CR 5 R đến CR 4 R hoặc CR 6 R Nhóm CHR 3 R ở CR 10 R và CR 13 R luôn luôn ở vị trí cis với H ở CR 8 R

Sau đây là cấu dạng của steroit:

10

11 12 13

14 1516 17

10

 Saponin

Là glycosit của cả tritecpen thực thụ và sterol có trong khoảng 70 họ cây, có hoạt tính bề mặt nên dễ tạo bọt như xà phòng (bồ kết) và có tác dụng hoại huyết

Người ta luôn tìm kiếm saponin vì một số nguồn saponin có thể dùng làm nguyên liệu ban đầu để chuyển hoá thành biệt dược

Ví dụ1: Diosgenin có trong các loại Dioscorea (mía dò) mọc nhiều ở Mexico

Diosgenin không ở dạng tự do mà ở thể glycosit: steroit saponin gọi là dioscin; diosgenin là aglycon của glycosit