Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây huyết đằng ( sargentodoxa cuneata (oliv ) rehd et wils) ở hà tĩnh

Bộ Giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh ------Lê thị toàn nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây Huyết đằng Sargentodoxa cuneata OLIV.. nghiên cứu phân

Bộ Giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

- -Lê thị toàn

nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây

Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata

(OLIV.) Rehd et wils) ở Hà tĩnh

Chuyên nghành: hoá hữu cơ

nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây

Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata

(OLIV.) Rehd et wils) ở Hà tĩnh

Chuyên nghành: hoá hữu cơ

Mã số: 60.44.27

Luận văn thạc sỹ hoá học(Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Hạc)

VINH-2007

Lời cảm ơn

Luận văn này đợc hoàn thành tại bộ môn hoá hữu cơ, phòng thínghiệm Hoá hữu cơ - Khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, Viện Hoá học,Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin trân trọng cảm ơn:

- PGS.TS Lê Văn Hạc - Bộ môn Hoá hữu cơ - Trờng Đại học Vinh

đã giao đề tài, hớng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện về mọi mặt trong suốtquá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

- Cố GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng - Khoa Hóa - Trờng Đại họcKhoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã cung cấp các tài liệu vàgóp nhiều ý kiến cho luận văn

- PGS.TS Hoàng Văn Lựu - Trởng bộ môn Hoá hữu cơ - Trờng Đạihọc Vinh đã đánh giá các kết quả thực nghiệm cũng nh góp nhiều ý kiếncho luận văn.

- TS Nguyễn Công Dinh - Bộ môn Hoá hữu cơ - Trờng Đại học Vinh

đã góp nhiều ý kiến cho luận văn

- Th.s.NCS Trần Đình Thắng đã cung cấp các tài liệu tạo điều kiệntiến hành thí nghiệm trong quá trình thực nghiệm

- Đồng thời nhân dịp này, tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn thầy cô, cán

bộ khoa Hoá, Khoa sau đại học Trờng Đại học Vinh cùng gia đình, bạn bè

đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Vinh, tháng 12 năm 2007

Lê Thị Toàn

Mục lục

Trang

Lời cảm ơn 1

Mục lục 2

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt 5

Danh mục Các bảng, sơ đồ, hình vẽ và phổ 6

Mở đầu 7

1 Lý do chọn đề tài 7

2 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

3 Đối tợng nghiên cứu 8

Chơng I: Tổng quan 9

1.1 Đặc điểm thực vật và phân loại của các loài kê huyết đằng 9

1.2 Cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils) 10

1.2.1 Đặc điểm thực vật 10

1.2.2 Thành phần hóa học 12

1.2.3 Hợp chất flavonoit [7, 34] 17

1.2.3.1 Phân loại 17

1.2.3.1.1 Flavon 19

1.2.3.1.2 Flavanon 20

1.2.3.1.3 Flavonol 21

1.2.3.1.4 Dihydroflavonol 22

1.2.3.1.5 Chalcon 22

1.2.3.1.6 Dihydrochalcon 23

1.2.3.1.7 Auron 23

1.2.3.1.8 Antoxyanidin 23

1.2.3.1.9 Leucoantoxyanidin 24

1.2.3.1.10 Isoflavon 25

1.2.3.1.11 Rotenoit 26

1.2.3.1.12 Neoflavonoit 26

1.2.3.1.13 Biflavonoit 27

1.2.3.2 Vai trò của flavonoit trong cây 27

1.2.3.2.1 Các phản ứng sinh hóa 27

1.2.3.2.2 Vai trò ức chế và kích thích sinh trởng 27

1.2.3.2.3 Vai trò tạo màu sắc 27

1.2.3.2.4 Vai trò một chất bảo vệ cây 28

1.2.3.3 Vai trò của flavonoit trong y học 28

1.2.4 Công dụng [1, 18] 29

Chơng II: Phơng pháp nghiên cứu 30

2.1 Phơng pháp lấy mẫu 30

2.2 Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các chất 30

2.3 Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 30

Chơng III: Thực nghiệm 31

3.1 Thiết bị và phơng pháp 31

3.1.1 Hoá chất 31

3.1.2 Các phơng pháp sắc ký 31

3.1.3 Dụng cụ và thiết bị 31

3.2 Nghiên cứu tách và xác định một số chất từ cây huyết đằng 31

3.2.1 Lấy mẫu 31

3.2.2 Xử lý mẫu 32

3.2.3 Xử lý cao 32

Chơng IV: kết quả và thảo luận 34

4.1 Nguyên liệu thực vật 34

4.2 Chiết xuất và phân lập 34

4.3 Xác định cấu trúc phân tử của các chất A và B 34

4.3.1 Xác định cấu trúc phân tử của chất A 34

4.3.2 Xác định cấu trúc phân tử của chất B 43

Kết luận Chung 49

Tài liệu tham khảo 50

Tiếng Việt 50

Tiếng Anh 51

Danh môc c¸c kÝ hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t

1H-NMR (MHz, dung m«i ®o) Phæ céng hëng tõ h¹t nh©n proton

HSQC Heteronuclear Selected

Quantum Coherence

Phæ céng hëng tõ h¹t nh©n haichiÒu (Phæ t¬ng quan dÞ h¹t nh©n)

COSY Correlation Spectroscopy Phæ céng hëng tõ h¹t nh©n hai chiÒu

Danh mục Các bảng, sơ đồ, hình vẽ và phổ

Trang

Hình 1: ảnh của cây huyết đằng 11

Hình 2: Phổ EI-MS của hợp chất A 35

Hình 3: Phổ 1 H - NMR của hợp chất A 36

Hình 4: Phổ 13 C- NMR của hợp chất A 37

Hình5: Phổ HSQC của hợp chất A 38

Hình6: Phổ HMBC của hợp chất A 39

Hình 7: Phổ COSY của hợp chất A 40

Hình 8: Phổ DEPT của hợp chất A 41

Hình 9: Phổ 1 H - NMR của hợp chất B 44

Hình 10: Phổ 13C- NMR của hợp chất B 45

Hình 11: Phổ DEPT của hợp chất B 46

Bảng1: Số liệu của quá trình chạy sắc ký cột cao butanol 32

Bảng 2: Số liệu phổ 13 C-NMR của hợp chất A 42

Bảng 3: Số liệu phổ 13 C-NMR của hợp chất B 47

Sơ đồ 1: Mối quan hệ sinh tổng hợp của các flavonoit 19

Sơ đồ 2: Phân lập một số hợp chất từ rễ cây huyết đằng 35

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài.

Do sự đặc thù về khí hậu nhiệt đới, nớc ta có hệ thực vật vô cùngphong phú và đa dạng Theo các số liệu thống kê mới nhất, thảm thực vậtViệt Nam có trên 12000 loài, số lợng các họ cây thuốc có vào khoảng 190

họ [4], trong đó có trên 3000 loài đợc dùng làm thuốc chiếm 26-30% vàgần 600 loài cây cho tinh dầu Vì vậy, việc bảo tồn giá trị truyền thốngtrong y học dân tộc và phát triển nó theo hớng hiện đại từ nguồn tài nguyênthực vật phong phú ở nớc ta là việc làm cần thiết và cấp bách Điều này đã

và đang thu hút các nhà khoa học đi sâu nghiên cứu lĩnh vực các hợp chấtthiên nhiên Ngoài ra, trớc nguy cơ rừng bị khai thác quá mức, bị xói mònhoặc do làm hồ chứa nớc cho các nhà máy thuỷ điện, vấn đề này cần phải

đẩy mạnh để góp phần bảo vệ tính đa dạng, bảo vệ nguồn gen và bảo vệmôi trờng sinh thái ở nớc ta

Việc nghiên cứu thành phần hoá học, hoạt tính sinh học của nhữngcây cỏ ở nớc ta trong những thập kỷ qua còn có nhiều hạn chế, cha đáp ứng

đợc yêu cầu điều tra tài nguyên thiên nhiên cũng nh đóng góp vào việc địnhhớng sử dụng, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật một cách hợp lý

Trớc sự phát triển vợt bậc của ngành sinh học phân tử, ngày nay cácnhà khoa học trên thế giới lại tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên.Nhiều hoạt tính sinh học quý báu của các hợp chất quen biết từ lâu lại mới

đợc phát hiện Nhiều cây cỏ lâu nay rất phổ biến và bình thờng quanh ta lạichứa những hoạt chất có giá trị Ví dụ điển hình là việc phát hiện ra hoạttính kháng HIV của axit betulinic và các dẫn xuất của nó, một loại hợp chấtthuộc nhóm tritecpen tồn tại phổ biến trong thực vật Thảm thực vật củarừng ma nhiệt đới khu vực Đông Nam á, trong đó có Việt Nam là vùng đợcrất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nớc quan tâm, nghiên cứu

Cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils còn gọi

là kê huyết đằng, dây máu ngời, máu gà, máu chó, khau dạ lùa, khau lợt(Tày), dạng var (K’Ho) và đợc dùng chữa kinh bế, đau bụng, phong thấp,giun kim, giun đũa, chữa viêm ruột thừa giai đoạn đầu, chữa mng mủ, nh-

ng cha đợc nghiên cứu nhiều về thành phần hoá học Chính vì vậy chúng tôichọn đề tài (nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ

cây Huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd et wils) ở Hà tĩnh) từ

đó góp phần xác định thành phần hóa học và tìm kiếm nguồn nguyên liệucho ngành dợc liệu

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 đợc hỗn hợp các

hợp chất từ rễ cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata).

- Sử dụng các phơng pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn để phân lậpcác hợp chất

- Sử dụng các phơng pháp phổ để xác định cấu trúc các hợp chất thu

đợc

3 Đối tợng nghiên cứu

Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết rễ cây huyết đằng (Sargentodoxa

cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils.) thuộc họ Huyết đằng (Sargentodoxaceae) ở

Thạch Hà - Hà Tĩnh

Chơng I: Tổng quan

1.1 Đặc điểm thực vật và phân loại của các loài kê huyết đằng

Hiện nay, dợc liệu mang tên kê huyết đằng với cùng công dụng, có

nhiều loài lấy từ một số chi thuộc những họ khác nhau nh: Millettia sp (kê huyết đằng), Butea superba Roxb (huyết đằng lông), Mucuna

birdwoodiana Tutcher (huyết đằng quả to), Spatholobus anberectus Don

(huyết rồng) thuộc họ Đậu - Fabaceae; Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd.

Et Wils (huyết đằng), họ Huyết đằng - Sargentodoxaceae

Các loài đều có những đặc điểm chung về hình thái nh dây leo thân

gỗ, to khoẻ, hình trụ tròn hoặc mặt dẹt, mặt cắt có 2 - 3 vòng gỗ đồng tâmhoặc không đồng tâm và có nhiều nhựa màu đỏ nâu Thân lá non có lông tơ

Lá kép đa số 3 lá chét, lá giữa to hơn; cuống lá dài Cụm hoa mọc ở

kẽ lá thành chùm - chuỳ Quả đậu dẹt

Phân bố, sinh thái:

Các loài kê huyết đằng rất đa dạng, phân bố ở nhiều vùng khác nhau

ở Việt Nam:

Butea superba Roxb Huyết đằng lông Chủ yếu ở các vùng rừng núi

phía nam nh: Tây Nguyên,Quảng Nam, Quãng Ngãi,Khánh Hoà, Phú Yên, Bình

Định,

Millettia sp Kê huyết đằng ở các vùng rừng núi phía

bắc, nhiều nhất ở Cao Bằng,Lạng Sơn, Bắc Cạn, TháiNguyên, Tuyên Quang, HoàBình,

ờn Quốc gia Tam Đảo, thuộc địa phận xã Kháng Nhật, huyện Sơn Dơng,

tỉnh Tuyên Quang có những cá thể thuộc loài M reticulata Benth khổng lồ,

leo lên các cây gỗ cao tới 20 m [1]

1.2 Cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata (Oliv.) Rehd Et Wils)

kẽ lá thành chùm - chuỳ Quả đậu dẹt

Thân gỗ leo thu hái quanh năm, tốt nhất vào tháng 8 - 10, chặt về, cắt

bỏ cành lá, rửa sạch, ủ mềm, thái phiến dày 3 - 5 mm Trong trờng hợp thânkhô cứng, phải ngâm 12 giờ, ủ 1 - 2 giờ (có khi còn đồ) cho mềm rồi mớithái phiến, phơi khô [1]

Hình 1: ảnh của cây huyết đằng

1.2.2 Thành phần hóa học

Loài huyết đằng (Sargentodoxa cuneata) [1] có salidroid,

leriodendrin, emodin, physcion chrysophanol, rosamulin ( 1 )

 , kajiichigosid

F1 ( 2 )

 , P.hydrophenyl ethanol p counmarat

Phần tan trong nớc chứa salidrosid, liriodendrin và 1 polysaccharid.Ngoài ra còn chứa catechin, acid protocatechic; acid vanilic, acidstearic daucosterol, -sitosterol

Sakabibara và cộng sự tìm thấy trong cành một số chất có tác dụngchống viêm là glucosid I và II

Miao Kaugli, Zang, ZianZong và cộng sự, phân tích trong dịch chiếtcành cây huyết đằng thấy có -sitosterol daucosterol, acanthosid D.sargencunesid, acid madasiatic và sucrose [1].

1

MeO

HMe

MeMe

MeO

CH2OH

(1) R = H R = OH(2) R = OH R = H

2 2

1 1

O

OHOH

OH

OH

OHOH

CH2

COMe

OMeO

glucosid I

COMe

OMeO

OHOH

CH2O

O

OHOH

CH2OH

glucosid IIAmooru G Damu, Ping-Chung Kuo, Li-Shian Shi, Chang-Qi Hu vàTian-Shung Wu khi nghiên cứu vị thuốc “Daxueteng”, vị thuốc này đợc làm

từ cành cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata) đã tách và xác định đợc

một glycosid phenylpropanoid ( 3 )

 mới có tên gọi là sargetol, cùng với hai

bảy hợp chất đã biết: -sitosterol ( 4 )

OMe

MeO(3)

R

(10) H H CH3(11)

(14) CH3 OH(15) H OH(16) H CH3

2

1 1

2 2

2

2 1

3 1

1

O

COOH(26)

(27)

GlcO

OMeMeO

O

O

HH

OGlcOMe

OMe

(28)

OMeMeO

O

O

HH

OGlcOMe

H

(30)Jun Chang và Ryan Case đã xác định đợc 4 glucosid phenolic,cuneatasid A-D và một cuneasid glucosid ionon E cùng với bảy hợp chất

phenolic đã biết từ cành cây huyết đằng (Sargentodoxa cuneata) Trong các

thử nghiệm invitro đối với hoạt tính kháng khuẩn đã chỉ ra rằng hợp chất

(32)

1.2.3 Hợp chất flavonoit [7, 34]

1.2.3.1 Phân loại

Các hợp chất flavonoit có thể đợc coi nh những hợp chất dạng C6 - C3

- C6, trong đó phần nửa C6 là vòng benzen; sự biến đổi thể trạng ôxy hoácủa phần giữa liên kết C3 sẽ định rõ tính chất, lớp, hạng của mỗi hợp chấttrong đó Những lớp hợp chất đó là: flavon, flavonol, flavanol, flavanonol,isoflavon, chalcon, dihydrochalcon, auron, anthocyanidin, catechin, flavan-3,4-diol Các hợp chất flavonoit và hợp chất liên quan là cumarin thờng có ởtrong các cây dới dạng glycosid, trong đó một hoặc nhiều nhóm hydroxylphenolic đợc hóa hợp với phần đờng còn lại Các nhóm hydroxyl hầu nhbao giờ cũng thấy ở các vị trí 5 và 7 ở vòng A; còn vòng B th ờng mang cácnhóm hyđroxyl và alkoxyl ở vị trí 4’ hoặc ở cả hai vị trí 3’ và 4’ Cácglycosid và của các hợp chất flavonoit có thể mang đờng trên mỗi mộtnhóm hyđroxyl có sẵn

6'

12

345

67

45O

O

'

'1'

Khung cơ bản của flavonoitTại các vòng có đính một hoặc nhiều nhóm hydroxyl tự do hoặc đãthay thế một phần, vì thế về bản chất chúng là các polyphenol có tính axit

Các polyphenol có thể phản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxyl đểtạo thành các phân tử phức tạp hơn hoặc có thể kết hợp với các hợp chấttrong cây nh các oza (dạng glycozit) hoặc protein

Flavonoit là một trong những nhóm hợp chất phân bố rộng nhất trongthiên nhiên, ớc tính đã có khoảng 2000 flavonoit (Harbone, 1975) đã biết rõcấu trúc Sự phân bố flavonoit mang một số đặc điểm có tính phân loại hệthống

Mối quan hệ sinh tổng hợp giữa các nhóm chất flavonoit đợc trìnhbày ở sơ đồ dới đây:

chalcon flavanon

isoflavanonflavanon

flavanon - 3 - ol flavanolauron

dihydrochalcol flavan - 3,4 - diol anthocyanidin

b

b

cdd

ef

fb

a Vòng hoá d Dehydro hóa

b Khử sinh học e Hydroxyl hóa

c Di chuyển gốc aryl f Dehydroxyl hoá

345

67

45

''

''

Cấu trúc chung của flavon

1'

Flavon thờng gặp nhất là apigenin và luteolin

Hiện ngời ta đã biết khoảng 130 hợp chất flavon ở dạng tự do cũng

nh glycozit

là flavon phổ biến rộng rãi nhất, một số flavon nh primuletin và fisetin chỉ

có một nhóm hyđroxyl ở vòng A

1.2.3.1.2 Flavanon

Cho đến nay ngời ta cha tìm thấy chất flavanon ở trong thiên nhiên.Tuy nhiên các flavanon hydroxyl hoá lại có ở trong thiên nhiên dới dạng tự

do hay dạng glycoisd Trong cây chúng tồn tại với các flavon

Khác với flavon ở chỗ flavanon thiếu liên kết đôi ở C2 và C3 ở vòng

C Tất cả các flavonon phát hiện cho đến nay đều có nhóm OH ở vòng Ahoặc vòng B Trong tự nhiên chúng thờng có bên cạnh flavon tơng ứng, cónhiều trong các họ Rosaceae, Rutaceae, Leguminosac, Asteraceae Ba chấttiêu biểu là naringin, prunnin, hesperidin

O

OH

OOH

O

naringin

O OH

O Gl

prunnin

O

O OH

O

OH OMe Gl

CÊu tróc chung cña flavonolFlavonol kh¸c víi flavon ë chç cã thªm nhãm -OH ë C3 Flavonol rÊtphæ biÕn trong tù nhiªn Ba chÊt quan träng nhÊt thêng gÆp lµ kaempferol,quercetin, miricetin §Æc biÖt cã nhiÒu trong thùc vËt h¹t kÝn

Thèng kª cã trªn kho¶ng 1000 loµi thuéc thùc vËt h¹t kÝn th× thÊy cã48% c¸c loµi cã kaempferol vµ 26% cã quecxetin Mirixetin chiÕm 10%trong tæng sè loµi cã flavonol

O

OHO

H

OHkaempferol

OHO

H

OH

OH

OOHquecxetin

O

OHO

H

OH

OH

OHO

OHmirixetin

O

O

OH

OH

7-hydroxydihydroflavonolCÊu tróc c¬ b¶n cña dihydroflavonol

ra mµu vµng t¬i cña nhiÒu lo¹i hoa Ngoµi ra cßn cã mét sè loµi ë trong c¸c

loµi nh Acacia ChÊt chalcon phæ biÕn nhÊt lµ butein.

OH

OHOH

butein

1.2.3.1.6 Dihydrochalcon

Dihydrochalcon là chalcon mất dây nối đôi ,  Loại này tơng đối

có ít trong tự nhiên Thờng gặp trong họ Rosaceae, Ericaceae, Fagaceae,Saluceae Chất tiêu biểu là Phloridzin (trong quả táo)

OH

OH

OO

OH

OHOH

sulfuretin

OO

H

O

CH

1.2.3.1.8 Antoxyanidin

Hằng hà sa số những sắc màu nh xanh lơ, tía, tím và hầu hết nhữngmàu đã có ở trong nhựa tế bào hoa, quả, lá, thân cây là do những chất màuanthocyanin ở thể hoà tan Những chất màu không có phần đờng đợc gọi làanthocyanidin Cấu trúc chung thông thờng của anthocyanidin là ionflavylium (2-phenyl-benzo-pyrylium):

O

OHOH

OH+

OH

OH+

delfinidin

1.2.3.1.9 Leucoantoxyanidin

Leucoantoxyanidin là 3,4-diol flavan không màu Nhng gặp axit biếnthành antoxyanidin có màu hồng hoặc đỏ, chất này rất phổ biến trong cây,nhất là trong vỏ cây và gỗ

Các isoflavonoit: chúng khác các flavonoit ở chỗ vòng B không gắn ở C2

mà ở C3

Có các nhóm isoflavonoit: isoflavon, isoflavanon, rotenoitptexocarpan, coumestan với khoảng 180 chất đã biết rõ cấu trúc Trong đóisoflavon là phổ biến nhất và thờng gặp ở các họ Amaranthaceae, Iridaceae,Miristiaceae, Rosaceae

OHOH

OHO

OH3,4-diol flavan

1.2.3.1.10 Isoflavon

Isoflavon là những 3-phenylchromon Ngày nay ngời ta đã biết đợckhoảng 35 isoflavon Isoflavon là nhóm isoflavonoit phổ biến nhất và cónhiều giá trị về tác dụng chữa bệnh

O

O

O

Odaidzein: Rformonometin: R1

gỗ và khu trú ở thành tế bào Nó tham gia vào sự tạo màu sắc của cây, nhất

là hoa Đó chính là một trong những chức năng sinh lý quan trọng củaflavonoit đối với cây cỏ So với các flavon tơng ứng, isoflavon có tác dụngsinh lý mạnh hơn, nhất là tác dụng estrogen diệt sâu bọ và diệt nấm