Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ nụ và hoa cây sim ( rhodomyrtus tomentosa) ở đông sơn thanh hoá

Mặc dự chođến nay, việc nghiờn cứu hệ thực vật ở nước ta chưa được tiến hành một cỏchđầy đủ và quy mụ, nhưng theo tổng hợp từ cỏc nguồn tài liệu của nhiều tỏcgiả thỡ ở Việt Nam hiện nay

1.2 Giíi thiÖu vÒ chi Rhodomyrtus 5

1.2.1 C©y sim (Rhodomyrtus tomentosa) 11

1.2.2 Thµnh phÇn hãa häc cña c©y Sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait)

Hassk) 12

Ch¬ng 2 Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu

22

2.1 Ph¬ng ph¸p lÊy mÉu 22

2.2 Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch, t¸ch vµ ph©n lËp c¸c hîp chÊt 22

2.3 Ph¬ng ph¸p kh¶o s¸t cÊu tróc c¸c hîp chÊt 22

3.1.2 Hóa chất 23

3.2 Tách và xác định cấu trúc hợp chất 23

3.2.1 Tách các hợp chất 23

3.2.2 Thu hái mẫu 23

3.2.3 Chiết và tách các hợp chất từ nụ và hoa cây sim 24

3.2.4 Xác định cấu trúc các hợp chất 27

Chơng IV Kết quả và thảo luận

28

4.1 Xác định cấu trúc hợp chất A (TDH 30) 28

4.1.1 Phổ cộng hởng từ hạt nhân 1H-NMR 28

4.1.2 Phổ 13C-NMR 30

4.2 Xác định cấu trúc hợp chất B (TDH 17) 36

4.2.1 Phổ khối lợng 36

4.2.2 Phổ cộng hởng từ hạt nhân 38

Kết luận

41

Tài liệu tham khảo

42

Mở đầu

Từ xưa, con người đó biết sử dụng cỏc cõy cỏ cú trong tự nhiờn làmnguồn dược liệu để chữa bệnh Về sau, khi khoa học phỏt triển người ta bắtđầu bào chế cỏc loại thuốc mà cỏc hoạt chất của thuốc là cỏc hợp chất húa học

cú trong cỏc bộ phận của cõy cỏ như: thõn, lỏ, hoa, quả,… với mong muốntỡm ra được cỏc hợp chất phục vụ cho đời sống của con người trong cỏc lĩnhvực: y học, thực phẩm, mĩ phẩm, hương liệu…

Việt Nam nằm trong vựng khớ hậu nhiệt đới giú mựa, cận xớch đạo,lượng mưa nhiều, độ ẩm cao nờn cú thảm thực vật rất phong phỳ Mặc dự chođến nay, việc nghiờn cứu hệ thực vật ở nước ta chưa được tiến hành một cỏchđầy đủ và quy mụ, nhưng theo tổng hợp từ cỏc nguồn tài liệu của nhiều tỏcgiả thỡ ở Việt Nam hiện nay cú trờn 7.000 loài thực vật học bậc cao [15, 16],trong số đú đó cú trờn 2000 loài thực vật đó được nhõn dõn ta sử dụng làmnguồn lương thực, thực phẩm, lấy gỗ, tinh dầu, thuốc chữa bệnh… Cỏc nhànghiờn cứu đó tổng hợp được rất nhiều hợp chất cú tỏc dụng chữa bệnh, songcỏc hợp chất này cú một số hạn chế nhất định, như là gõy những phản ứngphụ khụng mong muốn Mặt khỏc, Việt Nam là nước đang phỏt triển, thunhập bỡnh quõn đầu người thấp, cỏc loại thuốc chữa bệnh hầu hết nhập từnước ngoài và cú giỏ thành cao, gõy nờn khú khăn cho người sử dụng Do đú,nhà nước đó cú chủ trương tăng cường sản xuất thuốc trong nước, hạn chếnhập khẩu, hạ giỏ thành sản phẩm Một trong cỏc nguồn nguyờn liệu sản xuấtthuốc được lấy ra từ thiờn nhiờn Vỡ vậy, vấn đề đang được đặc biệt quan tõm

là nghiờn cứu cỏc hợp chất được tỏch ra từ sản phẩm thiờn nhiờn

Trong số cỏc loài cõy cần quan tõm nghiờn cứu cú cõy Sim

(Rhodomyrtus tomentosa) Ở nước ta cõy Sim mọc hoặc đợc trồng ở nhiều

nơi, tập trung nhiều ở miền Trung nớc ta

Chớnh vỡ vậy, chỳng tụi đó chọn đề tài " Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ nụ và hoa cây sim Rhodomyrtus tomentosa ở Thanh Hóa " nhằm gúp phần xỏc định thành phần hoỏ học, cấu trỳc hoỏ học và hoạt

tớnh sinh học của cõy thực vật này, cũng như tỡm nguồn nguyờn liệu chongành cụng nghiệp dược liệu, cụng nghiệp hương liệu…

*) Nhiệm vụ nghiên cứu

- Lấy mẫu từ nụ và hoa cây sim

- Ngâm với dung môi MeOH và các dung môi khác

- Phân lập các hợp chất bằng phơng pháp sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng

- Làm sạch các chất bằng phơng pháp rửa và kết tinh phân đoạn

- Xác định cấu trúc của các hợp chất bằng các phơng pháp: Phổ khối ợng (EI-MS), phổ cộng hởng từ hạt nhân một chiều (1H - NMR, 13C - NMR,DEPT)) và các phần mềm mô phỏng ACD/HNMR DB, Chem office

l-*) Đối tợng nghiên cứu

Đối tợng nghiên cứu là nụ và hoa cây Sim ở Đông Sơn Thanh Hóa

Chơng 1Tổng quan

1.1 Đại cơng về thực vật học và hóa học cây họ Sim 1.1.1 Đại cơng về thực vật học

Họ Sim (Myrtaceae) là họ lớn của bộ Sim (Myrtales) hay còn gọi là Bộ

Đào kim nơng thuộc phân lớp hoa hồng - lớp hoa lá mầm của ngành thực vậthạt kín

Trên thế giới, họ Sim gồm 100 chi với gần 3000 loài phân bố ở cácvùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chủ yếu là Châu Mỹ và Châu úc ở Việt Nam,

họ Sim gồm 13 chi với gần 100 loài đợc phân bố khắp 3 miền Bắc, Trung và

Nam Các cây thuộc họ Sim có thể là cây gỗ lớn, cây nhỏ, hay cây bụi Lámọc đối, đơn nguyên, không có lá kèm Hoa của chúng tập hợp thành cụm,hình chùm, đôi khi mọc đơn độc Các lá đài dính lại với nhau ở dới thành hìnhchén, cánh hoa rời nhau và dính trên mép ống đài Nhị rất nhiều, bất định vàxếp không theo một trật tự nào, nhị thờng cuộn lại ở trong nụ, chỉ nhị rời haydính nhau ở dới thành ống ngắn Bộ nhị có số lá noãn thờng bằng số cánh hoahoặc ít hơn, dính lại với nhau thành bầu dới hoặc bầu giữa với số ô tơng ứng

số lá noãn, đính noãn trụ giữa, một vòi, một đầu nhuỵ Quả mọng, thịt, thờng

do đế hoa phát triển thành, cũng có khi quả khô mở, quả mang đài tồn tại ở

đỉnh Hạt không có nội nhũ [11, 15, 21]

Nhiều cây thuộc họ Sim có chứa tinh dầu nh cây tràm (Melaleuca

leucadendra Linn); cây chổi xuể (Baeckia frutescens Linn); cây bạch đàn

chanh (Eucalyptus citriodora Hook F) Tinh dầu của các loại cây này đã đợc

khai thác và sử dụng trong công nghiệp hơng liệu, dợc phẩm Một số cây khác

thuộc họ Sim có nhiều công dụng chữa bệnh nh: Cây ổi (Psidium guajava Linn.); cây sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.), Hassk.); cây đơn tớng quân (syzygium formosum Var.); cây vối (cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr Et Perry); cây sắn thuyền (syzygium resimosum Gagnep Merr Et Perry) [4, 11,

25]

Trong lịch sử, họ Myrtaceae đã từng đợc chia thành hai phân họ

*) Phân họ Myrtoideae có quả nhiều cùi thịt và lá đối mép trơn Phầnlớn các chi trong họ này có một trong ba dạng phôi dễ nhận ra Các chi củaMyrtoideae có thể rất khó phân biệt khi không có quả đã chín Phân họMyrtoideae đợc tìm thấy khắp thế giới trong các khu vực nhiệt đới và cậnnhiệt đới, với các trung tâm đa dạng nằm ở Trung Mỹ, Nam Mỹ, đông bắcAustralia và Malaysia

*) Phân họ Leptospermoideae có quả khô, không nứt (quả nang) và các lámọc so le hay theo vòng xoắn Phân họ Leptospermoideae chủ yếu đợc tìm thấy

ở Australia Nhiều chi ở miền tây Australia có các lá bị suy thoái mạnh và cáchoa mang đặc điểm điển hình cho vùng sinh trởng khô cằn hơn

Sự phân chia Myrtaceae thành Leptospermoideae và Myrtoideae đã bịnhiều tác giả nghi ngờ trong đó có Jonson và Brigg (1984), các ông đã xác

định 14 tông hay nhánh trong họ Myrtaceae, và phát hiện ra trong họMyrtaceae là đa nghành Phân tích ở mức độ phân tử của Wilson, O’Brien vànhững ngời khác (2001) đã phát hiện thấy 11 phân nhóm rõ nét trong phạm vi

họ này, bao gồm nhiều phân nhóm đã đợc Jonson và Brigg xác định Phân tích

phân tử sau đó của Sytsma và Litt (2002) phát hiện phân nhóm Myrtoideae ởTrung - Nam Mỹ phù hợp với phân hộ đa nghành Leptospermoideae [19]

Trong họ Sim, chi lớn nhất là Eugenia (trên thế giới có 600 loài, ở nớc

ta có 26 loài đợc chuyển vào chi Syzygium) Những cây trong chi này phầnlớn là cây gỗ trung bình và đa số là cây hoang dại Trong chi này có cây thuốc

quí là cây đinh hơng (E caryophyllata Thunb hay syzygium aromaticum Merr.

et Perry), có nụ dùng làm thuốc và làm gia vị Một số loài thuộc chi Eugenia

đã đợc tách ra và đặt vào chi mới nh cây gioi (syzygium jambos (L.) Alston

Eugenia jambos L) có quả ăn ngon, cây vối (cleislocalyx operculatus (Roxb.)

Merr et Perry) đợc trồng lấy lá và nụ để uống nớc và làm thuốc chữa bệnh

Dọc theo bờ biển ở miền Trung của nớc ta có cây tràm hay còn gọi là

cây chè đồng (malaleuca leucadendron L) là cây to có vỏ xốp, bong từng

mảnh rất dễ bóc Lá có hình mác nhọn, cuống ngắn, gân hình cung, hoa cómàu vàng nhạt mọc thành bông Cây mọc thành rừng thuần loại đất phèn ởven biển, còn gặp ở một số vùng biển phía Bắc Vỏ cây dùng để xảm thuyền,lá dùng cất tinh dầu

Trên các đồi đất ở vùng trung du có cây chổi xuể (baeckea frutescens

L.), thờng gặp mọc xen lẫn với các cây sim, mua Là cây bụi thấp, phân nhánhnhiều, có lá hình sợi dễ rụng, cây có lá dùng để chng cất dầu thơm gọi là dầuchổi để xoa bóp, khi pha với rợu thì thành rợu chổi

Trên các đồi trọc, trong các công viên, các vờn và đờng cái có trồngnhiều loài thuộc chi Eucalyptus Chúng là cây nhập nội, trên thế giới có hơn

300 loài, phân bố chủ yếu ở châu úc và Malaysia, sống trong những điều kiệnsinh thái khác nhau Hầu hết là cây lớn, có thể cao tới 100 m Nhiều loài chotinh dầu khác nhau Gỗ của chúng tốt có thể dùng vào nhiều việc khác nhau

ở nớc ta hiện có trồng nhiều loài nh: bạch đàn trắng (E camaldulensis

Dehahardt) có gỗ dùng làm tà vẹt và làm bột giấy Cây bạch đàn lá liễu hay

long duyên (E exserta F v Muell) là cây trồng làm cảnh ở các công viên, có

gỗ nâu, cứng, dùng trong xây dựng hay làm gỗ trụ mỏ; dầu làm thuốc sát

trùng, trị cảm, giảm ho Cây bạch đàn chanh (E maculata H.K var.

citriodora (Hoof F)) trồng làm cảnh và gây rừng vệ sinh, có gỗ màu xám,

thơm cứng dùng đóng thuyền, rễ và lá cành dùng cất tinh dầu thơm, dùng làmthuốc bổ dạ dày, giải cảm, giảm đau đầu, giảm ho, sát trùng, chữa viêm cuống

phổi Cây bạch đàn nhựa (E resinifera Sm.) có lá nhỏ dài hẹp, dùng làm thuốc

ho long đờm Cây bạch đàn đỏ hay Bạch đàn lá mít (E robusta J E Smith)

trồng lấy bóng mát, có gỗ dùng làm trụ cầu, nền tầu, trụ mỏ, tà vẹt, bột giấy,còn đợc dùng làm thuốc chữa cảm, sát trùng, giảm ho Cây bạch đàn lá nhỏ

(E tercticornis J E Smith) có gỗ không bị mối mọt và chịu nớc mặn, dùng

làm tà vẹt, đóng thành tàu và cũng đợc dùng làm thuốc long đờm, sát trùng vàchữa ho

1.2 Giới thiệu về chi Rhodomyrtus

Chi Rhodomyrtus gồm 24 loài là cây bụi hay thân gỗ, chi Rhodomyrtus

đợc phân bố rộng rãi ở châu á, châu úc Nhng đa dạng nhất là ở New Guinea

và đông bắc Australia Các nghiên cứu bổ sung về ADN có thể chia chiRhodomyrtus thành các chi nhỏ hơn nữa Có 24 loài Rhodomyrtus bao gồm :

- Rhodomyrtus Canescens C.T White & Francis

- Rhodomyrtus Effusa Guymer

- Rhodomyrtus Elegans (Blume) A.I Scott

- Rhodomyrtus Guymeriana N.Snaw

- Rhodomyrtus Lanata Guymer

- Rhodomyrtus Locellata (Guill) Burret

- Rhodomyrtus Longisepala N Snow & J Me Fadden

- Rhodomyrtus Macrocarpa Benth – Finger Cherry

- Rhodomyrtus Mengenensis N.Snow

- Rhodomyrtus Misimana N.Snow

- Rhodomyrtus Montana Guymer

- Rhodomyrtus Novoguineensis Diels

- Rhodomyrtus Obovata C.T White

- Rhodomyrtus Pervagata Guymer

- Rhodomyrtus Pinatinervis (G.Don) Benth

- Rhodomyrtus Psidioides (G.Don) Benth – Native Guava

- Rhodomyrtus Salomonensis (C.T White) A.J Scott

- Rhodomyrtus Sericeae Burrret

- Rhodomyrtus Surigaoensis Elmer

- Rhodomyrtus Takeuchic N.Snow & J.Cantley

- Rhodomyrtus Trineura (F.Muell) Benth

- Rhodomyrtus Tomentosa (Aiton) Hassk

Thành phần hóa học :

Tinh dầu lá của 7 loài thuộc chi Rhodomyrtus ở Australia đã đợc nghiên

cứu về thành phần hóa học Tinh dầu cây Rhodomyrtus Canescens C.T White

& W.D Francis có các thành phần chính là :  -Pinen ( 20 – 23%), -Pinen(6 - 10%) và Gromadendren (12 - 17%)

 -Pinen -Pinen

Gromadendren

Tinh dÇu c©y Rhodomyrtus Effusa Guymer chøa chñ yÕu lµ c¸c hîp chÊt

Sesquiterpenoid, c¸c thµnh phÇn chñ yÕu lµ globulol (11 -22%), viridiflorol (8– 10%) vµ spathulenol (5 – 18%)

Globulol Viridiflorol

Spathulenol

Tinh dÇu c©y Rhodomyrtus Macrocarpa Benth còng chøa chñ yÕu lµ c¸c

hîp chÊt cesquiterpenoit, c¸c thµnh phÇn chÝnh lµ : -caryophyllen (9 –44%), arromadendren (6 – 11%) vµ glubulol ( 8 – 10%)

phần chính là -caryophyllen (16 - 29%), caryophyllen oxit (2 – 12%) và

glubulol (7 – 10%) Trong khi đó tinh dầu cây Rhodomyrtus Trineura

Guymer có thành phần chính là  -Pinen ( 26%), glubulol (9 – 19%),viridiflorol (5 – 12%) và spathulenol (4 – 7%)

Hai đồng phân mới của dẫn xuất dibenzofuran thiên nhiên

Rhodomyrtoxin đã đợc tách từ Rhodomyrtus macrocarpa Cấu trúc của chúng

đã đợc xác định bằng phơng pháp phổ

Rhodomyrtoxin (toxic độc): 2,8-bis(1-oxo-3-methilbutyl)-4,6-dimethyldibenzofuran 1,3,7,9-tetrol 2- methyl-1-[1,3,7,9-tetrahydroxy-2,8 dimethyl-6-(1-oxo-methyl butul) dibenzofuran-4-yl) 1-butanone]

H

CH3O

H

OH C

O H

OH OH

O

O O

H

OH H3C

OH

Rhodomyrtoxin B

Myricitrin

1.2.1 Cây sim (Rhodomyrtus tomentosa )

Hình 1 ảnh cây sim

Cây sim còn gọi là hồng sim, đào kim nơng, dơng lê, co nim (Thái),

mác nim (Tày) có tên khoa học Rhodomyrtus tomentosa là dạng cây nhỏ cao

1 - 2 m, cành 4 cạnh, vỏ thân róc thành từng mảng Lá mọc đối, hình thuôn,hơi hẹp ở phía cuống, phía đầu tù, hơi rộng, dài 4 - 7 cm, rộng 2 - 4 cm, khigià thì nhẵn ở mặt trên, có lông mịn ở mặt dới, phiến lá dày, mép hơi congxuống, có 3 gân chính, cuống có lông mịn, dài 4 - 7 mm Hoa màu hồng tím,mọc đơn độc hoặc từng 3 cái một ở kẽ lá, quả mọng màu tím sẫm Cây sim đ-

ợc sử dụng nhiều trong các vị thuốc của dân gian nh dùng búp và lá sim nonsắc uống chữa bệnh tiêu chảy, kiết lỵ hoặc dùng để rửa vết thơng, vết loét.Quả dùng để ăn, một vài nơi còn dùng để chế rợu nh rợu nho

1.2.2 Thành phần hóa học của cây sim (Rhodomyrtus tomentosa

(Ait) Hassk)

Những nghiên cứu đầu tiên về thành phần hóa học của cây sim là cácchất sắc tố với mục đích dùng trong thực phẩm Từ cây sim dùng dung môi

ethanol (40%) pha axit clohydric (0,05 mol/l) chiết xuất ở 400C, thời gian 8giờ đã tách đợc 7,8% một hỗn hợp ổn định trong ánh sáng và sức nóng Dùngnhựa sốp lọc sạch, tách rửa với ethanol (70%) và HCl (2%) cho chất sắc tố cómàu đỏ tía, bền trong môi trờng axit Xác định cấu trúc của các chất sắc tốnày gồm có : Pelaronidin biglucoside, cyanidin galactoside và celphinidingalactoside

Từ lá và rễ cây sim đã tách đợc các Ellagin tannin và C-glucosidetannin, thủy phân cho : Tomentosin, pendunculagin, casuariin, castalagin

các Flavon glycosides : Myricetin rhamnoside, Myricetinfuranoarabinoside, Myricetin glucoside và dẫn xuất hyđroxy penta methoxyFlavon combretol đã đợc tách từ cây sim

O H

O H

OH O

OH

OH O

O

O O

O O

OH

OH O

H O H O

O O

OH OH OH OH OH OH OH

OH O

H OH O

C

H3O

Tomentosin

O O

O O

O H OH

OH OH

OH OH

O

OH O

O

H H

OH OH O

H OH O

H

O

H

Casuariin

O

OH

O H

H

O H

cyanidin-3-O

O

O H

H OH

O

OH O

H

O H

O

H

pelargonidin 3,5 diglucoside

H

O H

OH

O

OH

OH OH O

H

OH O

H

O+O

H

O H

H

O H

OH

O

OH

OH OH O H OH O

H

O+O

OH O

H

OH O

O C

H3

Thiamine (vitamin B1) Ribo flavin (vitamine B2)

Nicotinic acid và vitamin A :

N

O OH

Nicotinic acid Vitamin A

Từ phần trên mặt đất của cây sim đã tách đợc hai anthracene glucoside

là : 4,8,9,10-tetrahydroxy-2,3,7-trimethoxy-anthracene-o-glucopyranoside và2,4,7,8,9,10-hexahydroxy-3-methoxy-anthracene-6-o--L-Rhamnopyranoside cùng với ba hợp chất đã biết là quercetin, myricitrin và(3S, 5R, 6R, 7E, 9S)-Megastigman-7-ene-3,5,6,9-tetrol

O

OH OH

H

CH3

O H

Quercetin Myricitrin

Từ dịch chiết axeton của lá sim đã tách đợc các Rhodomyrtosones A-C

và dẫn xuất lepstospermone, còn đợc gọi là Rhodomyrtosone D

O OO

OH

OH O

H3

CH3C

H3

CH3C

H3O

O

O O

Rhodomyrtosone C Rhodomyrtosone D

Theo tác giả Hoàng Văn Lựu, Trần Đình Thắng và Nguyễn Xuân Dũng

đã nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu hoa sim ở Nghệ An [4] Kếtquả đợc dẫn ra ở bảng 1

Bảng 1.Thành phần hóa học của tinh dầu hoa sim ở Nghệ An

2,4 (10)- thujadien 0,2 (E) - 3 - caren -4 –ol 0,2

- pinen 1,0 5-etyl- 3,3,4-trimetyl -hepten-2-on 0,1

Khi nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu rễ sim (rhodomyrtus

tomentosa Ait Hassk.), tác giả Hoàng Văn Lựu [11] xác định thấy có 49 hợp

chất trong đó đã nhận diện đợc 27 hợp chất đựợc thể hiện ở bảng 2

Bảng 2.Thành phần hóa học của tinh dầu rễ sim ở Nghệ An

1  - Thujen 0,5 15 Đồng phân este của axit butanoic 1,0

3 Camphen 0,1 17 Phenylmetyl este của axit pentanoic 0,4

4 Sabinen 0,5 18 3-metyl phenyl metyl este axit

11 (E)- -ocemen 0,2 25 Caryophylylen oxit 1,8

12 - Terpinen 0,3 26 8-Hydroxy-endo cycloisolongifolen 0,9

-dầu hoa sim thì hàm lợng  - pinen nhỏ hơn (55,1% và 74,5%), nhng hàm ợng của  - caryophylen thì lớn hơn.

l-Theo Wai Haan Hui và cộng sự [31] khi nghiên cứu thành phần hóa họccủa cây sim, đã phân lập từ dịch chiết ete dầu hỏa của lá và cành cây các lupeol,

 - amyrin,  - amyrenonol (3 - hydroxy - oleanan - 12 - en - 11 - on), betulin,

và một điol cha xác định R1, C30H50O2 và trong cành có các chất friedelin, lupeol,

 - amyrin, taraxerol, betulin - 3 axetat, betulin và có thể là hai hợp chất mới R2,

C32H48O5 và R3, C32H50O5 Một hỗn hợp các sitosterol, stigmasterol vàcampesterol đợc phân lập từ dịch chiết lá và cành

Wai Haan Hui và cộng sự [31] đã phân lập từ dịch chiết ete dầu hỏa của

cây sim (rhodomyrtus tomentosa) đợc 2 triterpenoit mới, R4 từ lá và R5 từcành, ngoài ra các hợp chất R1, R2, R3 và các hợp chất đã biết khác cũng đã đ-

-Theo tác giả Melvyn V Sargent và cộng sự đã phân lập từ dịch chiếtetyl axetat của cây sim, các hợp chất 1, 2, 3, 4, 5, 6, trong đó hợp chất 5 là hợp

chất mới đặt tên là rhodomyrton có hoạt tính kháng khuẩn escherichia col và

staphyloccocus aureus.

HO

H

H H

O OR