Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh trơng thị thu nghiên cứu thành phần hoá học của rễ cây muồng truổng (Zanthoxylum avicennae (LamK.) DC.) ở Hà tĩnh Chuyên ngành: 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 - 2006 mục lục Trang Mở đầu 1 Chơng 1. Tổng quan 3 1.1. Thực vật học và hoá học chi Zanthoxylum 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại 3 1.1.2. Thành phần hoá học 4 1.1.3. Sử dụng và hoạt tính sinh học 18 1.2. Cây muồng truổng 21 1.2.1. Thực vật học 21 1.2.2. Thành phần hoá học 21 1.2.3. Sử dụng 27 Chơng 2. Phơng pháp nghiên cứu 28 2.1. Phơng pháp lấy mẫu 28 2.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các chất 28 2.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 28 Chơng 3. Thực nghiệm 29 3.1. Thiết bị và phơng pháp 29 3.1.1. Hoá chất 29 3.1.2. Các phơng pháp sắc ký 29 3.1.3. Dụng cụ và thiết bị 29 3.2. Nghiên cứu tách và xác định một số chất từ cây muồng truổng 29 3.2.1. Lấy mẫu 29 3.2.2. Xử lý mẫu 29 3.3.3. Xử lý cao 30 Chơng 4. Kết quả và thảo luận 32 4.1. Nguyên liệu thực vật 32 4.2. Chiết xuất và phân lập các chất 32 4.3. Xác định cấu trúc phân tử các chất A và B 32 4.3.1. Xác định cấu trúc phân tử của chất A 32 4.3.2. Xác định cấu trúc phân tử của chất B 39 Kết luận 49 Tài liệu tham khảo 50 Lời cảm ơn 2 Luận văn này đợc hoàn thành tại bộ môn hoá hữu cơ, phòng thí nghiệm hoá hữu cơ - khoa hoá - Trờng Đại học Vinh, Viện hoá học, Trung tâm KHTN và CN quốc gia. 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 và hớng dẫn giúp đỡ tạo điều kiện về mọi mặt trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. - GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng - Khoa Hoá - Trờng Đại Học KHTN - ĐHQG Hà Nội đã đánh giá các kết quả thực nghiệm và phổ, cũng nh góp ý sửa chữa trong luận văn này. - Th.s. NCS. Trần Đình Thắng đã cung cấp các tài liệu tạo điều kiện tiến hành thí nghiệm trong quá trình thực nghiệm thảo luận và đánh giá luận văn. - Th.S. Đặng Vũ Lơng Viện hoá học, TTKHTN &CNQG đã giúp đỡ ghi phổ và góp ý kiến về phổ NMR. 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 với bạn bè và gia đình đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2006 Trơng Thị Thu mở đầu 1. Đặt vấn đề 3 Phát triển và khai thác các loài thực vật có giá trị là một trong những vấn đề góp phần xây dựng nền kinh tế nớc ta. Vì thế các loài cây đợc sử dụng làm thuốc đang đợc chú ý do những ứng dụng vô cùng quý giá của nó trong các lĩnh vực y học, công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm . Nớc Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với nhiều vùng địa lý khác nhau nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng. Hiện nay nớc ta đã phát hiện đ- ợc hơn 10.000 loài thực vật bậc cao, trong đó cây làm thuốc chiếm tới 20 - 30%. Song còn rất ít các công trình nghiên cứu về lĩnh vực này. Ngày nay, tuy công nghiệp hoá hữu cơ dựa trên cơ sở dầu mỏ, khí đốt . phát triển mạnh mẽ song thảo dợc vẫn là nguồn nguyên liệu rất quan trọng. Các loại thuốc đợc điều chế hoàn toàn bằng thảo dợc đang rất đợc quan tâm và sử dụng nhiều. Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) hiện nay có khoảng 80% các loại thuốc đang giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có chứa hợp chất thiên nhiên, trong đó chủ yếu là từ cây thuốc. Chi Zanthoxylum thuộc họ Cam quýt (Rutaceae) có gần 230 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới trên thế giới. ở Việt Nam đã tìm thấy 13 loài [3]. Các loài Zanthoxylum tuy rất đa dạng cũng nh có nhiều triển vọng kinh tế và đời sống, đặc biệt là trong y dợc hoặc làm thuốc trừ sâu thảo mộc. Song những nghiên cứu về chúng còn rất hạn chế. Mặt khác nhiều loài đang bị tàn phá hoặc môi trờng sinh sống đang bị thu hẹp. Đây cũng là vấn đề đang đặt ra mà chúng ta cần tìm hiểu, cần nghiên cứu góp phần đánh giá tiềm năng kinh tế, bảo tồn, khai thác hợp lý và phát triển một cách bền vững chúng. Muồng truổng : Zanthoxylum aviennae Lamk. DC. hay còn gọi là buồn chuồn, sẻn lai, sẻn gai, hoàng mộc . Phân bố chủ yếu ở các nớc Đông Nam á và các tỉnh miền Nam Trung Quốc. Riêng ở nớc ta, cây mọc hoang khá phổ biến ở nhiều địa phơng thuộc các tỉnh phía Bắc đến Nghệ An, Hà Tĩnh, Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng . 4 Trong y học dân gian nớc ta, rễ muồng truổng đợc sắc lấy nớc uống, rửa và xoa để chữa bệnh dị ứng, viêm và sng da. Tại Philipphin cũng nh ở nhiều địa phơng thuộc Đông Dơng, vỏ và rễ muồng truổng đợc dùng nh một loại thuốc bổ và thuốc chữa trị rắn cắn. Tinh dầu muồng truổng có thể dùng trong công nghệ hơng liệu hoặc làm thuốc trừ sâu .[1-3]. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài " Nghiên cứu thành phần hoá học của rễ cây muồng truổng (Zanthoxylum avicennae (Lamk.) DC. ) ở Hà Tĩnh". Từ đó góp phần xác định thành phần hoá học và tìm kiếm nguồn nguyên liệu cho ngành hoá dợc, hơng liệu mỹ phẩm . 2. Nhiệm vụ nghiên cứu. Trong luận văn này, chúng tôi có nhiệm vụ : - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất từ rễ cây muồng truổng - Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ rễ cây muồng truổng. 3. Đối tợng nghiên cứu. Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết từ rễ cây muồng truổng. (Zanthoxylum avicennae (Lamk.) DC.) thuộc họ Cam quít ( Rutaceae) ở Hà Tĩnh. Chơng I Tổng quan 5 1.1. Thực vật học và hoá học chi Zanthoxylum 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại . Chi Zanthoxylum là chi lớn nhất trong họ Cam quít (Rutaceae) với gần 230 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới trên thế gíới, Hầu hết số loài đều phân bố tập trung ở Nam Mỹ. ở Đông Nam á có khoảng trên 20 loài. Theo các tài liệu [1-3] thì ở Việt Nam, chi Zanthoxylum có các loài sau : 1. Zanthoxylum acanthopodium DC. (sẻn, sẻn gai) 2. Zanthoxylum anthyllidifodium DC. (sẻn Đà Nẵng) 3. Zanthoxylum armatum DC. ( Zanthoxylum alatum Roxb., sẻn gai,đắng cay) 4. Zanthoxylum avicennae (Lamk.) DC. (muồng truổng, sẻn lai, hoàng mộc dài). 5. Zanthoxylum cucullipetalum Guill. (hoàng mộc cánh bầu) 6. Zanthoxylum evodiaefolium Guill. (hoàng mộc phi, đắng cay ba lá) 7. Zanthoxylum laetum Drake. (hoàng mộc sai) 8. Zanthoxylum myriacanthum Wall. (hoàng mộc nhiều gai, sẻn lá to ) 9. Zanthoxylum nitidum (Roxb.) DC. (xuyên tiêu, hoàng lực, hoàng liệt, hạt sẻn, hoa tiêu, ba tiêu) 10. Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC. (sẻn hôi, hoàng mộc hôi, cóc hôi, vàng me, muống tử) 11. Z anthoxylum scabrum Guill. ( dây khắc dung, rau sâng) 12. Zanthoxylum scandens Blume (hoàng mộc leo, đắng cay, hoa tiêu, thục tiêu) 13. Zanthoxylum usitatum Pierre ex Laness. (xuông, moong tu) Các cây chi Zanthoxylum thuộc dạng bụi hoặc gỗ nhỏ, thờng cao 5-15 m, cá biệt có loài lại là cây gỗ lớn, cao tới 35 m với đờng kính thân ngang ngực đạt 60 cm (nh loài hoàng mộc hôi - Z. rhetsa) , mọc thẳng hoặc trờn, leo. Vỏ ngoài có nhiều gai nhọn hoặc sần sùi, màu xám hoặc nâu nhạt, vỏ trong có 6 nhiều xơ và thơm. Lá kép lông chim, lẽ hoặc kép lông chim chẵn; có cuống; không có lá kèm; có 5-15 đôi lá chét, mọc đối hoặc mọc cách; lá chét có mép nguyên hoặc khía răng ca. Cụm hoa có dạng hình chùm, hình xim hoặc hình chuỳ( rất ít khi mọc đơn độc) mọc ở nách lá hay ở đầu cành. Hoa lỡng tính hoặc đơn tính; bao hoa 6-8 mảnh hoặc 4-5 lá đài; 4-5 cánh tràng; nhị 4-6, thờng thoái hoá ở hoa cái; bầu thợng, 1-5 lá noãn; ở hoa đực bầu và nhụy thoái hoá. Quả nang, gồm 1-5 ô rời hoặc dính nhau ở phía dới.Hạt hình trứng hoặc gần hình cầu, màu đen hoặc đỏ, bóng [4]. 1.1.2 Thành phần hoá học. Tinh dầu của các loài trong chi Zanthoxylum thờng chứa các hợp chất nhóm terpenoit là chủ yếu. Tinh dầu của nhiều loài Zanthoxylum (Z. alatum, Z. acanthopozium .) chứa hàm lợng linalol khá cao (18,0 - 88,0%). Trong quả, lá, vỏ cây Z. alatum. đều chứa tinh dầu song tập trung nhiều nhất là ở trong quả (hàm lợng đạt 0,65 - 2,30%). Những kết quả phân tích về tinh dầu từ hạt Z. alatum tại ấn Độ đã cho thấy hàm lợng linalol trong tinh dầu đạt tới 71,0% [45]. Song thành phần hoá học trong tinh dầu ở những dạng khác nhau cũng rất khác nhau. Một số mẫu tinh dầu từ các bộ phận lá, vỏ, thân .thu đợc từ miền Tây Bắc ấn Độ có các hợp chất thuộc nhóm monoterpen chiếm tới 33%. Phân tích tinh dầu lá cây Z. alatum ở Việt Nam bằng phơng pháp GC/MS thấy có 54 hợp chất, trong đó đã xác định đợc 50 hợp chất. Các monoterpen chiếm u thế: 1,8- xineol (41,0%), 2- undecanon (9,6%), sabinen (8,4%), linalol (4,5%), - terpineol (4,1%), - terpinen (1,6%), - xymen (1,3%). Các secquitecpen có hàm lợng rất thấp [42] (Bảng 1) Bảng 1: Thành phần hoá học của tinh dầu lá Z. alatum Roxb. ở Việt Nam Hợp chất % - thujen 0,4 benzandehit vết 7 α- pinen 0,4 sabinen 8,4 6- metyl- 3,5- heptadien - 2- on vÕt β- pinen 0,9 β- myrcen vÕt ∆ 3 - caren 0,4 p- xymen 1,3 1,8- xineol 41,0 (E)- β- oximen 0,2 γ- terpinen 1,6 (Z)- β- terpineol 2,1 cis- linalol oxit 0,4 (E)- β- terpineol 0,8 linalol 4,5 trans- p - 2,8- metadien- 1- ol 0,3 cis - p - ment- 2- en- 1- ol 0,4 2,6- diemetyl- 1,3,5,7 octatetraen 0,3 ®ång ph©n cña 2,6- diemetyl- 1,3,5,7 octatetraen 1,5 trans- sabinen hydrat 0,4 bixyclo [2,1,1] heptan- 3- on, 6,6 dimetyl? 0,2 terpinen - 4- ol 5,2 myrtenal 0,8 α- terpineol 4,1 bixyclo [3,1,1] hept- 2- ene, 2- metyl? 0,9 2,6- dimetyl- 3,5,7- octatrien,2- ol 1,0 2,6- dimetyl- 3,5,7- octatrien-2- ol 1,0 (E)- caren-4-ol 0,4 benzandehit, 4- (1- metyletyl) 0,3 carvon 0,4 1,6- octadien-3-ol, 3,7- dimetyl 0,2 2,4- octadienal, 3,7- dimetyl 0,2 2- undecanon 9,6 2- undecanol 0,6 8 (-)- myrtenyl axetat 0,4 - caryophylen 0,5 5,9- unđecanien -2- on, 6,10- dimetyl 0,2 cha xác định 0,4 2- tridecanon 1,8 cha xác định 0,3 2- tetradecanol 0,2 1,6,10- dodecatrien 3- ol,3,7,11 trimetyl 0,7 caryophylen oxit 0,9 (+)- Epi- bicyclosesquiphelandren 0,3 2- pentadecanon,6,10,14 trimetyl 0,5 cha xác định 0,3 axit n- hexadecanoic 0,6 đồng phân của farnesol 0,2 phytol hoặc isophytol 0,2 n- eicosan 0,4 heneicosan 0,5 cha xác định 0,4 Trong khi đó thành phần chính của tinh dầu quả ở Việt Nam: 1,8- xineol (29,8%), sabinen (18,8%), limonen (12,8%) [43] ( Bảng 2). Bảng 2: Thành phần hoá học của tinh dầu quả Z. alatum Roxb. ở Việt Nam Hợp chất % Hợp chất % - thujen 0,7 cha xác định 0,1 - pinen 0,5 terpinen- 4- ol 6,5 sabinen 18,8 cis- piperitol 0,2 - pinen 0,6 - terpineol 4,9 - myrcen 2,0 trans- piperitol 0,1 - phelandren 0,1 cha xác định 0,2 - terpinen 1,2 decylandehit 0,4 p- xymen 0,4 nerol 0,2 limonen 12,8 L- carvon 0,1 1,8- xineol 29,8 1- dodecanol 0,2 (Z)- - oximen 0,2 piperiton vết 9 (E)- - oximen 2,0 pentadecan 0,2 - terpinen 2,0 - caryophylen 0,2 cis- sabinen hydrat 7,7 - humulen 0,2 3- octanol vết germacren D 0,1 terpinolen 0,6 (E)- nerolidol 0,1 nonyl andehit 2,4 hexadecan 0,1 linalol 0,2 caryophylen oxit 0,3 trans- p- meth-2- en-1- ol 0,6 cis- asaron 0,2 cis- limonen oxit 0,1 - cadinol 0,1 - terpinrol 0,2 cha xác định 0,2 3-xyclohexen-1- metanol 0,4 este của axit benzoic vết Z. integrifoliolum (Merr.) đợc phân bố rộng rãi ở Philippin và Đài Loan. Thành phần hoá học của rễ, vỏ và quả đợc nghiên cứu nhiều với hoạt tính chống đông tụ tiểu cầu. Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính chống đông tụ tiểu cầu của quả cây Z. integrifoliolum, từ phân đoạn tan trong CHCl 3 đã phân lập đợc 4 hợp chất mới bao gồm 2 lignan, (+) - pinoresinol - di-3,3 - dimetylalyl ete và (+)- pinoresinol -3,3 - dimetylalyl ete; Zanthonitril và 1 flavonoit mới, 3,5-diaxetyltambulin và 18 hợp chất đã biết. Trong số các hợp chất đợc phân lập thì có 13 hợp chất có hoạt tính chống đông tụ tiểu cầu invitro [21]. Gần đây, lá cây Z. integrifoliolum ở Đài Loan đã phân lập đợc 1 ancaloit bishordeninyl mới, integramin, cùng với alfileramin, 9, 12 (+)- sesamin, 2- allocryptopin, 2- pseudoprotopin. Phan Minh Giang, Phan Tống Sơn [6] đã nghiên cứu tinh dầu hạt sẻn từ quả khô của cây sẻn lá to đã xác định đợc 69 hợp chất (Bảng 3) chiếm 99,7% hàm lợng tinh dầu với monotecpenonoit là thành phần chủ yếu chiếm đến 98,1%. Trong 69 hợp chất xác định đợc, có 34 hợp chất đã đợc phân lập, có nhiều chất hiếm gặp trong thiên nhiên hoặc cho đến nay chỉ nhận đợc bằng con đờng tổng hợp và lần đầu tiên đợc tìm thấy trong chi Zanthoxylum; nh cis và trans- p- menta 1(7), 5-dien-2- ol, p-menta-1- en-7- al; p- menta-1,3- dien-7- al, cis- trans-5- hydroxy-8,9- dihydrocarvon. 10 . Nghiên cứu thành phần hoá học c a rễ cây muồng truổng (Zanthoxylum avicennae (Lamk. ) DC. ) ở Hà Tĩnh& quot;. Từ đó góp phần xác định thành phần hoá học và. Trờng đại học vinh trơng thị thu nghiên cứu thành phần hoá học c a rễ cây muồng truổng (Zanthoxylum avicennae (LamK. ) DC .) ở Hà tĩnh Chuyên ngành: Hoá Hữu