Tách n butyl b d fructopyranozit từ cây ráy (alocasia macrorrhiza (l ) schott) ở hà tĩnh

Ngọc và những ngời khác đã tách và xác định đợc cấutrúc hợp chất ceramid mới 2S, 3S, 4R 2N-[2R-2’ hydroxylhecxacosanyl- tetradecan-1,3,4 triol từ dịch chiết từ thân cây ráy thu đợc từ tỉ

Lời cảm ơn

Để hoàn thành luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn tới:

- Thầy giáo PGS.TS.Hoàng Văn Lựu đã giao đề tài và tận tình hớng

dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm đề tài này

- NCS.Trần Đình Thắng; Th.S.Trần Hậu Lự đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm thực nghiệm

- Các thầy, cô giáo trong khoa Hoá đã giảng dạy tôi trong suốt qúa trìnhhọc tập

- Nhân đây tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, ngời thân và bạn bè đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài này

-KHoá luận tốt nghiệp đại học

Tên đề tài:

cây ráy (alocasia macrorrhiza(L)schott)

Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS.Hoàng Văn Lựu Sinh viên thực hiện : Trịnh anh Viên

Lớp : 43B2 - Hoá

Vinh 5/2006

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài.

Nớc ta có diện tích khoảng 330.000 km2, nằm ở trung tâm Đông Namchâu á và trải dài trên 15o độ vĩ (1650 km), có khí hậu nhiệt đới gió mùa,nhiệt độ trung bình hàng năm khá cao (trên 22oC), lợng ma hàng năm lớn(trung bình 1200 - 2800 mm), độ ẩm tơng đối cao (trên 80%)

Những đặc thù về môi trờng nh vậy đã tạo cho nớc ta một hệ thực vậtphong phú và đa dạng Theo số liệu thống kê gần đây hệ thực vật Việt Nam cótrên 10000 loài [4], trong đó có khoảng 3200 loài cây đợc sử dụng trong y họcdân tộc và 600 loài cây cho tinh dầu [2] Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiênrất quý báu của đất nớc

Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đang đóng một vai tròhết sức quan trọng trong đời sống con ngời Chúng đợc dùng để sản xuất thuốcchữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, h-

ơng liệu và mỹ phẩm Ngày nay, thảo dợc vẫn đóng một vai trò vô cùng quantrọng trong việc sản xuất dợc phẩm nh là nguồn nguyên liệu trực tiếp, giántiếp hoặc cung cấp những chất dẫn đờng cho việc tìm kiếm các biệt dợc mới.Các số liệu cho thấy rằng, khoảng 60% các loại thuốc đang đợc lu hành hiệnnay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng cuối cùng có nguồn gốc

từ các hợp chất thiên nhiên

Chi Ráy (Alocasia) có khoảng 70 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt

đới châu á và Đông Bắc Australia ở ấn Độ có 12 loài, Malaysia 13 loài vàViệt Nam có 11 loài Ráy là loài có kích thớc lớn nhất so với những loài kháccùng chi, phân bố rộng rãi từ ấn Độ, Srilanca đến Nam Trung Quốc, Lào, ViệtNam và các nớc khác ở vùng Đông Nam á ở một số nơi, cây còn đợc trồng ởcông viên để làm cảnh

ở Việt Nam, ráy phân bố tập trung ở các tỉnh miền núi phía bắc, trongkhi đó ở miền nam, thờng thấy ở độ cao khoảng 800m trở lên Thân rễ ráy đợcdùng trong phạm vi kinh nghiệm nhân dân, chủ yếu chữa bệnh ngoài da nh mề

đay đơn ngứa, lở khó chữa, sần da chảy nớc (nấu nớc tắm rửa), mụn nhọt, ghẻ,

đơn sng bàn tay, bàn chân, trĩ rò, trợt ngã bị thơng, rắn cắn (giã đắp) sng vú(giã với cám, đắp) Nhân dân còn dùng thân rễ ráy cắt rồi xát vào chổ bị tấyngứa do tiếp xúc với lá han

Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài “Tách n-butyl-β Fructopyranozit từ cây ráy ” (Alocasia macrorrhiza (L.) Schott) ở Hà Tĩnh”

-D-từ đó góp phần xác định thành phần hoá học và tìm ra nguồn nguyên liệu chongành hoá dợc

2 Nhiệm vụ nghiên cứu.

Trong luận văn này, chúng tôi có nhiệm vụ phân lập và xác định cấutrúc hơp chất này từ cây ráy

3 Đối tợng nghiên cứu.

Đối tợng nghiên cứu là củ của cây ráy (Alocasia macrorrhiza (L.)

Schott) thuộc họ Ráy (Araceae) ở Hà Tĩnh

Chơng I Tổng quan 1.1 Họ Ráy (Araceae)

Đặc điểm thực vật và phân loại

Họ Ráy có 105 chi với gần 3000 loài phân bố ở hầu khắp vùng nhiệt

đới

Chi Alocasia có khoảng 70 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu

á và Đông Bắc Australia ở ấn độ có 12 loài, Malaysia 13 loài và Việt Nam

có 11 loài Ráy là loài có kích thớc lớn nhất so với những loài khác cùng chi,phân bố rộng rãi từ ấn Độ, Srilanca đến Nam Trung Quốc, Lào, Việt Nam vàcác nớc khác ở vùng Đông Nam á ở một số nơi, cây còn đợc trồng ở côngviên để làm cảnh

Chi Alocasia thuộc họ Araceae có khoảng 11 loài là các thực vật thân

thảo và đợc thống kê trong bảng 1 [2], [4].

Bảng 1 Các loài Alocasia ở Việt Nam

1 A macrorrhiza (L.) Schott. Ráy hải vụ Đông Dơng, ấn Độ

2 A odora (Roxb.) C Koch Ráy bạc hà Cây trồng khắp nơi

3 A indica(L.) Kunth. Ráy ấn Độ Hà Nội, Định Quán

4 A cucullata (L.) G Don Chim mì vu Cát Bà, Hải Phòng

5 A cuspidata Engler Ráy mũi tên Miền Trung, Nam Bộ

6 A decumbens Buchet Ráy nằm Lạng Sơn, miền Trung

7 A evrardii Gagn Ráy Evrard Đà Lạt

8 A hainanica N E Rr Ráy Hải Nam Ba Vì, Hà Tây

9 A lecomtei Engler Ráy Lecomtei Trồng làm cảnh

10 A longiloba Miq. Ráy lá dài Đà Nẵng, Phú Quốc

11 A tonkinensis Engler Ráy Bắc bộ Ninh Bình

1.2 Cây ráy (Alocasia macrorrhiza (L.) Schott).

Tên khoa học: Alocasia macrorrhiza (L.) Schott.

thuộc họ Ráy (Araceae)

1.2.1 Thực vật học

Cây thảo, cao 0,5-1m, có thể đến 2-3m ở chổ đất ẩm, nhiều mùn Thân

rễ dài và mập, mọc bò ngang, có nhiều đốt Lá to, có cuống mập, dài và bẹtoàn thân, hình trái xoan-mũi mác, gốc hình tim có hai tai to, đầu tù hoặc hơinhọn, mép lợn sóng, hai mặt nhẵn, mặt trên màu lục sẫm bóng Cụm hoa làmột bông mo, mọc ở kẻ lá; mo gồm phần dới phình thành ống thuôn, màu lụcnhạt, mang hoa cái hình trụ, phần trên hình phiến, đầu nhọn, màu lục hay vàngnhạt, dài gấp đôi phần ống, sớm rụng, bao bọc hoa không sinh sản và hoa đực;hoa đực có các nhị tụ lại thành hai hình thoi hoặc hình 6 cạnh; hoa cái có bầuthuôn dài

Quả mọng, hình trứng, màu đỏ

Hình 1: ảnh cây ráy

ở Việt Nam, cây ráy phân bố tập trung ở các tỉnh miền núi phía bắc,trong khi đó ở miền nam, thờng thấy ở độ cao khoảng 800m trở lên Cây đặcbiệt a ẩm, hơi chịu bóng, mọc ở ven rừng hay dọc hành lang ven suối Trongcác quần hệ rừng núi đá vôi ẩm ở Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình, Tuyên Quang,Yên Bái, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Cao Bằng, Lạng Sơn ráy mọc tơng đối tậptrung thành những đám lớn đến hàng ngàn mét vuông Trong một số rừngnguyên sinh ẩm, cây ráy cũng đợc coi là cây tiên phong trên đất trống Tuy

nhiên, sau khi có cây gỗ xâm nhập, che bóng hoàn toàn, quần thể ráy dới tándần dần bị đào thải

Cây ráy ra hoa quả hàng năm, tái sinh tự nhiên chủ yếu từ hạt Cây còn

có khả năng tái sinh dinh dỡng khoẻ, bằng cách mọc chồi gốc sau khi bị chặthoặc tạo thành cây con từ các khúc thân khi đợc vùi xuống đất

Vish W W cho biết chất oxalat canxi bị giảm đến 41,3% khi ủ ở nhiệt

độ 18-23o trong 7 ngày Còn khi ủ với lợng tơng đơng nớc, thì lợng oxalat cóthể giảm 84,4%

Wada K., Sakai H xác định chuỗi axit amin của các chất isoprotein Fd

A và Fd B chiết đợc từ cây ráy Papua New Ghinea là chuỗi đơn polypepsidgồm 97 và 98 đơn vị cả hai đều có trọng lợng phân tử là 10,800 Da

Many E đã chiết từ cây ráy một chất ức chế trypsin và chymotrypsin,chất này gồm 184 chuỗi axit amin có trọng lợng phân tử là 19774 Da

Sandluc R S và Arora J S lại chiết đợc chất lectin: hematoglutinin,lymphoglutinin và spermaglutinin từ 7 loài ráy ở ấn Độ

Wang D cũng chiết đợc từ cây ráy một chất ức chế trypsin là A M T

I bằng phơng pháp sắc ký, lọc gel sephadex Chất này ức chế một đầu (singleheade inhibition) bền vững ở các pH và nhiệt độ khác nhau

Ngoài ra trong cây ráy còn có các α-caroten, retinol, vitamin D2, βcaroten 0-300mg/kg 22.

-Thiamin 12-123 àg/100g riboflavin (12-59àg/100g) và axit nicotinic220-1310 àg/100g

Ngoài những hợp chất trên đây trong cây còn có các hợp chất lipit, cácaxit béo và triglochinin dới đây và các glycolipit: trigalactosyldiglycerit,tetragalactosyldiglycerit [10]

OH O

1 16

(35) axit palmitic

OH

O

12 918

(36a) axit linoleic

OH

O

9 18

O H

OH OH

CH2OH CN

HO

(37) triglochininBên cạnh những hoạt tính sinh học có ích nói trên thì một số loài trongchi Alocasia lại là những thực vật gây độc thần kinh, ức chế một số hooc môn

nh trypsin hoặc kích thích tăng bạch cầu lymphocyte khi sử dụng chúng làmnguồn thực phẩm

N Q Tiến, P H Ngọc và những ngời khác đã tách và xác định đợc cấutrúc hợp chất ceramid mới (2S, 3S, 4R) 2N-[(2R)-2’ hydroxylhecxacosanyl)- tetradecan-1,3,4 triol từ dịch chiết từ thân cây ráy thu đợc

từ tỉnh Hoà Bình, Việt Nam [10]

O

) ( OR

N H

1.2.3 Sử dụng và hoạt tính sinh học.

Thân rễ cây ráy đợc dùng trong phạm vi kinh nghiệm nhân dân, chủ yếuchữa bệnh ngoài da nh mề đay đơn ngứa, lở khó chữa, sần da chảy nớc (nấu n-

ớc tắm rửa), mụn nhọt, ghẻ, đơn sng bàn tay, bàn chân, trĩ rò, trợt ngã bị

th-ơng, rắn cắn (giã đắp) sng vú (giã với cám, đắp) Nhân dân còn dùng thân rễráy cắt rồi xát vào chổ bị tấy ngứa do tiếp xúc với lá han

ở Quảng Tây, Trung Quốc, thân rễ cây ráy đợc dùng uống chữa sốt rét,thũng độc, ngứa lở rụng hết lông Ngày 10-15g Trong Y học dân gian ấn Độ,dịch ép từ thân cây ráy có tác dụng chữa bọ cạp cắn ở Java, rễ và lá cây ráy làthuốc gây sng huyết da trị đau khớp [2]

Chơng II Phơng pháp nghiên cứu

2.1 Phơng pháp lấy mẫu

Mẫu tơi sau khi lấy về đợc rửa sạch, để nơi thoáng mát hoặc sấy khô ở

400C Việc xử lý tiếp các mẫu bằng phơng pháp chng cất lôi cuốn hơi nớchoặc chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợpchất dùng cho nghiên cứu đợc nêu ở phần thực nghiệm

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

Để phân tích và phân tách cũng nh phân lập các hợp chất, sẽ sử dụngcác phơng pháp sắc ký nh:

- Sắc ký cột (CC)

- Sắc ký lớp mỏng (TLC)

- Các phơng pháp kết tinh phân đoạn

2.3 Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất

Cấu trúc các hợp chất đợc khảo sát nhờ sự kết hợp các phơng pháp phổ:

Ch¬ng III thùc nghÖm

3.1.3 Dông cô vµ thiÕt bÞ

M¸y ®o ®iÓm ch¶y

Phæ khèi lîng EI - MS ghi trªn m¸y MS-Engine-5989-HP ion ho¸ b»ng

Mẫu củ cây ráy đợc thu hái ở huyện Thạch Hà- Hà Tĩnh vào tháng5/2005.

Mẫu củ đợc phơi khô và xay nhỏ, ngâm chiết với metanol (20 ngày).Cất thu hồi dung môi thu đợc cao metanol Chiết lần lợt với n- hexan,cloroform, n-butanol cất thu hồi dung môi thu đợc các cặn tơng ứng

Các dịch chiết từ cây Ráy (Alocasia macrorrhiza (L.) Schott) đều là

những hỗn hợp phức tạp chứa các hợp chất khác nhau Để phân lập từng chất

ra khỏi hỗn hợp, đã sử dụng phơng pháp sắc ký cột với các hệ dung môi rửagiải thích hợp

Và thờng phải lặp lại nhiều lần Việc tinh chế các chất thờng dùng

ph-ơng pháp kết tinh lại trong dung môi hoặc hệ dung môi thích hợp Nhờ đó sẻthu đợc các đơn chất có độ tinh khiết cao, đáp ứng các nhu cầu để khảo sáttính chất lý hóa và quang phổ của chúng Đó là những yêu tố quan trọng trongquá trình nhận dạng và xác định cấu trúc hóa học của các chất đã phân lập đợc

từ các đối tợng nghiên cứu ở trên

Cặn butanol đợc phân tách bằng sắc ký cột dung môi rửa giải làcloroform: metanol : nớc tỷ lệ 30: 1 : 0,05; 20: 1: 0,05; 10: 1 : 0,05 Phân đoạn30: 1 : 0,05 thu đợc chất rắn, kết tinh lại nhiều lần thu đợc chất A3Việc phânlập các thành phần hóa học từ thân rễ cây ráy đợc thực hiện nh sơ đồ 1

- Cất loại CH3OH

Củ (10.4kg)

Sơ đồ 1: Quy trình chiết mẫu củ cây ráy

3.2.2 Một số đặc trng vật lý và quang phổ của những chất đã phân lập

Điểm nóng chảy 152-153 oC

FAB-MS: M+ = 236,8

Phæ 1H-NMR (500 MHz, MeOD) δ (ppm): 0,94 (3H, t, H-4); 1,43(2H, m, H-3); 1,58 (2H, m, H-2); 3,52 (2H, m, H-1); 3,69 (1H, dd, H-6'), 3,71(1H, d, H-1'), 3,73 (1H, dd, H-6'), 3,75 (1H, d, H-1'), 3,77 (1H, dd, H-4'), 3,79(1H, m, H-5'), 3,92 (1H, d, H-3')

Phæ 13C-NMR (125 MHz, MeOD) δ (ppm): 13,95 (C-4); 19,47 (C-3);32,15 (C-2); 60,85 (C-1); 62,60 (C-1'); 100,21 (C-2'); 69,45 (C-3'); 70,60 (C-4'); 69,75 (C-5'); 63,66 (C-6')

Ch¬ng IV kÕt qu¶ vµ th¶o luËn

4.1 Nguyên liệu thực vật

Mẫu củ cây ráy đợc thu hái ở huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh vào tháng5/2005

4.2 Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ cây ráy

Củ cây ráy đợc chiết bằng metanol Dịch chiết đợc cất thu hồi dungmôi, rồi sau đó chiết lần lợt với n-hexan, cloroform, butanol thu đợc các dịchchiết tơng ứng Dùng sắc ký cột và kết tinh lại nhiều lần thu đợc các chất tinhkhiết

4.3 Xác định cấu trúc hợp chất từ cây ráy

4.3.1 Xác định cấu trúc của hợp chất A3(n -butyl-β-D-fructopyranozit)

Tinh thể hình kim, nóng chảy ở 152-1530C

Phổ FAB-MS cho M = 236,8 cho công thức phân tử C10H20O6

Phổ 1H- NMR của A3: δ 0.94 (3H, t, H-4), 1,43 (2H, m, H-3), 1,58 (2H,

m, H-2), 3,52 (2H, m, H-1) và phổ 13C- NMR của A3: δ 13,95 4), 19,47 3), 32,15 (C-2), 60,85 (C-1) là tín hiệu của nhóm butoxy Ngoài ra, tín hiệu δ3,69 (1H, dd, H-6'), 3,71 (1H, d, H-1'), 3,73 (1H, dd, H-6'), 3,75 (1H, d, H-1'),3,77 (1H, dd, H-4'), 3,79 (1H, m, H-5'), 3,92 (1H, d, H-3') là tín hiệu của gốc

(C-đờng Cụ thể là, độ chuyển dịch của các nguyên tử cacbon ở 62,60 (C-1'),δ100,21 (C-2'), 69,45 (C-3'), 70,60 (C-4'), 69,75 (C-5'), 63,66 (C-6') trong phổ

13C-NMR, đờng đợc xác định là fructozơ

Bảng 9: Số liệu phổ 13C- NMR của hợp chất A3 (n -butyl-β-D-fructopyranozit)

Cacbon Độ dịch chuyển hoá học ppm

Phổ HMBC cho thấy sự tơng tác gần, xa của các nhóm nguyên tử

Từ các dự liệu phổ ở trên ta xác định đợc cấu trúc của hợp chất A3

là n -butyl-β-D-fructopyranozit phù hợp với phổ chuẩn [50] Chất này lần

đầu tiên đợc tìm thấy từ trong cây Cynomorium songarium năm 1996.

OH

3

2 1

1'

2'

3' 4'

n-butyl-β-D-fructopyranozit (A 3 ) Phổ mô phỏng của n-butyl-β-D-fructopyranozit

Những kết luận từ việc phân tích phổ thực nghiệm (MS, 1H-NMR, 13NMR) đã nêu ở trên đã đủ độ tin cậy để xác định cấu trúc của n-butyl-

C-β-D- fructopyranozit Chúng tôi đã xây dựng phổ mô phỏng 13C-NMR

để dự đoán cấu trúc của n-butyl-β-D-fructopyranozit Phổ mô phỏng

của n-butyl-β-D- fructopyranozit đợc trình bày ở hình

So sánh phổ mô phỏng với phổ thực nghiệm cho thấy sự phù hợp

KÕt luËn

Đã tiến hành nghiên cứu thành phần hoá học cây ráy (Alocasia

macrorrhiza (L.) Schott) ở huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh Chúng tôi đã thu đợc

một số kết quả nh sau:

1 Bằng các phơng pháp ngâm chiết với các dung môi chọn lọc rồi cất thu hồidung môi đã thu đợc các cao tơng ứng là cao n-hexan (23,0g), cloroform(15,0g), n-butanol (97,0g)

2. Nghiên cứu cao n-butanol bằng việc sử dụng các phơng pháp sắc ký và kếttinh phân đoạn thu đợc A3

3. Đã tiến hành sử dụng các phơng pháp phổ hiện đại: khối phổ, sắc ký khối phổ, phổ cộng hởng từ hạt nhân một chiều (1H-NMR, 13C-NMR,DEPT), phổ cộng hởng từ hạt nhân hai chiều (HSQC, HMBC) để xác địnhcấu trúc hợp chất tách đợc

lỏng-4. Các kết quả phổ đã cho phép khẳng định cấu trúc của A3 là n-butyl-βfructopyranozit

-D-Tµi liÖu tham kh¶o

1 1900 loµi c©y cã Ých ë ViÖt Nam (1993), NXB ThÕ giíi, Hµ Néi.

2 Vâ V¨n Chi (1999), Tõ ®iÓn c©y thuèc ViÖt Nam Nhµ xuÊt b¶n Yhäc

3 TrÇn §×nh §¹i (1998), Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thùc vËt ë ViÖt Nam, Héi th¶oViÖt-§øc vÒ hãa häc vµ c¸c hîp chÊt thiªn nhiªn, Hµ Néi , tr 17-27

4 Ph¹m Hoµng Hé (1992) C©y cá ViÖt Nam Montreal

5 Lª Kh¶ KÕ, Vò V¨n Chuyªn, Vâ V¨n Chi (1969), C©y cá thêng thÊy

ë ViÖt Nam, TËp 1 Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt.

6 §ç TÊt Lîi (1999) Nh÷ng thuèc vµ vÞ thuèc ViÖt Nam Nhµ xuÊt b¶n

Y häc

7 NguyÔn QuyÕt TiÕn, Ph¹m Hoµng Ngäc, TrÇn V©n HiÒn (2001), Mét

sè kÕt qu¶ vÒ nghiªn cøu thµnh phÇn hãa häc cña c©y R¸y, T¹p chÝ

40, 317-321.

10 NguyÔn QuyÕt TiÕn, Ph¹m Hoµng Ngäc, TrÇn V©n HiÒn, (2001), Mét

sè kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ thµnh phÇn hãa häc cña c©y R¸y (Alocasia macrorrhiza (L.) Schott), Mäc hoang ë ViÖt Nam, TuyÓn tËp c¸c kÕt

qu¶ nghiªn cøu khoa häc cña ViÖn Hãa häc, 22-25

11 Mai M¹nh TuÊn, TrÇn V©n HiÒn, TrÇn §¨ng §øc (2002), §¸nh gi¸ t¸c

dông kem Alocasia 2% ®iÒu trÞ t¹i chç vÕt loÐt m·n tÝnh trªn bÖnhnh©n phong Kû yÕu c«ng tr×nh NCKH 2001-2002 cña viÖn YHCT