Tách và xác định cấu trúc 3,4,5 trimetoxyphenyl o b d glucopyranozit từ cây trám đen (canarium nigrum lour engl ) ở nghệ an

Phân lập các hợp chất từ cành cây trám đen Canarium nigrum... Mặc dù, các cây họ Trám Burseraceae có giá trị kinh tế cao, cũng nh cócác hoạt tính sinh học quý, đợc sử dụng rộng rãi tron

lời cảm ơn

Luận văn này đợc hoàn thành tại: Phòng thí nghiệm chuyên đề hóa hữu cơ

- Khoa Hóa Trờng Đại Học Vinh Viện hóa học - Trung tâm khoa học tự nhiên

và công nghệ quốc gia

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc.Tôi xin chân thành cảm ơn:

- PGS.TS Hoàng Văn Lựu: Phó trởng Khoa Hóa học - Trờng Đại Vinh đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

- GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng: Trung tâm giáo dục và sắc ký Việt Nam

đã giúp ghi phổ và đánh giá kết quả

- PSG.TS Lê Văn Hạc đã đóng góp nhiều ý kiến quý giá cho đề tài

- GVC Lê Quý Bảo đã đóng góp nhiều ý kiến quý giá cho đề tài

- ThS.NCS Trần Đình Thắng đã giúp đỡ trong quá trình làm luận văn Nhân đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, dạy dỗ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong tổ hóa hữu cơ và các thầy cô giáo trong Khoa Hóa.Cùng với các bạn sinh viên lớp 43B1-Hóa, bạn bè, gia đình, ngời thân đã

động viên và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Vinh ngày 08 tháng 05 năm 2006

Vũ thị Thủy

Mục lục

Trang

Mở đầu 4

1 Lý do chon đề tài 4

2 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

3 Đối tợng nghiên cứu: 5

Chơng I: Tổng quan 6

1.1 Họ Trám 6

1.1.1 Đặc điểm thực vật và phân loại .6

1.1.2 Một số nghiên cứu gần đây về cây trám hồng và cây trám trắng (thuộc chi Canarium)… 7

1.1.2.1 Thành phần hoá học của cây trám hồng 7

1.1.2.2 Thành phần hoá học của cây trám trắng 9

1.1.3 Cây trám đen (Canarium nigrum) 13

1.1.3.1 Thực vật học 13

1.1.3.2 Thành phần hoá học 14

1.1.3.3 Sử dụng và tác dụng dợc lý 19

Chơng II: Phơng pháp nghiên cứu 21

2.1 Phơng pháp lấy mẫu 21

2.2 Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các chất 21

2.3 Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 21

Chơng III: Thực nghiệm 22

3.1 Thiết bị và phơng pháp 22

3.1.1 Hoá chất 22

3.1.2 Các phơng pháp sắc ký 22

3.2 Dụng cụ và thiết bị 22

3.3 Phân lập các hợp chất từ cành cây trám đen (Canarium nigrum Lour Engl.) 23

3.3.1 Một số dữ kiện về phổ khối và phổ cộng hởng từ hạt nhân của những chất đã phân lập 24

3.3.1.1 Hợp chất C 24

Chơng IV: Kết quả và thảo luận 25

4.1 Xác định cấu trúc của C 25

Kết luận. 27

Tài liệu tham khảo 28

PHần I Tóm tắt luận văn -*** -

mở đầu

1 Lý do chọn đề tài:

Họ Trám, ở Việt Nam có các loài thuộc chi Canarium cho nhựa trực tiếp

và cho tinh dầu quý, các loài cho dầu béo nh Proteum serratium Engl.

ở Huyện Thanh Chơng, tỉnh Nghệ An các loại cây trám có giá trị kinh tếcao nh : trám trắng, trám đen đợc trồng tập trung lại thành vờn rừng, đồi rừngtrong chuyển dịch cơ cấu cây trồng, thuộc dự án 327 nhằm góp phần xoá đóigiảm nghèo

Mặc dù, các cây họ Trám (Burseraceae) có giá trị kinh tế cao, cũng nh cócác hoạt tính sinh học quý, đợc sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việcnghiên cứu về thành phần hoá học của nó cha đợc tiến hành nhiều.Vì lý do đó

chúng tôi chọn đề tài “Tách và xác định cấu trúc 3,4,5-

trimetoxyphenyl-O--D-glucopyranozit từ cành cây trám đen (Canarium nigrum Lour Engl.) ở

Nghệ An”.

Ch ơng I Tổng quan 1.1 Họ Trám

1.1.3 Cây trám đen (Canarium nigrum).

1.1.3.1 Thực vật học.

Cây trám đen còn gọi là cây bùi, ô lãm

Tên khoa học: Canarium nigrum Lour Engl hay Canarium pimela Keen

- Pimela nigra Lour và Canarium tramdenanum Dai et Yakovl.

Cây cao trung bình Lá kép hình lông chim, dài 20-25cm, gồm bốn đôi láchét Hoa mọc thành thuỳ mang những nhánh gồm nhiều chùm có 6-10 hoa Quảhình trứng khi chín có màu tím đen sẫm, dài 3-4cm, rộng 2cm, hạt cứng có 3ngăn Mùa quả vào tháng 10-12 [1,8]

Trám đen có ở Nam Trung Quốc, Hải Nam, Lào, Cămpuchia [1] ở nớc ta,cây mọc hoang trong rừng nửa rụng lá dới 500m ở Bắc Bộ và Trung Bộ trên đất

ẩm hoặc hơi khô; và đợc trồng nhiều ở các tỉnh Thái Nguyên, Phú Thọ, NghệAn.[5]

1.1.3.2 Thành phần hoá học.

Tinh dầu lá trám đen gồm 26 hợp chất và đã xác định đợc 22 hợp chất.Tinh dầu gồm chủ yếu các monotecpenoit Các monotecpen hydrocacbon  -phellandren (28,15%), guaia-1(5), 11-dien 15,72%, -pinen (13,28%), 3- caren(10,31%) và p-mentha-1(7)-3-dien (7,37%) là các hợp chất chính

Tinh dầu từ nhựa khô trám đen gồm có hơn 30 hợp chất, trong đó đã xác

định 23 hợp chất Tinh dầu chủ yếu là secquitecpen (monotecpen đã bay hết).Thành phần chính là: copaen (23,18%); -cadinen (12,3%); p-meth-3-en, 2-isopropenyl-1- vinyl (6,36%); cadina-4,9-dien (6,19%); và cadina-1(10)-4-dien(6,09%)

Xác định thành phần hoá học của dịch chiết cloroform từ vỏ cây trám đengồm có hơn 35 hợp chất, trong đó 24 hợp chất đã đợc nhận diện Thành phần hoáhọc của dịch chiết cloroform chủ yếu là monotecpen và secquitecpen

Thành phần chính là: p-xymen (5,99%), -cadinen (5,74%), -pinen(4,83%), (-) spathulenol (3,98%)

Tinh dầu từ nụ non trám đen có 29 hợp chất, trong đó 15 hợp chất đã đợcxác định Thành phần chính của tinh dầu nụ non trám đen là: -pinen (25,19%),

-elemen (11%), -caryophylen (7,25%) và tecpinen-4- ol (4,95%)

1.1.3.3 Sử dụng và tác dụng dợc lý.

Quả có vị chua ngọt, bùi, béo, tính ấm; có tác dụng sinh tân dịch, giải khát, thanh giọng, giải độc rợu Rễ có vị ngọt, tính bình; có tác dụng th cân hoạt lạc, khử phong trừ thấp Lá có vị hơi đắng, hơi chát; có tác dụng thanh nhiệt, giải

độc, tiêu thùng chỉ thống [5]

Quả dùng giải độc cá, chữa ăn nhầm cá nóc có độc, ăn phải cá thối, hóc

x-ơng cá; lấy quả trám giã vắt lấy nớc uống hoặc sắc uống Dùng ngoài chữa nứt

nẻ da do khô lạnh, lở ngứa nhất là lở miệng không há ra đợc và trị sâu răng;dùng quả và hạt trám đốt, tán nhỏ để bôi Rễ dùng trị phong thấp đau lng gối têliệt, cử động Lá trị mạo cảm, viêm đờng hô hấp trên, viêm phổi, sang thũng ghẻlở.[5,6]

ở Vân Nam (Trung Quốc), ngời ta còn dùng rễ trị đau dạ dày, bỏng lửa; látrị xuất huyết tử cung, ban độc, quả dùng trị nội thơng xuất huyết, ho; vỏ rễ dùngtrị nội thơng thổ huyết [5]

CHƯƠNG III thực nghệm 3.1 Thiết bị và phơng pháp

3.1.1 Hoá chất.

Các dung môi để ngâm chiết mẫu thực vật đều dùng loại tinh khiết (pure),khi dùng cho các loại sắc ký lớp mỏng, sắc ký cột sử dụng loại tinh khiết phântích (PA) Dung môi đợc sử dụng là metanol (CH3OH), cloroform (CHCl3), n-hexan (C6H14), axeton, pyridin, nớc cất.

3.1.2 Các phơng pháp sắc ký.

Sắc ký bản mỏng

Sắc ký bản mỏng phân tích đợc tiến hành trên bản mỏng kính silicagelTrung Quốc 60 F254 tráng sẵn, độ dày 0,2mm Hiện màu: Hơi iot và đèn UV254nm

Sắc ký cột

Sắc ký cột thờng kích thớc cột (60mm x 1100mm), sử dụng silicagel cỡhạt 230-400/mesh (0,040-0,063mm)

Tinh chế các hợp chất

Các hợp chất đợc tinh chế bằng cách kết tinh phân đoạn

3.2 Dụng cụ và thiết bị.

Điểm nóng chảy đợc đo trên máy Mikroskopheizticsch PHMK - 05, VEBWaegetechnik Rapido

Phổ khối lợng EIMS đợc ghi trên máy HP 5989 BMS tại Viện hoá học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Với năng lợng bắn phá 70 eV.Phổ 1H -NMR đợc đo trên máy BRUKER500 MHz, phổ 13C - NMR, phổ DEPT đợc đotrên máy BRUKER 125 MHz tại Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệViệt Nam

-3.3 Phân lập các hợp chất từ cành cây trám đen (Canarium nigrum Lour Engl.).

Mẫu cây trám đen đợc thu hái ở Thanh Chơng, Nghệ An vào tháng4/2005 Mẫu cành đợc cắt nhỏ phơi, sấy khô ở 400C sau đó đem nghiền nhỏ Bộtcành (11kg) đợc chiết hồi lu cách thuỷ với metanol Dịch chiết đợc cất cách thuỷthu hồi dung môi thu đợc cao metanol (207g) Chiết lần lợt với n-hexan,cloroform, n-butanol Cất thu hồi dung môi bằng cất quay chân không thu đợckhối lợng các cao tơng ứng là: 13g, 10g và 143g

Cao n-butanol đợc phân tách trên cột silicagel, với hệ dung môi rửa giải:CHCl3: CH3OH: H2O (40: 1: 0,05; 20: 1: 0,05; 10: 1: 0,05; 5: 1: 0,05) thu đợc

125 phân đoạn Phân đoạn 94 thu đợc chất rắn màu trắng Tinh chế và kết tinh

lại nhiều lần bằng metanol và axeton thu đợc chất C (Sơ đồ 1)

Ch ơng IV Kết quả và thảo luận

4.1 Xác định cấu trúc của C.

Chất rắn vô định hình, không màu, không tan trong cloroform, axeton,

metanol, dễ tan trong pyridin

Phổ khối va chạm electron (EI - MS) có khối lợng phân tử 184 ứng với công

thức phân tử C9H12O4 thuộc gốc(C15H22O9- C6H10O5), có phân tử mảnh M+ - CH3

=169

Phổ 1H - NMR của A cho thấy có tín hiệu cộng hởng Singlet ở 6,509 ppm

chứng tỏ có 2 proton nhân thơm

Tín hiệu cộng hởng singlet ở 3,830 ppm cho thấy có 6 proton của 2 nhóm

OCH3 ở vị trí C3 và C5, tín hiệu cộng hởng singlet ở 3,723 của 3 proton của nhóm

OCH3 ở vị trí C4

Phổ 13C - NMR( bảng ) của A cho thấy tín hiệu cộng hởng doublet 94,778

ppm của nguyên tử cacbon ở vị trí C2 và C6, tín hiệu cộng hởng doublet 153,406

ppm của nguyên tử cacbon ở vị trí C3 và C5

Tín hiệu cổng hởng singlet ở 154,644; 133,088 ppm của các nguyên tử C1

và C4 tơng ứng

Sơ đồ 1: Phân lập một số hợp chất trong cành cây trám đen

SKCCHCl3: CH3OH:H2O

cất thu hồi dung môi

- Chiết lần l ợt với: n-hexan, cloroform, n- butanol.

n-Cao n-

hexan

13 g

Cao cloroform

TÝn hiÖu céng hëng singlet ë 59,83; 55,165 ppm cña nguyªn tö cacbon ë 3 nhãmmetoxy t¬ng øng.

B¶ng 10: Sè liÖu phæ 13C - NMR cña hîp chÊt A

STT Cacbon §é dÞch chuyÓn ho¸ häc (ppm)

C«ng thøc cÊu t¹o:

O O

H2C OH

1 2 3

4 5 6

3,4,5- trimetoxyphenyl-O--D-glucopyranozit

Kết luận

Tiến hành nghiên cứu thành phần hoá học cành cây trám đen(Canarium

nigrum(Lour.) Raeusch ở Thanh Chơng , chúng tôi đã thu đợc một số kết quả

sau Bằng các phơng pháp sắc ký và kết tinh phân đoạn đã phân lập đợc chấtC.Khảo sát cấu trúc của C bằng phơng pháp phổ EI-MS, 1H-NMR, 13C- NMR,DEPT Kết quả thu đợc cho biết chất C là: 3,4,5- trimetoxyphenyl-O--D- glucopyranozit.

Phần II Nội dung chính của luận văn

đa dạng và phong phú Hiện nay theo con số thống kê cha đầy đủ về hệ thực vậtcho thấy có trên 10.000 loài Trong đó có khoảng trên 3.200 loài cây thuốc, đợc

sử dụng trong y học dân tộc và trên 600 loài cho tinh dầu

Trớc đây, trên thế giới các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và

đang đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của con ngời Các hợpchất thiên nhiên có hoạt tính sinh học, đợc dùng làm nguyên liệu cho côngnghiệp dợc phẩm làm thuốc chữa bệnh, công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹphẩm Trong đó thảo dợc đóng một vai trò hết sức quan trọng để sản xuất dợcphẩm, nó là nguồn nguyên liệu trực tiếp, hoặc là những chất dẫn đờng để tìmkiếm các loại biệt dợc mới

Ngày nay, trớc sự phát triển và lớn mạnh hàng ngày, hàng giờ của ngànhsinh học phân tử Các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu cáchợp chất thiên nhiên Theo các số liệu thống kê cho thấy rằng có khoảng trên60% các loại thuốc đang đợc lu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thửnghiệm có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên

Họ Trám, ở Việt Nam có các loài thuộc chi Canarium cho nhựa trực tiếp

và cho tinh dầu quý, các loài cho dầu béo nh Proteum serratium Engl.

ở Huyện Thanh Chơng, tỉnh Nghệ An các loại cây trám có giá trị kinh tếcao nh : trám trắng, trám đen đợc trồng tập trung lại thành vờn rừng, đồi rừngtrong chuyển dịch cơ cấu cây trồng, thuộc dự án 327 nhằm góp phần xoá đóigiảm nghèo

Mặc dù, các cây họ Trám (Burseraceae) có giá trị kinh tế cao, cũng nh cócác hoạt tính sinh học quý, đợc sử dụng rộng rãi trong dân gian, song việc

nghiên cứu về thành phần hoá học của nó cha đợc tiến hành nhiều.Vì lý do đó

chúng tôi chọn đề tài “Tách và xác định cấu trúc 3,4,5-

trimetoxyphenyl-O--D-glucopyranozit từ cành cây trám đen (Canarium nigrum Lour Engl.) ở

Nghệ An”.

2 Nhiệm vụ nghiên cứu:

Trong luận án 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 cành cây trám đen (Canarium nigrum Lour Engl.).

- Phân lập và xác định cấu trúc một hợp chất từ cành cây trám đen

3 Đối tợng nghiên cứu:

Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết cành cây trám đen (Canarium nigrum.

Lour Engl.) ở Nghệ An

Ch ơng I Tổng quan 1.1 Họ Trám

1.1.1 Đặc điểm thực vật và phân loại.

Họ Trám là họ tơng đối lớn gồm khoảng 20 chi và 600 loài, phân bố khắpvùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Chủ yếu là cây gỗ không lớn (ít khi cây bụi) vớilá rộng, đôi khi lá rất lớn, lá thờng mọc cách, ít khi mọc đối, thờng kép lôngchim, đôi khi kép 3 lá chét, có khi lá tiêu giảm xuống chỉ còn 1 lá, th ờng không

có lá kèm [3]

Họ Trám (Burseraceae) đợc chia làm 3 tông: Protieae, Bursereae vàCanarieae dựa trên cơ sở cấu trúc của quả

Tông Protieae quả gồm 2- 5 quả hạch rời hoặc xếp sát nhau nhng không

bao giờ hợp Trong tông này gồm 6 chi, điển hình nhất là là chi Protium có gần

90 loài trong đó hơn 60 loài phân bố ở rừng nhiệt đới châu Mỹ chủ yếu Bắc

Brazin thuộc hạ lu sông Amazôn Chi Tetragastris gần 10 loài phân bố ở châu

Mỹ nhiệt đới từ Brazin đến Tây ấn Chi Garuga gồm 7 loài phân bố từ ấn Độ đến

đảo Philippin và phía Bắc Australia

Tông Bursereae có quả hạch hợp với nhau, vỏ quả ngoài nứt theo cánh, có

5 chi, Aucoumea, có một loài ở phía Tây châu Phi nhiệt đới, Boswellia hơn 20 loài ở phía Đông Bắc châu Phi, bán đảo ả Rập và ấn Độ Chi Bursera khoảng

100 loài ở châu Mỹ nhiệt đới, chủ yếu ở Mehico Chi Commiphora có hơn 100

loài phân bố từ quần đảo Maxcaren, Madagaxca và Nam Phi đến Etiopia và Xu

Đăng, bán đảo ả Rập và ấn Độ

Tông Canarieae có quả với vỏ ngoài nguyên vẹn, gồm 6 chi, điển hình nhất đó là

chi Canarium gồm 150 loài phân bố ở vùng nhiệt đới chủ yếu là ở nhiệt đới

châu á và sau đó châu Phi, chỉ có 1 loài ở vùng Tây ấn Chi Santiria khoảng 50 loài phân bố từ Malaysia đến quần đảo Philippin và Ghi nê

Họ Trám cho nhiều ví dụ về tiến hoá hình thái từ cây gỗ lớn rừng nhiệt đới

đến cây gỗ nhỏ và cây bụi savan A Engler đã đa ra ví dụ: chi Commiphora, các

loài của chi này tiêu giảm lá từ lá kép lông chim với nhiều cặp lá chét tiêu giảm

chỉ còn 3 lá hoặc 1 lá Ví dụ tơng tự thuộc chi Bursera.

Một trong những đặc điểm đặc biệt của họ Trám là sự có mặt của rất nhiềuống tiết trong phloem, trong đó tích luỹ các hợp chất nhựa và dầu thơm.Các loài thuộc chi Boswellia Roxb cho nhựa frankincens; các loài Bursera Jacq.,

Canarium L cung cấp nhựa elemi; các loài Commiphora Jacq cho nhựa myrrh, bdellium và các loại nhựa khác; loài Protium heptaphyllum Marchand cung cấp Brazilian elemi, loài Canarium ovatum cung cấp Manila elemi ở Việt Nam chi Canarium có chín loài: C nigrum (Lour.) Engl, C album (Lour.) Raeuch, C bengalense Roxb, C littorale Bl var purourascens (Benn.) Leenth, C littorale

Bl var rufuni Benn, C parum Leenh, C pimela Leenh, C subulatum Guill, và

Gần đây, ở Việt Nam thành phần hoá học của cây trám hồng (Canarium

bengalense Roxb.) đã đợc nghiên cứu [12]:

Tinh dầu lá trám hồng thu đợc bằng chng cất lôi cuốn hơi nớc Phân tíchbằng phơng pháp GC và GC/MS đã xác định đợc 37 hợp chất, trong đó thànhphần chính là: sabinen (15,9%), -caryophylen (17,5%) và epi-bicyclosecquitecpen (10,4% ) Các hợp chất có hàm lợng thấp hơn là 3- caren(3,6%), p-xymen (3,7%), -tecpinen (6,2%), tecpinen-4-ol (3,7%), -humulen(3,1%), germacren B (2,6%), -elemen (7,3%), và caryophylen oxit (2,0%)[25]

Bảng 1: Thành phần hoá học của tinh dầu lá trám hồng

Theo Đỗ Tất Lợi [8] trong quả trám có chừng 1,2% chất protit, 1% chấtbéo, 12% chất hydratcacbon, 0,204% canxi, 0,06% photpho, 0,0014% chất sắt

và 0,021% vitamin C Thành phần chủ yếu của tinh dầu trám trắng đã đợc xác

định là sabinen (45%), một nguyên liệu để tổng hợp chất thơm dùng trong hơngliệu Ngoài ra còn tecpinen (16,7%), tecpineol (10,8%), pinen (9%) Sau khi cấttinh dầu, còn lại một chất côlôphan (50-70%), tan hoàn toàn trong ête, và tanmột phần trong cồn lạnh

Dầu hạt chứa các axit hexanoic, caproic, octanoic, decanoic,lauric,myristic, stearic, palmitic và linoleic

Kameoka và cộng sự đã tìm thấy thành phần chính trong tinh dầu

Canarium album (Lour.) Raensch là: carophyllen và -cadinen.

Trong chơng trình sàng lọc các hợp chất có hoạt tính sinh học ở TrungQuốc cho thấy dịch chiết etanol của lá và cành cây Trám trắng có hoạt tính bảo

vệ gan mạnh

Từ lá và cành cây này, các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản đã phânlập đợc 7 hợp chất tritecpen nhóm ursan và oleanan bao gồm: -amyrin; -amyrin; 3-epi--amyrin; 3-epi--amyrin; urs-12-en-3, 16-diol; olean-12-en-3, 16-diol; urs-12-en-3, 16-diol, trong đó urs-12-en-3, 16-diol; olean-12-en-3, 16-diol là chất mới và các chất trên đều có hoạt tính bảo vệ gan

28

11 12

3