Tài liệu KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CAO ETHYL ACETATE LÁ Ô MÔI CASSIA GRANDIS L. HỌ VANG (CAESALPINIACEAE)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC ---- KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CAO ETHYL ACETATE LÁ Ô MÔI CASSIA GRANDIS L. HỌ VANG (CAESALPINIACEAE). KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH : HÓA HỮU CƠ Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ TIẾN DŨNG Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG THỊ THU THỦY TP. HỒ CHÍ MINH - 2012 LỜI CẢM ƠN ---------- Với tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành giử lời cảm ơn đến:  TS. Lê Tiến Dũng, ThS.Phạm Thị Nhật Trinh - Phòng các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học, thầy (cô) đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp kiến thức, động viên, tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp này.  TS. Mai Đình Trị-Phòng các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học-thầy đã giúp đỡ, cho em những ý kiến quí báu để em hoàn thành đề tài của mình.  Thầy Cô bộ môn hóa hữu cơ – Khoa hóa – Trường đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh và các Thầy Cô của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.  Chị Lưu Thị Ngọc Anh học viên cao học trường Đại học Cần Thơ truyền đạt những ý kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện đề tài.  Các anh chị khóa trước và các bạn cùng khóa làm cùng phòng 19, phòng 47Công nghệ Việt Nam , các bạn lớp hóa 4C, đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.  Các bạn cùng phòng trọ đã quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài.  Con xin cảm ơn Bố Mẹ đã luôn động viên, hỗ trợ con về mọi mặt trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp này. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2012 Sinh viên: Trương Thị Thu Thủy DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT brs Broad singlet Mũi đơn rộng 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance carbon 13 C – NMR CTPT Công thức phân tử d Doublet Mũi đôi dd Double of doublet Mũi đôi đôi DMSO Dimethyl sulfoxide DMSO-d6 Dimethyl sulfoxide-d6 DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid ESI-MS Electron Spray Ionization Mass Phổ khối lượng phun mù điện tử Spectrum EtOAc Ethyl acetate EtOH Ethanol g Gram Hz Hertz H n-Hexane HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị nhân qua Coherence nhiều liên kết HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác dị nhân qua Correlation một liên kết Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance proton J Coupling constant Hằng số ghép m Multiplet Mũi đa MDA Malonyldialdehyde MeOH Methanol 1 H – NMR mg Miligram MHz Mega Hertz MIC Minimum Inhibitory concentration mp Melting Point Điểm chảy ppm Part per million Một phần một triệu R p 18 Reversed Phase 18 Pha đảo C18 s Singlet Mũi đơn SKC Sắc ký cột SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự t Triplet TMS Tetramethylsilane δ Chemical shift Mũi ba Độ dịch chuyển hoá học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Kết quả sắc ký cột sephadex cao CGA5 (0.57g)…………………………………30 Bảng 2 Kết quả sắc ký cột sephadex cao CGA7 (25 g)………………………………...32 Bảng 3 Kết quả sắc ký cột cao CGA7.3(0.75 g)……………………………………….33 Bảng 4: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất CGAVII..............................................39 Bảng 5: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất CGAV................................................43 Bảng 6: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất CGAVII..............................................47 Bảng 7: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất CGAIX...............................................51 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 Quy trình điều chế các cao thô từ lá Ô môi……………………………………28 Sơ đồ 2 Quy trình điều chế các phân đoạn từ cao EtOAc ……………………………..29 Sơ đồ 3 Quy trình điều chế CGAV từ phân đoạn CGA5……………………………….32 Sơ đồ 4 Quy trình điều chế CGAVII từ phân đoạn CGA7.2.4…………………………33 Sơ đồ 5 Quy trình điều chế CGAVIII từ phân đoạn CGA7.2.3………………………...34 Sơ đồ 6 Quy trình điều chế CGAIX từ phân đoạn CGA7.2.2…………………………..35 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Cây Ô môi ................................................................................................ 12 Hình 2 Lá Ô môi ................................................................................................ 12 Hình 3 Hoa Ô môi ............................................................................................... 13 Hình 4 Trái Ô môi ................................................................................................ 13 Hình 5 Lá Ô môi khô……………………………………………………………... 27 Hình 6 Tương quan HMBC trong vòng A của CGAVII...........................................38 Hình 7: Tương quan HMBC trong vòng B của CGAVII ....................................... ..41 Hình 8 : Tương quan HMBC trong vòng A của CGAVA………………………….42 Hình 9: Tương quan HMBC trong vòng A của CGAVIII.........................................45 Hình 10: Tương quan HMBC trong vòng B của CGAVIII.......................................46 Hình 11: Tương quan HMBC trong vòng Acủa CGAIX..........................................49 Hình 12: Tương quan HMBC trong vòng Bcủa CGAIX..........................................50 MỤC LỤC Chương 1.............................................................................................................................. 12 1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THỰC VẬT ..................................................................................... 12 1.1.1 Đặc điểm cây Ô môi ................................................................................................ 12 1.1.1.1 Mô tả cây Ô môi 1,5 ........................................................................................... 12 1.1.1.2 Phân bố, thu hái và chế biến1,5: ........................................................................ 14 1.1.2 Tác dụng dược lý của cây Ô môi ............................................................................ 15 1.2 NHỮNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY Ô MÔI ......................................... 15 1.2.1 Thành phần hóa học chung của cây Ô môi1,5 .......................................................... 15 1.2.2 Các công trình nghiên cứu trên thế giới .................................................................. 16 1.2.2 Các công trình nghiên cứu ở Việt Nam................................................................... 23 Chương 2 ........................................................................................................................... 25 THỰC NGHIỆM............................................................................................................... 25 2.1 HÓA CHẤT-THIẾT BỊ-PHƯƠNG PHÁP ................................................................... 25 2.1.1 Hoá chất ................................................................................................................. 25 2.1.2 Thiết bị ................................................................................................................... 25 2.1.3 Phương pháp tiến hành ............................................................................................ 26 2.1.3.1 Phương pháp cô lập các hợp chất ..................................................................... 26 2.1.3.2 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các hợp chất ..................................... 26 2.2 NGUYÊN LIỆU ............................................................................................................ 26 2.2.1 Thu hái nguyên liệu ................................................................................................. 26 2.2.2 Xử lý mẫu nguyên liệu ............................................................................................ 26 2.3 CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT TỪ CAO THÔ .................................................................. 27 2.3.1 Điều chế các cao thô ............................................................................................... 27 2.3.2 Cô lập các chất từ cao CGA5 .................................................................................. 30 2.3.2 Cô lập các chất từ cao CGA7 (21 g) ....................................................................... 32 2.3.2.1 Cô lập các chất từ phân đoạn 7.3 (0.75 g) ........................................................ 32 2.3.2.1.1 Cô lập các chất từ phân đoạn 7.2.4 ............................................................ 33 2.3.2.1.2 Cô lập các chất từ phân đoạn 7.2.3 ............................................................ 33 2.3.2.1.3 Cô lập các chất từ phân đoạn 7.2.2 ............................................................ 34 Chương 3 ........................................................................................................................... 36 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................................... 36 3.1 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT ................................................................. 36 3.1.1 HỢP CHẤT CGAVII: ............................................................................................ 36 3.1.2 HỢP CHẤT CGAVA:............................................................................................. 39 3.1.3 HỢP CHẤT CGAVIII: ........................................................................................... 44 3.1.4. HỢP CHẤT CGAIX ............................................................................................... 50 Chương 3 ........................................................................................................................... 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 52 4.1 KẾT LUẬN .................................................................................................................... 52 4.2 KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................ Error! Bookmark not defined. Tài liệu tiếng Việt ................................................................................................................ 54 Tài liệu tiếng Anh ................................................................................................................ 55 MỞ ĐẦU ---------- Từ thời xa xưa,con người đã biết dùng cây cỏ làm phương tiện phòng và chữa bệnh,phát triển nền y học dân gian và y học cổ truyền của mỗi dân tộc. Ngày nay,mặc dù hóa học tổng hợp hữu cơ đạt được nhiều thành tựu quan trọng nhưng nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học vẫn còn khó tổng hợp,hoặc nếu tổng hợp được thì chi phí cũng rất đắt. Ngoài ra cũng có những tác dụng phụ không mong muốn. Cho nên,việc nghiên cứu và phát triển các nguồn dược phẩm mới từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên vẫn đang đóng góp mạnh mẽ vào các lĩnh vực điều trị bao gồm chống ung thư, chống nhiễm khuẫn,chống viêm,điều chỉnh miễn dịch và các bệnh thần kinh…theo thống kê, giữa những năm 20002005,hơn 20 thuốc mới là sản phẩm thiên nhiên và dẫn xuất từ thiên nhiên16. Vốn là một nước được thiên nhiên ưu đãi,nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa,Việt Nam có một thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng với hơn 12.000 loài thực vật bậc cao khác nhau và được xếp hạng thứ 16 trên thế giới về sự phong phú của các loài thực vật. Đây là một lợi thế lớn trong việc nghiên cứu hóa học các hợp chất thiên nhiên. Cây Ô môi có tên khoa học là Cassia grandisL., thuộc họ Vang là loại cây rất quen thuộc với người dân miền Nam, chúng mọc hoang hoặc được trồng lấy quả. Quả Ô môi thường được dùng ngâm rượu làm thuốc bổ, hoặc nấu cao mềm để kích thích tiêu hóa, nhuận tràng, trị bò cạp cắn,.... Ô môi không chỉ là một loại quả ngon độc đáo của vùng đồng bằng sông Cửu Long mà còn là một vị thuốc bổ được so sánh ngang với Canh-ki-na. Chính thứ cơm màu nâu đen đặc sền sệt chứa trong quả Ô môi này được người dân ta ngâm rượu làm thuốc bổ uống. Rượu Ô môi có màu đỏ đẹp như màu rượu Canh-ki-na và cũng có tác dụng như rượu canh-ki-na, nên Ô môi còn được gọi là “Canh-ki-na Việt Nam”. Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu về thành phần hoá học cũng như hoạt tính sinh học về loài này chưa được nghiên cứu nhiều ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Do vậy, đề tài “Nghiên cứu thành phần hoá học lá Ô môi Cassia grandis L. họ Vang (Caesalpiniaceae)” làm cơ sở khoa học ban đầu cho những nghiên cứu tiếp theo, nhằm sớm đưa cây Ô môi thành một vị thuốc có giá trị và đóng góp thêm những hiểu biết về thành phần Hóa-thực vật của loài Cassia grandis L. mọc tại Đồng sông Cửu Long, qua đó nâng cao giá trị sử dụng của loài thực vật này. Mục tiêu của đề tài - Phân lập các chất tinh khiết từ lá cây ô môi. - Xác định cấu trúc các chất đã phân lập được. Chương 1 TỔNG QUAN ---------- 1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THỰC VẬT 1.1.1 Đặc điểm cây Ô môi Tên khoa học: Cassia grandis L.1,5 Tên Việt Nam: cây Cốt khí, cây quả Canh-ki-na Việt Nam, Bò cạp đỏ.1,5 Tên nước ngoài: Anh (coral shower, apple blossom cassia, pink shower, liquorice tree, horse cassia, Cathartocarpus grandis (L.f.) Pers. 1805, Cassia brasiliana Lamk. 1785, Cathartocarpus brasiliana (Lamk.) Jacq. 1809); Pháp (bâton casse, casse du Brésil); Lào (brai xiêm, Sino-Tibetan, may khoum); Malaysia (kotek mamak); Tây Ban Nha (sandal, carao, carámano, cañafistula, cañadonga); Thái (kanpaphruek (Bangkok)), Campuchia (Sac phlê, krêête, rich chopeu).1,5,15 Họ: Vang (Caesalpiniaceae).1,5 1.1.1.1 Mô tả cây Ô môi 1,5 Cây to cao 7 đến 15 m. Vỏ thân nhẵn, cành mọc ngang, cành non có lông màu rỉ sắt, cành già màu nâu đen (Hình 1). Hình 1 Cây Ô môi Lá có kích thước lớn, kép lông chim, màu xanh bóng, gân rõ,gồm 5-16 đôi lá chét hình hơi quả trám, dài 7-12 cm, rộng 4-8 cm có phủ lông mịn (Hình 2). Hình 2 Lá Ô môi Cụm hoa mọc thành chùm thưa, thõng, dài 20-40 cm. Cụm hoa nở rộ khi lá rụng,màu hồng tươi (Hình 3). Hình 3 Hoa Ô môi Quả hình trụ cứng, cong lưỡi liềm, màu nâu đen nhạt, dài 20-60 cm, rộng 2-3 cm, cuống ngắn không mở, đầu có mỏm nhọn, nhỏ (Hình 4). Quả được phân chia thành 50-60 ngăn nhỏ phân cách nhau bởi những lớp màng mỏng, màu trắng nhạt, trong chứa một thứ cơm mềm, đặc sền sệt, màu nâu đỏ hay nâu đen, vị ngọt, lúc tươi có vị hơi chua, khi khô có màu sẫm. Trong mỗi ngăn có chứa một hạt dẹp cứng màu nâu lợt. Khi chín khô long ra, lúc lắc quả có tiếng kêu đặc biệt. Mùa hoa quả vào tháng 5-10. Hình 4 Trái Ô Môi 1.1.1.2 Phân bố, thu hái và chế biến1,5: Cây có nguồn gốc từ các nước Nam châu Mỹ, được gây trồng làm cây bóng mát cho hoa đẹp ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt Nam, cây trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam. Cây làm cảnh vì hoa đẹp, gây trồng bằng hạt, ươm gieo hạt vào đầu mùa mưa (sau khi rửa hết sạch cơm ở hạt). Đất bầu vườn ươm cần tơi xốp, đủ phân và tưới nước. Cây con chịu bóng một phần. Sau 1 năm đem trồng nơi cố định. Gần đây, một số nơi ở miền Bắc thường hái quả chín về dùng với tên quả Canh-ki-na, vì thấy rượu ngâm quả này có màu đỏ như màu rượu Canh-ki-na và cũng có tác dụng như rượu Canh-ki-na. Mùa quả vào thu đông, hái về bỏ vỏ, bỏ nhân, chỉ lấy cùi ngâm rượu, trung bình một quả Ô môi có thể ngâm với một nửa lít rượu 25-30° trong 15-20 ngày là dùng được nhưng nếu càng để lâu thì càng tốt. 1.1.2 Tác dụng dược lý của cây Ô môi Những bài thuốc dân gian: Quả dùng sống chữa táo bón, với liều dùng 4-6 g (nhuận) hoặc 10-20 g (tẩy). Ngâm rượu uống làm thuốc tiêu, thuốc bổ giúp ăn ngon cơm, chữa đau lưng, đau người. Nếu nấu cơm và hạt (1 kg) với 1 lít nước rồi lọc và cô cách thủy đến thành cao thì dùng để làm thuốc chữa đau lưng, đau người, nhuận tràng, tẩy hoặc chữa lỵ, tiêu chảy với liều dùng 5-15 g. Lá tươi giã nát vắt lấy nước xát vào nơi hắc lào, có thể sắc uống chữa đau lưng, nhuận tràng. Ngày uống 15-20 g lá. Vỏ thân được dùng đắp lên nơi rắn cắn và bò cạp cắn. 1.2 NHỮNG CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY Ô MÔI 1.2.1 Thành phần hóa học chung của cây Ô môi 1,4 Trong cơm quả có đường, chất nhầy, tannin, saponin, calcium oxalate, anthraglucoside, sáp, tinh dầu và chất nhựa. Trong hạt có chứa chất béo. Trong lá có anthraglucoside, flavonoid. 1.2.2 Các công trình nghiên cứu trên thế giới Chi Cassia chứa nhiều nhóm chất anthraquinone, flavonoid, các công trình nghiên cứu về thành phần hoá học trên chi Cassia đã được thực hiện từ rất lâu. Tuy nhiên những nghiên cứu trên loài Cassia grandis L.hiện rất ít. Năm 1981, Y.S.Srivastava và P.C.Gupta đã cô lập được flavonol glycoside mới, kaempferol-3-O-β-D-mannopyranosyl-(1→4)-O-D-glucopyranoside (1) từ hạt của cây Cassia grandis L. (N.O.Leguminoseae).13 OH O HO CH2OH O OH O O CH2OH H H H OH OH H O O H H OH H OH OH H H H Kaempferol-3-O-β-D-mannopyranosyl-(1→4)-O-D-glucopyranoside (1) Năm 1984, V.K. Mahesh và Rashmi Sharma, R.S. Singh đã tách được chrysophanol (2), rhein (3), kaempferol (4) và physcion (5) từ Cassia grandis L.14 OH 12 8 5 OH O OH 11 9 10 O O O O 13 1 14 43 OH O Chrysophanol (2) O Rhein (3) O OH O HO O O OH OH O OH Kaempferol (4) OH O Physcion (5) Năm 1984, V.K. Mahesh và Rashmi Sharma, R.S. Singh và , S.K. Upadhya phân lập được Rhein(6) từ lá Cassia grandis L., có nhiệt độ nóng chảy là 321-3220C.13 O O OH OH O OH Rhein (6) Năm 1993, Ibadur Rahman Siddiqui, Mithiles, Dipti Gupta và Jagdamba Singh đã phân lập được từ hạt Cassia grandis L. 4 anthraquinone mới 1,2,4,8-tetrahydroxy-6-methoxy-3-methylanthraquinone-2-O-β-D-glucopyranoside 1,3,4-hydroxy-6,8-dimethoxy-2-methylanthraquinone-3-O-β-D-glucopyranoside 1,3-dihydroxy-6,7,8-trimethoxyanthraquinone-3-O-β-D-glucopyranoside (9) là (7), (8) và hydroxy-6, 8-dimethoxy-2- methyl anthraquinone - 3 - O-β -D –glucopyranoside(10)9 và 3 - H OH H H HO OH O OH OH O O H H3CO OH H OH O 1,2,4,8-Tetrahydroxy-6-methoxy-3-methylanthraquinone-2-O-β-D-glucopyranoside (7) OCH3 O OH H3CO O O H HO H H OH OH OH O H H HO 1,3,4-Hydroxy-6,8-dimethoxy-2-methylanthraquinone-3-O-β-D-glucopyranoside (8) OCH3 O OH H3CO H H3CO O H H HO OH OH O O H OHH 1,3-Dihydroxy-6,7,8-trimethoxyanthraquinone-3-O-β-D-glucopyranoside (9) O H O O HO H H O O O OH H OH HO H 3 - hydroxy-6, 8-dimethoxy-2- methyl anthraquinone - 3 - O-β -D –glucopyranoside (10) Năm 1994, R.P.Verma và K.S.Sinha đã phân lập được 1,3,4-trihydroxy-6,7,8trimethoxy-2-methylantharaquinone (11) và 1,3,4-trihydroxy-6,7,8-trimethoxy-2-methyl anthraquinone-3-O-ß-D-glucopyranoside(12)11 từ vỏ quả Cassia Grandis L. OCH3 O OH H3CO H3CO OH OH O 1,3,4-Trihydroxy-6,7,8-trimethoxy-2-methylanthraquinone (11) O OH H O O HO H O H O O O OH H OH OH HO H 1,3,4-trihydroxy-6,7,8-trimethoxy-2-methyl anthraquinone-3-O-β-D-glucopyranoside (12) Năm 1995, E. Valencia, A. Madinaveitia, J. Bermejo, A. G. Conzalez và M. P. Gupta đã chiết suất được kokusaginine (6,7-dimethoxyfuroquinoline) (13) và alkaloid mới 1,1′-bipiperidine (14) từ những phần trên mặt đất của cây Cassia grandis L.8 OMe N N MeO MeO N O Kokusaginine (6,7-dimethoxyfuroquinoline) (13) 1,1′-Bipiperidine (14) Năm 1996, A. G. Gonzalez, j. Bermejo, và E. Valencia đã cô lập được hợp chất mới trans-3-methoxy-4,5-methylene dioxycinamaldehyde (15), aloe emodin (16), centaureidin (17), (+)-catechin (18), myristicin (19), 2,4-dihydroxybenzaldehyde (20), 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde (21), 2,4,6-trimethoxybenzaldehyde (22), và β-sitosterol (23).7 O O H O H3CO Trans-3-methoxy-4,5-methylene dioxycinamaldehyde (15) O OH OH O OH Aloe emodin (16)