Tài liệu Khảo sát thành phần hóa học cao hexane của lá cây sú trắng eegiceras floridum roem. & schult. họ sú (aegicerataceae)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO HEXANE CỦA LÁ CÂY SÚ TRẮNG AEGICERAS FLORIDUM ROEM. & SCHULT. HỌ SÚ (AEGICERATACEAE) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO HEXANE CỦA LÁ CÂY SÚ TRẮNG AEGICERAS FLORIDUM ROEM. & SCHULT. HỌ SÚ (AEGICERATACEAE) Sinh viên thực hiện: Phan Minh Đoàn Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: D13HHHC01 Năm thứ: 3 /Số năm đào tạo:3 Ngành học: Hóa Học Sinh viên thực hiện: Mai Thị Hảo Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: D13HHHC01 Năm thứ: 3 /Số năm đào tạo:3 Ngành học: Hóa Học Người hướng dẫn: Th.S Lưu Huỳnh Vạn Long UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO HEXANE CỦA LÁ CÂY SÚ TRẮNG AEGICERAS FLORIDUM ROEM. & SCHULT. HỌ SÚ (AEGICERATACEAE) - Sinh viên thực hiện: Phan Minh Đoàn - Lớp: D13HHHC01 Năm thứ: Khoa: Khoa Học Tự Nhiên 3 Số năm đào tạo: 3 - Người hướng dẫn: Th.S Lưu Huỳnh Vạn Long 2. Mục tiêu đề tài: Khảo sát thành phần hóa học cao hexane của cây sú trắng ( Aegiceras floridum) 3. Tính mới và sáng tạo: Hiện nay trên thế giới và Việt Nam chưa có nghiên cứu về thành phần hóa học của cây sú trắng. Do đó, việc nghiên cứu về thành phần hóa học của loài cây này là một vấn đề cần thiết. 4. Kết quả nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu tìm ra được 4 hợp chất. 5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Việc nghiên cứu thành phần hóa học của cây Sú trắng có thể tìm ra được những chất mới có hoạt tính sinh học để bổ sung thêm vào kho tàng cây thuốc của Việt Nam cũng như áp dụng vào cuộc sống. Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... Ngày tháng Xác nhận của lãnh đạo khoa Người hướng dẫn (ký, họ và tên) (ký, họ và tên) năm UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ và tên: Phan Minh Đoàn Sinh ngày: 15 tháng 10 năm: 1995 Nơi sinh: Hà Nam Lớp: D13HHHC01 Khóa: 2013- 2014 Khoa: Khoa Học – Tự Nhiên Địa chỉ liên hệ: 36/71 Bùi Văn Bình, P.Phú Lợi, Tp.TDM, tỉnh Bình Dương Điện thoại: 01665299869 Email: [email protected] II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1: Ngành học: Hóa học Khoa: Khoa Học Tự Nhiên Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá Sơ lược thành tích: điểm tổng kết cả năm học đạt 6,97 * Năm thứ 2: Ngành học: Hóa học Khoa: Khoa Học Tự Nhiên Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá Sơ lược thành tích: điểm tổng kết cuối năm đạt 6,99 Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) i LỜI CẢM ƠN Hoàn thành nghiên cứu khoa học này, chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Th.S Lưu Huỳnh Vạn Long đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cũng như hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi để giúp chúng tôi trong thời gian làm nghiên cứu. Thầy là tấm gương sáng về tinh thần học tập và hoạt động nghiên cứu khoa học không mệt mỏi, là động lực và cũng là hình mẫu để chúng tôi phấn đấu và noi theo. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn này đến Thầy Cô bộ môn hóa học khoa Khoa Học Tự Nhiên trường Đại học Thủ Dầu Một đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình nghiên cứu để có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này. Chúng tôi xin cảm ơn đến chị Nguyễn Thị Tuyết sinh viên năm 4 khoa Khoa Học Tự Nhiên đã tận tình giúp đỡ chúng tôi trong quá trình nghiên cứu. Sinh viên thực hiện Mai Thị Hảo Phan Minh Đoàn ii MỤC LỤC Lời cảm ơn.................................................................................................................i Mục lục.....................................................................................................................ii Danh mục các từ viết tắt và ký hiê ̣u.........................................................................iii Danh mục hình ảnh...................................................................................................iv Danh mục sơ đồ .......................................................................................................iv Danh mục bảng biểu.................................................................................................iv Phần mở đầu..............................................................................................................v Chương 1. TỔNG QUAN............................................................1 1.1. Đặc tính thực vật..............................................................1 1.2. Nghiên cứu về dược tính...................................................2 1.3. Nghiên cứu về hóa học.....................................................3 Chương 2. THỰC NGHIỆM.........................................................9 2.1. Hóa chất, thiết bị..............................................................9 2.2. Nguyên liệu.......................................................................9 2.3. Điều chế các loại cao........................................................10 2.4. Trích ly và cô lập một số hợp chất hữu cơ từ lá cây Aegiceras floridum 12 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..........................................14 3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất AF.H1................14 3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất AF.H2................16 3.3. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất AF.H3................18 3.4. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất AF.H4................20 Chương 4. KẾT LUẬN...............................................................22 TÀI LIỆU THAM KHẢO iii PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Rf : Retardation factors. J : Hằng số ghép cặp (coupling constant, phổ 1H-NMR). brs : Broad singlet (mũi đơn rộng). dd : Doublet-doublet (mũi đôi-đôi). d : Doublet (mũi đôi). m : Multiplet (mũi đa). s : Singlet (mũi đơn). t : Triplet (mũi ba). m/z : Tỉ lệ khối lượng theo điện tích của ion (phổ MS). ppm : Part per million (phần triệu). GC-MS : Gas Chromatography Mass Spectometry ĐHSP : Đại Học Sư Phạm SKLM : Sắc Kí Lớp Mỏng NMR : Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy. AE.H : Kí hiệu hợp chất cô lập được từ cao hexane của lá cây Aegiceras floridum. IC50 : Nồng độ gây chết 50% số sinh vật thử nghiệm. v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 . Cây sú trắng – Aegiceras floridum..................................1 Hình 2 . SKLM các hợp chất cô lập được từ cao hexane...............12 Hình 3.1. Cấu trúc hóa học của spinasterol (AF.H1).......................15 Hình 3.2. Cấu trúc hóa học của zingerone (AF.H2)........................17 Hình 3.3. Cấu trúc hóa học của acetovanilone (AF.H3)..................17 Hình 3.4. Thời gian lưu của hợp chất AF.H4...................................19 Hình 3.5. Cấu trúc hóa học của axit n- hexadecanoic (AF.H4).......19 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ Đồ 1. Qui trình điều chế các loại cao trên lá Sú Trắng – Aegiceras floridum bằng phương pháp trích pha rắn trên silica gel...............................................................................10 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Khối lượng và thu suất các loại cao của các nguyên liệu 9 Bảng 2.2. Kết quả sắc kí cột silica gel trên cao hexane (100,0g). .11 Bảng 3.1. So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất AF.H1 với spinasterol.......................................................................................14 Bảng 3.2. So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất AF.H2 với zingerone.........................................................................................15 Bảng 3.3. So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất AF.H3 với acid acetovanilone...................................................................................18 Bảng 4.1. Cấu trúc và gọi tên các hợp chất đã cô lập được từ cao hexane cây Aegiceras floridum............................................21 vi PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: - Ngoài nước: Trên thế giới hiện nay chưa có một công bố nào nghiên cứu về thành phần hóa học của loài Aegiceras floridum. Một số nghiên cứu về thành phần hóa học và dược tính của loài cùng chi Aegiceras corniculatum đã được công bố. - Trong nước: Cho đến nay chưa có một công bố nào nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của loài Aegiceras floridum - Tuy nhiên khi, các nghiên cứu về hoạt tính sinh học cho thấy cao methanol của lá cây cùng chi A.corniculatum có hoạt tính kháng sốt rét (IC50 29.3 g/mL). Hai hợp chất 5-O-methylembelin và 5-Oethylembelin, cô lập từ thân, cành của loài A. corniculatum, có hoạt tính ức chế vài dòng tế bào ung thư như HL-60, Bel 7402, Hela, U937. - Khảo sát thành phần hóa học của cây sú trắng giúp chúng ta phát hiện được những chất mới hơn so với loài cùng chi Aegiceras. 2. Lý do lựa chọn đề tài: - Do có thể áp dụng vào cuộc sống cũng như có thể đóng góp một trực tiếp hoặc gián tiếp vào công cuộc phát triển cây thuốc Đông y của Việt Nam. Ngoài ra do chính bản thân chúng tôi có niềm đam mê và muốn nghiên cứu theo hướng trích ly các hợp chất thiên nhiên 3. Mục tiêu đề tài: - Khảo sát thành phần hóa học cao hexane của lá cây sú trắng với tên khoa học là Aegiceras floridum. 4. Phương pháp nghiên cứu: - Bao gồm: + Nghiên cứu thực nghiệm + Các phương pháp xác định cấu trúc ( NMR 1D,GC-MS) vii + Phương pháp phân tích đánh giá. 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng: Cây Sú trắng (Aegiceras floridum) được thu hái ở rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. HCM. - Phạm vi nghiên cứu: Xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ cô lập được từ cao hexane. viii 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶC TÍNH THỰC VẬT Cây Sú trắng có tên khoa học là Aegiceras floridum, là một trong những loài cây thuộc chi Aegiceras thuô ̣c họ Sú (Aegicerataceae). Hình 1: Cây sú trắng - Aegiceras floridum Chi Aegiceras thuô ̣c họ Sú (Aegicerataceae) bao gồm hai loài Aegiceras corniculatum và Aegiceras floridum. Theo Phạm Hoàng Hộ,[3]. Ở Việt Nam chi Aegiceras cũng có hai loài Aegiceras corniculatum (còn gọi là Sú đỏ) và Aegiceras floridum (Sú trắng). 1.1.1. Mô tả thực vâ ̣t Cây sú trắng - Aegiceras floridum (hình 1) Tiểu mô ̣c không lông. Lá có phiến hình muỗn thường vào 5.5 x 2.7 cm, dày, cứng, không lông, bìa uốn xuống, gân phụ không rõ, 35 că ̣p, đáy từ từ hẹp thành cuống. Chùm tụ tán ở ngọn nhánh, đài vă ̣n, vành vă ̣n, tiểu nhụy 5, bao phấn có ngăn ngang thành nhiều buồng phụ. Trái khô, hô ̣t không phôi nhũ, mầm mọc thành móc ngay. 2 1.1.2. Phân bố Cây sú trắng - Aegiceras floridum mọc chủ yếu ở các khu rừng ngập mặn, điển hình ở rừng ngập mặn Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh. 1.2. NGHIÊN CỨU VỀ DƯỢC TÍNH 1.2.1. Nghiên cứu về dược tính trên cây cùng chi Aegiceras corniculatum Cây Sú đỏ - Aegeceras corniculatum là một cây nhỏ hoặc cây bụi mọc ở các đầm lầy ngập mặn Châu Á và Australia. Nó đã được sử dụng một cách truyền thống để điều trị hen suyễn, tiểu đường, viêm và thấp khớp. Trước đó các nghiên cứu dược lý cho thấy tác dụng chống viêm, chống oxy hóa, và tyrosine phosphatase 1B hoạt tính ức chế của cây này. [11] Theo Võ Văn Chi,[14] vỏ cây A. corniculatum có tác dụng thuốc cá, có nơi dùng vỏ hoặc lá nấu nước súc miệng trị bướu cổ. Theo Edgardo Gomez và cộng sự,[5] hợp chất 5-O-methylembelin có khả năng gây đô ̣c cho cá ở nồng đô ̣ 1 ppm trong khoảng thời gian 75 phút. Theo M. Minjuan Xu và cộng sự,[6] vỏ và hạt cây dùng trị bê ̣nh vảy cá. Các thử nghiê ̣m in vitro cho thấy 5-O-ethylembelin và 5-O-methylembelin có tác dụng chống lại sự phát triển của các dòng tế bào HL-60, Bel7402, U937 và Hela. Theo Assana Dar và cộng sự,[2] đã chiết xuất từ cành của cây A.corniculatum bằng các dung môi n-hexane, ethyl acetate và methanol có tác dụng chống oxi hóa, chống viêm và khả năng bảo vệ gan nhờ tác nhân anion superoxide (O2 • -) và các gốc hydroxyl (OH•). Theo Sundaram Ravikumar và cộng sự, [4] đã chiết xuất từ lá của cây A. Corniculatum bằng dung môi methanol sẽ có tác dụng ức chế các loài kí sinh trùng hoặc virus bởi spiro benzofuran (Spiro [benzofuran-2 (3 H), 1'- (3 cyclohexane) -2', 3- dione, 7 -chloro-4 ', 6]). 3 Axit béo được tìm thấy trong cây Sú đỏ đóng một vai trò quan trọng trong nhiều chức năng của da,[12]. Một số axit béo không no đa chức như acid linoleic, acid linolenic, và acid arachidonic là thành phần của vitamin F, rất cần thiết cho sự phát triển và bảo vệ da. 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ HÓA HỌC 1.3.1. Nghiên cứu về hóa học trên cây cùng chi Aegiceras corniculatum Cho đến nay chưa có một công trình nghiên cứu nào trong nước và thế giới công bố khoa học về thành phần hóa học của cây Cây sú trắng - Aegiceras floridum. Các nghiên cứu chỉ tâ ̣p trung vào loài cùng chi Aegiceras corniculatum (cây Sú đỏ). Chính vì thế chúng tôi tiến hành nghiên cứu các thành phần hóa học của cây cùng chi và kết quả cho biết: Năm 2003, Nhóm tác giả Minjuan Xu đã cô lập được dẫn xuất hydroquinone là 5-Omethylembelin (3), 5-O-ethylembelin (4 ), 2-O-acetyl-5-O-methylembelin (5), 2Dehydroxy-5-O-methylembelin Undecylresorcinol (8), (6), 2-Methoxy-3-nonylresorcinol 3,7-Dihydroxy-2,5- diundecyl Dihydroxy-8-methoxy-3,6-diundecyldibenzofuran-1,4-dione methoxy-3,9-diundecyldibenzofuran-1,4-dione (11), naphthoquinone (7), 3- (9), 2,7- (10), 2,8-Dihydroxy-7- 10-Hydroxy -4-O-methyl-2,11- diundecylgomphi- lacton (12) từ thân và cành cây Aegiceras corniculatum,[6]. Vào năm 2008, ( tức 5 năm sau ) nhóm tác giả Jun Wu cũng đã cô lập được những chất nêu trên,[1]. Năm 1961, Tác giả K. Venkateswara Rao và các cộng sự đã cô lập được Aegiceradiol C30H48O2: 3β,28-Dihydroxyl olean-12,15-diene (21) từ vỏ cây Aegiceras corniculatum,[7]. Năm 2004, Tác giả Daojing Zhang, Jun Wu, Si Zang, Jianshe Huang đã cô lập được 16α-Hydroxy-13,28-epoxyoleanan-3-one (14), Isorhamnetin (22), Isorhamnetin 3-O-α -Lrhamnofuranosyl- (16) – β -D-glucopyranoside (23) , Acid syringic (24) và Acid gallic (25) từ thân và vỏ cây Aegiceras corniculatum,[10]. Năm 2008, Tác giả Jun Wu và cộng sự đã cô lập thêm được hai hydroquinones là rapanone (2,5-Dihydroxy-3-tridecyl-1,4-benzoquinone) (1), Embelin (2,5- Dihydroxy-3- 4 undecyl-1,4-benzoquinone) (2) và các triterpen: 3-Hydroxy-13:28-epoxy-16-oxo-18oleanane (13), Protoprimula- genin (15), Aegicerin (16), Embelinone (17), Schimpefinone (18) và Primulagenin A (19), 28-Norolean-12,17-dien-3-ol (20) và Acid protocatechuic (26), Acid vanillic (27),[1]. Năm 2011, Tác giả M. Gowri Ponnapalli và các cộng sự đã cô lập được bốn đồng phân mới dạng phân tử vòng lớn của chất chacombretastatin D-2 : Isocorniculatolide A (28), 11-O-methylisocorniculatolide A (29), 11- Omethylcorniculatolide A (30), và 12Hydroxy-11-O-methylcorniculatolide A (31) và chất đã biết Corniculatolide A (32) được cô lập từ chiết CHCl3 của vỏ cây Aegiceras corniculatum,[11]. Năm 2008, Tác giả M. Chandrasekaran, A. Senthil Kumar, K. Kannathasan, V. Venkatesalu đã cô lập được thành phần axit béo trong lá của tám loài cây rừng ngập mặn: Avicennia officinalis L. (Avicenniaceae), Bruguiera cylindrica (L.) Blume, Ceriops decandra (Griff) Ding Hou, Rhizophora mucronata Blume và Rhizophora Lamk. (Rhizophoraceae), Aegiceras corniculatum (L.) Blanco (Myrsinaceae), Lumnitzera racemosa Willd. (Combretaceae), và Acanthus ilicifolius L. (Acanthaceae) như Myristic, Pentadecanoic, Palmitic, Heptadecanoic, Oleic, Linoleic và acid linolenic,[12] 1.3.2. Cấu trúc những hợp chất đã cô lập được trong cây Sú đỏ - Aegiceras corniculatum QUINONE O HO OH O 1 Rapanone (2,5-Dihydroxy-3-tridecyl-1,4-benzoquinone) O R1 R2 O 2 R1=OH R2=OH : Embelin (2,5-Dihydroxy-3-undecyl-1,4-benzoquinone) 5 3 R1=OH R2=OCH3 : 5-O- methylembelin 4 R1=OH R2=OCH2CH3 : 5-O-ethylembelin 5 R1=OCOCH3 R2=OCH3 : 2-O-acetyl-5-O-methylembelin 6 R1=H R2=OH : 2-Dehydroxy-5-O-methylembelin HO OCH3 OH 7 2-Methoxy-3-nonylresorcinol OH HO 8 3-Undecylresorcinol O HO OH O 9 3,7-Dihydroxy-2,5- diundecylnaphthoquinone O HO O H3CO OH O 10 2,7-Dihydroxy-8-methoxy-3,6-diundecyldibenzofuran-1,4-dione O HO H3CO OH O O 11 2,8-Dihydroxy-7-methoxy-3,9-diundecyldibenzofuran-1,4-dione 6 OCH3 HO O O O O OH 12 10-Hydroxy -4-O-methyl-2,11-diundecylgomphi- lacton TRITERPENE O R3 R1 R4 R2 : 3-Hydroxy-13:28-epoxy-16-oxo-18-oleanane 13 R1= OH R2= H R 3 + R4 = O 14 R1 + R2= O R3 = H R4 = OH : 16α -Hydroxy-l3,28-epoxy-oleanan-3 -one 15 R1= OH R2= H R3 = H R4 = OH : Protoprimula- genin 16 R1= OH R2= OH R3 + R4 = O : Aegicerin 17 R1 + R2= O : Embelinone R 3 + R4 = O CH2OH CH2OH O OH HO 18 Schimpefinone 19 Primulagenin A 7 CH2OH HO HO 20 28- Norolean- 12,17- dien- 3-ol 21 Agiceradiol (3,28- Dihydroxy-olean12,15-diene) PHENOL COOH R2 HO OR1 22 R1= CH3 R2= OCH3 : Acid syringic 23 R1= H R2= OH : Acid gallic 24 R1= H R2= H : Acid protocatechuic 25 R1= CH3 R2= H : Acid vanillic MỘT SỐ HỢP CHẤT KHÁC OCH3 OH HO O OR OH O 26 R = H : Isorhamnetin (Quercetin 3’- methyl ether)