Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh Hoàng Hải Hiền Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour.) ở chùa hơng hà tây Luận văn thạc sĩ hoá học Vinh, 2007 1 2 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh Hoàng Hải Hiền Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour.) ở chùa hơng hà tây Chuyên ngành: Hoá hữu cơ Mã số : 60.44.27 Luận văn thạc sĩ hoá học Ngời hớng dẫn khoa học: PGS. TS Hoàng Văn Lựu Vinh, 2007 Lời cảm ơn Luận văn đợc thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá hữu cơ - khoa Hoá, Phòng thí nghiệm Trung tâm khoa Nông Lâm Ng, Trờng Đại học Vinh, Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn: Cố GS. TSKH Nguyễn Xuân Dũng - khoa Hoá - Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong quá trình tiếp cận các công nghệ hiện đại và thực hiện luận văn này. PGS. TS Hoàng Văn Lựu - khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, đã giao đề tài, hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng nh trong quá trình hoàn thành bản luận văn. PGS. TS Lê Văn Hạc - khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, đã đọc và đóng góp ý kiến cho luận văn. TS. Nguyễn Công Dinh - khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, đã đọc và đóng góp ý kiến cho luận văn. ThS. NCS Trần Đình Thắng đã tạo điều kiện, giúp tôi trong quá trình học tập, làm thực nghiệm cũng nh trong quá trình hoàn thành bản luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Vũ Xuân Phơng - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp định danh thực vật. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo cán bộ khoa Hoá, khoa Nông Lâm Ng, khoa Sau đại học, bạn bè và ngời thân đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2007 Hoàng Hải Hiền 3 Mục lục Lời cảm ơn Mục lục Danh sách bảng Danh sách hình Bảng ký hiệu viết tắt Mở đầu 1 Chơng I Tổng quan 3 1.1. Chi Bình vôi (Stephania Lour.) 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại. 3 1.1.2. Hoá thực vật của một số loài trong chi bình vôi (Stephania). 7 1.1.3. Tác dụng dợc lý của các loài bình vôi 32 1.1.4. Tác dụng dợc lý của một số hợp chất chính trong chi bình vôi (Stephania) 33 1.1.4.1. L-tetrahydropalmatin (Rotundin) 33 1.1.3.2. Cepharanthin 34 1.1.3.3. Palmatin 35 1.1.3.4. Tetrandin 35 1.1.3.5. Cycleanin 35 1.1.3.6. Roemerin 35 1.2. Cây lõi tiền (S. longa Luor.) 36 1.2.1. Thực vật học 36 1.2.2. Thành phần hoá học 37 1.2.3. ứng dụng trong dân gian 40 Chơng II Phơng pháp nghiên cứu 42 2.1. Phơng pháp lấy mẫu 42 2.2. Phơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất 42 2.3. Phơng pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất 42 Chơng III thực nghiệm 43 3.1. Thiết bị và phơng pháp 43 3.1.1. Hoá chất 43 3.1.2. Các phơng pháp sắc ký 43 3.1.3. Dụng cụ và thiết bị 43 3.2. Nghiên cứu các hợp chất từ thân cây lõi tiền 44 3.2.1. Phân lập các hợp chất 44 3.2.2. Phơng pháp tiến hành sắc ký cột với phần cao metanol kết 46 4 tinh 3.3. Một số đặc trng vật lý và quang phổ của những chất đã phân lập 46 3.3.1. Hợp chất A 1 46 3.3.2. Hợp chất A 2 46 Chơng IV Kết quả và thảo luận 47 4.1. Xác định cấu trúc các hợp chất đợc phân lập 47 4.1.1. Chất N- oxit tetrahydropalmatin (A 1 ) 47 4.1.2. Chất palmatin (A 2 ) 58 Kết luận 69 Danh mục công trình 70 Tài liệu tham khảo 71 Danh mục các bảng Bảng 1: Các loài bình vôi đã tìm thấy ở Việt Nam 5 Bảng 2: Dự kiện phổ 1 H-NMR và 13 C-NMR của hợp chất A 1 50 Bảng 3: Dự kiện phổ 1 H-NMR v 13 C-NMR của hợp chất A 2 60 5 Danh Môc c¸c h×nh H×nh 1: ¶nh c©y lâi tiÒn (S. longa Lour.) 37 H×nh 2: Phæ 1 H-NMR cña hîp chÊt A 1 48 H×nh 3: Phæ 13 C-NMR cña hîp chÊt A 1 49 H×nh 4: Phæ khèi lîng cña hîp chÊt A 1 52 H×nh 5: Phæ 1 H-NMR cña hîp chÊt A 1 53 H×nh 5: Phæ 13 C-NMR cña hîp chÊt A 1 54 H×nh 7: Phæ DEPT cña hîp chÊt A 1 55 H×nh 8: Phæ HSQC cña hîp chÊt A 1 56 H×nh 9: Phæ HMBC cña hîp chÊt A 1 57 H×nh 10: Phæ 1 H-NMR cña hîp chÊt A 2 59 H×nh 11: Phæ 13 C-NMR cña hîp chÊt A 2 60 H×nh 12: Phæ khèi lîng cña hîp chÊt A 2 63 H×nh 13: Phæ 1 H-NMR cña hîp chÊt A 2 64 H×nh 14: Phæ 13 C-NMR cña hîp chÊt A 2 65 H×nh 15: Phæ DEPT cña hîp chÊt A 2 66 H×nh 16: Phæ HSQC cña hîp chÊt A 2 67 H×nh 17: Phæ HMBC cña hîp chÊt A 2 68 6 Những chữ viết tắt trong luận văn 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Phổ cộng hởng từ hạt nhân proton 13 C-NMR Cacbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Phổ cộng hởng từ hạt nhân cacbon-13 DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer COSY Correlated Spectroscopy HSQC Heteronuclear Selected Quantum Coherence Phổ tơng quan dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multibond Correlation Phổ tơng quan đa kết dị hạt nhân UV Ultraviolet Spectroscopy Phổ tử ngoại IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại CC Column Chromatography Sắc ký cột TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng EI-MS Electron Impact - Mass Spectroscopy Phổ khối và chạm electron LC-MS Liquid Chromatography - Mass Spectroscopy Sắc ký lỏng khối phổ liên hợp DMSO Dimetylsulfoxit TMS Tetrametylsilan CTPT Công thức phân tử (ppm) Độ dịch chuyển hoá học J (Hz) Hằng số tơng tác Đ.n.c ( o C) Điểm nóng chảy s singlet d doublet t triplet q quartet m multiplet 7 Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam nằm ở trung tâm Đông Nam châu á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình hàng năm khá cao (trên 22 o C), lợng ma hàng năm lớn (trung bình 1200 - 2800 mm), độ ẩm tơng đối cao (trên 80%). Những đặc thù về khí hậu nh vậy đã tạo cho nớc ta một hệ thực vật phong phú và đa dạng. Theo số liệu thống kê gần đây hệ thực vật Việt Nam có trên 10000 loài, trong đó có khoảng 3200 loài cây đợc sử dụng trong y học dân tộc và 600 loài cây cho tinh dầu. Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của đất nớc. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đang đóng một vai trò rất quan trọng trong đời sống con ngời. Chúng đợc dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹ phẩm. Ngày nay, thảo dợc vẫn đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc sản xuất dợc phẩm nh là nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp hoặc cung cấp những chất dẫn đờng cho việc tìm kiếm các biệt dợc mới. Theo tổ chức y tế thế giới WHO hiện nay có khoảng 80% các loại thuốc đã đợc phép lu hành cũng nh trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên. Trong các hợp chất thiên nhiên, ancaloit đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Đó là các hợp chất có hoạt tính sinh học rất lý thú. Một số loại thuốc bào chế từ ancaloit là những loại thuốc có công dụng chữa bệnh rất tốt đã đợc công nhận từ lâu. Ví dụ atropin trong cây cà độc dợc có tác dụng trực tiếp lên cơ thể, làm giảm sự có thắt, giảm sự đau đớn và ngừng tiêu chảy. Berberin có vị đắng có tác dụng chữa đau bụng. Morphin có tác dụng giảm đau mạnh dùng trong các tr- ờng hợp ung th giai đoạn cuối, giảm đau tức thì khi bị thơng trong chiến đấu, tuy nhiên nếu dùng thờng xuyên nó gây nghiện và nếu dùng liều cao quá sẽ gây tử vong. Đặc biệt các ancaloit chiết xuất từ loài bình vôi (Stephania) có hoạt tính rất 8 đa dạng, nhiều năm qua, các loại thuốc ngủ, "Rutunda", "Rutunsen", "Rosen-30", Stepia", Siro-Rotunda", đã đợc sản xuất từ L-tetrahydropalmatin, một ancaloit có trong củ của một số loài bình vôi. Rất nhiều loài bình vôi đã đợc biết trong những vị thuốc nổi tiếng trong y học cổ truyền Trung Quốc. Một số loài đợc coi trọng nh: phấn phòng kỷ (S. tetrendra), bình vôi hoa đầu (S. cepharantha). Loài phấn phòng kỷ đợc dùng làm thuốc giảm đau, lợi tiểu và đặc biệt là chữa cao huyết áp và xơ gan cổ trớng. Rễ củ của loài bình vôi hoa đầu đợc sử dụng để chữa bệnh lao phổi, lợi tiểu, giảm đau, điều tiết khả năng miễn dịch, kìm hãm sự phát triển của một số dòng tế bào ung th [21] Gần đây các nhà khoa học đã phát hiện các hợp chất ancaloit trong loài bình vôi (Stephania) có hoạt tính chống các tế bào ung th, ức chế virut HIV-I rất hiệu quả. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour.) ở Chùa Hơng, Hà Tây với mong muốn góp phần tìm hiểu thành phần hoá học các hợp chất có hoạt tính sinh học trong loài thực vật này ở Việt Nam. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu đợc hỗn hợp các hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour.). - Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền. 3. Đối tợng nghiên cứu: Đối tợng nghiên cứu là dịch chiết thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour.) thuộc chi Bình vôi (Stephania), họ Tiết dê (Menispermaceae) ở Chùa Hơng, Hà Tây. 9 Chơng I Tổng quan 1.1. Chi Bình vôi (Stephania Lour.) 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân loại Các loài trong chi Bình vôi (Stephania) đều là dây leo, sống lâu năm hoặc hằng năm. ở giai đoạn non thân thờng nhẵn, màu xanh nhạt, xanh bóng hoặc xanh đậm. Trên thân già thờng có những rãnh dọc, những mụn cóc sần sùi, màu nâu xám, nâu đen hoặc màu nâu đất. Rễ dạng sợi hoặc phình to tạo thành rễ củ. Rễ củ rất đa dạng về hình thái, kích thớc và màu sắc. Rễ củ thờng có dạng gần hình cầu hoặc hình trứng, hình trụ hoặc hình dạng bất định. Có loài rễ củ thờng chỉ nặng 0,5-3 kg, nhng cũng có loài cho rễ củ nặng tới 50 kg. Tùy thuộc vào từng loài, tuổi cây và điều kiện môi trờng, sinh thái, màu sắc vỏ củ cũng có nhiều thay đổi (nhẵn hoặc xù xì, màu nâu xám nhạt, nâu đậm, xám tro, đen .). Thịt củ nạc hoặc có lẫn những vằn xơ, màu trắng ngà, vàng tơi, vàng nhạt hoặc màu nâu đỏ, đỏ tơi. Lá mọc cách, cuống lá thờng mảnh dài từ 2-15 cm hai đầu phồng lên. Cuống lá đính vào lá thờng ở những vị trí xa mép dới của gốc lá ở những khoảng cách nhất định, tùy thuộc vào từng loài (có thể 1/5 đến 1/3 chiều dài phiến lá). Phiến lá mỏng hoặc dày, nhẵn bóng hoặc rải rác có lông, hình khiên, hình tam giác rộng, hình chân vịt, gồm 8-12 gân chính cùng xuất phát từ đỉnh cuống lá. Chóp lá nhọn, phiến lá tùy thuộc vào từng loài (màu xanh nhạt, xanh vàng nhạt, xanh đậm, xanh nâu nhạt hoặc đốm tía). Hoa đơn tính khác gốc. Cụm hoa đực, cái thờng mọc từ kẽ lá. Cụm hoa có dạng tán đơn, tán kép, xim tán kép, hình đầu đến tán gù. Hoa đực thờng có cấu tạo đối xứng tỏa tròn, có 6-8 lá đài xếp rời thành 2 vòng; 3-4 cánh hoa, dạng vỏ sò, màu vàng, đôi khi trắng xanh; nhị 2-6, thờng 4, chỉ nhị dính nhau tạo thành ống hình trụ, đầu nhị xòe thành đĩa tròn. Hoa cái thờng chỉ gồm 1 lá đài và hai cánh 10 . đợc hỗn hợp các hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour. ). - Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền. 3. Đối tợng. dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh Hoàng Hải Hiền Tách và xác định cấu trúc một số hợp chất từ thân cây lõi tiền (Stephania longa Lour. ) ở chùa hơng hà tây