Khóa luận tốt nghiệp đại học: Khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate của loài địa y Roccella montagnei

ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA HÓA HỌC

------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CAO ETHYL ACETATE

CỦA LOÀI ĐỊA Y ROCCELLA MONTAGNEI

GVHD: TS. DƢƠNG THÚC HUY

SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƢ

MSSV: K40.201.059

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2018

Xác nhận của Hội đồng phản biện:

.........................................................................................................................................

KÍ TÊN VÀ DUYỆT (Kí và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian được học tập và rèn luyện ở Khoa Hóa học, trường Đại Học Sư

Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, bản thân em đã tiếp nhận được rất nhiều kiến thức và các

kĩ năng cần thiết để tự tìm tòi và phát triển bản thân.

Em xin cảm ơn thầy Dương Thúc Huy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều

kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện cho đến lúc hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.

Em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô và các anh chị, các bạn sinh viên Khoa Hóa

học đã hỗ trợ cho em trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp.

Tuy nghiên, do kinh nghiệm chưa thật sự dày dặn cùng thời gian có hạn và hạn chế

về mặt vật chất nên khóa luận này không thể tránh khỏi sai sót, em rất mong nhận được sự

thông cảm và góp ý từ phía quý thầy cô và mọi người.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... i

MỤC LỤC ........................................................................................................................... ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ................................................................. iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................. v

DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... v

DANH MỤC PHỤ LỤC ..................................................................................................... v

LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................... Error! Bookmark not defined.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 2

1.1. Định nghĩa và phân loại địa y ................................................................................ 2

1.2. Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y ......................................... 3

1.3. Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y ................................................... 3

1.4. Nghiên cứu hóa học của một số loài địa y thuộc chi Roccella .............................. 4

1.5. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y ........................................................ 5

1.5.1. Hoạt tính đối với động vật ........................................................................... 7

1.5.2. Hoạt tính điều tiết tăng trưởng đối với thực vật bậc cao ............................. 7

1.5.3. Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme virus của các hợp chất địa y ....... 8

1.5.4. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y ..................... 9

1.5.5. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y .......... 12

CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................... 15

2.1. Máy móc, thiết bị, hóa chất .................................................................................. 15

2.2. Thu hái và xử lý mẫu nguyên liệu, ly trích và cô lập các hợp chất ..................... 15

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 18

3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất DS ......................................................... 18

3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất R1 ......................................................... 18

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................... 19

4.1. Kết luận ................................................................................................................ 19

4.2. Đề xuất ................................................................................................................. 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 20

PHỤ LỤC .............................................................................. Error! Bookmark not defined.

iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

Ac Acetone

AcOH Acid acetic

br Mũi dãn rộng (Broad)

C Chloroform

DMSO Dimethyl sulfoxide

d Mũi đôi (Doublet)

EA Ethyl acetate

H n-hexane

HMBC Tương quan 1H-13C qua 2, 3 nối (Heteronuclear Multiple Bond Coherence)

HSQC Tương quan 1H-13C qua 1 nối (Heteronuclear Single Quantum Correlation)

IC50

Nồng độ ức chế sự phát triển của 50% số tế bào thử nghiệm (Half Maximal Inhibitory Concentration)

J Coupling constant (Hằng số tương tác spin-spin)

NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

s Mũi đơn (Singlet)

SKC Sắc ký cột

δ Chemical shift (Độ chuyển dịch hóa học)

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1.1. Ba dạng chính của địa y

Hình 1.2. Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y

Hình 1.3. Các hợp chất cô lập từ địa y thuộc chi Rocella

Hình 1.4. Một số hợp chất cô lập từ địa y

Hình 2.1. Địa y Rocella montagnei

Hình 3.1. Một số tương quan HMBC trong hợp chất DS

Hình 3.2. Một số tương quan HMBC trong hợp chất R1

Hình 4.1. Cấu trúc hai hợp chất đã cô lập

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ sắc ký cột trên cao n-hexane

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ sắc kí cột trên cao ethyl acetate

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Hoạt tính điều tiết tăng trưởng đối với thực vật bậc cao

Bảng 1.2. Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme của virus của các hợp chất địa y

Bảng 1.3. Hoạt tính ức chế enzyme của một số hợp chất cô lập từ địa y

Bảng 1.4. Hoạt tính ức chế enzyme của một số hợp chất cô lập từ địa y

Bảng 1.5. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y

Bảng 1.6. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y

Bảng 3.1. So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất DS, acid lecanoric và acid

diorcinolic.

Bảng 3.2. So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất R1 và lecanorin

DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất DS

Phụ lục 2. Phổ HSQC và HMBC của hợp chất DS Phụ lục 3. Phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất R1

Phụ lục 4. Phổ HSQC và HMBC của hợp chất R1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong khoảng 20 năm trở lại đây, những nghiên cứu hóa học và sinh học về địa y

trên thế giới trở nên phổ biến. Địa y là thực vật bậc thấp, là kết quả của sự cộng sinh của

tảo và nấm. Nhờ dạng sống này, địa y có thể sống được ở nhiều nơi như trên đất đá, thân

cây, lá cây, trong những điều kiện môi trường từ vùng khô hạn đến khắc nghiệt. Ở Việt

Nam, người ta dễ dàng tìm thấy sự có mặt của địa y ở những nơi quen thuộc với sự phân

bố phong phú và đa dạng.

Từ xưa, con người đã biết sử dụng địa y vào nhiều mục đích khác nhau như làm

thực phẩm, men rượu, phẩm nhuộm. Địa y Evernia prunastri hiện vẫn được sử dụng

trong ngành kỹ nghệ mỹ phẩm để làm chất định hương. Một vài loại hợp chất polyphenol

có trong địa y có khả năng hấp thu tia UVB nên chúng được sử dụng làm kem chống

nắng. Quan trọng hơn hết là địa y đã được sử dụng để chữa một số bệnh như bệnh lao,

bệnh dại, cảm sốt, ho, vết thương ngoài da. Địa y Lobaria pulmonaria được sử dụng để

chữa bệnh liên quan đến đường hô hấp, viêm khớp (Atalay 2011 [1], Suleyman 2003 [2]),

địa y Parmelia sulcata chữa các bệnh về sọ não, loài Peltigera được sử dụng để chữa trị

các bệnh dại (Barrington 1974 [3]). Địa y Cetraria islandica được sử dụng ở Thuỵ Điển

làm thuốc chữa bệnh đái tháo đường, viêm phổi (Ahmadjian 1963 [4]). Các nghiên cứu

cho biết địa y thường chứa các loại hợp chất thơm như depside, depsidone, depsone, dẫn

xuất dibenzofuran và các hợp chất có màu như xanthone, antraquinone và dẫn xuất acid

usnic (Devehat 2007 [5]). Nhiều loại depsidone có đa dạng hoạt tính sinh học đặc biệt

trong ức chế enzyme liên quan đến các bệnh chuyển hóa ở người [6].

Nhằm phát triển các nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài địa y sinh trưởng

ở Việt Nam nói chung cũng như mở rộng các nghiên cứu trên loài địa y Roccella

montagnei, chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate

của loài địa y Roccella montagnei”.

CHƢƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1. Định nghĩa và phân loại địa y

Địa y là một dạng thực vật bậc thấp đặc biệt, là kết quả cộng sinh của nấm

(mycobiont) và một thành phần quang hợp (photobiont) thường là tảo (green alga) hay vi

khuẩn lam (cyanobacterium). Hiện nay có khoảng 17.000 loài địa y đã được tìm thấy.

Thông thường địa y chia làm 3 dạng: dạng khảm, dạng phiến và dạng sợi (Choi và cộng

sự, 2008)[7]:

Flavoparmelia caperata, (Foliose lichen) Letharia vulpina, (Fructicose lichen)

Xanthoria sp., (Crustose lichen) Hình 1.1. Ba dạng chính của địa y

Thành phần tảo của địa y sản sinh các carbohydrate bằng quá trình quang hợp, còn

thành phần nấm sản sinh các hợp chất tự nhiên (để chống tia UV, ngăn chặn sâu bọ và

các loài động vật ăn cỏ, …), cung cấp nước và khoáng chất. Kết quả từ sự cộng sinh này

giúp địa y có thể sinh trưởng và sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt, chủ yếu ở

vùng vĩ độ cao, vùng nhiệt đới, và có thể hiện diện ở khắp mọi nơi như trên đá, đất, lá

cây, thân cây, kim loại, thủy tinh (Choi và cộng sự, 2008)[7].

Ðể hiểu được bản chất của địa y và giải thích nguồn gốc của chúng, các nhà thực

vật học đã thử tổng hợp địa y từ tế bào tảo và nấm. Mặc dù cả hai thành phần được nuôi

cấy riêng rẽ nhưng việc tổ hợp lại thành địa y thật sự khó khăn.

1.2. Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y

 Bảo vệ đối với cây trồng bậc thấp và bậc cao.

 Các hợp chất thơm hấp thụ tia UV, bảo vệ địa y chống lại bức xạ có hại.

 Các acid carboxylic từ địa y là tác chất tạo phức mạnh và giúp cho địa y lấy được

các khoáng chất từ vật chủ nơi địa y bám vào (substrate) (Choi và cộng sự, 2008)[7].

 Giúp xua đuổi thú ăn thịt và côn trùng.

1.3. Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y

Có nhiều hệ thống phân loại các hợp chất hóa học từ địa y, trong đó được sử dụng

nhiều nhất là hệ thống phân loại do Shibata và công sự đề nghị (Huneck 1997)[8]:

Các hợp chất hóa học trong địa y được chia làm ba nhóm chính dựa theo nguồn gốc

sinh tổng hợp của chúng (Hình 1.2).

 Nguồn gốc acid shikimic: terphenylquinone và dẫn xuất của acid tetronic.

 Nguồn gốc acid mevalonic: triterpenoid.

 Nguồn gốc acetate-malonate: các acid dây dài và các acid phenol.

Tảo

Nấm

Hình 1.2. Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y

1.4. Nghiên cứu hóa học của một số loài địa y thuộc chi Roccella

Địa y Roccella đã được nghiên cứu hóa học trong hơn 50 năm. Nghiên cứu hóa

thực vật trên chi Roccella được công bố trên một số loài Roccella fuciformis, R. phycopis

Ach., R. capesis Follm., R. galapagoensis, R. hypomecha Bory., R. montagnei, R.

portentosa và R. capesis Follm. D-Montagnetol và D-erythrin là các hợp chất chính, được

tìm thấy trên tất cả các loài địa y Roccella [9].

● Roccella capesis

9-Methyl pannarate (R10) được cô lập bởi Huneck S. và cộng sự (1991) [10].

D-Tagatose (R3) từ R. fuciformis được cô lập bởi Culberson C. F. (1969) [11].

● Roccella fuciformis

Ethyl orsellinate (R4) được ly trích từ R. fuciformis (Huneck S., 1997) [8]. Acid lepraric (R7) được cô lập từ R. fuciformis bởi Aberhart D. J. (1969) [12]. 2-Methyl-5-hydroxy-6-

hydroxymethyl-7-methoxychromone (R8) được cô lập từ R. fuciformis bởi Huneck S. và Follmann G. (1972) [9].

Picroroccellin (R14) được cô lập bởi Marcuccio S. M. và Elix J. A. từ R.

fuciformis (1983) [13].

● Roccella galapagoensis

Galapagin (R9) được cô lập bởi Huneck S. (1992) [14].

● Roccella hypomecha

Acid 3-O-Demethylschizopeltic (R11) được cô lập bởi Huneck và cộng sự (1993)

[15].

● Roccella montagnei

Năm 1969, D-(+)-montagnetol (R5) được cô lập từ R. montagnei bởi Culberson C.

F. và cộng sự [11]. Năm 2017, Duong T. H. và cộng sự đã cô lập được 5 hợp chất mới

orsellinylmontagnetol A–D và hydrofurylmontagnetol (R15-R19) cùng với (+)-D-

montagnetol (R5), (+)-D-erythrin (R6), 1-acetylerythritol (R20), acid lecanoric (R21),

lecanorin (R22), acid orsellinic (R23), methyl orsellinate (R24).

● Roccella phycopis

Acid roccellic (R1) được cô lập từ R. phycopis Ach. Bởi Huneck S. và cộng sự

(1994) [12]. Meso-erythritol (R2) và erythrin (R6) được cô lập từ R. phycopis bởi Culberson C. F. (1969) [11].

● Roccella portentosa

Acetylportentol (R12) và portentol (R13) được cô lập từ R. portentosa bởi

Aberhart D. J. và cộng sự (1970) [12].

1.5. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y

Địa y sản sinh ra một lượng lớn các hợp chất hữu cơ, đa số có hoạt tính sinh học và

nhiều loại trong chúng là đặc hiệu của địa y trong hoá học các hợp chất tự nhiên. Tuy

vậy, các khảo sát hoá học trên địa y bị hạn chế do nguồn cung có hạn, vì các địa y phát

triển rất chậm. Những nghiên cứu gần đây cho thấy việc nuôi cấy địa y trong phòng thí

nghiệm cũng không dễ dàng, chỉ khoảng 10% địa y được nuôi cấy thành công, tuy nhiên

chúng lại chứa các hợp chất hữu cơ khác hẳn với các hợp chất có trong cùng loại địa y tự nhiên. Lê Hoàng Duy (2012)[16] đã nghiên cứu nuôi cấy thành công 10% trên khoảng 50

loài địa y lấy từ Việt Nam. Tuy đạt thành công về mặt cô lập hợp chất mới nhưng hầu

như các hợp chất cô lập từ địa y nuôi cấy đều khác so với các hợp chất địa y tự nhiên.

Khoảng gần 1.000 hợp chất địa y đã được cô lập cho đến nay. Nghiên cứu về hoạt

tính sinh học và khả năng dược học của các hợp chất tự nhiên từ địa y được thống kê đầy

đủ của Boustie (2010)[6], Huneck (1999)[17], Muller (2001)[18] về kháng khuẩn, kháng

virus, chống oxy hóa, kháng ung thư, kháng viêm, kháng enzyme …

Hình 1.3. Các hợp chất được cô lập từ loài địa y thuộc chi Roccella

1.5.1. Hoạt tính đối với động vật

Acid caperatic và các cao chiết xuất từ địa y Flavoparmelia baltimorensis và

Xanthoparmelia cumberlvàia kìm hãm sự tăng trưởng của loài ốc Pallifera varia.

Các hợp chất phenol đơn vòng gây độc ấu trùng của loài giun Toxocara canis.

Atranorin, pulvinic acid dilactone, calycin, parietin, acid evernic, acid psoromic,

acid physodic, acid 3-hydroxyphysodic, acid fumarprotocetraric, acid stictic, acid

norstictic, acid salazinic, acid vulpinic, acid rhizocarpic và acid usnic làm giảm sự tăng

trưởng của ấu trùng ăn tạp Spodoptera littoralis nhưng không ảnh hưởng đến sự sống

còn của chúng.

1.5.2. Hoạt tính điều tiết tăng trƣởng đối với thực vật bậc cao

Một số hợp chất từ địa y thể hiện hoạt tính điều tiết tăng trưởng đối với thực vật bậc

cao như Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Hoạt tính điều tiết tăng trƣởng đối với thực vật bậc cao

Địa y hoặc các hợp chất của địa y Hoạt tính

Ức chế sự tăng trưởng của cây rau diếp

Acid barbatic, acid 4-O-demethylbarbatic, acid diffractaic, acid evernic, acid lecanoric, acid β- orcinolcarboxylic, acid orsellinic

Ergochrome AA (acid secalonic A) Gây độc cho thực vật

Acid evernic

Giảm các nồng độ chất diệp lục trong lá rau bina

Acid lecanoric

Nguyên nhân gây bất thường cho gốc của cây Allium cepa

Các hợp chất phenol đơn vòng

Hoạt tính ức chế của độc chất thực vật

Các quinone từ Pyxine spp

Ức chế sự nguyên phân của rễ cây Allium cepa

Acid usnic

Ức chế sự nảy mầm và phát triển của Lepidium sativum

1.5.3. Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme virus của các hợp chất địa y

Anthraquinone như emodin và các chất tương tự có hoạt tính kháng virus. Hypericin

có hoạt tính đáng kể chống lại sự sao chép ngược của virus HIV (antiretroviral). Các hợp

chất 7,7’-dichlorohypericin cũng như 5,7-dichloroemodin có hoạt tính mạnh đối với virus

HSV-1 (virus bệnh sinh dục herpes đơn dạng loại 1) trong khi các anthraquinone thế

monochloro có hoạt tính giảm hơn. Hoạt tính dường như tăng theo số lượng nguyên tử Cl

trong cấu trúc (Muller 2001)[18].

Các hợp chất thơm cô lập từ các loài địa y như depsidone, depside và diphenyl ether

thể hiện hoạt tính ức chế mạnh nhiều loại enzyme.

Bảng 1.2. Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme của virus của các hợp chất địa y

Hợp chất Virus và enzyme của virus

Depsidone: acid virensic và dẫn xuất tương tự Hệ enzyme đặc hiệu đính thể nguyên thực khuẩn vào nhiễm sắc thể virus HIV.

Nhân bản của HIV Acid butyrolactone: acid protolichesterinic

(+)-Acid usnic và 4 depside khác Virus Epstein-Barr (EBV)

HIV, cytomegalovirus và các virus khác

Emodin, 7-cloroemodin, 7-chloro-1-O- methylemodin, 5,7-dichloroemodin, hypericin

Từ địa y Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm, thu hái trên núi Zelengora (Bosnia), hai

hợp chất depsidone đã được cô lập, đó là: diacid 4-formyl-8-hydroxy-1,9-dimethyl-3-

methoxy-11-oxo-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-6,7-carboxylic và 7,8-diacetoxy-4-

formyl-1,9-dimethyl-3-methoxy-11-oxo-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin [6]. Thử nghiệm

hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng cho

thấy hợp chất diacid không có hoạt tính nhưng hợp chất mang hai nhóm acetate lại có

hoạt tính khá ở nồng độ 1 g/ mL, so với chất đối chứng dương galanthamine hoạt tính ở

nồng độ 0,01 g/ mL [6].

Depsidone acid lobaric [9] ức chế mạnh được nhiều loại enzyme như 12(S)-

lipoxygenase platelet-type (IC50 28,5 µM), 5-lipoxygenase (IC50 7,3 µM), protein

tyrosine phosphate 1B (PTP1B, IC50 0,87 µM), cyclogenase (IC50 29,2 µM). Các hợp

chất diphenyl ether pseudodepsidone (H1) và (H2) [7] có khả năng ức chế mạnh dòng

enzyme PTP1B với giá trị lần lượt IC50 6,86 và 2,48 µM và depside acid baeomyceric ức

chế enzyme 5-lipoxygenase với giá trị IC50 8,3 µM. Một số hợp chất địa y khác ức chế

vài loại enzyme được thống kê bởi Boustie (2010) [6] và Muller (2001) [15], lần lượt

minh họa trong Bảng 1.1 và 1.2.

1.5.4. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y

Các hợp chất từ địa y cũng là những hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả.

Acid protolichesterinic được thử nghiệm in vitro kháng khuẩn Helicobacter pylori (acid

này là thành phần trong thuốc cổ truyền giảm đau dạ dày với tên Iceland moss) (Muller

2001)[18]. Một số lượng lớn các hợp chất địa y kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn hay

nấm như alectosarmentin, pannarin và chloropannarin, emodin và physcion, acid evernic,

acid leprapinic và dẫn xuất, các hợp chất phenol đơn vòng, acid puvinic và dẫn xuất, acid

usnic và dẫn xuất (Bảng 1.3) (Muller 2001)[18]. Khả năng kháng nấm của các hợp chất

địa y cũng được đánh giá dựa trên giá trị MIC, thí dụ như các hợp chất parietin, fallacinal, emodin (Boustie 2010) [6]. Trong các hợp chất địa y, acid usnic và dẫn xuất

của nó cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cực kì mạnh trên khá nhiều dòng vi khuẩn.

Hình 1.4. Một số hợp chất cô lập từ địa y

Bảng 1.3. Hoạt tính ức chế enzyme của một số hợp chất cô lập từ địa y [6]

Tên hợp chất Loại enzyme

Depside atranorin

Ức chế mức độ trung bình enzyme protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) (IC50= 63,5 µM). (H8)

Ức chế yếu enzyme 12(S)-lipoxygenase platelet- type (100 µg/mL: 15%) Depside acid baeomycesic

(H4)

Ức chế enzyme 5-lipoxygenase từ porcine leukocyte (IC50= 8,3 µM)

Tridepside tenuiorin (H7) Ức chế enzyme 5-lipoxygenase (IC50= 59,6 µM).

Orcinol (H10) Kháng viêm: ức chế enzyme phospholipase synovial fluid A2 (IC50= 0,22 mM).

Methyl β-orsellinate (H11) Kháng viêm: ức chế enzyme phospholipase synovial fluid A2 (IC50= 0,26 mM).

Acid usnic (H14) Ức chế mức độ trung bình enzyme protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) (IC50= 16,4 µM).

Usimines AC (H15, H16) Ức chế mức độ trung bình enzyme protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) (IC50= 16,423,0 µM).

protolichesterinic

Ức chế enzyme 12(S)-lipoxygenase platelet-type (IC50= 77,0 µM)

Acid (H13) Ức chế enzyme 5-lipoxygenase (IC50= 20,0 µM)

Acid lichesterinic (H9) Ức chế enzyme 12(S)-lipoxygenase platelet-type (IC50= 77,0 µM)

Stereocalpin A (H17) Ức chế mức độ yếu đối với enzyme protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) (IC50= 40,0 µM).

Ức chế enzyme cyclogenase (IC50= 64,3 µM). cis-9-Octadecenamide (H12)

Bảng 1.4. Hoạt tính ức chế enzyme của một số hợp chất cô lập từ địa y [18]

Hợp chất Enzyme

Atranorin (H8)

Trypsin, Pankreaselastase, Phosphorylase

Tyrosinase

Bis-(2,4-dihydroxy-6-n- propylphenyl)methane, divarinol, cao thô của địa y Cetraria chiết juniperina, Hypogymnia physodes and Letharia vulpina

Chrysophanol Glutathione reductase

Monoaminoxidase B confluentic, acid 2β-O-

Acid methylperlatolic

Acid 4-O-methylcryptochlorophaeic Prostataglandinsynthetase

Acid (+)-protolichesterinic

5-Lipoxygenase (ngăn cản sự sao chép ngược virus HIV)

Acid vulpinic Phosphorylase

Acid norsolorinic Monoamino oxidase

Acid physodic Arginine decarboxylase

Acid usnic (H14) Ornithine decarboxylase

1.5.5. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y

Hợp chất từ địa y có khả năng gây độc tế bào mạnh là acid usnic. Thử nghiệm

kháng u (antitumour) của acid usnic được khám phá cách đây 3 thập niên, được thử

nghiệm lần đầu đối với hệ thống thử nghiệm ung thư phổi Lewis bởi Kupchan và

Kopperman (1975)[20]. Những nghiên cứu về mối liên hệ hoạt tính cấu trúc cũng được

khảo sát và kết quả đã chỉ ra rằng tính thân dầu (lipophilicity) có ảnh hưởng quan trọng

đối với khả năng gây độc tế bào. Hai liên kết hydrogen nội phân tử trong cấu trúc của

acid usnic đã làm tăng tính thân dầu tự nhiên của nó.

Depside và depsidone cũng thể hiện độc tính tế bào tương đối. Acid depsidone

lobaric và acid depside baeomyceic cùng có khả năng ức chế sự phát triển của 14 dòng tế bào ung thư với giá trị IC50 trong khoảng 12-65 µg/mL (Boustie 2010) [6]. Depsidone

pannarin và depside sphaerophin cũng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư tuyến tiền

liệt DU-145 và tế bào ung thư da M14 với IC50 trong khoảng 25-30 µg/mL (Bảng 1.4) (Boustie 2010) [6].

Ngoài ra, một số hợp chất có hoạt tính ức chế enzyme trình bày trong bảng 1.5.

Bảng 1.5. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y

Hợp chất Vi khuẩn

Acid usnic và các dẫn xuất

Vi khuẩn gram (+), Bacteroides spp., Clostridium subtilis, Staphylococcus perfringens, Bacillus aureus, Staphylococcus spp., Enterococcus spp., Mycobacterium aurum

Acid protolichesterinic Helicobacter pylori

Bacillus achliae,

Methyl orsellinate, ethyl orsellinate, methyl β-orsellinate, methyl haematommate Epidermophyton floccosum, Microsporum canis, M. gypseum, Trichophyton rubrum, T. mentagrophytes, Verticillium subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Cvàida albicans

Alectosarmentin Staphylococcus aureus, Mycobacterium smegmatitis

1´-Chloropannarin, pannarin Leishmania spp

Emodin, physcion Bacillus brevis

Acid pulvinic và dẫn xuất Drechslera rostrata, Alternaria alternata Vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí

Acid leprapinic và dẫn xuất Vi khuẩn Gram (+) và Gram (-)

Hợp chất

Bảng 1.6. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y

Hoạt tính trên loại tế bào

(-)-Acid usnic

Kháng ung thư phổi Lewis, ung thư bạch cầu P388, ức chế phân bào, có hoạt tính chống lại tế bào sừng hóa HaCat

Acid protolichesterinic

Có hoạt tính chống lại tế bào ung thư bạch cầu K-562 và khối u rắn Ehrlich

Gây độc cho quá trình tái tạo các lympho bào

Pannarin, 1-chloropannarin, sphaerophorin

Naphthazarin Có hoạt tính chống lại dòng tế bào sừng hóa

Scabrosin ester và dẫn xuất, euplectin Gây độc chống lại tế bào murine P815 mastocytoma và các dòng tế bào khác

Hydrocarpone, acid salazinic, acid stitic Có hoạt tính với sự nhân bản của tế bào gan chuột

Có hoạt tính chống lại tế bào ung thư bạch cầu

Acid psoromic, chrysophanol, emodin và dẫn xuất

CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM

2.1. Máy móc, thiết bị, hóa chất

Phổ 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC được ghi bằng máy Bruker Avance 500 tại Phòng Phân tích trung tâm, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM (phổ 1H-NMR được đo ở tần số 500MHz và phổ 13C-NMR được đo ở tần số 125 MHz). Dung môi sử dụng gồm có: ethyl acetate, acid acetic, acetone, chloroform, methanol, n-hexane được cung cấp bởi hãng Chemsol (Việt Nam). Sắc kí cột pha thường sử dụng silica gel kích thước hạt (0.040–0.063 mm, Merck). Sắc kí gel Sephadex sử dụng hạt gel LH-20.

2.2. Thu hái và xử lý mẫu nguyên liệu, ly trích và cô lập các hợp chất

Địa y Roccella montagnei, họ Rocellaceae được thu hái ở chùa Cổ Thạch, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận, Việt Nam từ tháng 8-2012. Tên khoa học được xác định bởi tiến sĩ Holger Thüs, Bảo tàng lịch sử tự nhiên, London, Anh. Mẫu ký hiệu số US-B024 và được lưu trong quyển tiêu bản thực vật tại bộ môn Hoá hữu cơ, Khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.

Hình 2.1. Địa y Roccella montagnei

Bột khô địa y nghiền nhỏ (2,600.0 g) được ngâm dầm trong acetone và dịch chiết cô quay dưới áp suất thấp. Trong quá trình acetone bay hơi, kết tủa trắng erythrin (204.7 g) xuất hiện dần và được lọc riêng. Phần dung dịch lọc còn lại được tiếp tục cô quay thu được cao acetone thô (395.3 g). Tiến hành chiết lỏng lỏng với dung môi có độ phân cực tăng dần và cô quay dịch chiết thu được cao n-hexane (53.6 g), cao ethyl acetate (200.0 g) và phần còn lại (15.9 g).

Tiến hành sắc kí cột silica gel pha thường với cao n-hexane, giải ly với hệ dung môi n-hexane: ethyl acetate: acetone (5:1:0.2) để thu được 9 phân đoạn H1 (10.8 g), H2 (8.0 g), H3 (5.7 g), H4 (4.5 g), H5 (2.4 g), H6 (1.3 g), H7 (0.7 g), H8 (1.5 g), H9 (4.0 g). Sắc kí gel Sephadex với dung môi methanol phân đoạn H5 thu được 7 phân đoạn H5.1 (516.0 mg), H5.2 (503.0 mg), H5.3 (784.0 mg), H5.4 (316.0 mg), H5.5 (178.0 mg), H5.6 (123.0 mg), H5.7 (1012.0 mg). Tiến hành sắc kí cột silica gel pha thường với phân đoạn H5.3, giải ly với hệ dung môi chloroform: ethyl acetate: acetone: nước (1:2:2:0.01) thu được DS (4.2 mg).

Bột địa y Roccella montagnei

- Ngâm dầm với dung môi actone (10x3.5 L) - Cô quay dịch chiết

(2,600.0 g)

-Chiết lỏng-lỏng với dung môi

có độ phân cực tăng dần

- Cô quay dịch chiết

Kết tủa T (204.7 g) Cao acetone (396.0 g)

SKC H:EA:Ac (5:1:0.2)

Phần còn lại (15.91 g) Cao n-hexane (53.6 g) Cao ethyl acetate (200.0 g)

H1 H2 H3 H9 H4 H5 H6 H7 H8

Sephadex LH-20

(10.8 g) (8.0 g) (5.7 g) (4.0 g) (4.5 g) (2.4 g) (1.3 g) (0.7 g) (1.5 g)

H5.1 H5.2 H5.3 H5.7 H5.4 H5.5 H5.6

SKC C:EA:Ac:H2O (1:2:2:0.01)

(516.0 mg) (503.0 mg) (748.0 mg) (1012.0 mg) (316.0 mg) (178.0 mg) (123.0 mg)

DS (4.2 mg)

Sơ đồ 2.1. Sắc kí cột trên cao n-hexane

Cao ethyl acetate (200 g)

Lọc nhiều lần với dung môi acetone

Phần tủa (80.0 g)

Phần dịch

SKC Hex:EA:Ac:AcOH (5:1:2:0.2)

Rửa nhiều lần cao ethyl acetate với dung môi acetone thu được phần dịch hữu cơ và phần tủa (80.0 g). Tiến hành sắc kí cột silica gel pha thường với phần dịch, giải ly với hệ dung môi n-hexane: ethyl acetate: acetone: acid acetic (5:1:2:0.2) để thu được 13 phân đoạn EA1 (1.7 g), EA2 (4.1 g), EA3 (1.4 g), EA4 (6.6 g), EA5 (9.0 g), EA6 (9.5 g), EA7 (15.3 g), EA8 (9.4 g), EA9 (5.2 g), EA10 (4.2 g), EA11 (3.9 g), EA12 (10.5 g), EA13 (9.0 g). Từ phân đoạn EA1 (1.7 g) thực hiện sắc kí cột silica gel pha thường, giải ly nhiều lần với hệ dung môi n-hexane: ethyl acetate: acetone (5:1:0.2) thu được hợp chất R1 (5.0 mg).

EA1 EA2 EA3 EA4 EA5 EA13 EA6 EA7 EA8 EA9 EA10 EA11 EA12

SKC Hex:EA:Ac (5:1:0.2)

(1.7 g) (4.1 g) (1.4 g) (6.6 g) (9.0 g) (9.0 g) (9.5 g) (15.3 g) (9.4 g) (5.2 g) (4.2 g) (3.9 g) (10.5 g)

R1 (5.0 mg)

Sơ đồ 2.2. Sắc kí cột trên cao ethyl acetate

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất DS

Hợp chất DS thu được từ phân đoạn cao n-hexane của loài địa y Roccella

montagnei là chất dầu, màu vàng.

Phổ 1H và 13C-NMR (phụ lục 1).

Phổ HSQC và HMBC (phụ lục 2).

3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất R1

Hợp chất R1 thu được từ phân đoạn cao ethyl acetate của loài địa y Roccella

montagnei.

Phổ 1H và 13C-NMR (phụ lục 3).

Phổ HSQC và HMBC (phụ lục 4).

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

4.1. Kết luận

Từ mẫu địa y Roccella montagnei thu hái ở chùa Cổ Thạch, huyện Tuy Phong,

tỉnh Bình Thuận đã cô lập được hai hợp chất DS và R1. Bằng các phương pháp phổ

nghiệm hiện đại kết hợp với so sánh tài liệu tham khảo xác định được cấu trúc của hai

hợp chất hữu cơ gồm

Acid diorcinolic 4-carboxydiorcinal

Hình 4.1. Cấu trúc hai hợp chất đã cô lập

4.2. Đề xuất

Vì điều kiện về thời gian và vật chất không cho phép, nên trong phạm vi của đề

tài này, chúng tôi chỉ khảo sát trên phân đoạn cao ethyl acetate. Trong thời gian sắp

tới, nếu có điều kiện chúng tôi sẽ tiến hành khảo sát trên các phân đoạn cao còn lại.

Đồng thời chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm một số hoạt tính sinh học ở các loại cao

và hợp chất đã cô lập được.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Atalay F., Halici M. B., Mavi A., Cakir A., Odabasoglu F., Kazaz C., Aslan A.,

Kufrevioglu O. I. Antioxidant phenolics from Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm and

Usnea longissima Ach. lichen species, Turk J. Chem., 35, 647–661, 2011.

2. Süleyman H., Odabasoglu F., Aslan A., Cakir A., Karagoz Y., Gocer F., Halici M.,

Bayir Y., Anti-inflammatory and antiulcerogenic effects of the aqueous extract of

Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm., Phytomedicine, 10, 552–557, 2003. 3. Barrington E. J. W., Willis A. J., The biology of lichens: Contemporary biology, 2nd

edition, Edward Arnold, London, 10, 159–163, 1974.

4. Ahmadjian V., Nilsson S. Swedish Lichens. Yb. Am. Swed. Hist. Fdn., 1963.

5. Devehat F. L.-L., Tomasi S., Elix J. A., Bernard A., Rouaud I., Uriac P., Boustie J.

Stictic acid derivatives from the lichen Usnea articulate and their antioxidant

activities, J. Nat. Prod., 70, 1218–1220, 2007.

6. Boustie J., Tomashi S., Grube M., Bioactive lichen metabolites: alpine habitats as an

untapped source, Phytochemistry Review, 10(3), 287–307, 2011.

7. Yit Heng Choi, Generic potential of lichen-forming fungi in polyketide biosynthesis,

A thesis for Doctor of Philosophy, RMIT University, 10-15, 2008.

8. Huneck S., Yoshimura I., Identification of lichen substances, Springer, Berlin,

155−311, 1997.

9. Duong T. H., Huynh B. L. C., Chavasiri W., Chollet-Krugler M., Nguyen V. K., Nguyen T. H. T., Hansen P. E., Pogam P. L., Thüs H., Boustie J., Nguyen K. P. P.,

New erythritol derivatives from the fertile form of Roccella montagnei,

Phytochemistry, 137, 156-164, 2017.

10. Huneck S., Jakupovic J., Follmann G., 9-Methylpannarate from the lichen

Roccella capesis. Z Naturforsch, 969-970, 1991b.

11. Culberson C. F., Chemical and botanical guide to lichen products. Univ North

Carolina Press, Chapel Hill, 1969.

12. Alberhart D. J., Overton K. H., Huneck S., Studies on lichen sunstance. Part LXII.

Aromatic constituents of the lichen Roccella fuciformis DC. A recised structure for

lepraric acid. J Chem Soc, 704-707, 1969.

13. Marcuccio S. M., Elix J. A., A structual revision of picroroccellin , Tetrahedron

Lett., 1445-1448, 1983.

14. O’Donovan D. G., Robert G., Keogh M. F., Structure of the β-orcinol depsidones,

connorstictic acid and consalazinic acid, Phytochemistry, 19, 2497−2499, 1980.

15. Sakurai A., Goto Y., Chemical studies on the lichen. I. The structure of

isolecanoric acid, a new ortho-depside isolated from Parmelia tinctorum Despr.,

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 60, 1917−1918, 1987.

16. Le Hoang Duy, Chemical study of common lichens in the south of Vienam, A thesis

for Doctor of Philosophy, Kobe Pharmaceutical University, 2-8, 2012.

17. Huneck S., “The significance of lichens and their metabolites”,

Naturwissenschaften, 86, 559–570, 1999.

18. Muller K., Pharmaceutically relevant metabolites from lichens, Applied

Microbiology and Biotechnology, 56, 9−16, 2001.

19. S. Morris Kupchan, Herbert L. Kopperman, “l-Usnic acid: Tumor inhibitor isolated

from lichens”, Experientia, 31, 625-625, 1975.

20. Liu S., Wang H., Su M., Hwang GJ., Hong J., Jung JH., New metabolites from the

sponge-derived fungus Aspergillus sydowii J05B-7F-4, Natural product research, 2-5,

2017.

21. Choudhary M. I., Meher A., Wahab A., Khan A.; Rasheed S., New antiglycation

and enzyme inhibitors from Parmotrema cooperi, Science China Chemistry, 54, 1926-

1931, 2011.

Khóa luận tốt nghiệp đại học: Khảo sát thành phần hóa học cao ethyl acetate của loài địa y Roccella montagnei

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CAO ETHYL ACETATE

CỦA LOÀI ĐỊA Y ROCCELLA MONTAGNEI

CHƢƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1. Định nghĩa và phân loại địa y

1.2. Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y

1.3. Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y

Tảo

Nấm

1.4. Nghiên cứu hóa học của một số loài địa y thuộc chi Roccella

1.5. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y

2.1. Máy móc, thiết bị, hóa chất

2.2. Thu hái và xử lý mẫu nguyên liệu, ly trích và cô lập các hợp chất

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất DS

3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất R1

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

4.1. Kết luận

4.2. Đề xuất

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok