Khóa luận tốt nghiệp: Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước cây Tầm bóp Physalis angulata

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu với với mục đích nhằm góp phần tìm hiểu thêm về những thành phần hóa học của cây trong phân đoạn nước. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành y dược trong công cuộc chữa bệnh cứu người và làm tăng thêm kho tàng tri thức về cây thuốc cổ truyền Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước cây Tầm bóp Physalis angulata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ MAI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CÂY TẦM BÓP PHYSALIS ANGULATA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ HÀ NỘI – 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ MAI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC PHÂN ĐOẠN NƯỚC CÂY TẦM BÓP PHYSALIS ANGULATA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN VĂN BẰNG HÀ NỘI – 2017
LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG đã định hướng và hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp. Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo và các anh, chị cán bộ Viện Hóa Sinh biển đã tận tình chỉ bảo và tạo điều kiện cho em được sử dụng các thiết bị tiên tiến của viện để nghiên cứu và hoàn thành tốt đề tài khóa luận tốt nghiệp của mình. Em xin chân thành cảm ơn TS. Hoàng Lê Tuấn Anh - Viện Hóa Sinh biển - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam người đã tận tình, hướng dẫn và giúp em hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa học - Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện và giúp đỡ, dạy dỗ em trong quá trình học tập tại trường. Xin cảm ơn gia đình và tất cả các bạn bè đã động viên, khích lệ giúp đỡ trong quá trình học tập và làm khóa luận. Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp này mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn không thể tránh được những thiếu sót. Vì vậy em kính mong nhận được ý kiến đóng góp chỉ bảo của các quý thầy, cô. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 03 năm 2017 Sinh viên NGUYỄN THỊ MAI
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong khóa luận: “Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước cây Tầm bóp Physalis Angulata” Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Bằng là hoàn toàn trung thực và không trùng với kết quả của tác giả khác. Sinh viên Nguyễn Thị Mai
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chú giải 13C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 2D-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two- Dimensional NMR CC Sắc ký cột Column Chromatography DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer EI-MS Phổ khối lượng va chạm electron Electron Impact Mass Spectroscopy HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy Me Nhóm metyl MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy TLC Sắc ký lớp mỏng Thin Layer Chromatography
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1: Cây Tầm bóp............................................................................... 3 Hình 1.2: Hoa và quả cây Tầm bóp ............................................................. 3 Hình 1.3: Quả Tầm bóp xanh ...................................................................... 3 Hình 1.4: Quả Tầm bóp khi chín.................................................................. 3 Sơ đồ 1: Sơ đồ phân lập cây Tầm bóp....................................................... 30 Hình 4.1.1 Cấu trúc của hợp chất Icariside E5 (VPA1A) ................................. 32 Hình 4.1.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất 1 ....................................................... 33 Hình 4.1.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất 1 ....................................................... 34 Hình 4.1.4 Phổ HMBC của hợp chất 1........................................................... 35 Hình 4.1.5 Phổ HSQC của hợp chất 1............................................................ 36 Hình 4.1.6: Một số tư ơng tác HMBC của hợp chất 1 ...................................... 36 Hình 4.2.1 Cấu trúc của hợp chất Methyl salicylate 2-0-triglycoside (VPA7) ... 38 Hình 4.2.2: Phổ 1H-NMR hợp chất 2 .............................................................. 39 Hình 4.2.3: Phổ 13C-NMR hợp chất 2 ............................................................. 40 Hình 4.2.4: Phổ HMBC hợp chất 2................................................................. 41 Hình 4.2.6 Một số tương tác HMBC chính của hợp chất 2 ............................... 43
Bảng 4.1: Số liệu phổ NMR của chất 1 và chất tham khảo ...........................37 Bảng 4.2: Số liệu phổ NMR của chất 2 và chất tham khảo...........................44
Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 3 1.1. Tổng quan về cây Tầm bóp .................................................................. 3 1.1.1. Giới thiệu về cây Tầm bóp .......................................................... 3 1.1.2. Phân bố, sinh thái....................................................................... 4 1.1.3. Công dụng.................................................................................. 5 1.1.4 Thành phần hóa học .................................................................... 5 a) Các hợp chất steroid ................................................................... 5 b) Các hợp chất flavonoid ............................................................. 11 c) Các hợp chất khác .................................................................... 12 1.1.5. Hoạt tính sinh học .................................................................... 13 1.2. Các phương pháp chiết mẫu thực vật ................................................. 15 1.2.1. Chọn dung môi chiết ................................................................. 15
1.2.2. Quá trình chiết ......................................................................... 16 1.3. Các phương pháp sắc ký trong phân lập các hợp chất hữu cơ ............. 17 1.3.1. Đặc điểm chung........................................................................ 17 1.3.2. Cơ sở của phương pháp sắc ký .................................................. 18 1.3.3. Phân loại các phương pháp sắc ký ............................................ 18 1.3.3.1. Sắc ký cột (C.C)............................................................... 21 1.3.3.2. Sắc ký lớp mỏng .............................................................. 22 1.4. Một số phương pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ23 1.4.1. Phổ hồng ngoại (IR) ................................................................. 23 1.4.2. Phổ khối lượng (MS)................................................................. 24 1.4.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR) ........................................... 24 1.4.3.1. Phổ 1H-NMR ................................................................... 24 1.4.3.2. Phổ 13C-NMR .................................................................. 24 1.4.3.3. Phổ DEPT ....................................................................... 25 1.4.3.4. Phổ 2D-NMR .................................................................. 25 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 26 2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 26 2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất .................................................. 26 2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC) ............................................................. 26
2.2.2. Sắc ký cột (CC)......................................................................... 26 2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất .................. 26 2.4. Dụng cụ và thiết bị ............................................................................ 26 2.4.1. Dụng cụ và thiết bị tách chiết .................................................... 27 2.4.2. Dụng cụ và thiết bị xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất . 27 2.5. Hoá chất ........................................................................................... 27 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ............................................... 28 3.1. Thu và xử lí mẫu................................................................................ 28 3.2. Tính chất vật lí của các hợp chất phân lập được ................................. 31 3.2.1. Hợp chất 1: Icariside E5 ........................................................... 31 3.2.1. Hợp chất 2 :Methyl salicylate 2-0-triglycoside ........................... 31 CHƯƠNG 4. THẢO LUẬN KẾT QUẢ ......................................................... 32 4.1. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 1 .......................................... 32 4.2. Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất 2 .......................................... 38 KẾT LUẬN................................................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 47
MỞ ĐẦU Việt Nam là một nước nhiệt đới với địa hình là ba phần tư là đồi núi, lại giáp biển đông nên có nguồn sinh thái đa dạng và phong phú. Thế giới sinh vật phát triển đa dạng về thành phần loài, phong phú về số lượng loài. Số loài thực vật bậc cao ở nước ta có khoảng 12000 loài, trong đó đã biết gần 4000 loài là cây thuốc mọc tự nhiên được nhân dân dùng làm thảo dược. Các loại thảo dược dùng làm thuốc đều có sẵn trong tự nhiên, nhất là khi Việt Nam lại là quốc gia nhiệt đới nên các loại thảo dược này rất phong phú.Hiện nay có nhiều phương pháp thử hoạt tính sinh học hiện đại ,đạt kết quả cao,con người đã nghiên cức các mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cứu các chất tách ra từ các dịch chiết.Do vậy mà đã tìm ra nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học có hiệu quả trong việc chữa trị các căn bệnh nan y. Vì vậy, việc nghiên cứu các thành phần hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên có một ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao . Cây Tầm bóp (Physalis angulata) hiện đang thu hút các nhà nghiên cứu vì trong cây chứa hàm lượng lớn các chất hóa học có hoạt tính ngăn ngừa ức chế mầm tế bào ung thư [18]. Cây thường phân bố ở những vùng nhiệt đới, liên nhiệt đới như vùng Nam Mỹ, Ấn Độ , Trung quốc .Ở Việt Nam, cây Tầm bóp mọc hoang dại trên khắp mọi vùng miền đất nước tại những cánh đồng, bờ ruộng và ven đường. Theo dân gian, lá cây Tầm bóp dùng để trị cảm sốt, ho nhiều đờm, yết hầu sưng đau. Lá cây Tầm bóp tốt cho dạ dày, do đó ngoài việc dùng lá cây làm thuốc chữa bệnh người ta còn dùng thứ cây này như một vị rau ăn hàng ngày. 1
Một số hợp chất trong cây Tầm bóp có hoạt tính chống sốt rét [16] ,điều hòa hệ miễn dịch [13], hoạt tính kháng khuẩn [23] ,hoạt tính ‘in vitro” chống lại các siêu vi khuẩn bại liệt sởi [19] ,ban hồng được nghiên cứu trong những năm 2000- 2004 và hoạt tính chống ung thư [18] Vì vậy, tôi chọn cây Tầm bóp làm đối tượng nghiên cứu, với mục đích nhằm góp phần tìm hiểu thêm về những thành phần hóa học của cây trong phân đoạn nước. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành y dược trong công cuộc chữa bệnh cứu người và làm tăng thêm kho tàng tri thức về cây thuốc cổ truyền Việt Nam với đề tài khóa luận là: “Bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn nước cây Tầm bóp Physalis angulata” Nhiệm vụ của đề tài: 1. Thu mẫu lá cây Tầm bóp, xử lí mẫu và tạo dịch chiết. 2. Nghiên cứu phân lập các hợp chất hóa học trong phân đoạn nước từ cây Tầm bóp. 3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất đã phân lập được. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây Tầm bóp 1.1.1. Giới thiệu về cây Tầm bóp Tên khoa học: Physalis angulata Tên tiếng việt: Cây Tầm bóp (Cây thù lù, cây đèn lồng,...) Chi: Thù lù (Physalis) Họ : Cà (Salanaceae) Bộ: Cà (Solanales) Lớp (Nhóm): Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida) Hình 1.1: Cây Tầm bóp Hình 1.2: Hoa và quả cây Tầm bóp Hình 1.3: Quả Tầm bóp xanh Hình 1.4: Quả Tầm bóp khi chín 3
1.1.2. Phân bố, sinh thái - Chi Thù Lù (Physalis) bao gồm nhiều loài thực vật có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với khoảng 75- 90 loài. Hầu hết các loài trong chi này có nguồn gốc từ Mexico ở Nam Mỹ. Kể từ khi, người Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha chiếm Nam Mỹ làm thuộc địa, các loài cây thù Lù được phát tán khắp châu lục chúng thích nghi trở thành cây mọc hoang trên khắp thế giới. - Cây Tầm bóp (Physalis angulata) có nguồn gốc từ vùng đất nhiệt đới châu Mỹ sau này trở thành cây liên vùng nhiệt đới.Tầm bóp mọc hoang trên các bờ ruộng, bãi cỏ, đất hoang hay ven đường làng quê, ở khắp phía Nam châu Âu, Ấn Độ, Baluchistan, Afghanistan, nhiệt đới châu Phi, Singapore và các đảo ở Thái Bình Dương. Ngoài ra còn thấy ở ven rừng từ vùng thấp đến vùng có độ cao 1500m so với mặt nước biển. - Tầm bóp là cây thân thảo. + Thân: thân cao 50- 100cm, phân nhiều cành. Đường kính thân tròn từ 1- 2cm. + Lá: lá mọc so le, hình bầu dục, dài 30- 35mm, rộng 20- 40mm, cuống lá dài từ 15- 30mm. + Hoa: hoa mọc đơn độc ở nách lá, có cuống mảnh dài khoảng 1cm. Đài hình chuông, chia ra từ phía giữa thành 5 thùy, tràng hoa màu vàng tươi hay màu trắng nhạt. Quả mọng, tròn, nhẵn, lúc non màu xanh, khi chín màu đỏ hoặc vàng, có đài lớn cùng với quả dài 3- 4cm, rộng 2cm bao trùm lên ở ngoài như cái túi. Ruột quả có nhiều không gian rỗng, khi bóp vỡ phát ra tiếng “bộp” . + Hạt: quả chứa nhiều hạt nhỏ hình thận. 4
1.1.3. Công dụng - Toàn cây có vị đắng, tính mát, không độc, thường dùng trị cảm sốt, ho nhiều đờm, yết hầu sưng đau. Dùng ngoài da trị nhọt vú, đau bìu đái, đinh độc.Quả Tầm bóp chữa đờm nhiệt sinh ho, chữa chứng đái đường.Ở Ấn Độ, dịch lá được dùng trị bệnh táo bón và đau dạ dày, cây dùng làm thuốc lợi tiểu.Rễ được dùng như loại thuốc giun giải nhiệt và điều trị bệnh tiểu đường. 1.1.4 Thành phần hóa học - Trên thế giới có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Tầm bóp. Nghiên cứu về thành phần hóa học cho thấy cây Tầm bóp này chứa các chất thuộc nhóm alkaloid, steroid thực vật, Flavonoid và một số đó chưa được tìm thấy trong khoa học. a) Các hợp chất steroid - Năm 1970, Matsuura T và cộng sự đã xác định được cấu trúc hóa học của physalin A và physalin B [17] H O HO O O H O O HO H O O 9 OH O H OH O O O O O O OH O OH H physalin A physalin B 5
- Năm 1978, L.Ramachandra Row thông báo đã tách được năm hợp chất 3 physalin E , F , G, H , I. Và cấu trúc hóa học của physalin F và physalin J được xác định. [12] H O O O O O HO O O CH3 OH OH O O O O O O H3C H3C O O O OH O physalin E physalin F H O O O H O H O O O O OH O O O O O O H H OH O O R1 R2 R1=  -Cl R2= -OH OH physalin G physalin H 6
H H O O O O O O O H O H O HO H O OH O O H HO O O O H R H O R=-MeO physalin I physalin J - Năm 1990 , Jin- kai Juang và cộng sự của ông đã tìm ra một withanolide mới là withangulin A , được phân lập từ cây Tầm bóp [11] - Đến năm 1991, Kazushi Singu và cộng sự cũng tìm thấy physagulin C, được phân lập từ thân và lá cây Tầm bóp [25] O O H O H O OH O HO O O H OO O H H OH H O H O O H OH withangulatin A physagulin C - Năm 1991, Shingu và cộng sự của ông thông báo đã tìm được hợp chất mới là physagulin C. Năm 1992 ông và cộng sự tìm được thêm physagulin A ,B , D từ lá tươi và thân cây Tầm bóp [20] 7
O O O O O O OAc OH OH Cl OH O physagulin A physagulin B OH O O O O O O O OAc OH OH OO OH OH O OH OH physagulin C physagulin D - Ngoài ra trong cây còn chứa :withphysalin A,B,C; Withangulatin A,B; 8
H O O H O O O O HO O H H O O H H OH O Withphysalin A Withaphysalin B OH H O O O O OH O HO O O O O H O OAc OH H O OH OH H OH O O OH OH Withaphysalin C Withangulatin A Withangulatin B - Người ta còn tìm thấy các hợp chất Withaphysalis P,Q,R,S có trong cây Tầm bóp nhỏ. O O O O O O O OMe H O HO O H H H O H H Withaphysalin P O Withaphysalin Q 9
O O O OMe H O H Withaphysalin R: R1=R2=H Withaphysalin S: R1=H, R2=OH R2 H H R1O OH - Từ lá, rễ, thân cây được báo cáo là có chứa stigmasterol, sitosteol, physangulidine. OH HO O O O O O OH Physangulidine A H H H H H H H H HO HO Β-sitosterol Stimasterol 10