Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu thành phần hóa học vỏ quả măng cụt xanh (Studying the compositon of Green fruit hulls of Garcinia Mangostana L.)

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

196
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để góp phần nghiên cứu thành phần hóa học của vỏ quả măng cụt xanh các nhiệm vụ được đặt ra: Xây dựng phương pháp chiết hiệu quả với vỏ quả măng cụt xanh; khảo sát định tính và phân tách các chất từ vỏ quả măng cụt xanh; xác định cấu trúc các chất phân lập được từ vỏ quả măng cụt xanh; thử hoạt tính chống oxi hóa và kháng sinh đối với một số chất phân lập được.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu thành phần hóa học vỏ quả măng cụt xanh (Studying the compositon of Green fruit hulls of Garcinia Mangostana L.)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ VĂN ĐĂNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VỎ QUẢ MĂNG CỤT XANH (Garcinia Mangostana L.) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC i
Hà Nội – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đỗ Văn Đăng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VỎ QUẢ MĂNG CỤT XANH (Garcinia Mangostana L.) Chuyên ngành : Hóa học hữu cơ Mã số : 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN VĂN ĐẬU ii
Hà Nội – 2011 Lời cảm ơn Tôi vô cùng cám ơn PGS. TS. Nguyễn Văn Đậu đã giao đề tài hay và hướng dẫn tôi tận tình trong suốt thời gian làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong phòng Hóa học các hợp chất thiên nhiên, trong Khoa Hóa học cũng như các anh chị bạn bè trong khoa Hóa học đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian làm luận văn. Cuối cùng tôi xin cảm ơn các thành viên trong phòng Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi nhiều trong quá trình hoàn thành luận văn. iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU STT TÊN BẢNG BIỂU TRANG Các xanthon được tách từ vỏ quả măng 1 Bảng 1.1 09 cụt Bảng 4. Hiệu suất các phần chiết từ vỏ quả măng 2 36 1 cụt Bảng 4. Kết quả phân tích cặn chiết điclometan 3 38 2 bằng TLC Bảng 4. Quá trình phân tách cặn chiết điclometan 4 39 3 (GMD) bằng CC Kết quả phân tích cặn chiết n BuOH 5 Bảng 4.4 41 bằng TLC iv
Bảng 4. Quá trình phân tách cặn chiết n butanol 6 41 5 (GMB) bằng CC Bảng 4. Các dữ liệu phổ 1H và 13C NMR của các 7 50 6 hợp chất (D14) Bảng 4. Kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa 8 52 7 DPPH Bảng 4. 9 Kết quả thử hoạt tính kháng sinh 52 8 DANH MỤC HÌNH VẼ STT TÊN HÌNH VẼ TRANG Hình ảnh cây măng cụt ( Garcinia 1 Hình 1.1 05 Mangostana L.) Hình ảnh quả măng cụt ( Garcinia 2 Hình 1.2 06 Mangostana L.) 3 Hình 1. 3 Khung cơ bản của xanthon 08 v
4 Hình 2. 1 Sắc ký lớp mỏng 24 5 Hình 2. 2 Sắc ký cột 25 1 6 Hình 4. 1 Phổ H NMR của D1 44 1 7 Hình 4. 2 Phổ H NMR của D3 47 1 8 Hình 4. 3 Phổ H NMR của D4 49 DANH MỤC SƠ ĐỒ ST TÊN SƠ ĐỒ TRANG T Quy trình chiết các lớp chất trong vỏ quả 1 Sơ đồ 4. 1 37 măng cụt xanh 2 Sơ đồ 4. 2 Quá trình phân tách cặn GMD 40 vi
3 Sơ đồ 4. 3 Quá trình phân tách cặn GMB 42 vii
LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, mức sống của con người ngày càng được nâng cao hơn. Đặc biệt, trong lĩnh vực y – dược học, từ những năm đầu của thế kỉ XIX, việc kết hợp giữa các phương pháp khoa học kỹ thuật và các loại thực vật xuất phát từ thiên nhiên đã đưa con người tiến một bước lớn trong việc phát minh ra nhiều loại thuốc, có khả năng chữa nhiều căn bệnh được cho là nan y ở các thế kỉ trước đó. Xanthon là một trong những khám phá mang tính tích cực của con người. Giới khoa học đang tiếp tục nghiên cứu sâu về các xanthon vì những lợi ích bất ngờ cho cơ thể con người và khả năng tham gia vào nhiều vấn đề sức khỏe. Trong công nghệ thực phẩm thì xanthon là thành phần tốt nhất từ trước đến nay mà chúng ta có được. Nó được ví như một dưỡng chất thực vật đa năng trong lĩnh vực dinh dưỡng. Bên cạnh đó, xanthon còn mang lại nhiều hoạt tính sinh học, nổi bật là hoạt tính chống oxy hóa. Theo như nhiều nguồn thông tin thu thập trên thế giới cũng như trong nước, thì măng cụt là một trong “mười siêu trái cây”, mệnh danh là ‘’ nữ hoàng trái cây’’, được xếp vào nhóm thực phẩm chức năng, chứa một lượng lớn các loại xanthon. Điều này giải thích vì sao từ hàng nghìn năm nay, các chất pha chế từ quả măng cụt được sử dụng rộng khắp trên toàn thế giới như một phương thuốc chữa bệnh hay một loại thuốc bổ, có tính chống oxy hóa, kháng 1
khuẩn, kháng viêm, giảm đau, kháng nấm, giúp hệ tiêu hóa tốt...vv. Gần đây, người ta còn khám phá ra khả năng chữa bệnh tim, tác dụng bảo vệ gan, mật, hay hơn nữa là chống được các bệnh như ung thư, HIV... Tuy nhiên, điều đặc biệt ở chỗ, các hoạt tính đó của trái măng cụt xuất phát chủ yếu từ vỏ quả măng cụt – phần mà chúng ta thường loại bỏ sau khi lấy phần thịt quả. Cùng với yếu tố Việt Nam là một trong những nước có nguồn măng cụt với số lượng lớn, phong phú trên thế giới, việc tập trung nghiên cứu, tìm hiểu hóa dược của trái măng cụt là cần thiết, có lợi, tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có. Xuất pháp từ những lý do đó chúng tôi tiến hành nhiên cứu đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học vỏ quả măng cụt xanh (Studying the compositon of Green fruit hulls of Garcinia Mangostana L.)” Để góp phần nghiên cứu thành phần hóa học của vỏ quả măng cụt xanh các nhiệm vụ được đặt ra: Xây dựng phương pháp chiết hiệu quả với vỏ quả măng cụt xanh. Khảo sát định tính và phân tách các chất từ vỏ quả măng cụt xanh. Xác định cấu trúc các chất phân lập được từ vỏ quả măng cụt xanh Thử hoạt tính chống oxi hóa và kháng sinh đối với một số chất phân lập được. 2
CH ƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Vài nét về họ bứa (Clusiaceae) . 1.1.1. Đặc điểm thực vật Họ Bứa hay họ măng cụt có danh pháp khoa học: Clusiaceae (còn gọi là Guttiferae, được Antoine Laurent de Jussieu đưa ra năm 1789), là một họ thực vật có hoa bao gồm khoảng 2728 chi và 1050 loài các cây thân gỗ hay cây bụi, thông thường có nhựa trắng như sữa và quả hay quả nang để lấy hạt[3]. Đặc điểm thực vật: cây gỗ hay cây bụi thường xanh, cành thường mọc ngang. Trong thân và lá có ống tiết nhựa mủ màu vàng. Lá mọc đối đơn, nguyên, không có lá kèm. Gân cấp hai thường gần thẳng góc với gân chính. Hoa đều, nhỏ, thường đơn tính hoặc vừa đực vừa hoa lưỡng tính trên cùng một cây. Mọc đơn độc hay họp thành cụm hoa. Đài 26 tồn tại dưới quả. Tràng 26 cánh 3
dễ rụng nhị nhiều, tự do hay dính lại thành bó. Bộ nhụy gồm 35 lá, noãn tạo thành bầu trên. Quả khô mở vách hay quả thịt. Họ bứa được phân bố đều trên toàn thế giới, tập trung chủ yếu ở các vùng có khí hậu nhiệt đới, ngoại trừ 2 chi Hypericum và Triadenum phân bố ở Trung Quốc. Nhiều loài trong số đó đã mang lại nhiều lợi ích cho các quốc gia. Ví dụ như làm vật liệu xây dựng, dược phẩm, thuốc nhuộm, nhựa, mỹ phẩm (lấy tinh dầu), đặc biệt có những loài là trái cây bổ dưỡng cho con người (măng cụt, táo mammey) và được coi là một loại thuốc cổ truyền. 1.1.2. Một số chi trong họ bứa (Clusiaceae) Họ Bứa có 4 chi quan trọng sau: Thứ nhất, chi bứa (Garcinia) có nguồn gốc ở Châu Á, Australia, vùng nhiệt đới và miền nam Châu Phi và Polynesia. Chi này có khoảng 50–300 loài cây thân gỗ hay cây bụi thường xanh, hoa khác gốc và một vài loài có thể sinh sản vô tính. Tên gọi garcinia lấy theo tên của nhà thực vật học Laurence Garcia, người đã sưu tập các mẫu cây cỏ và sống tại Ấn Độ vào thế kỷ 18. Thứ hai, chi Calophyllum (theo tiếng Hy Lạp nghĩa là lá đẹp) có khoảng 180–200 loài. Chi này có nguồn gốc từ Madagascar, Đông Phi, phía Nam và Đông Nam Á (từ hướng Đông Pakistan cho tới Việt Nam và Indonesia), những hòn đảo Thái Bình Dương và Mỹ La Tinh. Thứ ba, chi Clusia gồm có khoảng 140–150 loài, phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thường là các cây bụi hay cây leo (bò), có chiều cao từ trung bình lên tới 20m, với tán lá xanh. Một số loài bắt đầu cuộc sống như những thực vật biểu sinh, rồi phát triển những gốc dài mà đi xuống tới nền, dần dần làm nghẹt và giết chết cây chủ, rất giống với cây đa. Thứ tư, chi Mammea gồm khoảng 50 loài, được phân bố rải rác trên thế giới. Chúng được tìm thấy ở vùng nhiệt đới của Mỹ và Tây Ấn Độ, Châu Phi, 4
Madagascar; Indonexia, Malaysia và Thái Bình Dương. Quả chỉ có một hạt, ăn được. 1.2. Cây măng cụt (Garcinia mangostana L.) Măng cụt có tên tiếng Anh, Mỹ là mangosteen; Pháp: Mangoustanier; Trung Quốc: Sơn trúc tử; Thái Lan: Mankhut[2 4]. 1.2.1. Đặc điểm thực vật Cây cao 625m, thân lớn, đường kính có thể lên đến 2535cm, có nhựa vàng. Lá dày cứng, mọc đối, không lông, mặt dưới có màu nhạt hơn mặt trên. Hoa đa tính, thường có hoa cái và hoa lưỡng tính. Hoa lưỡng tính có cuống có đốt, 4 lá đài, 4 cánh hoa màu trắng, 1617 nhị và bầu 58 ô. Quả tròn mang đài tồn tại có vỏ quả rất dai, xốp, màu đỏ như rượu vang chứa 58 hạt, quanh hạt có lớp áo hạt trắng, ngọt ngon. [4] 1.2.2. Nguồn gốc và phân bố Măng cụt được khai hóa đầu tiên ở Thái Lan hoặc Myanmar, cách đây ít nhất 2000 năm, và sau đó được mở rộng sang những vùng nhiệt đới khác. Hiện có khoảng 10 loài khác nhau được trồng để lấy quả. Cây măng cụt ưa khí hậu nóng ấm. Ở Việt Nam loài cây này được trồng phổ biến ở đồng bằng Sông Cửu Long và Đông Nam Bộ, nhiều nhất ở Lái Thiêu, ThủDầuMột. Ở các nước Đông Nam Á, măng cụt được trồng nhiều tại Thái Lan, Campuchia, Myanmar, Sri Lanka và Philippin. Măng cụt cho trái sau 10–15 năm trồng nhưng cây có thể sống trên 50 năm. Cây tốt có thể cho trái sau 7–8 năm trồng (vùng Lái Thiêu, ThủDầuMột, Việt Nam). Tại miền nam nước ta, măng cụt trổ hoa vào tháng 1 – 2 dương lịch và bắt đầu thu trái từ tháng 5 đến tháng 8 dương lịch[4]. 5
Hình 1.1 Hình ảnh cây măng cụt ( Garcinia Mangostana L.) Hình 1.2 Hình ảnh quả măng cụt ( Garcinia Mangostana L.) 6
1.2.3. Hóa thực vật của cây măng cụt 1.2.3.1. Tinh dầu [2, 3] Hương thơm của trái măng cụt có được là do nó có chứa một số lớn các chất dễ bay hơi. Điều này được xác định thông qua GCMS sử dụng EIMS. Sắc ký lỏng hiệu năng cao(HPLC) phát hiện trong tinh dầu măng cụt có 52 chất chính, trong đó khoảng 28 chất đã được xác định. Thành phần thơm quan trọng nhất là hexyl acetate (7,80 %), cishex3enyl acetate (1,40%) và cis hex3en1ol (27,27 %). Các chất còn lại tuy chiếm thành phần ít hơn nhưng cũng đóng góp tạo nên hương vị của trái măng cụt, phức tạp và thoảng qua: mùi trái cây (hexenal, hexanol, bisabolen), mùi xoài ( copaen), mùi hoa nhài (furfuryl methylceton), mùi huệ dạ hương (phenyl axetaldehit), mùi cỏ (hexenol, hexanal), mùi cỏ héo (pyridin), mùi lá ướt (xylen), mùi hoa khô (benzaldehit), mùi hồ đào ( cadinen)... Axeton, ethyl xyclohexan đóng góp tính chất dịu ngọt trong lúc toluen, terpinol đem lại mùi đường thắng, methyl butenol, guaien mùi dầu, valenxen đặc biệt mùi mứt cam. 1.2.3.2. Các axit phenolic được tách ra từ quả măng cụt Theo các nghiên cứu trước đây, đã có khoảng 10 axit phenolic (chủ yếu là các dẫn xuất của axit hydroxybenzoic) được xác định trong cây măng cụt thông qua GCMS. Ngoài một số axit như vanillic, veratric, caffeic, pcoumaric, ferulic, p hydroxyphenylaxetic, benzoic, cinnamic, mandelic... thì nổi trội lên là một số axit phenolic có hàm lượng lớn hơn hẳn ở các bộ phận khác nhau của cây măng cụt như: axit protocatechuic (vỏ quả và vỏ cây); axit phydroxybenzoic (áo hạt); axit m hydroxybenzoic (vỏ quả); 3,4–dihydroxymandelic (vỏ cây) [8, 28,37,49]. 7
O OH OH HO OH OH O HO OH 3,4 – dihydroxymandelic axit protocacheuic O OH O OH OH HO axit phydroxybenzoic axit mhydroxybenzoic 1.2.3.3. Các xanthon được tách ra từ vỏ quả măng cụt Trái măng cụt đã được chỉ ra là có chứa một lượng lớn các chất chuyển hóa thứ cấp như là prenyl xanthon và oxygen xanthon[13,14, 28, 49]. Xanthon hay xanthen9Hone là chất chuyển hóa thứ cấp được tìm thấy trong một số họ thực vật lớn, nấm và địa y. Chúng là một trong những ngành quan trọng của hợp chất dị vòng được oxy hóa. Khung cơ bản của xanthon được biết đến như 9xanthenone hay dibenzoγpyron và được sắp xếp một cách cân đối (hình 3). Các nguyên tử cacbon được đánh số theo sự thuận tiện của tổng hợp sinh học. Các nguyên tử cacbon ở vị trí từ 14 được đánh số theo vòng B có nguồn gốc từ shikimate, và cacbon từ 58 được đánh số theo vòng A có nguồn gốc từ axetat. [15, 27]. O 8 1 8a 9a 7 2 6 3 10a 4a 5 O 4 8
Hình 1.3 Khung cơ bản của xanthon Xanthon được phân thành năm nhóm: xanthon oxy hóa đơn giản, xanthon glycosid, prenyl xanthon, xanthonolignoid và xanthon miscellaneous. Trong đó, các xanthon oxy hóa đơn giản lại được chia nhỏ thành 6 nhóm theo mức độ oxy hóa[9, 15, 23, 30, 38]. Năm mươi xanthon đã được tách ra từ vỏ quả măng cụt. Hợp chất đầu tiên trong số chúng được đặt tên là mangostin (1) (sau được đổi thành α mangostin), được tách ra vào năm 1855 (Schmid, 1855). Chất này mang màu vàng, thu được từ vỏ hoặc nhựa khô của cây măng cụt (Dragendorff, 1930). Sau này, Dragendorff (1930) và Murakami (1932) đã làm sáng tỏ cấu trúc của mangostin. Yates và Stout (1958) đã đưa ra công thức phân tử, phân loại và vị trí của các nhóm thế của αmangostin. Hơn thế nữa, Dragendorff (1930) cũng đã tách được βmangostin (2), cấu trúc của hợp chất này vẫn chưa được làm sáng tỏ cho đến năm 1968 (Yates và Bhat, 1968). Jefferson (1970) và Govindachari và Muthukumaraswamy (1971) cũng tách được α và βmangostin. OH O OH O OH O O OH HO O OH OH 2 1 Một số xanthon khác được tách ra từ vỏ quả măng cụt được trình bày trong bảng 1. Bảng 1.1 Các xanthon được tách từ vỏ quả măng cụt. 9
STT Tên hợp chất Công thức cấu Tài liệu tham tạo khảo 1 γmangostin (3) [5] 2 Gartanin (4) [16] 3 8deoxy gartanin (5) [16] 4 garcinone A (6) [17] 5 garcinone B (7) [17] 6 garcinone C (8) [17] 7 garcinone D ( 9) [19] 8 garcinone E ( 10) [19] 9 BRxanthon A (11) [25] 10 BRxanthon B (12) [25] 11 Mangostingone (13) [32] 12 garcimangosones B (14) [39] 13 tovophyllin A (15) [39] 14 Mangostenone C (16) [40] 15 Mangostenone D (17) [40] 16 Mangostenone E (18) [40] 17 Thwaitesixanthon (19) [40] 18 Demethylcalabaxanthon (20) [40] 19 Mangostanol (21) [40] 20 Mangostanin (22) [40] 21 11hydroxy1isomangostin (23) [40] 22 tovophyllin B (24) [42] 23 Trapezifolixanthon (25) [42] 24 cudraxanthon G (26) [47] 25 8hydroxycudraxanthon G (27) [47] 26 1isomangostin (28) [47] 27 Smeathxanthon A (29) [47] 10
Theo nhiều báo cáo, α, β và γmangostin, gartanin, 8deoxy gartanin, garcinone E là những xanthon được nghiên cứu nhiều nhất do mang nhiều hoạt tính sinh học. OH O OH O OH HO O OH OH HO O OH 4 3 O OH O OH O OH HO O OH OH 5 6 HO O OH O OH O HO HO O OH HO O OH 7 8 OH O OH HO O OH O HO O OH HO O OH 10 9 11
O O O OH OH O O HO O O OH OH 11 12 OH O O OH O O O HO O OH O O O 13 14 OH O O O OH OH O HO O OH OH 15 HO O O 16 OH OH O OH O OH O O HO O OH HO O OH 17 18 OH O O OH O HO O O O O 19 20 12
O OH O OH O O OH HO O O HO O 21 22 OH O OH O O O O O O OH HO O OH 24 23 O OH OH O OH OH O O O O O O OH OH O OH 26 27 25 O OH O OH O O HO OH O OH O OH 28 29 1.3. Công dụng và các hoạt chất sinh học 1.3.1. Ứng dụng trong y học dân gian Trái măng cụt thơm ngon cũng còn cống hiến nhiều môn thuốc. Từ lâu, ở Á châu, bên Ấn Độ, hệ thống y học ayurvedic đã kê nó vào nhiều thang 13