TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC TRÀN THỊ THAO NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP MỘT SỐ HỢP CHẤT LIGNAN TỪ CÂY DỨA DẠI (PANDANUS ODORA TISSIMUS) KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • C h u y ên n g n h : H ó a h ọ c h ữ u Người hưóiig dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Thanh HÀ NỘI - 2015 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN Khoá luận tốt nghiệp hoàn thành phòng Dược liệu Biển, Viện Hoá sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Với lòng biết ơn chân thành, em xin cảm ơn giúp đỡ quý báu TS Nguyễn Văn Thanh, trục tiếp hướng dẫn em hoàn thành khoá luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán phòng Dược liệu Biển, Viện Hoá sinh Biển tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Nguyễn Văn Bằng thầy cô giáo khoa Hoá học trường Đại học sư phạm Hà Nội tận tình dạy dỗ bảo cho em suốt năm học trường Khóa luận tốt nghiệp không tránh khỏi số thiếu sót em mong nhận góp ý, bảo thầy cô bạn sinh viên quan tâm Em xỉn chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Trần Thị Thao Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp DANH M ỤC CÁC CHỮ V IẾT TẮT l3C NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 'H NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy H -1H COSY 2D-NMR H -1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy 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 Spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Phổ hong ngoại Infrared Spectroscopy Me Nhóm metyl MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy TLC Sac ký lóp mỏng Thin Layer Chromatography Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VỄ BẢNG BIÉU Trang Bảng ỉ: D ữ liệu phô NMR họp chât PT05 28 Bảng 4.2: D ữ liệu phô NMR họp chât PT07 32 Bảng 4.3: D ữ liệu NMR hợp chat PT09 37 Hình 2.1: Dứa dại - Pandanus odoratissỉmus 18 Hình 3.1: Sơ đồ chiết phãn đoạn mẫu Dứa dại 21 Hình 4.1: Phổ 'H-NMR PT05 25 Hình 4.2: Phổ '3C-NMR P T 26 Hình 4.3: Phổ HSQC PT05 26 Hình 4.4: Phổ HSQC HMBC PT05 27 Hình 4.5: Cấu trúc hợp chat PT05 28 Hình 4.6: Phổ 'H-NMR PT07 29 Hình 4.7: Phổ '3C-NMR P T 30 Hình 4.8: Phổ HSQC PT07 30 Hình 4.9: Phổ HSQC HMBC PT07 31 Hình 4.10: Cấu trúc họp chat PT07 32 Hình 4.1 ì: Phổ 'H-NMR PT09 33 Hình 4.12: Phố n C-NMR P T 09 34 Hình 4.13: Phổ HSQC PT09 55 Hình 4.14: Phổ HSQC HMBC PT09 .55 Hình 4.15: Cấu trúc họp chat PT09 36 Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp M ỤC LỤC MỞ Đ Ầ U Chương 1: TỒNG QUAN 1.1 Tổng quan Dứa d ại 1.1.1 Mô tả 1.1.2 Sinh học, sinh thái 1.1.3 Thành phần hóa h ọ c 1.2 Tổng quan phương pháp chiết [4] 1.2.1 Đặc điểm chung 1.2.2 Cơ sở trình chiết 2.3 Ọuá trình chiết thực vật 1.3 Tổng quan phương pháp sắc kí [4] 1.3.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc k í 1.3.2 Cơ sở phương pháp sắc kí 1.3.3 Phân loại phương pháp sắc k í 1.4 Tổng quan phương pháp xác định cấu trúc họp chất hữu 13 1.4.1 Đo điểm c h ả y 13 1.4.2 Phổ hồng ngoại 13 1.4.3 Phổ tử ngoại khả kiến 14 1.4.4 Phổ khối lượng 15 1.4.5 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 15 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C Ú tJ 18 2.1 Mầu thực vật 18 2.2 Phương pháp phân lập họp chất 18 2.2.1 Sắc ký lóp mỏng (TLC) 18 2 Sắc ký lớp mỏng điều chế .19 Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp 2.2.3 Sắc ký cột (CC) 19 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học họp chất 19 2.3.1 Điếm nóng chảy (M p) 19 2.3.2 Độ quay cực [a]D 19 2.3.3 Phổ khối lượng (ESI-MS) 19 2.3.4 Phổ cộng hưởng từ nhân (NM R) 19 2.4 Dụng cụ thiết bị 20 2.4.1 Dụng cụ thiết bị tách chiết 20 2.4.2 Dụng cụ thiết bị xác định cấu trú c 20 2.5 Hoá chất 20 Chương 3: THỤC NGHIỆM 21 3.1 Thu mẫu thực vật xử lý mẫu 21 3.2 Phân lập họp chất 21 3.3 Hằng số vật lý số liệu phổ ch ất 23 3.3.3 Họp chất PT09: Balanophonin .24 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Xác định cấu trúc hoá học họp chất 25 4.1.1 Họp chất PT05: Secoisolariciresinol 25 4.1.2 Họp chất PT07: lawsonicin 28 4.1.3 Họp chất PT09: balanophonin 33 KẾT LU ẬN .38 TÀI LIỆU THAM K H Ả O .39 Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp M Ở ĐẦU Các sản phẩm thiên nhiên ngày người quan tâm ứng dụng rộng rãi đặc tính độc, dễ hấp thụ không làm tổn hại đến môi sinh Theo tài liệu công bố nay, có khoảng 60% - 70% loại thuốc chữa bệnh lưu hành giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có ngồn gốc tụ’ nhiên Bằng phương pháp thừ hoạt tính sinh học đại, có kết cao, người ta tiến hành nghiên cứu mẫu dịch chiết thực vật, nghiên cún chất tách từ dịch chiết Nhờ mà phát nhiều họp chất có hoạt tính sinh học quý báu, tạo điều kiện vô thuận lợi cho việc phát triển ngành y dược công chữa bệnh cún người Nằm khu vục nhiệt đới gió mùa, lượng mưa lớn, độ ẩm cao (khoảng 80%), Việt Nam có hệ thực vật phong phú với khoảng 12000 loài, có tới 4000 loài nhân dân ta dùng làm thảo dược mục đích khác phục vụ sống người Cùng với bề dày phát triển 4000 năm lịch sử dân tộc, ngành đông y dành thành tựu rục rỡ, nhiều phương thuốc cỏ động vật ứng dụng hiệu liru truyền ngày Đó sở quan trọng cho việc phát triển ngành hoá học họp chất thiên nhiên Tuy nhiên đất nước hạn chế nguồn vốn sở vật chất Việt Nam vấn đề đặt làm để khai thác sử dụng nguồn tài nguyên cách hiệu cho xã hội Vì tiến hành nghiên cún đề tài “Nghiên cửu phân lập số họp chất ỉignan từ Dứa dại - Pandanus odoratissimus Cây Dứa dại - Pandanus odoratỉssỉmus thuộc họ Pandanaceae loại phổ biến quần thể ngập mặn Tuy nhiên, chưa có nhiều tài liệu công bố thành phần hoá học ứng dụng dược lý loài Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Khoá luận tập trung nghiên CÚ0 thành phần lignan Dứa dại tạo sở cho nghiên CÚ1 lĩnh vực tìm kiếm thuốc mới, giải pháp điều trị bệnh Nhiệm vụ đề tài: Phân lập hợp hợp chất lignan từ Dứa dại phương pháp sắc ký Xác định cấu trúc hoá học họp chất phân lập phương pháp phổ Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Chưong 1: TỐNG QUAN 1.1 Tống quan Dứa dại 1.1.1 Mô tả Cây bụi cao đến m, đường kính thân cỡ 15 cm; thân có nhiều nhánh nhiều rễ phụ Lá hình máng, dài đến 1,5 m, rộng cỡ - cm, mép gẫn có gai, chóp có đuôi dài đến 10 cm Cụm hoa nách ngọn, hình đầu, mang 2-3 bắc cụm hoa Lá bắc cụm hoa dạng lá, dài đến 25 cm Chùm hình cầu hình trúng, đường kính đến 20 cm, dài đến 25 cm, mang đến 100 Quả hình ngựa, dài 5-6 cm, rộng 3-4 cm, có vòi nhụy tồn tại, vòi nhụy xẻ đôi; mặt cắt ngang phía đính hình lục giác; chín màu vàng cam, có mùi thơm 1.1.2 Sinh học, sinh thái Ở Vườn Quốc gia Xuân Thủy, có tháng 5-8 Chúng phân bố số điếm bờ đê cồn cát phía c n Lu Đọt non rễ dùng nhân dân làm thuốc thông tiểu dùng nhũng trường hợp đái dắt, đái sỏi, sạn Còn dùng đắp chữa bệnh trĩ [1] 1.13 Thành phần hóa học Năm 1998 Ting ting Jong cộng Đài Loan công bố 10 họp chất từ rễ dứa dại Pandanus odoratissimus, có họp chất phenolic benzofuran 4-hydroxy-3-(2',3'-dihydroxy-3'-methyl-butyl)benzoic acid methyl ester 3-hydroxy-2-isopropenyl-dihydrobenzofuran-5carboxylic acid methyl ester Ket thử hoạt tính chống oxi hóa cho thấy họp chất pinoresinol 3,4-bis(4-hydroxy-3-methoxy-benzyl)- tetrahydrofuran có hoạt tính mạnh [2 ] Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp o H HO H (E)-3-(3'-methoxy-4’-hydroxyphenyl)- /° prop- -enal Vanillin och I L OH OH 4-hydroxy-3-(2',3'-dihydroxy-3'-methylbutyl)-benzoic acid methyl ester 3-hydroxy-2-isopropenyldihydrobenzofuran-5-carboxylic acid methyl ester r\ CH3 Jx^OCH A /Ụ \9 7/ Hll,,7^—T""H V H,„A_-§LH J OCH3 CH3 eudesmin kobusin CH3 OCH3 < j5 ~ H"4 - /'""H H.-ỷr -5í««H ~ Ợ ’ OCH3 OCH3 pinoresinol epipinoresinol CH3 J\^OCH V H""7F— T""H J OCH3 H3 CO H O ^ I \_/ 10 3,4-bis(4-hydroxy-3-methoxy-benzyl)- CH3 tetrahydrofuran de-4'-0-methyleudesmin Sinh viên: Trần Thị Thao Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp 3.49 (1H, dd, 6.5; 12.5 Hz, H- ), 3.78 (1H, m, Ha-9), 3.85 (1H, m, Hb-9), 3.83 (3H, s, 3-OMe), 6.748 (1H, s, H-2'), 6.750 (1H, s, H-6 '), 2.65 (2H, t, 7.3 Hz, H-7'), 1.84 (2H, m, H- '), 3.59 (2H, t, 6.5 Hz, H-9') 3.87 (3H, s, 3'-OMe) 13C-NMR (125MHz, CD3OD), ỗ (ppm): 134.83 (C -l), 110.58 (C-2), 149.09 (C-3), 147.53 (C-4), 116.15 (C-5), 119.71 (C- ), 88.98 (C-7), 55.44 (C- ), 65.01 (C-9), 56.39 (3-OMe), 136.93 (C-V), 114.14 (C- 'X 145.20 (C3'), 147.48 (C-4'X 129.90 (C-5'X 117.94 (C- 'X 32.89 (C-7'X 35.79 (C- 'X 62.24 (C-9') 56.78 (3'-OMe) 3.3.3 H ọp chất PT09: Balanophonin Bột vô định hình màu vàng nhạt Độ quay cực: [ a ] D = -115.1° (c 1.3, CHC13) JH-NMR (500M Hz, CDCl3+CD3OD), ỏ (ppm): 6.92 (1H, d, 1.5 Hz, H2), 6.84 (1H, m, H-5), 8 (1H, m, H- ), 5.63 (1H, d, 7.0 Hz, H-7), 3.64 (1H, dd, 6.0; 12.5 Hz, H- ), 3.89 (2H, d, 6.0 Hz, H-9), 3.86 (3H, s, 3-OMe), 7.07 ( H, s, H- '), 7.20 ( H, s, H- '), 7.48 ( H, d, 15.8 Hz, H-7'X 6.62 ( H, dd, 8.0; 15.8 Hz, H - '), 9.60 (1H, d, 8.0 Hz, H-9') 3.94 (3H, s, 3'-OMe) Ĩ3C-NMR (125MHz, CDCl3+CD3OD), ổ (ppm): 131.92 (C -l), 109.03 (C-2), 147.18 (C-3), 146.04 (C-4), 114.67 (C-5), 118.98 (C- ), 88.98 (C-7), 52.85 (C- ), 63.34 (C-9), 55.65 (3-OMe), 127.74 (C-T), 1 1 (C-T), 144.47 (C-3'), 151.42 (C-4'), 129.58 (C-5'X 118.56 (C- '), 154.27 (C-T), 125.70 (C- f), 194.38 (C-9f) 55.85 (3'-OMe) Sinh viên: Trần Thị Thao 24 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định cấu trúc hoá học họp chất 4.1.1 Hợp chất PT05: Secoisolariciresinoỉ Hợp chat PT05 phân lập từ phân đoạn CHCI3 mẫu dứa dại, có bột vô định hình màu trắng Các phổ NMR họp chất đo dung môi MeOD Phổ 'H-NM R PT05 cho tín hiệu cộng hưởng 6.61 (1H, d, 2.0), 6 (1H, d, 8.0), 6.56 (1H, dd, 2.0; 8.0) vòng benzen vị trí 1, 3, Vùng trường mạnh cho tín hiệu nhóm methoxy 3.76 (3H, s), nhóm metilen 2.58 (1H, dd, 8.7; 13.7) 2.68 (1H, dd, 8.7; 13.7), nhóm metin 1.93 (1H, m) nhóm oxymetilen 3.61 (2H, m) PT05—MeOD—1H r- H rr H UI H cor .—1 «-H[ r-Lr>LO V0 t£>k£)i^C>LnLnL0 i -0 10 NJ««-HI «T co o o 00 00 t- 'in ƠI h m o í- T ro cn Vữ CN ' vp cr\cr\ ư->I [...]... phân ly các chất dựa vào quá trình chuyển một chất hoà tan trong một pha lỏng vào một pha lỏng khác không hoà tan với nó Mục đích' Sử dụng phương pháp chiết để chuyển một lượng nhỏ chất nghiên cún trong một thể tích lớn dung môi này vào một thể tích nhỏ dung môi khác nhằm nâng cao nồng độ của chất cần nghiên cứu và được gọi là chiết làm giàu Ngoài ra còn dung phương pháp chiết pha rắn để tách hay phân. .. bì25MHz; c500MHz 4.1.2 Hợp chất PT07: lawsonicin Hợp chất PT07 phân lập được từ phân đoạn CHC13 của mẫu cây dứa dại, có dạng dầu màu vàng Các phổ NMR của họp chất này được đo trong dung môi MeOD Phổ 'H-NM R của họp chất này ở vùng trường yếu có tín Sinh viên: Trần Thị Thao 28 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp hiệu của 3 proton thơm hệ ABX thuộc một vòng benzen cộng... họp chất 4.1.1 Hợp chất PT05: Secoisolariciresinoỉ Hợp chat PT05 phân lập được từ phân đoạn CHCI3 của mẫu cây dứa dại, có bột vô định hình màu trắng Các phổ NMR của họp chất này được đo trong dung môi MeOD Phổ 'H-NM R của PT05 cho các tín hiệu cộng hưởng tại 6.61 (1H, d, 2.0), 6 6 8 (1H, d, 8.0), 6.56 (1H, dd, 2.0; 8.0) của vòng benzen thế 3 vị trí 1, 3, 4 Vùng trường mạnh hơn cho các tín hiệu của một. .. trong một số lóp chất mà chủ yếu là các chất có cấu trúc dây nối đôi liên họp Sinh viên: Trần Thị Thao 14 Lớp K37B - Hóa học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 Khóa Luận Tốt Nghiệp Đặc điểm của phổ từ ngoại là phổ của một chất phức tạp có thể giống với phổ của một chất đơn giản nếu hai chất ấy có cùng một nhóm cấu trúc giống nhau Chính vì thế phổ tử ngoại thường được dùng đế xác định cấu trúc của hợp chất. .. pha thường HCM 8/20/lthu được 2 phân đoạn C3B3A và C3B3B Từ C3B3B tiếp tục chạy sắc kí cột sephadex hệ dung môi MW 3/1 thu được họp chất PT05 (5 mg) và phân đoạn C3B3B2, từ phân đoạn C3B3B2 chạy sắc kí cột pha thường hệ HE 1/5 thu được hợp chất PT07 (4.5 mg) Phân đoạn C4 tiến hành chạy cắt gradient qua các hệ dung môi rửa giải HE 5/1-2/1 thu được 4 phân đoạn C4AC4D Từ phân đoạn C4C chạy sắc kí cột pha... chất khí làm pha động Chất thử có thể là chất khí lỏng hoặc chất rắn được chuyển thành thể bay hơi và nhờ một luồng khí trơ làm chất tải dẫn đi qua pha tĩnh Neu pha tĩnh là một chất rắn thì gọi là sắc kí khí - ran Neu pha tĩnh là chất lỏng thì gọi là sắc kí khí - lỏng Ớ sắc kí khí - rắn, chất rắn được dùng là những chất có tính hấp phụ như silicagel, than hoạt tính, oxit nhôm Ớ sắc kí khí - lỏng, chất. .. phân một phần hoặc toàn phần làm thay đổi tính phân cực, do đó thay đổi độ hoà tan của hợp chất trong dung môi ỉ 2.3.2 Chọn dung môi chiết Các hợp chất chuyển hoá thứ cấp trong cây có độ phân cực khác nhau, dung môi dùng cho các quá trình chiết phải được lựa chọn rất cẩn thận với các đặc điểm là cần hoà tan tốt nhũng chất đang nghiên CÚ0 1 , dễ dàng được loại bỏ, có tính trơ (không phản ứng với chất nghiên. .. trưởng và các tác dụng khác mà các chất trao đổi bậc hai là đối tượng nghiên cứu quan trọng trong các lĩnh vực như y dược học, nông nghiệp Trong cây các hợp chất hữu cơ có tính chất hoá lý rất khác nhau, chúng tồn tại ở dạng hoà tan trong nước, dầu béo hoặc tinh dầu Các chất hoà tan trong nước (dịch tế bào) là các hydro cacbon phân tủ’ bé (monosacarit, oligosacarit), một số polysacarit (pectin, gôm), các... tín hiệu thu được từ các phổ 1 chiều nói trên, họp chất này được xác định có dạng một lignan Độ chuyển dịch hóa học của từng cặp carbon với proton tương ứng đã được xác định trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân 2 chiều HSQC Từ các thông tin thu được trên các phổ 1 chiều và 2 chiều kết hợp với các tài liệu thu được, hợp chất này đã được nhận dạng là Secoisolariciresinol [6 ] với công thức phân tử là C 2 ()H2... với cây cỏ Ờ một số loài các muối vô cơ cũng có một số tác dụng như tác dụng lợi tiểu của muối kali (natri) trong râu ngô, tác dụng trị vi khuẩn của lưu huỳnh trong họ cải, tác dụng trị bướu cổ của các hợp chất iốt của các loại tảo biển Mặt khác trong cây cũng có mặt các loại enzyme, do đó trong quá trình nghiên cứu, nếu không khống chế sự hoạt động của các enzyme này thì các glycozit có thể bị thuỷ phân ... luận tập trung nghiên CÚ0 thành phần lignan Dứa dại tạo sở cho nghiên CÚ1 lĩnh vực tìm kiếm thuốc mới, giải pháp điều trị bệnh Nhiệm vụ đề tài: Phân lập hợp hợp chất lignan từ Dứa dại phương pháp... bì25MHz; c500MHz 4.1.2 Hợp chất PT07: lawsonicin Hợp chất PT07 phân lập từ phân đoạn CHC13 mẫu dứa dại, có dạng dầu màu vàng Các phổ NMR họp chất đo dung môi MeOD Phổ 'H-NM R họp chất vùng trường yếu... Nghiệp 4.1.3 Hợp chất PT09: balanophonin Hợp chat PT09 phân lập từ phân đoạn CHCI mẫu dứa dại, có dạng bột vô định hình màu vàng nhạt Các phổ NMR họp chất đo dung môi MeOD Phổ 'H-NMR hợp chất vùng