1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN HUY HÙNG CÁC HỢP CHẤT STEROIT VÀ TRITERPENOIT TỪ QUẢ THỂ NẤM LINH CHI ĐỎ (GANODERMA LUCIDUM L.) Ở NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGHỆ AN - 2012 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN HUY HÙNG CÁC HỢP CHẤT STEROIT VÀ TRITERPENOIT TỪ QUẢ THỂ NẤM LINH CHI ĐỎ (GANODERMA LUCIDUM L.) Ở NGHỆ AN Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ Mã số: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN ĐÌNH THẮNG NGHỆ AN - 2012 LỜI CẢM ƠN Luận văn được thực hiện tại các phòng thí nghiệm chuyên đề Hoá hữu cơ, Khoa Hoá; Trung tâm Kiểm định An toàn Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Vinh; Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Trần Đình Thắng đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi chân thành cảm ơn sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy: - PGS. TS. Lê Văn Hạc đã nghiên cứu và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn. - PGS. TS. Nguyễn Khắc Nghĩa đã nghiên cứu và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn. - ThS. Đỗ Ngọc Đài đã giúp thu mẫu thực vật. - TS. Trần Huy Thái (Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) giúp định danh mẫu thực vật. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô, cán bộ bộ môn Hoá Hữu cơ, Khoa Hoá, Khoa Đào tạo Sau đại học-Trường Đại học Vinh; các bạn đồng nghiệp; học viên cao học; sinh viên; gia đình và người thân đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Huy Hùng 3 4 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT CC: Column Chromatography (Sắc kí cột) FC: Flash Chromatography (Sắc ký cột nhanh) TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) IR: Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MS: Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng) EI-MS: Electron Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối va chạm electron) ESI-MS: Electron Spray Impact-Mass Spectroscopy (Phổ khối lượng phun mù electron) 1 H-NMR: Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR: Carbon Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13) DEPT: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer. HSQC: Heteronuclear Single Quantum Correlation HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Correlation COSY: Correlation Spectroscopy s: singlet br s: singlet tù t: triplet d: dublet dd: dublet của duplet dt: dublet của triplet m: multiplet TMS: Tetramethylsilan DMSO: DiMethylSulfoxide Đ.n.c.: Điểm nóng chảy 5 MỤC LỤC 6 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Từ 2000 năm qua, các loại nấm thuộc chi linh chi đã được giới y học hàng đầu của phương Đông quan tâm, sản phẩm có nguồn gốc từ linh chi hiện đang có khối lượng bán hàng cao nhất trong thị trường thực phẩm y tế tại Đài Loan, Trung Quốc. Gần đây, quả thể và bào tử nấm đang nhận được sự quan tâm của giới y học, mà còn là một nguồn hứa hẹn mới của ngành dược phẩm [1]. Nhiều hợp chất với các hoạt động tim mạch, điều hòa miễn dịch, gây độc tế bào, giảm đau, trị đái tháo đường, chất chống oxy hóa, chất diệt côn trùng . đã được cô lập trong hai thập kỷ qua. Chỉ trong có hai loài G. lucidum (linh chi đỏ; xích chi) và G. applanatum (cổ linh chi) đã thu được hơn 130 loại chất chuyển hóa với các khung loại lanosterol và ergosterol (provitamin D 2 ). Sự xuất hiện của các chất chuyển hóa thứ cấp chủ yếu là do các loại nấm không thể tự tổng hợp các phân tử lớn từ cacbon đioxit và năng lượng ánh sáng mặt trời vì không có chất diệp lục, do đó, sự sinh trưởng của nấm được quyết định chủ yếu vào loại chất dinh dưỡng trong chất nền,thêm nữa là ảnh hưởng của các điều kiện khí hậu, dẫn đến sự thay đổi các hợp chất chuyển hóa thứ cấp giữa nấm ở các vùng khác nhau hay trên chất nền khác nhau [3-4]. Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa và các loại thực vật đa dạng sinh học là điều kiện thuận lợi cho đa dạng các loại nấm phát triển. Ở Việt Nam có rất ít nghiên cứu đến thành phần hóa học của nấm, vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Các hợp chất steroit và triterpenoit từ quả thể nấm linh chi đỏ (Gnaoderma lucidum L.) ở Nghệ An” nhằm phân lập, xác định thành phần hóa học của quả thể nấm linh chi đỏ, góp phần phát triển thảo dược ở Việt Nam. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: 1 - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ nấm linh chi đỏ. - Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ nấm linh chi đỏ. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết từ nấm linh chi đỏ ở Việt Nam Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới nấm 2 Nấm là một nhóm lớn các sinh vật (khoảng 500.000 loài đã được mô tả, nhưng người ta ước tính rằng có thể có từ 1 đến 1,5 triệu loài) được phân bố rộng rãi trong tự nhiên, góp phần vào sự phân hủy các chất hữu cơ và tham gia vào chu trình sinh học, chỉ một số ít là gây bệnh cho động vật và thực vật. Ban đầu, các loại nấm được phân loại trong giới thực vật. Tuy nhiên, khi áp dụng sinh học phân tử trong các nghiên cứu phân loại học đã chỉ ra rằng chúng gần giống với động vật hơn giới thực vật. Nấm là sinh vật có nhân điển hình và thường các tế bào khác với tế bào thực vật, trong thành phần của thành tế bào và lục lạp thiếu chất diệp lục, nhân có thành tế bào và sự hiện diện của ergosterol ở màng tế bào chất [8], và về phương thức sinh sản. Nấm là vi sinh vật dị dưỡng hóa năng nên lấy chất dinh dưỡng bằng cách hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ của các sinh vật khác tổng hợp được từ năng lượng ánh sáng mặt trời và cacbon đioxit. Các chất dinh dưỡng được hòa tan bởi các enzyme tiết ra, sau đó hấp thu qua thành tế bào và được phân phối bởi sự khuyếch tán đơn giản trong những nguyên sinh chất. Cùng với vi khuẩn, nấm nguyên nhân của sự thối rữa và phân hủy các chất hữu cơ [16]. Điều này ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của chúng trong tự nhiên do kết hợp với các chất hữu đang phân hủy, tham gia vào chu trình tự nhiên của cacbon và các chu trình tự nhiên khác. Thông thường chúng sinh sản vô tính và cả sinh sản hữu tính, thông qua các bào tử, sinh sản ra hàng triệu tế bào nấm, mỗi lần có khả năng phát triển thành một quần thể nấm mới. Các bào tử sinh ra sau khi có sự hợp nhất hai hạt nhân của hai sợi nấm tương thích và sự phân bào giảm nhiễm tiếp theo. 1.1.1. Đặc điểm hình thái chung Giới nấm được xác định dựa trên một tập hợp các đặc điểm chung, nhưng không nhất thiết phải tất cả các nhóm đặc điểm xuất hiện cùng nhau, đó là: 3 1. Tổ chức đơn bào, đa bào hay lưỡng hình, không thật sự hình thành các mô tế bào. 2. Phần lớn các loại nấm bao gồm các sợi nấm là sợi mỏng có vách ngăn với nhau hoặc có thể không có vách ngăn. Khi có các điều kiện cần thiết về độ ẩm thì sợi nấm phát triển theo nhiều hướng để hình thành một một khối sợi nấm hoặc quả thể. 3. Thực vật chủ yếu là lưu trữ vật chất ở dạng tinh bột, nhưng nấm chủ yếu là lưu trữ ở dạng glycogen tương tự như giới động vật. 4. Thành tế bào chủ yếu gồm polysaccarit và các protein khác nhau. Các polysaccarit quan trọng nhất là chitin (polyme của Nacetyl glucosamine hay 2-(axetylamin)-2-deoxy-D-glucozơ), mannan (polyme của mannozơ) và glucan (polyme của glucozơ). 5. Chủ yếu là ưa khí, mặc dù có một số yếm khí chọn lọc. 6. Dị dưỡng dinh dưỡng, một loại enzym tiêu hóa hiếm được phân tán trên bề mặt chất nền, làm mùm chất nền và biến chất mùn thành nguồn cung cấp chất dinh dưỡng. 1.1.2. Sự đa dạng các chất chuyển hóa nguồn gốc từ nấm Các chất chuyển hóa thứ cấp là đối tượng của nhiều đề tài nghiên cứu về nấm, liên quan nhiều đến thành phần chất hóa học của các sản phẩm từ tự nhiên, có thể phân loại như sau: 1. Chất chuyển hóa thứ cấp mà không có sự can thiệp từ axetat O OH OH OH NHCH 3 O O CH 3 HCO OH O OH OH OH HN NH C H 2 N NH C NH 2 NH O OH N H 3 C CH 3 CH 3 H 3 C + Estroptomicin (1) Muscarin (2) N N N N NH 2 COOH 4