BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Mã số: B2009-TN03-22 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC MỘT SỐ LOÀI CÂY HỌ RÁY (ARACEAE) CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: ThS LÀNH THỊ NGỌC THÁI NGUYÊN - 2011 i MỤC LỤC TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU i ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ SUMMARY .2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nghiên cứu hóa học họ Ráy (Araceae) 1.1.1 Các axit béo 1.1.2 Các hợp chất neolignan .5 1.1.3 Các hợp chất tecpenoit 1.1.4 Các hợp chất chứa nitơ 1.1.5 Các hợp chất glucozit 11 1.2 Hoạt tính sinh học thực vật họ Ráy 13 1.2.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật kháng viêm 13 1.2.2 Hoạt tính gây độc tế bào 15 1.2.3 Các hoạt tính khác 16 CHƯƠNG 2.NGUYÊN LIỆU- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 17 2.1 Nghiên cứu sàng lọc số thuộc họ Ráy 16 2.2 Nguyên liệu nghiên cứu 17 2.2.1 Cây Bán hạ ba thùy (Typhonium trilobatum L.) 17 2.2.2 C©y B¸n h¹ (Typhonium blumei L.) 18 2.2.3 Cây Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 19 2.3 Phương pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Phương pháp xử lý ngâm chiết mẫu 19 2.3.2 Phương pháp phân lập hợp chất 20 2.3.3 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học hợp chất 20 2.3.4 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 21 2.4 Khảo sát lớp chất phân lập hợp chất từ họ Ráy 22 2.4.1 Bán hạ ba thuỳ 21 ii 2.4.2 Bán hạ thùy 23 2.4.3 Ráy 24 2.5 Hằng số vật lí hợp chất từ Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 25 2.5.1 Hợp chất HC17 26 2.5.2 Hợp chất HC19 27 CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30 3.1 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất từ Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 28 3.1.1 Hợp chất HC17: Alocerebrozit B 31 3.1.2 Hợp chất HC19: Kalinitrat (KNO3) 42 3.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định hợp chất phân lập từ Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 42 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 46 iii DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT δ [α]D 13 C NMR H NMR Ac BuOH CC COSY DCHH EtOAc EtOH HMBC HPLC HSQC Hz IR J TT M+, MMCF7 Me MeOH MIC MS NMR TLC TLTK : Chuyển dịch hoá học : Độ quay cực : Cộng hưởng từ cacbon đồng vị cac bon 13 (13C - Nuclear Magnetic Resonance) : Cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H - Nuclear Magnetic Resonance) : Axetyl : Butanol : Sắc ký cột (Column Chromatography) : Liên hệ chuyển dịch hoá học đồng phân proton : Dịch chuyển hoá học : Atyl axetat : Etanol : Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Hetoronuclear Multiple - Quantum Coherence) : Sắc ký lỏng cao áp (High Performance Liquid Chromatography) : Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết : Hertz : Phổ hồng ngoại : Hằng số ghép đôi : Thứ tự : Ion phân tử : Tế bào ung thư vú người : Metyl : Metanol : Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentaition) : Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy) : Cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance) : Sắc ký mỏng (Thin - layer Chromatography) : Tài liệu tham khảo iv DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Qui trình ngâm chiết mẫu 21 Sơ đồ 2.2 Qui trình ngâm chiết mẫu 22 Sơ đồ 2.3 Sơ đồ phân lập chất từ Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 24 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loài Alocasia Việt Nam Bảng 2.1 Khối lượng cặn chiết phân đoạn Bán hạ ba thùy (Typhonium trilobatumL.) 21 Bảng 2.2 Khối lượng cặn chiết phân đoạn Bán hạ (Typhonium blumei) 23 Bảng 2.3 Khối lượng cặn chiết phân đoạn Ráy (Alocasia macrorrhiza L.) 24 Bảng 3.1 Số liệu phổ alocerebrozit B (DMSO, 500 MHz-1H 125 MHz-13C)38 Bảng 3.2 Kết thử hoạt tính alocerebrozit với vi sinh vật kiểm định 41 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cây Bán hạ ba thùy (Typhonium trilobatum L.) 17 H×nh 2.2: C©y B¸n h¹ (typhonium blumei L.) 17 Hình 2.3: Cây Ráy (Alocasia macrorrhiza (L.)) 18 Hình 3.1 Phổ FT-IR HC17 (Cerebrozit B) 29 Hình 3.2 Phổ HR-FAB/MS HC17 29 Hình 3.3a Phổ 1H-NMR HC17 30 Hình 3.3b Phổ 1H-NMR HC17 30 Hình 3.4 Phổ 13C-NMR HC17 31 Hình 3.5 Phổ 13C-NMR DEPT HC17 31 Hình 3.6a Phổ HMQC HC17 32 Hình 3.6b Phổ HMQC HC17 32 Hình 3.7 Phổ HMBC HC15 33 Hình 3.8 Phổ HMBC HC17 33 Hình 3.9 Phổ 1H - 1H COSY HC17 34 Hình 3.10 Phổ 1H-NMR Paracetyl HC17 35 Hình 3.11 Phổ EI/MS HC17.1 36 Hình 3.12 Phổ 1H-NMR HC17.1 37 Hình 3.13 Phổ 13C-NMR DEPT HC17.1 37 Hình 3.14 Cấu tạo HC17 (alocerebrozit B) 38 Hình 3.15 Phản ứng thủy phân axit metanol cerebrozit B 39 vi TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Tên đề tài:“Nghiên cứu thành phần hóa học số loài họ Ráy (Araceae)” Mã số: B2009-TN03-22 Chủ nhiệm đề tài: Th.s Lành Thị Ngọc, điện thoại: 0916642222, email: lanhthingoc@gmail.com Cơ quan chủ trì: Đại học Thaí Nguyên Cơ quan phối hợp thực hiện: Đại học Nông lâm Thời gian thực hiện: 01/2009 – 12/2010 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu sàng lọc số có giá trị thuộc họ Ráy Khảo sát định tính có mặt lớp chất thành phần họ Ráy Phân lập xác định cấu trúc hóa học số Ráy (Araceae) nhằm làm sáng tỏ thêm tác dụng ba thuốc dân gian định hướng cho nghiên cứu ứng dụng sản phẩm Nội dung đề tài - Nghiên cứu thành phần hóa học số Ráy (Araceae), xác định cấu trúc hóa học hợp chất thu việc sử dụng phương pháp phân tích vật lý đại (IR, MS, NMR 1D 2D) - Thử hoạt tính sinh học kháng vi sinh vật kiểm định số hợp chất phân lập đối tượng nghiên cứu nhằm lí giải tác dụng hoạt tính định hướng cho nghiên cứu ứng dụng Kết đạt - Đã bước đầu nghiên cứu thành phần hóa học họ Ráy: Alocasia macrorrhiza L.; Typhonium trilobatum L Typhonium brumei L - Phân lập 20 hợp chất sạch, xác định cấu trúc hóa học 18 hợp chất có hợp chất cerebrozit lần phân lập từ Ráy Alocasia macrorrhiza L - Kết thử hoạt tính hợp chất phân lập cho thấy alocerebrozit B C có hoạt tính mạnh vi khuẩn Gr (-) P.aeruginosa, alocerebrozit B có hoạt tính mạnh với vi khuẩn Gr (-) E.Coli Đặc biệt alocerebrozit B C có hoạt tính mạnh vi khuẩn Gr (+) S Aureus (trực khuẩn mủ xanh hay gặp viêm nhiễm) Hàm lượng chúng thân rễ Ráy nằm khoảng 3,5x10-4 % đến 3,45x10-3% theo nguyên liệu khô SUMMARY Project title: “To research the chemical composition of some plants that Ray (Araceae)” Code number: B2009-TN03-22 Coordinator: Mrs Lanh Thi Ngoc Tel: 0916.642.222 Email: lanhthingoc@gmail.com Implementing instution: Thai Nguyen University Coorparating institution (s): Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Duration: From 1/2009 to 12/2010 The objective of the subject To resseach and choose some valueable chemica plant of Ray (Araceae) To examine qualitative attending of lauyer of accuumulute in composition of some Ray plats To separate and determine the chemical structure of some Ray plant (Araceae) to clarify the effect of three medicinal plants and folk-oriented applied research for the next product Main contents: - To study the chemical composition Ray some plants (Araceae), determine the chemical structure of compounds obtained by the use of analytical methods of modern physics (IR, MS, 1D and 2D NMR) - Try bioactive antimicrobial testing some compounds isolated in the study subjects in order to explain the effects of active and directions for subsequent research applications Results: - Having initially studied the chemical composition of the three plants that Ray: Alocasia macrorrhiza L.; Typhonium trilobatum L and Typhonium brumei L - 20 Isolation of pure compounds, identified the chemical structures of 18 compounds including a new cerebrozit compound was first isolated from plant Alocasia macrorrhiza L - The results of active compounds isolated showed alocerebrozit B and C are active against bacteria Gr powerful (-) P.aeruginosa, alocerebrozit B with strong active bacteria Gr (-) E Coli Special alocerebrozit B and C with very strong for bacteria Gr (+) S Aureus (blue pus bacillus is common when inflammation) Their contents in stem and roots Ray is in the range 3.5 x10-4 x10-3% to 3.45% in dry ingredients TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nước ta có diện tích khoảng 330.000 km2, nằm trung tâm Đông Nam Châu Á trải dài 15 độ vĩ (khoảng 1650 km) Đồi núi chiếm 3/4 diện tích núi cao 500 m chiếm khoảng 1/3 diện tích lãnh thổ Khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa rõ rệt thay đổi theo địa hình Nhiệt độ trung bình hàng năm 220C, lượng mưa trung bình hàng năm vào khoảng 1200-2800 mm, độ ẩm tương đối cao (trên 80%) Những đặc thù khí hậu thiên nhiên làm cho nước ta có hệ thực vật vô phong phú đa dạng sở quan trọng để tìm kiếm phát nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học phục vụ cho công tác chăm sóc sức khỏe cộng đồng Từ xưa đến nay, thuốc dân gian đóng vai trò quan trọng đời sống hàng ngày người Ngày nay, hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học phân lập từ cỏ ứng dụng nhiều ngành công nghiệp nông nghiệp, chúng dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm mỹ phẩm Mặc dù công nghệ tổng hợp hoá dược ngày phát triển mạnh mẽ, tạo biệt dược khác sử dụng công tác phòng, chữa bệnh nhờ giảm tỷ lệ tử vong nhiều, song đóng góp thảo dược không mà chỗ đứng Y học Nó tiếp tục dùng nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp cung cấp chất đầu cho công nghệ bán tổng hợp nhằm tìm kiếm dược phẩm cho việc điều trị chứng bệnh thông thường bệnh nan y Vì vậy, nguồn thuốc dân gian vốn sử dụng phong phú đồng bào dân tộc kho tàng quí giá để khám phá, tìm kiếm nhiều loại thuốc có hiệu lực cao cho công tác phòng chữa bệnh, kể bệnh nan y thời đại ung thư, HIV/AIDS Thông qua tài liệu công bố thực vật có tác dụng chữa bệnh loài thuộc loài họ Ráy, đồng thời dựa kết hoạt tính kháng viêm kinh nghiệm dân gian chọn họ Ráy là: Alocasia macrorrhiza L.; Typhonium trilobatum L Typhonium brumei L làm đối tượng nghiên cứu, với tên đề tài: “ Nghiên cứu thành phần hóa học số loài họ Ráy (Araceae)” CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nghiên cứu hóa học họ Ráy (Araceae) Họ Ráy (Araceae) bao gồm 107 chi 2824 loài phân bố rộng khắp giới Ở Đông Dương năm 1994 theo Phạm Hoàng Hộ số loài Ráy có 108 loài Từ năm 1995 đến năm 2009 theo thống kê Nguyễn Văn Dư họ Ráy có 38 loài Ráy phát Đông Dương, Việt Nam có 28 loài, loài Lào, loài Campuchia [2] Họ Ráy (Araceae) Việt Nam có khoảng 30 chi 100 loài [1], chi Ráy thường gặp như: Aglaodorum, Amorphophallus, Anubias, Arum, Alocasia, Callopsis, Hapaline, Jasarum, Schismatoglottis, Calla, Landoltia, Rhaphidophora Chi Alocasia Việt Nam có 11 loài [12], [48] Bảng 1.1 Các loài Alocasia Việt Nam Số Tên khoa học Tên Việt Nơi tìm thấy A macrorrhiza (L) Schott Ráy, Hải vụ Đông Dương, Ấn Độ A odora (Roxb.) C koch Ráy Bạc hà Cây trồng khắp nơi A indica (L.) Kunth Ráy Ấn Độ Hà Nội, Định Quán A cucullata (L.) G Don Chim mì vu Cát Bà, Hải Phòng A cuspidata Engler Ráy mũi tên Miền Trung Nam Bộ A decumbens Buchet Ráy nằm Lạng Sơn, miền Trung A evrardii Gagn Ráy Evrard Đà Lạt A hainanica N E Rr Ráy Hải nam Ba Vì, Hà Tây A lecomtei Engler Ráy Lecomtei Trồng làm cảnh Ráy dài Đà Nẵng, Phú Quốc Ráy Bắc Ninh Bình 10 A longiloba Miq 11 A tonkinensis Engler Trong họ Ráy người ta tìm thấy số hợp chất, chúng axít béo, tecpenoit, ancaloit, cerebrozit glycozit [28] 1.1.1 Các axit béo Trong tự nhiên, axit béo đóng vai trò quan trọng, chúng nguồn cung cấp dinh dưỡng thiếu cho thể, đặc biệt cần thiết cho trình sinh 62 63 64 65 66 67 Phæ UV - VIS cña alocerebrozit C 68 18 Phæ FT - IR cña alocerebrozit C 19 Phæ 1H - NMR cña alocerebrozit C 20 Phæ DEPT cña alocerebrozit C 21 Phæ HMQC cña alocerebrozit C 22 Phæ HMBC cña alocerebrozit 23 Phæ EI - MS metyleste axit bÐo cña alocerebrosid C 24 Phæ FAB - MS cña alocerebrosid C Thái Nguyên, ngày 24 tháng năm 2011 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông ThS Lành Thị Ngọc ... cu, vi tờn ti: Nghiờn cu thnh phn húa hc mt s loi cõy h Rỏy (Araceae) CHNG 1: TNG QUAN 1.1 Nghiờn cu húa hc ca h Rỏy (Araceae) H Rỏy (Araceae) bao gm 107 chi 2824 loi phõn b rng khp th gii ụng... plant of Ray (Araceae) To examine qualitative attending of lauyer of accuumulute in composition of some Ray plats To separate and determine the chemical structure of some Ray plant (Araceae) to... mt s cõy Rỏy (Araceae) nhm lm sỏng t thờm tỏc dng ca ba cõy thuc dõn gian v nh hng cho nhng nghiờn cu ng dng sn phm tip theo Ni dung ca ti - Nghiờn cu thnh phn húa hc mt s cõy Rỏy (Araceae), xỏc