TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC
BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA
ĐỊA Y LOBARIA PULMONARIA (LOBARIACEA)
THU HÁI Ở TỈNH LÂM ĐỒNG
Giáo viên hướng dẫn: Ths. Dương Thúc Huy
Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thùy An
Trương Thị Diễm
Nguyễn Công Dương
Nguyễn Thị Giang
Lê Hồng Bảo Ngọc
TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Một số địa y dạng bột (crustose) .
Hình 2. Một số địa y hình lá (foliose)
Hình 3. Một số địa y dạng sợi (fructicose)
Hình 4. Địa y Lobaria amplissima
Hình 5. Địa y Lobaria virens
Hình 6. Địa y Lobaria srobiculata
Hình 7. Địa y Lobaria pulmonaria được thu hái tại tỉnh Lâm Đồng
DANH MỤC BẢNG
LỜI CẢM ƠN
****
Để hoàn thành Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học này, đầu tiên em xin chân thành
cảm ơn giáo viên hướng dẫn là Thầy Dương Thúc Huy, giảng viên chuyên
nghành hóa hữu cơ khoa hóa, trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM, đã hướng dẫn chúng
em làm đề tài này, đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn PGS. Ts. Nguyễn Kim Phi
Trang 3
Trang 3
không khí nên có thể xem địa y như một loại chỉ thị tự nhiên về chất lượng không khí. Do
đó ngày nay phải đi xa khỏi thành phố vài dặm chúng ta mới có thể tìm thấy địa y.
[4]
Địa y phát triển với nhiều hình dạng khác nhau, dựa vào đó mà địa y được phân
thành các loại khác nhau nhưng thường thấy nhất có 3 dạng chính
[17]
* Crustose lichen: Địa y dạng bột mịn. Loài địa y này có dạng trông giống như bột mịn
dính rất chắc vào đá, cây cối, vỉa hè hoặc trong đất, thường rất khó để tách chúng ra
khỏi những giá thể này mà không làm tổn hại đến giá thể.
* Foliose lichen: Địa y dạng phiến lá. Loài địa y này thường có dạng như lá, tán của
chúng có thể phân ra thành nhiều thùy (lobes). Thường chúng gắn với giá thể
(nhưng không quá chặt) thông qua những cấu trúc khác nhau, một trong số đó là cấu
trúc trông như rễ giả gọi là rhizine.
* Fructicose lichen: Địa y dạng sợi. Loài địa y này thường có tiết tròn, phân nhiều nhánh,
trông như một chùm lông bám trên giá thể hoặc cũng có khi giống như những sợi
dây buông thõng trên các cây lớn.
Bacidia inundata Nectriopsis physciicola Pertusaria multipuncia
(ảnh được chụp bởi Ballingeary và County Cork tại Ireland)
Hình 1. Một số địa y dạng bột (crustose)
[12]
Lobaria pulmonaria Menegazzia terebrata Sticta canariensis
(ảnh được chụp bởi Ballingeary và County Cork tại Ireland)
Trang 4
Trang 4
Hình 2. Một số địa y hình lá (foliose)
[12]
Trang 5
2.1.3. Mô tả thực vật một số loài địa y thuộc chi Lobaria
2.1.3.1. Lobaria amplissima
Mô tả thực vật
Thuộc dạng fructicose, thuỳ rộng từ 5 đến 30 mm, đường kính từ 15 đến 30 cm,
phần rìa bo tròn. Trong môi trường ẩm ướt có màu xanh lá, môi trường khô ráo có màu
xám trắng. Bề mặt trơn láng hoặc gợn sóng.
[17]
Trang 6
Trang 6
Hình 4. Địa y Lobaria amplissima
[12]
Phân bố
Lobaria amplissima thường được tìm thấy trên vỏ cây, đặc biệt là những cây rụng
lá. Đôi khi loài địa y này còn được tìm thấy trên những tảng đá (ngoại trừ đá vôi). Chúng
nhạy cảm với sự ô nhiễm và sẽ biến mất khi nồng độ CO
2
trong không khí lớn hơn 30
μg/m
3
. Chúng thường phân bố tại vùng có khí hậu ôn đới, nơi ít nhiều ẩm ướt.
[17]
2.1.3.2. Lobaria virens
Mô tả thực vật
Địa y thuộc dạng foliose, đường kính có thể đạt đến 30 cm, bám khá chặt vào giá
thể. Thuỳ rộng từ 0.5 đến 3 cm, phần rìa bo tròn, nằm tách rời, tiếp giáp hoặc chồng chéo
lên nhau. Màu sắc thay đổi từ xám đến xanh lá trong môi trường khô ráo đến ẩm ướt. Bề
mặt khá trơn láng, đôi khi có gợn sóng. Mặt dưới màu nâu nhạt, được bao phủ bằng một
lớp lông tơ.
Trang 8
2.1.4. Các nghiên cứu hóa học về chi Lobaria
2.1.4.1. Các hợp chất chứa N:
Sticticin (1) được tìm thấy trong Lobaria virens
[19]
2.1.4.2. Depside – Tridepside:
Meta–scrobiculin (2) và para–scrobiculin (3) được tìm thấy trong Lobaria
scrobiculata
[6]
. 4-O-methylgyrophoric acid (4) được tìm thấy trong Lobaria dissecta
[7]
.
OH
O
CH
3
H
3
CO
O
OH
O
O
CH
3
CH
3
COOH
OH
oregana
[13]
. Stictic acid (7) được tìm thấy trong Lobaria retigera (Bory) Trev
[19]
và
isidiophorin (8) được tìm thấy trong Lobaria isidiophora Yoshim
[19]
.
Trang 9
Trang 9
Trang 10
Trang 10
Stictic acid (7)
(Lobaria retigera)
Isidiophorin (8)
(Lobaria isidiophora)
Methylstitic acid (6)
(Lobaria oregana)
Cryptostitic acid (5)
(Lobaria oregana)
2.1.4.4. Sesterterpenoid:
Retigeranic acid A (9) và retigeranic acid B (10) được tìm thất trong Lobaria isidiosa.
[19]
CH
3
H
CH
3
CH
3
H
CH
3
CH
3
COOH
17
16
15
14
18
19
24
25
13
1
2
23
20
22
12
11
10
3
4
5
6
8
30
28
17
18
14
7
4
5
23
24
3
2
25
10
9
11
12
26
13
15
16
27
1
6
8
CH
3
CH
3
25
10
9
11
12
26
13
15
16
27
1
6
8
2.2. Đối tượng nghiên cứu: Địa y Lobaria pulmonaria
2.2.1. Mô tả thực vật
Lobaria pulmonaria là địa y có dạng lá, có thuỳ rộng, khi còn tươi có màu xanh lá
và khi khô có màu nâu nhạt. Bề mặt có dạng lưới với các mắt lưới trũng sâu, mặt dưới
màu trắng hoặc nâu nhạt có gắn các rễ giả gọi là rhizines.
[2]
2.2.2. Phân bố
Lobaria pulmonaria phân bố rộng những khu vực có khí hậu ẩm ướt, lượng mưa
cao tại châu Âu, châu Á, Bắc Mỹ và châu Phi.
[10]
Loài địa y này đặc biệt nhạy cảm với ô
nhiễm không khí nên hiện nay, Lobaria pulmonaria đang dần biến mất tại Châu Âu cũng
như những khu vực xây dựng khu công nghiệp.
[21]
Ngoài ra loài địa y này cũng đã được
nuôi cấy trong phòng thí nghiệm để phục vụ cho nhiều nghiên cứu.
[23]
đã công bố dịch chiết methanol của
Lobaria pulmonaria có khả năng ức chế indomethacin ở chuột – một tác nhân gây tổn
thương niêm mạc dạ dày.
Ngoài ra vào năm 1999, EMEA
[20]
- the European Agency for the evaluation of
medicinal products cũng đã công bố về việc Lobaria pulmonaria được sử dụng để chế
biến thức ăn trong lĩnh vực thú y.
2.2.4. Các nghiên cứu hóa học
Cho đến ngày nay, vẫn còn rất ít các bài báo nghiên cứu thành phần hoá học của loài
địa y này. Siegfried huneck và Isao Yoshimura
[19]
đã công bố trong loài Lobaria
pulmonaria có chứa dẫn xuất của acid rhizonic như rhizonaldehide (13) và rhizonyl
Trang 12
Trang 12
alcohol (14), các depsidone như 4,2’- di-O-methoxyconnorstictic acid (15), vesuvianic
acid (16) pulmonarianin (17) và các steroid như episterol (18), fecosterol (19),
stigmasterol (20), ergosterol-5α,8α-peroxide (21).
Năm 1975, S.Catalano và những cộng sự
[11]
đã công bố tìm thấy một depside là
gyrophoric acid (31) trong loài Lobaria pulmonaria.
Năm 1999, EMEA
[20]
the European Agency for the evaluation of medicinal products
cũng đã công bố về sự có mặt của gyrophoric acid (31) và tenuiorin (32) trong loài địa y
này.
Năm 1994, Antonio G.Gonzalez và những cộng sự của ông
[2]
5
6
7
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
9
8
O
O
O
H
3
C
H
3
CO
CH
3
OH
O
HO
H
O
3
OH
O
HO
O
Hyposcc acid (23)
Cryptoscc acid (24)
Depsidone 10 (27)
Methylscc acid (25)
Norscc acid (26)
Trang 14
Trang 14
Depsidone 1 (28)
Isidiophorin (29)
1
2
3
4
5
6
7
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
9
8
O
O
O
H
3
C
H
3
CO
CH
3
OH
O
H
O
Ha
Hb
Hc
CH
3
O
CO
Tenuiorin (32)
O
O
COOCH
3
OHH
3
C
H
3
C OH
H
3
C OH
2.3. Mục đích nghiên cứu
Các hợp chất depside và depsidone đã được nghiên cứu là có hoạt tính kháng
khuẩn, kháng oxi hóa mạnh
[14][8]
, là những hợp chất đặc trưng có nhiều trong địa y. Các
nghiên cứu hóa học trên chi Lobaria cũng cho thấy có sự hiện diện của những hợp chất
này. Bên cạnh đó, chúng tôi nhận thấy loài địa y Lobaria pulmonaria thuộc chi Lobaria
phát triển khá nhiều ở rừng Bidoup – Lâm Đồng. Do đó, chúng tôi chọn loài địa y này
làm đối tượng nghiên cứu.
Loài địa y này được định danh bởi nhóm nghiên cứu của Giáo sư J.Boustie thuộc
đại học Rennes 1 Pháp và Thạc sĩ Võ Thị Phi Giao khoa sinh học, trường đại học Khoa
Học Tự Nhiên, đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
Trang 17
Trang 17
Mục tiêu của đề tài là khảo sát thành phần hoá học của các hợp chất cô lập được từ
Cao EA1 Sơ Đồ 1. Quy trình chung điều chế và cô lập các hợp chất của địa y Lobaria pulmonaria
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Kết quả
Từ cao EA1 chúng tôi đã cô lập được 4 hợp chất kí được kí hiệu là LOBA1,
LOBA5A, LOBA 9, LP1 tương ứng với các hợp chất methyl orsellinate, ergosterol-5,8-
peroxide, methy -orcinolcarboxylate, orcinol. Từ cao EA2 đã cô lập được 1 hợp chất là
methylstictic acid được kí hiệu là LOBA7. Cấu trúc các hợp chất được xác định dựa vào
các phương pháp hóa lý
1
H-NMR,
13
C-NMR, HMBC, HSQC, MS.
Cấu trúc của các hợp chất cô lập được:
CH
3
OH
OH
2
3
4
6
5
1
7
CH
Orcinol (LP1) Methyl orsellinate (LOBA1) Methy -orcinolcarboxylate (LOBA9)CH
3
CH
3
OH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
O
O
2
1
3
4
5
10
6
7
14
15
16
13
3
H
3
CO
1
2
3
4
6
8
7
9'
4'
2'
1'
7'
8'
6'
5'
9
5
3'
Ergosterol-5,8-peroxide (LOBA5A) Methylstictic acid (LOBA7)
Trang 19
Trang 19
LoBa1 (3,5 gam)
LoBa5 (5 mg)
LoBa9 (20 mg)
LP1 (800
LoBa7 (25 mg)
C
=
21.3 ppm .
So sánh dữ liệu phổ của hợp chất LP1 với orcinol nhận thấy có sự tương đồng.
Do đó đề nghị hợp chất LP1 là orcinol với công thức như sau
CH
3
OH
OH
2
3
4
6
5
1
7
Orcinol (LP1)
Bảng 1. So sánh dữ liệu phổ của LP1 và Orcinol
[18]
Trang 21
Trang 21
3.2.2. Hợp chất LOBA1
- Tinh thể hình kim, màu trắng.
- Nhiệt độ nóng chảy: 144°C
- Phổ
1
H-NMR: Phụ lục 3.
- Phổ
13
C-NMR: Phụ lục 4.
24.1 ppm.
So sánh dữ liệu phổ của hợp chất LOBA1 với methyl orsellinate nhận thấy có sự
tương đồng. Do đó đề nghị hợp chất LOBA1 là methyl orsellinate với công thức như sau
CH
3
COOCH
3
OH
OH
6
1
2
3
4
5
7
8
Methyl orsellinate (LOBA1)
Bảng 2. So sánh dữ liệu phổ của hợp chất LOBA1 với Methyl orsellinate
[15]
Trang 22
Trang 22
Vị trí
LP1 (Acetone – d
6
) ORCINOL (Aceton – d
6
)
1 140.4 139.2
2 6.14 (s) 108.2 6.15 (s) 107.1
- Phổ
1
H-NMR : Phụ lục 5.
- Phổ
13
C-NMR : Phụ lục 6.
Phổ
1
H-NMR cho một tín hiệu mũi đơn của nhóm CH
3
gần nhóm –COO- tại δ
H
= 2.45 ppm, 1 tín hiệu mũi đơn của nhóm CH
3
nằm gần 2 nhóm –OR tại δ
H
= 2.05 ppm, 1
tín hiệu mũi đơn của nhóm –OCH
3
tại δ
H
= 3.92 ppm, 1 tín hiệu OH kiềm nối tại δ
H
=
11.98 ppm và một tín hiệu của pronton H-5 tại vùng δ
H
6.35 ppm.
CH
3
OH
vòng thơm tại vùng δ
H
= 2.43 ppm và δ
H
= 2.05 ppm. So sánh dữ liệu phổ của hợp chất
LOBA9 với methy -orcinolcarboxylate nhận thấy có sự tương đồng. Do đó đề nghị hợp
chất LOBA9 là methy -orcinolcarboxylate với công thức như sau
Trang 23
Trang 23
Methy -orcinolcarboxylate (LOBA9)
Bảng 3. So sánh dữ liệu phổ của hợp chất LOBA9 với methy -orcinolcarboxylate
[22]
Vị trí
LOBA9 ((CH
3
)
2
CO) Methy -orcinolcarboxylate
(CDCl
3
)
1 104.5 105.2
2 163.7 163.1
3 109.2 108.6
4 160.6 158.1
5 6.35 (s) 111.2 6.20 (s) 110.6
6 140.2 140.2
7 173.2 172.6
8 2.43 (s) 23.8 2.45 (s) 24.0
H-23 tại δ
H
5.15 ppm và δ
H
5.23 ppm. Đây là các tín hiệu đặc trưng của hợp chất sterol có
khung sườn stigmasterol. Ngoài ra, phổ
1
H-NMR còn cho 2 tín hiệu proton olefin H-6 và
H-7 tại δ
H
6.49 ppm và δ
H
6.23 ppm.
Phổ
13
C-NMR cho các tín hiệu đặc trưng của carbon C-3 có gắn OH tại δ
C
= 66.6
ppm, hai tín hiệu của C-22 và C-23 tại δ
C
= 135.4 ppm và 132.5 ppm và tín hiệu của 2
carbon olefin C-6, C-7 tại δ
C
= 135.6 ppm và 130.9 ppm. Đặc trưng của hợp chất sterol có
khung sườn stigmasterol. Tuy nhiên, tại δ
C
= 79.6 ppm và 82.3 ppm có 2 tín hiệu 2
carbon tứ cấp có gắn –O–.
Trang 24
Trang 24
12
11
20
17
22
23
24
25
26
27
28
21
19
18
9
8
Ergosterol-5,8-peroxide (LOBA5A)
Trang 25
Trang 25