BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
LÊ ĐÌNH CƯỜNG
TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT
TERPENOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA
KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
Nghệ An – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
LÊ ĐÌNH CƯỜNG
TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HỢP CHẤT
TERPENOIT TỪ QUẢ CÂY THẢO ĐẬU (ALPINIA
KADSUMADAI HAYT) Ở VIỆT NAM
Chuyên ngành : HOÁ HỮU CƠ
Mã số: 60.44.01.14
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
Người hướng dẫn khoa học : PGS. TS HOÀNG VĂN LỰU
Học viên thực hiện : Lê Đình Cường
Nghệ An – 2014
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên đề Hóa hữu cơ
Khoa Hóa học, Trung tâm kiểm định chất lượng an toàn thực phẩm và môi
trường - Trường Đại học Vinh, Viện hàn lâm - Viện hàn lâm khoa học – khoa
học và công nghệ Việt Nam.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Hoàng
Văn Lựu, Trường Đại Học Vinh đã giao đề tài tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều
kiện trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Đình Thắng – Phó trưởng khoa
Hóa Học – Trường Đại Học Vinh đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình cho tôi hoàn
1
H- NMR của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.3: Phổ
1
H- NMR của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.4: Phổ
13
C- NMR của hợp chất A Error: Reference source not found
Hình 3.5: Phổ
13
C- NMR của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.6: Phổ DEPT của hợp chất A Error: Reference source not found
Hình 3.7: Phổ DEPT của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.8: Phổ HMBC của hợp chất A Error: Reference source not found
Hình 3.9: Phổ HMBC của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.10: Phổ HMBC của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.11: Phổ HMBC của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.12: Phổ HMBC của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.13: Phổ HSQC của hợp chất A Error: Reference source not found
Hình 3.14: Phổ HSQC của hợp chất A (phổ dãn) Error: Reference source not
found
Hình 3.15: Phổ khối lượng va chạm electron (EI-MS) của hợp chất B Error:
CC : (Column Chromatography): Sắc ký cột thường
FC : (Flash Chromatography): Sắc ký cột nhanh
Mini-C : (Minicolumn Chromatography): Sắc ký cột tinh chế
UV : Ultraviolet
IR : (Infrared Spectroscopy): Phổ hồng ngoại
MS : (Mass Spectroscopy) Phổ khối lượng
GC-MS : (Gas Chromatography - Mass Spectrometry): Sắc ký khí khối phổ
EI-MS : (Electron Impact Mass Spectroscopy): Phổ khối lượng va chạm
điện tử
1H-NM : (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ cộng
hưởng từ hạt nhân proton
13C-NMR: (Cacbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy): Phổ
cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13
DEPT : (Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer): Phổ DEPT
HSQC : Heteronuclear Single Quantum Correlation
HMBC : Heteronuclear Multiple Bon orrelation
s : Singlet
br s : Singlet tù
t : triplet
d : dublet
dd : dublet của dublet
dt : dublet của triplet
m : multiplet
TMS : Tetramethylsilan
DMSO : DimethylSulfoxide
Đ.n.c : Điểm nóng chảy
8
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam nằm ở vùng trung tâm Đông Nam Á hàng năm có lượng mưa
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Trong luận văn này, chúng tôi có nhiệm vụ:
- Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp
chất từ quả cây thảo đậu (Alpinia kadsumadai).
- Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất quả cây thảo đậu (Alpinia
kadsumadai).
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết quả cây thảo đậu (Alpinia kadsumadai)
thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở Việt Nam.
2
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về chi Alpinia
1.1.1. Đặc điểm thực vật học
Các cây thuộc chi Alpinia (chi Riềng) thuộc loại thân thảo thẳng, cao từ
0,4 – 2,5 m. Thân rễ khỏe bò dưới đất. Lá hình mác hẹp hoặc hình xoan, thường
có mũi nhọn, không cuống hoặc cuống ngắn. Bẹ lá và lưỡi bẹ cuộn kín, dài.
Cụm hoa ở dạng bông hoặc hình truỳ, các nhánh gần như không có, có khi rất
ngắn, mang một hoa (ít khi có nhánh nhỏ). Các lá bắc của các nhánh lớn như lá
bắc con của hoa có hình ống, cái này lồng vào cái kia, có dạng phẳng hoặc lõm,
thường lớn hơn lá bắc bọc ngoài, cuống hoa thường ngắn hơn lá bắc của hoa.
Hoa tạo thành tràng có nhiều màu kết hợp trắng đỏ hoặc hồng. Đài hoa hình
ống. Tràng hoa có dạng ống ngắn, thuỳ hoa hình trứng, lõm, dạng tù. Bao phấn
hình thuẫn. Trung đới dày, có mào, nhị hai, ngắn, hình răng hoặc hình dùi lồng
vào giữa chỉ nhị và cách môi hoặc không cách môi dài hơn nhị. Các thuỳ của
tràng hoa thường có dạng thuẫn, chia thành ba, rất lõm có dạng thuyền. Hoa có
hương thơm kém quyến rũ hơn so với một số chi khác trong họ Gừng
Zingiberaceae. Noãn sào có số lượng không xác định. Quả gồm một quả mọng,
khô, mở đều hoặc không mở, nhiều hạt, có ba góc do sức ép, được bao bởi một
lớp áo hạt.
Thân rễ chi Alpinia sinh trưởng khá nhanh. Từ một chồi giống ban đầu,
Lương khương
Kontum, Lâm Đồng,
Lạng Sơn, Hà Tây, Hà
Tĩnh, Thừa Thiên -Huế
4 Alpinia conchigera Griff. Riềng rừng Đồng Nai
5
Alpinia gagnepainii K.
Schum.
Riềng Ganepain Hà Nam Ninh
6
Alpinia galanga (L.)
Willd.
Riềng nếp Các tỉnh miền Bắc
7
Alpinia globosa (Lour.)
Horan.
Sẹ, Mè tré
Cao Bằng, Lạng Sơn,
Lai Châu, Vĩnh Phúc
8 Alpinia henry K. Schum. Riềng Henry Hà Nam Ninh
9 Alpinia laoensis Gagnep. Riềng Lào, Kiền Hà Tiên, Quảng Trị
10
Alpinia malaccensis
(Burm. F.) Roscoe.
Riềng Malacca
Hà Giang, Hà Tây, Bà
Rịa
11 Alpinia mutica Roxb. Riềng không múi Sài Gòn, Đồng Lai
12
Alpinia officinarum
Trong dân gian các cây thuộc chi Alpinia không chỉ là gia vị quen thuộc
mà còn có mặt trong nhiều bài thuốc chữa các bệnh như đau dạ dày, đau bụng,
đầy hơi, khó tiêu, ỉa chảy, sốt rét, sốt nóng, nôn mửa, làm ấm tì vị và kích thích
tiêu hoá, còn được dùng để chữa các vết thương, vết loét,…
Các loài Alpinia được sử dụng làm thuốc trong Y học cổ truyền Việt Nam
là Alpinia bracteata Roxb., Alpinia breviligulata Gagnep., Alpinia chinensis
(Retz.) Roscoe., Alpinia conchigera Griff., Alpinia galanga (L.) Willd., Alpinia
globosa (Lour.) Horan., Alpinia malaccensis (Burm. F.) Roscoe., Alpinia
officinarum Hance., Alpinia zerumbet (Pers.) Burtt et Sm., Alpinia oxyphylla
Miq., Alpinia kadsumadai Hayt., Alpinia japonica Miq. [3].
1.1.3. Thành phần hóa học
1.1.3.1. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất
phenolic từ Alpinia officinarum Hance
Bảy hợp chất đã được phân lập từ Alpinia fficinarum Hance là β-sitoterol,
1,7-diphenyl-5-ol-3-hepton (1), 1-phenyl-7-(3'-methoxy-4'-hydroxy) phenyl-5-
ol-3-heptanon, glandin (2), kaempferol-4'-methylete (3) và axit 3,4-
dihydroxylbenzoic (4). Trong số các hợp chất này axit 3,4-dihydroxylbenzoic là
chất lần đầu tiên nhận được từ Alpinia officinarum. 1-Phenyl-7-(3′-methoxy-4′-
hyroxy)phenyl-5-ol-3-hepton và một hợp chất mới, 1,7-diphenyl-3-5-heptandiol-
phenyl-7-(3′-methoxyl-4′-hydroxyl) phenyl-3,5-heptadiol đã nhận được từ 1,7-
5
diphenyl-5-ol-3-heptanon và 1-phenyl-7-(3′-methoxyl-4′-hydroxyl) phenyl-5-ol-
3-heptanon bằng sự khử hóa [8].
O OH
(1)
Diarylheptanoit 7-(4'-hydroxy-3'-methoxyphenyl)-1-phenylhept-4-en-3
-on (5) (HMP) là một chất hóa học có nguồn gốc thực vật được tìm thấy trong
Alpinia officinarum. Các tính chất chống viêm của hợp chất này trên dòng tế bào
đại thực bào chuột RAW 264.7 và các tế bào đơn nhân máu người ngoại vi
(PBMC) đã được nghiên cứu in vitro.
OHO
OH
OH
OCH
3
O
(10) (11)
OHO
OH
OH O
(12)
Phân tách theo định hướng thử nghiệm sinh học phần chiết metanol có
hoạt tính gây độc tế bào từ thân rễ Alpinia officinarum Hance đã phân lập được
2 diarylheptanoit mới alpinoid D (13) và E (14), cùng với 15 diarylheptanoit đã
biết khác. Hoạt tính gây độc tế bào của các diarylheptanoit được đánh giá đối
với dòng tế bào u nguyên bào thần kinh người IMR-32. Các hợp chất trên đã
được chứng tỏ là có hoạt tính mạnh nhất với các giá trị IC
50
là 0,83, 0,23 và 0,11
µM [20].
7
Hai diarylheptanoit mới, (5S)-5-hydroxy-7-(3,4-dihyđroxyphenyl)-1-
phenyl-3-heptanon (15) và (5R)-5-hydroxy-7-(3-methoxy-4,5-dihydroxyphe-
nyl)-1-phenyl-3-heptanon (16), cùng với hai chất tương tự đã biết khác (17 và
18), đã được phân lập từ thân rễ của Alpinia officinarum. Hợp chất 18 cho hoạt
tính gây độc tế bào đối với các dòng tế bào, HepG2, MCF-7 và SF-268, trong
khi đó các hợp chất 15-17 không có hoạt tính đáng kể [6].
17 OH OH OCH
3
diphenyl-4-en-3-hep-tanon (19) và 6-(2-hydroxyphenyl)-4-methoxy-2-pyron
(20) và 3 hợp chất đã biết, 1,7-diphenyl-4-en-3-heptanon (21), 1,7-diphenyl-5-
methoxy-3-heptanon (22) và apigenin (23). Cả ba diaryheptanoit 19, 21 và 22
cho hoạt tính ức chế hoạt tính liên kết thụ quan PAF (yếu tố hoạt hoá tiểu cầu)
mạnh với giá trị IC
50
là 1,3, 5,0 và 1,6 µM. Nghiên cứu này đã cho thấy các
điarylheptanoit là một lớp chất đối kháng PAF mạnh mới [12].
8
O
OH
O
(19) (21)
O
OCH
3
O
OCH
3
OH
O
OHO
OH
OH
O
(22) (20) (23)
Một điarylheptanoit mới, cùng với 5 điarylheptanoit đã biết, đã được
HO
OH
(29)
1.1.3.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất
phenolic từ thân rễ Alpinia galanga
Trong một nghiên cứu định hướng vào các tác nhân chống HIV, 1'S-1'-
acetoxychavicol axetat (ACA) (30,31), ngăn chặn quá trình sao chép HIV-1
trong các tế bào máu đơn nhân ngoại vi.
OO)
O
O
H
(30)
O
O
O
O
(31)
10
O
O
O
NH
S
HN NH
O
O
(32)
Tinh chế phần chiết axeton của Alpinia galanga Lin. cho p-
hydroxycinnamaldehit (33). Nghiên cứu cho thấy p-hydroxycinnaldehit từ A.
O quả cây A. oxyphylla. Cấu trúc của các hợp chất
này đã được xác định là (9E)-humulen-2,3,6,7-diepoxid (41), 3(12),7(13),9E-
humulatriene-2,6-diol (42), (-) oplopanon (43), yakuchinon A (44), yakuchinon
B (45), tectochrysin (46), isovanillin (47) và (2E,4E)-6-hydroxy-2,6-
dimethylhepta-2,4-dienal (48). Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất 41,
42 và 45 trên các dòng tế bào ung thư, A549, HT-29 và SGC-7901, đã được
đánh giá bằng thử nghiệm sulforhodamine B (SRB). Các hợp chất 41, 42, 47
và 48 đã được phân lập lần đầu tiên từ chi này và các hợp chất 41, 42, và 45
không thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đối với ba dòng tế bào ung thư ở nồng
độ 10 mg/L [21].
12
O O
OHO
OH
O
H
O
(46) (47)
Khả năng bảo vệ thần kinh của axit protocatechuic (PCA) (49), một hợp
chất phenolic được phân lập từ hạt Alpinia oxyphylla, đối với apoptosis và sự
oxy hóa gây bởi hydrogen peroxid (H
2
O
2
) trong các tế bào được nuôi cấy PC12
đã được nghiên cứu.
1.1.3.5. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số hợp chất
khác từ chi Alpinia (Zingiberaceae)
Các thực vật chi Alpinia (Zingiberaceae) chứa các hợp chất mono- và
OH
O
H
OH
O
OH
H
H
HO
O
O
OH
(60) (61) (62)
H
O
H
O
O
OHC
OH
(63) (64)
OH O
OH O
OH
(65) (66)
14
CH
được xác định bằng phương pháp GC và GC/MS (chiếm 95,8% tổng hàm lượng
tinh dầu). Thành phần chính của tinh dầu là 1,8-cineol (67,9%) và α -pinen
(7,0%)
Thân rễ riềng (alpinia galanga) chứa tinh dầu gồm cineol, methyl
cinnamat; các flavon; galangin; alpinin; kaempferid 3-dioxy-4-methoxy flavon.
Bằng phương pháp sắc kí khí- khối phổ liên hợp (GC/MS) đã tách và xác
định hàm lượng phần trăm của 61 cấu tử có trong dịch hexan thân rễ của cây
riềng (alpinia purpurata) ở thành phố Hội An - Quảng Nam bảng 1.2
16
Bảng 1.2: Thành phần hoá học dịch hexan thân rễ của cây riềng
(alpinia purpurata) ở thành phố Hội An - Quảng Nam
TT Hợp chất Hàm lượng %
1. Butyl axetat 0,20
2 . Etylbenzen 0,25
3. 1,3-dimetylbenzen 0,89
4. Styren 0,40
5. p-Xylen 0,35
6. α - Pinen 0,66
7. Camphen 1,31
8. Sabinen 0,60
9. β-pinen 1,03
10. β -Myrcen 0,28
11. Limonen 1,04
12. 1,8-Cineol 0,41
13. 1,3-dietylbenzen 0,77
14. 1,4-dietylbenzen 0,85
15. 1,4-dietylbenzen 0,40
16. Campho 1,25
17. Borneol 0,29
18. 1,2,4-trietylbenzen 0,30