TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA
NGUYỄN QUANG VĨNH NGUYÊN
NGUYỄN THỊ NGỌC LỢI KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI ĐỊA Y
DIRINARIA APPLANATA (FÉE) D. D. AWASTHI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CỬ NHÂN HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CỬ NHÂN HÓA HỌC
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. NGUYỄN TRỌNG TUÂN
ThS. NGUYỄN THẾ DUY
Cần Thơ, 2013
Luận văn tốt nghiệp ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA HỌC
Năm học 2013-2014
Đề tài: “KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CỦA LOÀI ĐỊA Y DIRINARIA APPLANATA
(FÉE) D. D. AWASTHI”
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi là Nguyễn Quang Vĩnh Nguyên và Nguyễn Thị Ngọc Lợi, tác giả
của Luận văn xin xác nhận đã chỉnh sửa hoàn chỉnh theo những ý kiến và góp
ThS. Nguyễn Thế Duy – Khoa Khoa Học Tự Nhiên – Trường Đại học Cần
Thơ, đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho chúng em những kiến thức và kinh
nghiệm trong suốt thời gian chúng em thực hiện luận văn.
Chúng em xin gửi cảm ơn sâu sắc đến cô Ngô Kim Liên, thầy Lê Hoàng
Ngoan, đã luôn quan tâm, chỉ bảo và cho em những lời khuyên chân thành nhất
trong suốt quá trình theo học tại trường.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả thầy cô đã truyền đạt kiến thức
cho chúng em trong những năm học vừa qua, cung cấp, hỗ trợ phương tiện để
chúng em có thể hoàn thiện tốt đề tài luận văn.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên lớp Hóa Dược K36 và những thành viên của
phòng Hóa Sinh 1, Hóa Dược và Hữu Cơ 1, những người bạn đã cùng chúng tôi
đi hết chặng đường sinh viên và đã nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ, động viên chúng
tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, chúng con xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới ba mẹ,
anh chị và những người thân yêu đã nuôi nấng dạy dỗ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi để chúng con vững bước trên con đường học vấn và trở thành người có ích
cho xã hội.
Xin chân thành cảm ơn!
Luận văn tốt nghiệp iv
Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Bộ Môn Hóa Học
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Tuân.
2. Đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học của loài địa y Dirinaria applanata
(Fée) D. D. Awasthi”.
Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Bộ Môn Hóa Học
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện:
Tên đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học của loài địa y Dirinaria
applanata (Fée) D. D. Awasthi”.
2. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quang Vĩnh Nguyên MSSV: 2102466
Nguyễn Thị Ngọc Lợi MSSV: 2102459
Lớp: Hóa Dược – Khóa: 36.
3. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức LVTN: b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: * Những vấn đề còn hạn chế: c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): d. Kết luận, đề nghị và điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
Cán bộ phản biện
Các nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính sinh học của những hợp chất phân
lập được vẫn đang được tiến hành.
Từ khóa: Dirinaria Applanta (Fée) D. D Awasthi, IC
50
, DPPH.
Luận văn tốt nghiệp vii
ASBTRACT
The aim of this thesis is to investigate chemical composition and to test
for antioxidant activity of ethyl acetate extract of the lichen Dirinaria applanata
(Fée) D. D. Awasthi.
From the ethyl acetate extract of lichen Dirinaria applanata (Fée) D. D.
Awasthi, five pure compounds were isolated and named including: HP7, HP8,
HP9, HP10, HP11.
Functional groups of all these isolates were determined by infrared
spectroscopy method. The FT – IR data showed that HP7 contains: 3332
(O–H); 2962, 2931, 2870 (C–H); 1602, 1459 (C=C); HP8 contains: 3597, 3428
(-NH
2
); 2943, 2873 (C–H); HP9 contains: 3523, 3399 (N–H); 2937 (C–H); 1715
(C=O) and HP10 contains: 3404 (N–H); 2928 (C–H); 1628 (C=O).
The ethyl acetate extract of lichen Dirinaria applanat (Fée) D. D Awasthi
was tested for antioxidant activity by the use of DPPH (2,2-diphenyl-1-picryl-
hydrazyl)
free radical
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ii
Nhận xét đánh giá của cán bộ hướng dẫn iv
Nhận xét đánh giá của cán bộ phản biện v
Tóm tắt vi
Asbtract vii
Trang cam kết kết quả viii
Mục lục ix
Danh sách bảng xii
Danh sách hình xiii
Danh mục từ viết tắt xiv
Chương 1: Giới thiệu 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3 Nội dung nghiên cứu 2
Chương 2: Tổng quan tài liệu 3
2.1 Tổng quan thực vật học 3
2.1.1 Tên gọi 3
2.1.2 Đặc điểm 3
2.1.3 Công dụng của địa y 4
2.1.4 Thành phần hóa học 5
2.2 Sơ lược về địa y Dirinaria applanata (Fée) D. D. Awasthi 13
2.2.1 Tên gọi 13
2.2.2 Phân loại 13
2.2.3 Mô tả thực vật 14
2.2.4 Thành phần hóa học 14
2.2.5 Phân bố 14
2.2.6 Đặc điểm 15
3.4.2 Điều chế cao methanol tổng 25
3.4.3 Điều chế các loại cao chiết 26
3.5 Khảo sát cao ethyl acetate 27
3.5.1 Sắc ký cột cao ethyl acetate 27
3.5.2 Khảo sát phân đoạn E3 30
3.5.3 Khảo sát phân đoạn E7 34
3.5.4 Khảo sát phân đoạn E8 37
3.6 Khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate bằng
phương pháp sử dụng gốc tự do DPPH 38
3.6.1 Khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate 38
3.6.2 Khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa của vitamin C 39
Chương 4: Kết quả và thảo luận 41
4.1 Khảo sát đặc điểm của các hợp chất cô lập được 41
4.1.1 Hợp chất HP7 41
4.1.2 Hợp chất HP8 42
4.1.3 Hợp chất HP9 43
4.1.4 Hợp chất HP10 43
4.1.5 Hợp chất HP11 44
4.2 Hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate bằng phương pháp
sử dụng gốc tự do DPPH 45
4.2.1 Hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate 45
Luận văn tốt nghiệp xi
4.2.2 Hoạt tính kháng oxi hóa của vitamin C 46
4.2.3 So sánh hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate và
vitamin C 46
Chương 5: Kết luận và kiến nghị 47
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Các dạng địa y thường gặp. 3
Hình 2.2: Cấu tạo của địa y. 4
Hình 2.3: Địa y Dirinaria applanata (Fée) D. D. Awasthi 13
Hình 2.4: Cấu tạo địa y Dirinaria applanata (Fée) D. D. Awasthi. 14
Hình 2.5: Cách tính giá trị R
f
18
Hình 3.1: Quy trình điều chế các loại cao. 27
Hình 3.2: SKLM khảo sát cao ethyl acetate. 28
Hình 3.3: SKLM khảo sát hợp chất HP9 30
Hình 3.4: SKLM khảo sát hợp chất HP11 32
Hình 3.5: SKLM phân đoạn E3.2. 33
Hình 3.6: SKLM khảo sát hợp chất HP10 33
Hình 3.7: SKLM khảo sát hợp chất HP7 36
Hình 3.8: SKLM khảo sát hợp chất HP8 37
Hình 3.9: Quy trình khảo sát hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH của cao
ethyl acetate. 38
Hình 4.1: SKLM cao EA, HP7, HP8, HP9, HP10 và HP11. 41
Hình 4.2: SKLM hợp chất HP7 42
Hình 4.3: Hợp chất HP7 42
Hình 4.4: SKLM hợp chất HP8 42
Hình 4.5: Tinh thể hợp chất HP8 42
Hình 4.6: SKLM hợp chất HP9 43
Hình 4.7: Tinh thể hợp chất HP9 43
Hình 4.8: SKLM hợp chất HP10 44
Hình 4.9: Tinh thể hợp chất HP10 44
Hình 4.10: SKLM hợp chất HP11 44
Hình 4.11: Tinh thể hợp chất HP11 44
50
Effective Dose required for 50% inhibition of growth
TLC Thin Layer Chromatography
HPLC High-performance liquid chromatography
FT – IR Fourier Transform Infrared Spectroscopy
OD Optical Density
Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 1 1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Việt nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với một mùa nắng và một mùa
mưa hằng năm. Bên cạnh đó, lãnh thổ Việt Nam có địa hình phức tạp từ Bắc
vào Nam và từ Đông sang Tây. Vì thế, thiên nhiên Việt Nam rất phong phú và
đa dạng về thực vật, trong đó có nhiều loài cây chứa dược chất có thể dùng làm
thuốc chữa bệnh.
Địa y là loài thực vật cộng sinh giữa tảo và nấm, có thể sống ở hầu hết
các nơi: đất, đá và thậm chí trên thân cây.
Địa y, xuất hiện cách đây 400 triệu năm, được biết đến như là một loại
dược liệu dùng để chữa bệnh cho con người. Trên thế giới, các công trình về
sự tách chiết các hợp chất từ địa y cho thấy nó chứa một lượng lớn các chất
biến dưỡng thứ cấp bao gồm depside, depsidone, dibenzofuran, xanthone,
terpene….[1]. Bên cạnh các nghiên cứu về thành phần hóa học, những công
trình khảo sát hoạt tính sinh học cho thấy các chất từ địa y có khả năng kháng
khuẩn, kháng nấm, kháng ung thư, kháng HIV,…[2-3].
Năm 2006, khoảng 275 loài địa y ở Việt Nam đã được thống kê, trong đó
122 loài mới lần đầu tiên được ghi nhận [4]. Ở Việt Nam, hiện có một số nghiên
- Khảo sát, phân lập hợp chất tinh khiết từ cao ethyl acetate bằng sắc ký
cột và sắc ký lớp mỏng.
- Xác định nhóm chức các hợp chất tinh khiết thu được.
- Khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa của cao ethyl acetate.
- Tổng hợp, đánh giá kết quả và viết báo cáo.
Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 3
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan thực vật học
2.1.1 Tên gọi
Tên khoa học: Lichene
Tên tiếng Anh: Lichene
Tên tiếng Việt: Địa y
2.1.2 Đặc điểm
Địa y là nhóm sinh vật có cấu tạo đặc biệt, hình thành nên do sự cộng sinh
giữa tảo (chủ yếu là tảo lục và một ít tảo vàng) và vi khuẩn lam với nấm. Quan
hệ giữa tảo và nấm trong địa y là quan hệ cộng sinh, nấm làm nhiệm vụ lấy
nước, CO
2
Ðịa y tăng trưởng với một tốc độ rất chậm: địa y dạng khảm tăng trưởng
0,1 – 10 mm/năm, địa y dạng phiếm tăng trưởng 2 – 4 cm/năm. Ðịa y dễ bị tổn
hại do chất ô nhiễm không khí và có thể được xem là sinh vật chỉ thị về chất
lượng không khí. Thường phải đi xa vài dặm cách xa thành phố mới có thể tìm
được địa y.
Địa y sống kí sinh khi môi trường không cung cấp đủ nhu cầu sống, chúng
hút các chất từ cây chủ nhờ các sợi nấm đâm sâu vào mô cây chủ.
Thường địa y có màu xám, xanh xám, thỉnh thoảng có màu vàng, da cam
hay đen. Màu của địa y được quyết định bởi sự kết hợp màu của tảo, màu của
chất màu trong sợi nấm và màu của lichenic acid nếu có.
2.1.3 Công dụng của địa y
Địa y rất phổ biến trong thiên nhiên và sống được ở nơi khô cằn nên chúng
đóng vai trò "tiên phong mở đường". Chúng phân hủy đá thành đất và khi chết
đi tạo thanh lớp đất mùn nhiều dinh dưỡng là nguồn thức ăn cho các thực vật
Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 5
đến sau. Một số loài địa y như Cladonia rangiferina là thức ăn chủ yếu của loài
hươu Bắc cực
[5].
Địa y đã được con người sử dụng trong nhiều thế kỷ với nhiều mục đích
khác nhau như: thực phẩm, thuốc nhuộm, nguyên liệu cho nước hoa và là
phương thuốc chữa bệnh trong y học dân gian [2]. Evernia prunastri Var.
prunastri (oakmoss) và Pseudevernia furfuracea (treemoss) là hai loài địa y
được sử dụng trong ngành công nghiệp nước hoa. Khoảng 700 tấn oakmoss
được sử dụng hàng năm bởi nhà máy Pháp [6-7]. Một số dịch chiết từ địa y đã
được dùng trong y học dân gian để chữa nhiều bệnh khác nhau, chẳng hạn như
HO
2
C CH
2
1
(+)- Protolichesterinic acid
Me
(+)-Protolichesterinic acid được phân lập từ Cetraria islandica L. và
Parmelia nepalensis Tayl (+)-Protolichesterinic acid là một chất ức chế
enzyme 5-lipoxygenase trên bạch cầu lợn tại IC
50
là 20 µM [9] và trên bạch cầu
bò tại IC
50
là 9 µM [2]. Tại ED
50
cho thấy (+)-protolichesterinic acid có khả
năng ức chế sự phát triển của dòng tế bào ung thư vú và ức chế sự kích thích
sự phân chia của tế bào lymphocyte tại nồng độ IC
50
tương tự
[2]. Ngoài ra,
protolichesterinic acid cũng cho thấy có khả năng ức chế sự tăng sinh tế bào.
Protolichesterinic acid là một thành phần trong dịch chiết có trong rêu ở
Iceland có khả năng chống lại Helicobacter pylori trong ống nghiệm [10].
Những phát hiện này cho thấy sự nỗ lực trong việc tìm kiếm kiếm phương thuốc
truyền thống để làm giảm loét dạ dày và tá tràng của Iceland.
2.1.4.2 Dẫn xuất pulvinic acid
7
CO
2
Me
HO
OH
MeHO
CO
2
R
MeHO
Me
OH
CO
2
Me CO
2
Me
OH
OHC
HO Me
5 R = Me
6 R = Et
4
7 8
2.1.4.4 Depside
Depside là chất được hình thành do sự ngưng tụ của hai hoặc nhiều
hydrobenzoic acid, trong đó nhóm carboxyl của phân tử thứ nhất được ester
nến. Hoạt tính ức chế sự tăng sinh quá mức của tế bào có thể liên quan đến khả
năng can thiệp vào hệ thống vận chuyển điện tử.
Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 8
OH
OHC
HO Me
O
O
Me
CO
2
Me
Me
OH
OR
Me
MeO Me
O
O
Me
CO
2
Me
Me
OH
OH
O
O
OH
CO
2
H
Me
10 R = Me
11 R = H
13 R1 = Me, R2 = Et
14 R1 = H, R2 = Prop
9
12
15
2.1.4.5 Depsidone
Depsidone có cấu trúc tương tự như depside, nhưng trong phân tử có thêm
liên kết ether dẫn đến hình thành một hệ thống vòng cứng nhắc. Các depsidone
có cấu trúc căn bản là hệ vòng 11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-11-one. Đây là
đặc trưng hóa học quan trọng của các chất chuyển hóa có trong địa y cho thấy
có hoạt tính ức chế HIV-1 intergrase [14]. Các β-orcinol depsidone như:
virensic acid (16) được phân lập từ Alectoria tortuosa Merr., methyl ester
granulatine (17), tetrecylic stictic acid (18) và chloroparallic acid (21) tất cả
đều cho thấy có hoạt tính ức chế HIV-1 intergrase tại IC
50
là 3 µM. Các orcinol
depsidone như: physodic acid (22) và norlobaric acid (23) cùng với β-orcinol
depsidone khác như: salazinic acid (19) và parellic acid (20) cũng có hoạt tính
tại nồng độ µM.
Physodic acid là một chất kết tinh không màu với nhiệt độ nóng chảy
O
OH
CO
2
H
C
5
H
11
C
5
H
11
O
O
RO O
O
OH
CO
2
H
C
5
H
11
O
C
4
H
9
O
18 R
1
= Me, R
2
= H
19 R
1
= H, R
2
= OH
20 R
1
= H, R
2
= CO
2
H
21 R
1
= Cl, R
2
= Me
Me
MeO
Me
O
O
Me
OH
184 – 185ºC. Usnic acid tan tốt trong benzene, chloroform, alcohol, acetic acid
băng. Tan ít trong ethanol, petroleum ether, diethyl ether, không tan trong nước.
Hàm lượng usnic acid trong địa y chiếm khoảng 2% (Cladonia sylvatica) đến
4% (Alectoria achroleuca).
Me
O
HO
Me
OH
O
Me
O
O
Me
OH
(+)- Usnic acid
(Diphenyl ether)
26
2.1.4.7 Anthraquinone, naphthoquinone và các hợp chất liên quan
Anthraquinone, xanthone và chromone là các hợp chất màu có ở phần vỏ
của địa y. Anthraquinone phân bố rộng rãi trong tự nhiên, là một nhóm đặc biệt
nổi bật trong thực vật bậc cao và nấm. Ngoài ra, chúng là thành phần quan trọng
của địa y [18-19]. Anthraquinone được quan tâm như các thuốc kháng virus
HIV. Đặc biệt, hypericin (27) được dùng như dược phẩm vì hoạt tính kháng
virus mạnh [20]. Các dẫn xuất 7,7'-dichlorohypericin (28) cũng như
anthraquinone 5,7-dichloroemodin (31), cả hai đều được cô lập từ địa y
Heterodermia obscurata, cho thấy có hoạt tính ức chế lại virus Herpes simplex
tuýp 1 [21]. Emodin (29), 7-chloroemodin (30) và 7-chloro-1-O-methykemodin
(32) cũng cho thấy có khả năng làm bất hoạt một phần của virus. Hoạt tính