TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA
BỘ MÔN HÓA HỮU CƠ

______

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CAO
ETHYL ACETATE CỦA ĐỊA Y ROCCELLA SINENSIS
(NYL.) HALE THU HÁI Ở BÌNH THUẬN

Người hướng dẫn

: ThS. Dương Thúc Huy

Sinh viên thực hiện

: Phan Hoài Thu

Mã số sinh viên

: 35106049

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2013


LỜI MỞ ĐẦU
Ngay từ thời trung đại, nhiều người làm nghề y đã sử dụng các loài địa y làm
thuốc chữa bệnh như: Lobaria pulmonaria chữa các bệnh về phổi, Parmelia sulcata
chữa các bệnh về sọ não, …Ngày nay địa y vẫn được sử dụng làm một số loại thuốc dân

1.1.1. Định nghĩa và phân loại địa y ........................................................................6
1.1.2. Vai trò của các hợp chất tự nhiên trong địa y [4]............................................6
1.1.3. Một số ứng dụng của địa y ............................................................................7
1.2. HOẠT TÍNH CỦA CÁC HỢP CHẤT TỪ ĐỊA Y ..............................................7
1.3. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VỀ CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG ĐỊA Y ............7
1.4.

MÔ

TẢ

THỰC

VẬT

ROCCELLA

SINENSIS

(NYL.)

HALE

(ROCCELLACEACE) ................................................................................................8
1.5. MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ TRONG ĐỊA Y THUỘC CHI
ROCCELLA ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU ....................................................................9
1.5.1. Các acid béo ..................................................................................................9
1.5.2. Các hợp chất carbohydrat ..............................................................................9
1.5.3. Các hợp chất chromane và chromone ...........................................................9
1.5.4. Các hợp chất dibenzofurane ..........................................................................9


Mũi đơn (Singlet)

d

Mũi đôi (Doublet)

t

Mũi ba (Triplet)

m

Mũi đa (Multiplet)

brs

Mũi đơn rộng

m/z

Mass to charge ratio Transfer

NMR

Cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance)

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Correlation


HR-ESI-MS

Hight Resolution- Electro Spray Ionization -Mass Spectrometry

ED

Ether dầu

EA

Ethyl acetate

C

Chloroform

Me

Methanol

Ac

Acid Acetic

C-NMR


DANH MỤC HÌNH ẢNH-SƠ ĐỒ-BẢNG BIỂU
1.Hình ảnh

DMSO
Bảng 6:
Bảng số liệu của hợp chất RS-C1 trong dung môi 23
acetone
Bàng 7

Bảng số liệu phổ 1H-NMR của hợp chất RS-C1 và RS- 24
C15 trong dung môi acetone


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA Y
1.1.1. Định nghĩa và phân loại địa y
Địa y là một dạng thực vật bậc thấp đặc biệt, nó là kết quả cộng sinh của nấm
(mycobiont) và một thành phần quang hợp (photobiont) thường là tảo (green alga) hay
vi khuẩn lam (cyanobacterium). Hiện nay có khoảng 17000 loài địa y đã được tìm
thấy. Địa y thường được chia làm ba dạng chính: dạng khảm (crustose), dạng phiến
(foliose) và dạng sợi (frucose).
Thành phần tảo của địa y sản sinh các carbohydrate bằng quá trình quang hợp,
còn thành phần nấm sản sinh các hợp chất tự nhiên (để chống tia UV, ngăn chặn sâu
bọ và các loài động vật ăn cỏ, …), cung cấp nước và khoáng chất. Kết quả từ sự cộng
sinh này giúp địa y có thể sinh trưởng và sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt,
chủ yếu ở vùng vĩ độ cao, vùng nhiệt đới, và có thể hiện diện ở khắp mọi nơi như trên
đá, đất, lá cây, thân cây, kim loại, thủy tinh [2].

Địa y dạng khảm

Địa y dạng phiến

Địa y dạng sợi

công 10 % trên khoảng 50 loài địa y lấy từ Việt Nam. Tuy đạt thành công về mặt cô
lập hợp chất mới nhưng hầu như các hợp chất cô lập từ địa y nuôi cấy đều khác so với
các hợp chất địa y tự nhiên.
Khoảng gần 1000 hợp chất địa y đã được cô lập cho đến nay. Nghiên cứu về
hoạt tính sinh học và khả năng dược học của các hợp chất tự nhiên từ địa y được thống
kê đầy đủ của Boustie (2007) [6], Huneck (1999) [7], Muller (2001) [8] về kháng khuẩn,
kháng virus, chống oxy hóa, kháng ung thư, kháng viêm, kháng enzyme …
1.3. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VỀ CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG ĐỊA Y
Có nhiều hệ thống phân loại các hợp chất hóa học từ địa y, trong đó hệ thống
phân loại được sử dụng nhiều nhất là hệ thống phân loại do Shibata và cộng sự đề
nghị[3].
Các hợp chất hóa học trong địa y được chia làm ba nhóm chính dựa theo nguồn
gốc sinh tổng hợp của chúng (hình 2).
 Nguồn gốc polyketide: depside, depsidone, quinones, xanthones, chromones,
aliphatic acid …
 Nguồn gốc shikimic acid: terphenylquinone và dẫn xuất của tetronic acid.
 Nguồn gốc mevalonic acid: terpenoid, steroid.


Tảo

Nấm

Hình 2: Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y [1]
1.4. MÔ TẢ THỰC VẬT ROCCELLA SINENSIS (NYL.) HALE
(ROCCELLACEACE)
Tên khoa học: Roccella sinensis (Nyl.) Hale.
Họ: Rocellaceae.
Mô tả thực vật: là loại địa y dạng sợi thường mọc trên các thân cây cao, sợi dài,
mảnh, có màu xanh xám.

Năm 1993, Huneck S. và cộng sự của mình đã tìm thấy 3-Odemethylschizopeltic acid (14) từ Roccella hypomecha Bory[16].


1.5.5. Các hợp chất depside
Năm 1980, Sundholm E. G. và Huneck S. đã cô lập được erythrin (15) từ
Roccella phycopsis Ach[17].
1.5.6. Các hợp chất carotenoid
Năm 1988, Czeczuga đã cô lập được các β-carotene (16) từ Roccella
fuciformis[18] và γ-carotene (17) từ Roccella montagnei Bell[18].
1.5.7. Các hợp chất aliphatic vòng
Năm 1970, Ferguson G., Mackey I. R. tìm ra acetylportentol (18) từ Roccella
fuciformis[19]; cũng trong năm đó Aberhart D. J.,Overton K. H., Huneck S., đã phân
lập được prortentol (19) từ Roccella galapagones[20].
1.5.8. Các hợp chất chứa N
Năm 1983, Marcuccio S. M., Elix J. A. đã cô lập được picroroccellin (20) từ
Roccella fuciformis[21].
Năm 1972, Bohman-Lindgren G., Ragnarsson U., tìm ra roccanin (21) từ
Roccella canariensis[22]
1.5.9. Công thức hóa học các hợp chất
Me

HOOC
Me

O

H3C H CO2H
O
H3C (CH2)11


H
H

H

HO

OH

H

D-tagatose (4)

Ethyl orsellinate (5)


Me
CH3 O

CH2
OH
H
OH HO
H
CH2OH
CO2

HO

HOOC


O

2-methyl-5-hidroxy-6hydroxymethyl-7methoxychromone (9)

Lobodirin (8)
O

OH

OAc

Me

O

HO HO
OAc O

O

Me

OAc

O

O

Roccellin (11)

OH

O
COOH

OAc

Galapagin (12)

9-Methyl pannarate (13)

Me

OMe

Me
COOMe

MeO

COO
HO

OH

O
COOH

Me



Me

COO CH2
H
OH
H
OH
CH2OH

Erythrin (15)
Me

Me

Me

β-Carotene (16)

Me

Me

Me

Me


Me


CH
O 3
CH3

O

H3C
O
H3C C

O

O
O
CH
O 3
CH3

N
H
HN

H3C
CH3

HO

Acetylportentol (18)

CH3


O

Portentol (19)

O
OH

O

OMe


CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1.1. Hóa chất
Dung môi dung trong sắc ký cột và sắc ký điều chế, sắc ký lớp mỏng gồm ether
dầu hỏa (60-90oC), ether dầu hỏa thắp sáng (40-60oC), ethyl acetate, acid acetic,
chloroform, acetone, methanol điều là hóa chất của hãng Chemsol-Việt Nam và được
làm khan bằng Na 2 SO 4 nếu sử dụng lại và nước cất.
Thuốc thử: để hiện hình các vết hữu cơ bằng sắc ký lớp mỏng, phun xịt bằng
dung dịch acid sulfuric 30%, vanillin/H 2 SO 4 , soi đèn UV.
Sắc ký cột thường dùng silica gel sắc ký cột 70- 30, cỡ hạt: 0.04-0.06 mm, Ấn
Độ.
2.1.2. Thiết bị
Các thiết bị dùng để ly trích (lọ thủy tinh, becher, bình lóng).
Máy cô quay chân không Buchi-111 kèm bếp cách thủy Buchi 461 Water Bath.
Cột sắc ký: cột cổ điển.
Sắc ký lớp mỏng 25DC-Alufolien 20 x 20 cm Kiesel gel F 254 Merck.
Thiết bị đo nhiệt độ nóng chảy khối Maquenne.

từ 9:1 đến 0:10 thu được 4 phân đoạn từ cao EA1 đến EA4 và phân đoạn còn lại, phần
này dùng sắc ký cột giải ly bằng dung môi methanol 100% thu được cao Me.


Sơ đồ 1: Sơ đồ điều chế các cao của địa y Roccella sinensis (Nyl.) Hale
2.4. CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG CAO ETYL AXETAT
2.4.1. Sắc kí cột cho cao EA1
Cao EA1 (21g) thực hiện sắc kí cột silica gel, giải ly bằng dung môi ED:EA
(8:2) và tăng dần độ phân cực. Dịch giải ly từ cột sắc kí được hứng vào các bình tam
giác 500ml. Sau đó, dùng máy cô quay thu hồi dung môi, phần cao thu được đựng vào
các hủ bi. Dùng sắc kí bản mỏng để kiểm tra phần cao thu được, những phần giống


nhau gom lại thành một phân đoạn. Kết quả được 3 phân đoạn (EA1.1, EA1.2, EA1.3),
các phân đoạn được trình bày trong sơ đồ 2 .
Bảng 1: Sắc kí cột silica gel trên phân đoạn EA1
Phân

Khối lượng

Dung môi giải ly

đoạn

Sắc kí bảng mỏng

Ghi chú

(gam)


2.4.2 Sắc kí cột silica gel áp dụng cho phân đoạn EA1.2 (15.137g)
Phân đoạn EA1.2 (15.137g) thực hiện sắc kí cột silica gel, giải ly bằng dung
môi ED:EA (8:2) và tăng dần độ phân cực. Dịch giải ly từ cột sắc kí được hứng vào
các bình tam giác 250ml. Sau đó, dùng máy cô quay thu hồi dung môi, phần cao thu
được đựng vào các hủ bi. Dùng sắc kí bản mỏng để kiểm tra phần cao thu được, những
phần giống nhau gom lại thành một phân đoạn. Kết quả được 4 phân đoạn, các phân
đoạn được trình bày trong bảng 2 .
Bảng 2: sắc kí cột silica gel trên phân đoạn EA1.2
Khối lượng

Sắc kí bảng

(gam)

mỏng

ED:EA (8:2)

8.813

Vết không rõ

EA1.2.2

ED:EA (6:4)

0.540

Vết tách rõ


2.4.3 Sắc kí cột silica gel áp dụng cho phân đoạn EA1.2.3 (1.920g)
Phân đoạn EA1.2.3 (1.920g) thực hiện sắc kí cột silica gel, giải ly bằng dung
môi ED:EA:AcOH (8:2:0.02) và tăng dần độ phân cực. Dịch giải ly từ cột sắc kí được
hứng vào các hủ bi. Sau đó, dùng máy cô quay thu hồi dung môi, phần cao thu được
đựng vào các hủ bi. Dùng sắc kí bản mỏng để kiểm tra phần cao thu được, những phần
giống nhau gom lại thành một phân đoạn. Kết quả được 3 phân đoạn (EA1.2.3.1,
EA1.2.3.2). Phân đoạn EA1.2.3.2 (0.580g) vết rõ nên tiến hành khảo sát và thu được
C 2 , C 1 và C 15. Phân đoạn EA1.2.3.1 (0.550g) vết rõ sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Nga
khảo sát.
Bảng 3: sắc kí cột silica gel trên phân đoạn EA1.2.3
Khối
Phân đoạn

Dung môi giải ly

lượng

Sắc kí bảng mỏng

Ghi chú

(gam)

EA1.2.3.1

EA1.2.3.2

ED:EA:Ac
(4:6:0.02)
ED:EA:Ac


-Sắc ký cột silicagel
-Giải ly bằng ED:EA(6:4-0:10)
-Lọc cô quay thu hồi dung môi

EA.1.2.1
(8.813g)

EA.1.2.2
(0.600g)

EA.1.2.3
(1.920g)

EA.1.2.4
(0.50g)

EA.1.2.4
(0.50g)

-Sắc ký cột siicagel
-Giải ly bằng ED:EA:Ac
(4:6:0.02-0:10:0.02)
-Lọc cô quay thu hồi dung
i
EA.1.2.3.2
(0.580g)

EA.1.2.3.1
(0.500g)

acid orsellinic:
8
CH3 7
6
1 COOH
5
4
HO

3

2
OH

acid orsellinic

3.2 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT RS-C2
o Trạng thái: Hợp chất RS-C2 là tinh thể hình kim không màu.
o Phổ 1H-NMR (Acetone) (phục lục 3). Trình bày trong bảng 4.
o Phổ 13C-NMR (Acetone) (phục lục 4). Trình bày trong bảng 4.
 Biện luận cấu trúc phổ RS-C2


Phổ 1H-NMR cho thấy 2 proton vòng thơm ở δ H 6,38 (1H, s br), δ H 6,53 (1H, s br);
một nhóm methylene ở vùng từ trường thấp δ H 5,27. Độ chuyển dịch hóa học của
nhóm methylene này chứng tỏ nó phải vừa gắn với vòng thơm vừa liên kết với O.
Phổ

13


151,4
171,5
70,3

Từ các dữ liệu trên kết hợp vơi tài liệu tham khảo[24] ta suy ra cấu trúc của hợp
chất RS-C2 là 5,7-dihydroxy phtalide
O 7
1
O
5
4
2
HO 3 OH
5,7-dihydroxyphtalide
8
6

3.3 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT RS-C1
o Trạng tái: Hợp chất RS-C1 là chất bột màu trắng vô định hình.
o Phổ 1H-NMR (DMSO) (phục lục 5, 5a). Trình bày trong bảng 5.
o Phổ 13C-NMR (DMSO) (phục lục 6, 6a). Trình bày trong bảng 5.
o Phổ 1H-NMR (Acetone) (phụ lục 7, 7a). Trình bày trong bảng 6.
o Phổ HSQC (phụ lục 8, 8a).
o Phổ HMBC (phục lục 9, 9a, 9b). Trình bày trong bảng 5.


o Phổ MS (phụ lục 10)
 Biện luận cấu trúc phổ RS-C1
Phổ 1H-NMR cho thấy một nhóm methyl vòng thơm (δ H 2,36 ppm), một nhóm –
OH kiềm nối (δ H 10,89 ppm) và hai proton ghép cặp metha với nhau (δ H 6,14 ppm, d,

Phổ HSQC tái khẳng định một nhóm methylene thứ 2 (δ H 4,25 ppm; 4,46 ppm, δ C
66,6 ppm) và một nhóm methine thứ 2 (δ H 3,76 ppm; δ C 69,2 ppm) liên kết với O.
Ở vòng thơm, trên phổ HMBC cho thấy proton nhóm methyl ở δ H 2,49 tương quan
với các carbon δ C 110,5 (C-5), 141,7 (C-6), 106,6 (C-1). Proton ở δ H 6.18 tương quan
với các carbon δ C 22,6 (C-8), 100,4 (C-3), 141,7 (C-6) và ghép meta với proton δ H
6.14. Proton ở δ H 6.14 tương quan với carbon δ C 110,5 (C-5), 161,4 (C-4), 161.9 (C2). Từ các dữ liệu phổ trên khẳng định nhân thơm có cấu trúc của một đơn vị orcinol.


Nhóm methylen ở [δ C 4,46, 4,25] dịch về vùng từ trường thấp nên phải liên kết
ester với nhóm –COO của đơn vị orcinol. Trên phổ HMBC thấy proton này tương
quan với carbon nhóm carboxyl ở δ C 169,9 (C-7), carbon ở δ C 69,2 (C-2”). Điều này
tái khẳng định vị trí của nhóm methylen này.
Bảng 5: Bảng số liệu của hợp chất RS-C1 đo trong dung môi DMSO-d6

Vị trí

δH, J
(Hz)

δC

1, 1’

106.6

2, 2’

161.4

3, 3’


2, 4, 5
2’, 4’, 5’

2”,3”

3.76 s br

69.2

1”

3, 4, 6
3’, 4’, 6’

2”,3”OH
2,2’OH
4,4’OH

1

161.9
6.18 d
(2.5)

110.5

6, 6’

141.7

H 5 6 1 1"C 2" 3" 4"O7' 1'
7O
C
6' H
2
4
H OH H2 O CH3
HO
3 OH
8'
H
(2R,3S)-2,3-dihydroxybutane-1,4-diyl bis(2,4-dihydroxy-6methylbenzoate)


Bảng 6: Bảng số liệu của hợp chất RS-C1 đo trong dung môi Acetone

Vị trí

δH, J
(Hz)

Vị trí

δ H , J (Hz)

1”,4”

4.68 d (11.5) H α
4.53 dd (11.5, )
Hβ

6.29 d
(2.5)

2.54, s

Từ tất cả các dữ liệu phổ trên suy ra cấu trúc của hợp chất RS-C1 là (2R,3S)2,3-dihydroxybutane-1,4-diyl bis(2,4-dihydroxy-6-methylbezoate được đề nghị như
sau:
H
8
2' 3'4'OH
HO
CH3 O H2 HO H
5'
H 5 6 1 1"C 2" 3" 4"O7' 1'
7O
C
H
6'
2
4
H OH H2 O CH3
HO
3 OH
8'
H
(2R,3S)-2,3-dihydroxybutane-1,4-diyl bis(2,4-dihydroxy-6methylbenzoate)

3.4 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT RS- C15
o Trạng thái: Hợp chất RS-C15 là một chất vô định hình màu trắng.
o Phổ 1H-NMR ( Axetone) (phục lục 11). Trình bày trong bảng 7.

5, 5’
6,6’-CH 3

6.23 d (2.5)
6.29 d (2.5)
2.54, s

3, 3’
5, 5’
6,6’-CH 3

4.68 d (11.5) H α
1”, 4”

Phổ

2”, 3”

4.53 dd (11.5, )
Hβ
4.09 t (5.5)

2”, 3”-OH

4.62 s br

2,2’-OH
4,4’-OH

11.56s

6 1 1"C 2" 3" 4" 7' 1'
5
5'
H
O
7O
C
6' H
2
4
H OH H2 O CH3
HO
3 OH
8'
H

Từ nhũng dữ liệu phổ trên kết luận RS-C15 là đồng phân lập thể của RS-C1
hay RS-C15 ở dạng treo. Cấu trúc của hợp chất RS-C15 được đề nghị như sau: