Xác nhận của hội đồng phản biện:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
KÝ TÊN VÀ DUYỆT
(Ký và ghi rõ họ tên)

iii


LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế, để đạt được thành công thì sự cố gắng, nỗ lực của bản thân vẫn chưa
đủ mà cịn có sự động viên, giúp đỡ của mọi người xung quanh, dù ít hay nhiều thì nó
vẫn tiếp thêm sức mạnh cho bản thân để hoàn thành mục tiêu tốt hơn. Để hoàn thành tốt
bài báo cáo khóa luận này, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của q
Thầy Cơ, gia đình và bạn bè.

Chương 1. TỔNG QUAN ..................................................................................2
1.1 Định nghĩa và phân loại địa y ..................................................................2
1.2 Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y ...........................2
1.3 Nghiên cứu hóa học về các hợp chất trong địa y .....................................3
1.4 Nghiên cứu hóa học của một số lồi địa y thuộc chi Parmotrema ..........3
1.5 Vai trò của địa y .......................................................................................9
Ứng dụng trong dược học và y học...................................................9
Ứng dụng trong nông nghiệp ..........................................................12
Ứng dụng trong mĩ phẩm và công nghiệp nước hoa ......................13
Chương 2. THỰC NGHIỆM ............................................................................14
2.1 Máy móc, thiết bị, hóa chất ...................................................................14
2.2 Thu hái và xử lý mẫu nguyên liệu, ly trích và cơ lập các hợp chất .......14
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................17
3.1 Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất A18.........................................17
3.2 Biện luận cấu trúc phổ ...........................................................................17
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ...........................................................22
4.1 Kết luận ..................................................................................................22
4.2 Đề xuất ...................................................................................................22

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
Ac

Acetone

AcOH

Acetic acid

Coupling constant (Hằng số tương tác spin-spin)

MeOH

Methanol

MS

Phổ khối lượng (Mass Spectrometry)

NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy)

N.D

Không xác định (Not Determined)

s

Mũi đơn (Singlet)

SKC

Sắc ký cột

δ

Chemical shift (Độ chuyển dịch hóa học)

Hình 4.1.

Cấu trúc hợp chất đã cơ lập

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.

Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y

Bảng 1.2.

Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme của virus của các hợp chất
địa y

Bảng 1.3.

Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y

Bảng 1.4.

Các loại enzyme bị ức chế bởi các hợp chất của địa y

Bảng 1.5.

Hoạt tính điều tiết tăng trưởng đối với thực vật bậc cao

Bảng 3.1.

So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất A18 và furfuric acid


người làm nghề y đã sử dụng các loài địa y làm thuốc chữa bệnh. Trong những năm gần
đây, những nghiên cứu hóa học và sinh học về địa y trên thế giới trở nên phổ biến. Ngồi
cơng dụng chữa bệnh, địa y còn được sử dụng làm thực phẩm, mỹ phẩm, phẩm nhuộm,
nước hoa (Muller, 2001)[1]. Theo các tác giả Boustie (2005)[2], Huneck (1999)[3], Muller
(2001)[1] từ xưa cho đến nay có khoảng gần 1.000 hợp chất địa y đã được cơ lập và thử
nghiệm các hoạt tính sinh học như kháng khuẩn, kháng virus, chống oxy hóa, kháng ung
thư, kháng viêm, kháng enzyme…
Xuất phát từ những ứng dụng y học của các nhà nghiên cứu và kế thừa những
nghiên cứu đã có về chi Parmotrema trong nước cũng như nghiên cứu hóa học trên lồi
địa y Parmotrema tsavoense của (Duong TH, 2015)[4], (Huynh BLC, 2014)[5] tôi tiếp
tục nghiên cứu trên loài địa y Parmotrema tsavoense (Krog & Swincow) Krog &
Swincow nhằm cơ lập các hợp chất phenolic có nhiều hoạt tính sinh học.

1


CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN

1.1 Định nghĩa và phân loại địa y
Địa y là một dạng thực vật bậc thấp, là kết quả cộng sinh giữa nấm (mycobiont)
và một thành phần quang hợp (photobiont), thường là tảo (algae). Địa y sinh sản theo
phương thức sinh sản vơ tính.
Hiện nay có khoảng 17.000 lồi địa y đã được tìm thấy. Thơng thường địa y được
chia thành 3 dạng chính:
 Dạng khảm (crustose lichen): hình vảy, chặt và dán vào giá thể.
 Dạng phiến (foliose lichen): hình lá với nhiều thùy như lá cây.
 Dạng sợi (fructicose lichens): hình cành, sợi, như bụi cây.


trong địa y được chia làm ba nhóm chính dựa theo nguồn gốc sinh tổng hợp của chúng
(Hình 1.2) (Huneck, 1997)[7].
 Nguồn gốc shikimic acid: terphenylquinone và dẫn xuất của acid tetronic.
 Nguồn gốc mevalonic acid: triterpenoid.
 Nguồn gốc acetate-malonate (polyketide): các acid dây dài và các acid phenol.
Tảo

Nấm

Hình 1.2. Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y
1.4 Nghiên cứu hóa học của một số lồi địa y thuộc chi Parmotrema
 Parmotrema praesorediosum
(+)-Praesorediosic acid (1), (+)-protopraesorediosic acid (2), atranorin (15) và
chloroatranorin (16) được cô lập bởi David F. và cộng sự (1990)[8].
Lecanoric acid (18) và stictic acid (22) được cô lập bởi Ramesh P. và cộng sự
(1994)[9].
Huynh B. L. Chi và cộng sự đã cô lập được prasoether A (47), zeorin (55), và
1β,3β-diacetoxyhopan-29-oic acid (56) (2011)[10].
 Parmotrema sancti-angelii
Atranorin (15), lecanoric acid (18) và α-collatolic acid (30) được cô lập bởi Neeraj
V. và cộng sự (2011)[11].
3


Hà Xuân Phong (2012)[12] đã cô lập được 10 hợp chất từ loài địa y Parmotrema
sancti-angelii:

8-(2,4-dihydroxy-6-(2-oxoheptyl)phenoxy)-6-hydroxy-3-pentyl-1H-

isochromen-1-one (42), gyrophoric acid (17), lecanoric acid (18), orsellinic acid (5),

Năm 2011, Duong Thuc Huy[10] và cộng sự đã cơ lập được 7 hợp chất gồm có
methyl β-orsellinate (9), methyl orsellinate (6), orsellinic acid (5), methyl
haematommate (10), atranorin (15), lecanoric acid (17), (+)-(12R)-usnic acid (49).
Năm 2012, orcinol (4), gyrophoric acid (17), protocetraric acid (25), 9’-Omethylprotocetraric acid (26) và methyl 2-(3-(2,6-dihydroxy-4-methylbenzyl)-2,4dihydroxy-6-methylphenoxy)-3-formyl-4-hydroxy-6-methylbenzoate (48) được cô lập
bởi Duong Thuc Huy và cộng sự[19].
8-(2,4- dihydroxy-6-(2-oxoheptyl)phenoxy)-6-hydroxy-3-pentyl-1H-isochromen1-one

(42),

8-(2,4-

dihydroxy-6-(2-oxoheptyl)phenoxy)-6-methoxy-3-pentyl-1H-

isochromen-1-one (43), -collatolic acid (44) và lichesterinic acid (3) được cô lập bởi
Duong Thuc Huy và cộng sự (2014)[20].
 Parmotrema reticulatum
Atranorin (15), chloroatranorin (16), salazinic acid (20) và consalazinic acid (21)
được cô lập từ cao acetone bởi Fazio A. T. và cộng sự (2009)[21].
 Parmotrema saccatilobum
Atranorin (15) và chloroatranorin (16) được cơ lập từ cao n-hexane của lồi địa y
Parmotrema saccatilobum bởi Bugni T. S. và cộng sự (2009)[22].
 Parmotrema stuppeum
Orsellinic acid (5), methyl orsellinate (6), atranorin (15) và lecanoric acid (17)
được cô lập bởi Jayaprakasha G. K. (2000)[23].
 Parmotrema subisidiosum
Depside atranorin (15) và hai depsidone salazinic acid (20) và consalazinic acid
(21) được cô lập từ cao acetone bởi O’Donovan D. G. và cộng sự (1980)[24].
 Parmotrema tsavoense
Parmosidone A-E (35-39) được cô lập bởi Duong Thuc Huy và cộng sự (2015)[25].
Protocetraric acid (25), 9’-O-methylprotocetraric acid (26), virensic acid (28), (+)prasoediosic acid (1), atranorin (15), methyl haematommate (10), methyl -orsellinate


Diphenylethers

Hình 2.3. Các hợp chất cơ lập từ địa y thuộc chi Parmotrema (tiếp)

8


1.5 Vai trò của địa y
Ứng dụng trong dược học và y học
Các hợp chất từ địa y chủ yếu có hoạt tính kháng virus, kháng viêm, kháng khuẩn,
chống oxy hóa, gây độc tế bào,…
Một số hợp chất từ địa y là những hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả.
Protolichesterinic acid được thử nghiệm in vitro kháng khuẩn Helicobacter pylori (acid
này là thành phần trong thuốc cổ truyền giảm đau dạ dày với tên Iceland moss) (Muller
2001)[17]. Một số lượng lớn các hợp chất địa y kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn hay
nấm như alectosarmentin, pannarin và chloropannarin, emodin và physcion, evernic
acid, leprapinic acid và dẫn xuất, các hợp chất phenol đơn vòng, puvinic acid và dẫn
xuất, usnic acid và dẫn xuất. Trong các hợp chất địa y, usnic acid và dẫn xuất của nó
cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cực kì mạnh trên khá nhiều dịng vi khuẩn (Bảng 1.1)
(Muller 2001)[1].
Các hợp chất anthraquinone có hoạt tính kháng virus. Hypericin có hoạt tính chống
lại sự sao chép ngược của virus HIV. Depside và depsidone có hoạt tính ức chế sự sao
chép của virus HIV dựa vào đặc điểm cấu trúc vòng 11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-11one của depsidone được đề nghị bởi Neamati. Depside có hoạt tính khá yếu trong khi
những β-depsidone có hoạt tính mạnh hơn. Acid béo loại γ-butyrolactone cũng có hoạt
tính kháng virus như protolichesterinic ức chế sự nhân bản DNA của virus HIV (Bảng
1.2) (Muller, 2001)[1].
Bên cạnh đó, hợp chất từ địa y có khả năng gây độc tế bào mạnh là usnic acid.
Cách đây 3 thập niên, usnic acid được tiến hành thử nghiệm lần đầu đối với hệ thống
thử nghiệm ung thư phổi Lewis bởi Kupchan và Kopperman (1975)[33]. Theo kết quả

ethyl orsellinate,

T. mentagrophytes, Verticillium achliae,

methyl β-orsellinate,

Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus,

methyl haematommate

Pseudomonas aeruginosa, Escherichia
coli, Cvàida albicans

Alectosarmentin

Staphylococcus aureus, Mycobacterium
smegmatitis

1´-Chloropannarin, pannarin

Leishmania spp

Emodin, physcion

Bacillus brevis

Pulvinic acid và dẫn xuất

Leprapinic acid và dẫn xuất


HIV, cytomegalovirus và các virus khác

7-cloroemodin, 5,7- hypericin,

Bảng 1.3. Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y
Hợp chất
(-)-Usnic acid

Hoạt tính trên loại tế bào
Kháng ung thư phổi Lewis, ung thư bạch cầu
P388, ức chế phân bào, có hoạt tính chống lại tế
bào sừng hóa HaCat

Protolichesterinic acid

Có hoạt tính chống lại tế bào ung thư bạch cầu
K-562 và khối u rắn Ehrlich

Pannarin, 1-chloropannarin,

Gây độc cho quá trình tái tạo các lympho bào

sphaerophorin
Naphthazarin

Có hoạt tính chống lại dịng tế bào sừng hóa

Scabrosin ester và dẫn xuất, euplectin

Gây độc chống lại tế bào murine P815


Bis-(2,4-dihydroxy-6-n-propylphenyl)methane,
divarinol, cao chiết từ Cetraria juniperina,

Tyrosinase

Hypogymnia physodes và Letharia vulpina
Chrysophanol

Glutathione reductase

Confluentic acid, 2β-O-methylperlatolic acid

Monoaminoxidase B

4-O-Methylcryptochlorophaeic acid

Prostataglandin biosynthesis

(+)-Protolichesterinic acid

5-Lipoxygenase (Sao chép ngược HIV)

Vulpinic acid

Phosphorylase

Norsolorinic acid

Monoamino oxidase

acid, 4-O-demethylbarbatic acid, evernic
acid, β-orcinolcarboxylic acid, orsellinic
acid
Ergochrome AA (acid secalonic A)

Gây độc cho thực vật

Evernic acid

Giảm các nồng độ chất diệp lục trong lá rau bina

Lecanoric acid

Nguyên nhân gây bất thường cho gốc của cây
Allium cepa

Các hợp chất phenol đơn vịng

Hoạt tính ức chế của độc chất thực vật

Các quinone từ Pyxine spp

Ức chế sự nguyên phân của rễ cây Allium cepa

Usnic acid

Ức chế sự nảy mầm và phát triển của Lepidium
sativum

Ứng dụng trong mĩ phẩm và công nghiệp nước hoa

hiện dần và được lọc riêng. Phần dung dịch lọc cịn lại được tiếp tục cơ quay thu được
cao methanol thô (249.8 g). Phần cao methanol thô đã được tiến hành nghiên cứu bởi
Duong TH (2015) [5]. Phần bột địa y khơ cịn lại tiếp tục được ngâm dầm trong acetone
thu được cao acetone thô AC (8.54 g). Tiến hành sắc ký cột silica gel pha thường trên
14


cao acetone, giải ly với hệ dung môi n-hexane: ethyl acetate: acetone: acetic acid
(12:5:1:1) để thu được 10 phân đoạn AC0 (341.6 mg), AC1 (1.2 g), AC2 (1.3 g), AC3
(209.0 mg), AC4 (264.9 mg), AC5 (1.31 g), AC6 (476.3 mg), AC7 (971.1 mg), AC8
(1.2 g) và AC9 (1.1 g). Phân đoạn AC5 (1.31 g) được thực hiện sắc ký cột, giải ly với
hệ dung môi n-hexane: ethyl acetate: acetone: acid acetic (30:5:1:1) để thu được 8 phân
đoạn kí hiệu từ AC5.1 đến AC5.8. Từ phân đoạn AC5.5 tiến hành sắc ký cột giải ly
nhiều lần thu được hợp chất A18 (2.3 mg).

15


16

AC0
341.6 mg

AC5.1

AC5.2

AC2
1.3 g


SKC
H:EA:Ac:AcOH 12:5:1:1

Cao Ac thô (8.54 g)

Ngâm dầm trong Ac

Bột địa y cịn lại

AC7
971.1 mg

AC5.7

AC8
1.2 g

AC9
1.1 g

AC5.8

Tủa P (30.3 g)

Hình 2.2. Sơ đồ quy trình ly trích và cơ lập các hợp chất trên loài địa y Parmotrema tsavoense

AC1
1.2 g

Cao MeOH thô (249.8 g)

19.4, 18.5, 17.2 và 8.0) và các carbon tứ cấp khác.
Phân tích độ dịch chuyển hóa học của hai proton nhóm olefin mũi đơi tại δH 8.12
và 7.24, chứng tỏ chúng phải có sự cộng hưởng với nhóm carbonyl lân cận (-CH=CHC(=O)-) và nhóm CH liên kết ở vị trí  với nhóm -C(O)- có độ chuyển dịch hóa học ở
vùng từ trường thấp hơn do hiệu ứng cộng hưởng ở C-8. Cụ thể, H-8 liên kết với C-8 tại
δC 132.8 và H-10 liên kết với C-10 tại δC 131.1.
Trên phổ HMBC nhận thấy sự tương quan của proton H-8 với những carbon tại
δC 197.7 (C-11), 162.5 (C-4) và 114.0 (C-3) và proton nhóm methyl CH3-12 tương quan
với những carbon tại δC 197.7 (C-11) và 131.1 (C-10) giúp xác định sự hiện diện của
nhóm thế but-1-en-3-onyl (-CH=CH-C(O)-CH3-) tại C-3. Sự tương quan của proton H17


5 với những carbon tại δC 114.0 (C-3), 111.3 (C-1) và 19.4 (C-9) và proton của nhóm
methyl CH3-9 tương quan với những carbon tại δC 115.6 (C-5) và 145.5 (C-6) giúp xác
định vị trí lân cận của các nhóm methyl CH3-9 và H-5. Dựa vào độ chuyển dịch hóa học
của carbon C-4 giúp xác định carbon này gắn trực tiếp với oxygen. Từ đó suy ra được
cấu trúc nhân A. Dựa theo dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của A18 và so sánh với
furfuric acid[35], nhận thấy dữ liệu phổ của chúng có sự tương đồng trên nhân thơm A.
Vì vậy, hợp chất phải sở hữu khung sườn depsidone.
Độ dịch chuyển hóa học 1H-NMR và 13C-NMR của nhóm methylene CH2-8’ giúp
xác định nhóm này phải liên kết với 2 nhân benzen. Trên phổ HMBC cho thấy proton
của nhóm methylene CH2-8’ tương quan với những carbon tại δC 118.3 (C-5”), 137.9
(C-6”), 143.9 (C-1’), 152.4 (C-5’) và 158.7 (C-4”) đều có δC >100 ppm giúp củng cố
nhận định là nhóm methylene phải liên kết trực tiếp với 2 nhân thơm B và C. Dựa vào
độ chuyển dịch hóa học của carbon C-1’ và C-5’ và C-4” giúp xác định 3 carbon này
gắn trực tiếp với oxygen.
Ở nhân B, phổ HMBC cho tương quan của proton H-2’ với những carbon tại δC
144.2 (C-4’), 117.6 (C-6’) và 17.2 (C-7’) và proton của nhóm methyl CH3-7’ tương quan
với những carbon tại δC 144.2 (C-4’), 113.3 (C-2’) và 128.5 (C-3’) giúp xác định các
proton H-2’ và nhóm methyl CH3-7’ ở lân cận nhau. Theo tính tốn độ chuyển dịch hóa
học các carbon trên nhân thơm B và so sánh dữ liệu phổ của hợp chất A18 với các tài

δH, J (Hz)

Furfuric acid

δC

δH, J (Hz)

δC

1

111.3

112.7

2

N.D

164.0

3

114.0

111.7

4


132.8

10.55 (1H, s)

191.7

9

2.09 (d, 3H, J =1.1 Hz)

19.4

2.10 (3H, s)

20.1

10

7.24 (d, 1H, J =16.5 Hz)

131.1

-

-

197.7

-



144.2

142.5

5’

152.4

145.4

6’

117.6

113.7

2’

6.58 (1H, s)

7’

2.32 (3H, s)

17.2

2.23 (3H, s)

14.4