Luận văn Nghiên cứu thành phần hoá học có trong cây hàn the (desmodium heterophyllum) họ cánh bướm (papilionaceac)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------- NGHIÊM THỊ HƢƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CÓ TRONG CÂY HÀN THE (DESMODIUM HETEROPHYLLUM) HỌ CÁNH BƢỚM (PAPILIONACEAC) LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. PHẠM VĂN THỈNH Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------- NGHIÊM THỊ HƢƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CÓ TRONG CÂY HÀN THE (DESMODIUM HETEROPHYLLUM) HỌ CÁNH BƢỚM (PAPILIONACEAC) Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ Mã số: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. PHẠM VĂN THỈNH Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................. 3 1.1. Mô tả thực vật ...................................................................................... 3 1.2. Một số công dụng của chi Desmodium .................................................. 4 1.3.Tình hình nghiên cứu hoá học thực vật của chi Desmodium .................. 5 1.3.1. Một số đại diện các ancaloit. .......................................................... 5 1.3.1.1. Các ancaloit có bộ khung indol ................................................ 5 1.3.1.2. Các ancaloit không chứa dị vòng hay còn gọi là các bazơ amin8 1.3.1.3. Các ancaloit có bộ khung pirol .............................................. 10 1.3.2. Một số đại diện hợp chất flavonoit ............................................... 11 1.3.3. Một số đại diện nhóm dẫn xuất polyphenol .................................. 16 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM ......................................................................... 18 2.1. Nguyên tắc chung............................................................................... 18 2.2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu .............................................. 18 2.2.1. Thu mẫu cây, xác định tên khoa học và phương pháp xử lý mẫu ......... 18 2.2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất từ các dịch chiết ................. 19 2.1.3. Phương pháp khảo sát và xác định cấu trúc hoá học các hợp chất ...... 19 2.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị nghiên cứu ............................................ 20 2.2.1. Dụng cụ và hoá chất .................................................................... 20 2.2.2. Thiết bị nghiên cứu ...................................................................... 20 2.3. Các dịch chiết từ cây hàn the (Desmodium heterophyllum - Papilionaceac) .......... 21 2.3.1. Các dịch chiết .............................................................................. 21 2.3.2. Khảo sát định tính các dịch chiết ................................................. 22 2.3.2.1. Xác định đường khử. ............................................................. 22 2.3.2.2. Xác định định tính ankaloit. ................................................... 22 2.3.2.3. Xác định định tính steroit....................................................... 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 2.3.2.4. Xác định định tính flavonoit .................................................. 23 2.3.2.5. Xác định định tính poliphenol. ............................................... 23 2.3.2.6. Xác định định tính cumarin.................................................... 23 2.3.2.7. Xác định định tính glycozit tim. ............................................. 24 2.3.2.8. Xác định định tính saponin. ................................................... 24 2.4. Phân lập, tinh chế các chất từ cây hàn the (Desmodium heterophyllum – Papilionaceac) ............................................................................................ 24 2.4.1. Dịch chiết n-hexan ....................................................................... 24 2.4.1.1. Chất PH1 (Stigmasterol) ........................................................ 25 2.4.1.2. Chất PH2: Glycozit của stigmasterol ..................................... 25 2.4.2. Dịch chiết Clorofom (PC1) .......................................................... 25 2.4.3. Dịch chiết Etylaxetat (PE1) ......................................................... 26 CHƢƠNG III: THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................... 28 3.1. Xác định định tính các nhóm chất thiên nhiên trong cây hàn the (Desmodium heterophyllum – Papilionaceac) ................................................ 28 3.2. Phân lập và nhận dạng các hợp chất có trong các dịch chiết khác nhau của cây hàn the.......................................................................................... 29 3.2.1. Chất PH1: Stigmast-5,22-dien-24R-3 -ol .................................... 29 3.2.2. Chất PH2: 3-O--D- glucopyranozyl stigmasterol ....................... 32 3.2.3. Chất PC1: -sitosterol-3--D-glucopyranozit .............................. 34 3.2.3. Chất PE1 :8-C--D-glucopyranozyl apigenin (Vitexin) ................ 36 KẾT LUẬN..................................................................................................... 40 KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 41 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH, SƠ ĐỒ Bảng 2.1: Khối lượng chất tổng số được chiết từng phân đoạn của cây hàn the (Desmodium heterophyllum – Papilionaceac) ............................................. 22 Bảng 3.1: Phát hiện các nhóm chất trong cây hàn the .................................. 28 Bảng 3.2: Số liệu phổ 13C-NMR (DMSO-C13CPD) của PE1 ........................ 37 Hình 1.1: Ảnh cây Hàn the Desmodium heterophyllum, Papilionaceac .............. 3 Hình 3.1:Phổ 1H-NMR của Stigmast-5,22-dien-24R-3 -ol ......................... 31 Hình 3.2: Phổ 1H-NMR của: 3-O--D- glucopyranozyl stigmasterol .......... 33 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của: -sitosterol-3--D-glucopyranozit. ................ 35 Hình 3.4: Phổ 1H-NMR của:8-C--D-glucopyranozyl apigenin ................... 38 Hình 3.5: Phổ 13C-NMR của:8-C--D-glucopyranozyl apigenin .................. 39 Sơ đồ 2.1: Quy trình ngâm chiết mẫu ........................................................... 22 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU Việt Nam ta là một nước nhiệt đới, nóng, ẩm và mưa nhiều, có nguồn dược liệu rất phong phú, đa dạng và một nền y học dân tộc phát triển lâu đời. Từ xa xưa, ông cha ta đã biết cách sử dụng nhiều loại thảo dược trong việc dưỡng thương, trị bệnh và bồi bổ cơ thể. Như vậy, những cây thuốc dân gian đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống hằng ngày của con người. Ngày nay, khi thuốc biệt dược của nền y học hiên đại được sử dụng rộng rãi, nhiều loài cây cỏ trong tự nhiên vẫn được sử dụng trong dân gian để chữa bệnh rất có hiệu quả. Rất nhiều loại bệnh tật đã được chữa khỏi nhờ thảo dược, rất nhiều thực vật được dùng để chế biến thành thực phẩm chức năng quý giá. Trong thời gian qua, những hợp chất tự nhiên được phân lập từ cây cỏ đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp, chúng được dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm v.v... Mặc dù công nghệ tổng hợp hoá dược ngày nay đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra các biệt dược khác nhau sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh, song nhu cầu sử dụng cây cỏ xung quanh để làm thuốc cũng ngày càng tăng lên, vì khoa học hiên đại đã chứng minh được trong chúng có chứa những biệt dược rất khó tổng hợp, và hầu như rất ít khi có tác dụng phụ. Có nhiều bộ môn khoa học nghiên cứu về cây thuốc ra đời. Việc nghiên cứu cây thuốc đã giúp cho chúng ta hiểu rõ về thành phần và cấu trúc hóa học, hoạt tính sinh học, tác dụng dược lí của cây thuốc. Trên cơ sở các nghiên cứu đó có thể tạo ra chất mới có hoạt tính sinh học cao như mong muốn để làm thuốc chữa bệnh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 Cây hàn the là loại cây cỏ mọc hoang ở khắp nơi. Trong Y học dân tộc cây này được nhân dân dùng làm thuốc để chữa nhiều loại bệnh như: làm thuốc trong chữa sốt nóng, ho có đờm, tiêu sưng, tiêu viêm, cầm máu. Dùng ngoài giã nát đắp vết thương. Rễ làm thông hơi, bổ, lợi tiểu, lá lợi sữa. Chữa các chứng lậu ra máu, đái buốt, bí tiểu tiện do cơ thể bị nhiệt quá, dùng giải nhiệt chữa sốt và ho khò khè, đau dạ dày, viêm loét hành tá tràng... Cây hàn the còn được dùng phối hợp với các vị thuốc khác. Dùng toàn thân cây sắc nước uống chữa bí tiểu tiện, chữa sỏi thận… rất có hiệu quả. Thực vật hàn the có nhiều ứng dụng quan trọng nhưng gần đây mới được một vài nhà khoa học các nước quan tâm chọn làm đối tượng nghiên cứu, còn ở nước ta hầu như không có công trình nghiên cứu nào về thành phần hóa học và dược lí học của cây hàn the. Với mục đích nghiên cứu và tìm hiểu thành phần hóa học các hợp chất có hoạt tính sinh học của cây hàn the, góp phần làm tăng thêm sự hiểu biết về thành phần hoá học của nguồn thực vật làm thuốc phong phú và quý giá của Việt Nam. Chúng tôi chọn cây hàn the (Desmodium heterophyllum, Papilionaceac) làm đối tượng nghiên cứu cho công trình này. Tên đề tài là:“Nghiên cứu thành phần hóa học có trong cây hàn the (Desmodium heterophyllum) họ cánh bướm (Papilionaceac)” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1. Mô tả thực vật Cây hàn the (còn gọi là Sơn lục đậu) có tên khoa học là: Desmodium heterophyllum, thuộc họ Cánh bướm- Papilionaceac [4] Phân bố địa lý: Là loại cây mọc hoang dại ở các bãi cỏ, ven bờ ruộng ở khắp nơi nước ta. Trên thế giới còn thấy mọc hoang ở nhiều nước nhiệt đới vùng Đông Nam Á. Đồng cỏ có nhiều cây hàn the được coi là đồng cỏ tốt. Hình 1.1: Ảnh cây Hàn the Desmodium heterophyllum, Papilionaceac Mô tả cây: Hàn the là loại cây mọc bò sát đất, phân cành từ gốc, cành trải ra mặt đất. Lá mọc so le, thường có 3 lá chét, các lá dưới chỉ có 1 lá chét, lá chét hình trái xoan ngược, mặt trên xanh sẫm, nhẵn, mặt dưới màu nhạt, lá kèm hình trái xoan nhọn, có nhiều vân. Cụm hoa rất ngắn, mọc ở nách lá, ít hoa, không cuống, hoa nhỏ màu tím hồng. Quả thuôn không cuống, có 4-5 đốt, mỗi đốt chứa 1 hạt. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 Thu hái và chế biến: Nhân dân ta dùng toàn cây dạng tươi hay phơi khô, sấy khô. Mùa thu hái gần như quanh năm [4]. 1.2. Một số công dụng của chi Desmodium Hầu hết các loài thực vật thuộc chi Desmodium đều được nhân dân sử dụng làm các bài thuốc dân gian để chữa bệnh, chăm sóc và bồi dưỡng sức khoẻ. Cây hàn the (Desmodium heterophyllum): Theo Đông y (Y học cổ truyền Tuệ Tĩnh), lá hàn the có vị hơi chua chát, tính mát. Trong nhân dân, cây hàn the được dùng làm thuốc trong chữa sốt nóng, ho có đờm, tiêu sưng, tiêu viêm, cầm máu. Dùng ngoài giã nát đắp vết thương. Rễ làm thông hơi, bổ, lợi tiểu, lá lợi sữa. Cây hàn the được dụng chữa các chứng lậu ra máu, đái buốt, bí tiểu tiện do cơ thể bị nhiệt quá, dùng giải nhiệt chữa sốt và ho khò khè, đau dạ dày, viêm loét hành tá tràng... Cây hàn the còn được dùng phối hợp với các vị thuốc khác (cây huyết dụ, bông mã đề, cỏ tranh, cây ké đầu ngựa…) được các lương y chế thành rất nhiều vị thuốc hay, đặc biệt trong chữa bệnh tiết niệu, sỏi thận. Dùng toàn thân cây sắc nước uống chữa bí tiểu tiện, mẩn ngựa tiêu độc, các bệnh về thận. Ở Việt Nam, cùng chi với cây hàn the là cây mắt trâu (Desmodium styracifolium). Cây mắt trâu đã được các lương y khắp nơi dùng làm thuốc chữa bệnh, dân gian dùng cây và lá mắt trâu chữa các chứng bệnh như giải độc, tiêu viêm, tiêu sạn, ghẻ ngứa… Do có nhiều công dụng nên cây mắt trâu đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và đã tìm ra nhiều chất hoá học có trong loài này. Y học cổ truyền đã ứng dụng và sản xuất đại trà các vị thuốc có tên Kim tiền thảo dùng chữa nhiều loại bệnh và có kết quả tôt. Trên thế giới, từ nhiều loài của chi Desmodium, các nhà khoa học đã nghiên cứu và thử hoạt tính sinh học của nhiều chất được phân lập trong chi này có một số tác dụng dược lí đáng chú ý. Ví dụ: Từ loài Desmodium pulchellum đã tách được một số chất có tác dụng kháng độc, có khả năng gây ảo giác giống như ma tuý [10] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 Tại Nhật Bản, từ rễ cây của một số loài thuộc chi Desmodium người ta bào chế thành thuốc chữa tâm thần phân liệt, chất làm tăng hưng phấn thần kinh, thuốc chữa các bệnh nội tạng như gan, mật, thận..[20] 1.3.Tình hình nghiên cứu hoá học thực vật của chi Desmodium 1.3.1. Một số đại diện các ancaloit. Ancaloit là 1 nhóm lớn các hợp chất hữu cơ trong phân tử chứa nitơ, có tính kiềm, được tách ra từ thực vật, vi sinh vật và động vật . Nhiều ancaloit có tác dụng sinh lí đối với cơ thể sống của người và động vật, nên một số ancaloit được bào chế để sản xuất thuốc chữa bệnh, chất gây mê, thuốc kích thích. Các ancaloit có nhiều trong thực vật chi Desmodium, có trong lá, thân, hoa, quả, rễ. Hàm lượng ancaloit cũng thay đổi theo mùa, thời tiết, khí hậu... Một số ancaloit được tìm ra trong thực vật chi Desmodium như sau: 1.3.1.1. Các ancaloit có bộ khung indol Theo tài liệu [8], từ loài Desmodium pulchellum, các tác giả U.S.Pat, 1993 và Lam.Y.K.T, 1994 đã phân lập được 1 ankaloit có bộ khung indol, cấu trúc được xác định là: 3-(Dimethylaminomethyl)indole, có công thức phân tử là C11H14N2, có điểm chảy được xác định là 138-139 0 C. Có tác dụng như một tác nhân kháng độc. Các tác giả Moriyasu.M,1997 và Roseghini.M,1976 và các cộng sự [9] lại tách được cũng từ loài Desmodium pulchellum hợp chất N-Oxide, công thức phân tử C12H16N2O điểm chảy đo được là 123-128 0 C, dạng tinh thể ngậm nước. N-Oxide còn được phân lập trong loài Desmodium triflodium và Desmodium other. Cấu trúc của 2 chất này được xác định là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 1. 3-(Dimethylaminomethyl)indole 2. N-Oxide Năm 1958, từ loài Desmodium pulchellum, Wilkinson.S.J.C.S và các cộng sự [10] đã phân lập được hợp chất 5-Methoxy-N,N-dimethyltryptamine, công thức phân tử C13H18N2O, dạng tinh thể kết tinh trong (C2H5)2O/ n-C6H14, cũng là một ankaloit khung indol. Được xác định có tác dụng như một tác nhân gây độc, tạo ra chứng chóng mặt, hoa mắt, choáng váng. 3. 5-Methoxy-N,N-dimethyltryptamine. Theo tác giả Moriyasu.M, năm1997, từ loài Desmodium arundo donax, Mimosa hostilis [11] đã phân lập được chất N,N-Dimethyltryptamine, công thức phân tử C12H16N2, có điểm chảy rất thấp 48- 49 0 C, được xác định là chất có khả năng gây ảo giác, dễ bị lạm dụng như lạm dụng ma tuý, có độc tính cao. Bằng các phương pháp quang phổ tác giả đã xác định được cấu trúc hoá học của nó là: 4. N,N-Dimethyltryptamine Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 Từ các loài Desmodium pulchellum và Desmodium caudatum, tác giả Roseghini.M và các cộng sự đã phân lập được chất Bufotenine N-oxide, công thức phân tử là C12H16N2O2 , dạng tinh thể có nhiệt độ nóng chảy cao 214- 215 0 C. Bufotenine N-oxide còn được tìm thấy trong nọc của con cóc, trong nấm amanita và một số loài thực vật khác [12]. Cấu trúc được xác định là: 5. Bufotenine N-oxide Theo Cahill.W.M và các cộng sự [13], từ hạt cây Desmodium tiliaefolium đã phân lập được chất N-metyltryptophan, công thức phân tử C12H14N2O2 có khả năng tan trong H2O, C2H5OH nhưng không tan trong ete (C2H5)2O. Tác giả đã xác định được cấu trúc là: 6. N-metyltryptophan Một chất được xác định là có khả năng ức chế tăng trưởng ở thực vật, tên là N,N-Dimethyltryptophan, công thức phân tử C13H16N2O2, được tác giả Mandava.N đã phân lập từ loài Desmodium triflorum [14]. Dạng tinh thể tan trong C2H5OH, có điểm chảy cao: 243-245 0 C, cấu trúc hoá học là: 7. N,N-Dimethyltryptophan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 1.3.1.2. Các ancaloit không chứa dị vòng hay còn gọi là các bazơ amin Theo tác giả Yamaguchi và các cộng sự, phân lập từ cây Desmodium gangeticum được chất (N,N-Dimethylamino)acetophenone, công thức phân tử C10H13NO, có nhiệt độ sôi ở 130-132 0 C [15], có công thức cấu tạo được xác định là: 8. (N,N-Dimethylamino)acetophenone Từ loài Desmodium styracifolium, Yang J.et al,Yaoxue Xuebao đã phân lập được một amit mà cấu trúc của nó được xác định là 3-Acetamidodihydro- 4,5-dimethyl-2(3H)-furanone. Còn được gọi là Desmodilactone, công thức phân tử C8H13NO3, là chất có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, 84-85 0 C [16] 9. 3-Acetamidodihydro-4,5-dimethyl-2(3H)-furanone Từ loài Desmodium triflorum, Konno.C cùng với các cộng sự đã phân lập được chất coryneine, công thức phân tử C11H18NO2 + , là chất được xác định có khả năng là một tác nhân kích thích giao cảm [17] 10. Coryneine Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Theo Ranieri.R cùng với các cộng tác viên [18] đã phân lập được từ loài Desmodium tiliaefolium, được chất 3,4-Dimethoxy phenethylamine. Tinh thể kết tinh trong C6H6 hoặc ete petrol, công thức phân tử C10H15NO2. Có nhiệt độ nóng chảy ở 1240C, là chất có hoạt tính sinh học cao. Công thức cấu tạo được nhận dạng là một amin bậc nhất. 11. 3,4-Dimethoxy phenethylamine Theo các tác giả Ghosal.S. Bruhn, J.G và Ranieri.R.N, từ nguồn Desmodium tiliaefolium đã phân lập được chất Normacromerine, cấu trúc được xác định là N-Methyl-3,4-dimethoxy-hydroxy phenethylamine, công thức phân tử C11H17NO3 [19]. Normacromerine còn được phân lập từ các loài Coryphantha macromeris, Coryphantha calipensis và Dolichothele longimamma. 12. Normacromerine. N-Methyl-3,4-dimethoxy-hydroxy phenethylamine Được phân lập từ các nguồn Desmodium several, trichocereus candicans, trichocereus spachianus, tác giả Gven.K.C [20] đã tách được hợp chất N-Me, còn có tên là candicine, công thức phân tử C11H18NO + , được xác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 định là chất có khả năng ức chế hạch thần kinh, làm co mạch, ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh, độc tính giống như nicotin, có cấu trúc được xác định là: 13. N-Me Theo tác giả Rondest.J và các cộng sự, hợp chất có tên 4-Hydroxy phenethylamine, công thức phân tử C8H11NO là chất được xác định là có khả năng giúp co mạch máu, là chất phổ biến ở sinh vật, được tìm thấy ở nhiều loại cây như: Desmodium và Magnolia, Pisum sativum, ở mô động vật đang phân huỷ, còn được tìm thấy trong nước tiểu của bệnh nhân bệnh parkison và trong nhiều loài cây khác [21]. Cấu trúc được xác định là: 14. 4-Hydroxy phenethylamine 1.3.1.3. Các ancaloit có bộ khung pirol Đại diện cho ancaloit khung pirol là chất Desmodimine, công thức phân tử C12H15NO4, được tác giả Yang.J.S và các cộng sự phân lập từ loài Desmodium styracifolium [22]. Bằng các phương pháp quang phổ đã nhận dạng được cấu trúc hoá học của nó là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 15. Desmodimine 1.3.2. Một số đại diện hợp chất flavonoit Từ thân và rễ loài Desmodium canum, tác giả Botta.B [23], đã phân lập được các hợp chất Desmodianone D và Desmodianone E, đều có cùng công thức phân tử: C26H28O6, cả 2 đều tồn tại dạng chất rắn vô định hình, chúng có phổ UV rất giống nhau nhưng có nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Người ta đã phân lập và nhận dạng được chúng đều là các iso flavanon có vòng A giống nhau nhưng ở vòng B có các nhóm thế ở vị trí 4 , khác nhau. Botta. B đã đặt