Khóa luận Khảo sát thành phần hóa học cao Ethyl acetate của loài địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC BỘ MÔN HÓA HỌC HỮU CƠ  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO ETHYL ACETATE CỦA LOÀI ĐỊA Y PARMOTREMA PLANATILOBATUM (HALE) HALE GVHD: ThS. Dương Thúc Huy SVTH: Đặng Công Khánh MSSV: K35106020 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC BỘ MÔN HÓA HỌC HỮU CƠ  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO ETHYL ACETATE CỦA LOÀI ĐỊA Y PARMOTREMA PLANATILOBATUM (HALE) HALE GVHD: ThS. Dương Thúc Huy SVTH: Đặng Công Khánh MSSV: K35106020 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013 LỜI CẢM ƠN Với tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến:  Thầy Dương Thúc Huy đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức chuyên môn, tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kinh nghiệm nghiên cứu quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài.  Tất cả quý Thầy Cô khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em theo học và thực hiện đề tài.  Các anh chị nghiên cứu sinh, học viên cao học và các bạn sinh viên bộ môn Hóa Hữu cơ, khoa Hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã động viên, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài.  Các bạn sinh viên lớp K35C, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã ở bên cạnh và giúp đỡ trong quá trình học tâp và thực hiện đề tài.  Gia đình đã động viên và tạo điều kiện tốt về vật chất lẫn tinh thần để em hoàn thành khóa học của mình. Xin chân thành cảm ơn! 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[1], Ngày nay địa y vẫn được sử dụng làm một số loại thuốc dân gian. Người da đỏ ở Florida và người Trung Quốc đã sử dụng một số loại địa y khác nhau làm thuốc, đặc biệt là thuốc long đờm[1]. Ahmadjian và Nilsson[2] công bố rằng địa y Cetraria islandica bán rộng rãi trong các tiệm bào chế thuốc ở Thụy Điển và dùng để điều trị bệnh đái tháo đường, bệnh phổi và bệnh viêm mũi. Peltigera canina được sử dụng ở Ấn Độ như một dược phẩm làm giảm các cơn đau gan[1]. Ngoài công dụng chữa bệnh, địa y còn được sử dụng làm thực phẩm, mỹ phẩm, xà phòng, nước hoa. Các loại hợp chất khác nhau và các dẫn suất của depside được chiết từ các chi Evernia, Parmelia và Ramalina, một số có mùi hương hấp dẫn được dùng trong xà phòng và nước hoa. Đặc biệt, địa y được xem như là các chất chỉ thị sinh học cho ô nhiễm môi trường. Với những công dụng đó, địa y được nhiều nhà hóa dược nghiên cứu, nhiều hợp chất tự nhiên được cô lập và một số được xác định có hoạt tính kháng khuẩn, kháng ung thư, kháng virut, giảm đau, hạ sốt[3,4] , Địa y là thực vật bậc thấp, là kết quả của sự cộng sinh của tảo và nấm. Nhờ dạng sống này, địa y có thể sống được ở nhiều nơi trên đất, đá, thân cây,... trong những điều kiện khác nghiệt và khô hạn của vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam, người ta dễ dàng tìm thấy sự có mặt của địa y ở những nơi quen thuộc với sự phân bố phong phú và đa dạng. Vậy mà từ trước đến nay ở Việt Nam chưa có tác giả nào nghiên cứu về hóa học cũng như ứng dụng của địa y. Để góp phần vào sự phát triển của khoa học Việt Nam, chúng tôi đã lựa chọn loài địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale họ Parmeliaceae thu hái ở thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT s : 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 HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence 1H-NMR : Proton Nuclear Magnetic Resonance 13C-NMR : Carbon Nuclear Magnetic Resonance DEPT : Distortionless Enhancement by Polarization Transfer J : Hằng số tương tác spin-spin ppm : Part per million UV : Tia cực tím (ultra violet) HR-ESI-MS : Hight Resolution- Electro Spray Ionization- Mass Spectrometry P : Ether dầu hỏa EA : Ethyl acetate C : Chloroform Me : Methanol AcOH : Acetic acid H : Hexane DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU 1. Hình ảnh Hình 1.1 Các dạng địa y (A: dạng khảm, B: dạng phiến, C: dạng bụi) 6 Hình 1.2 Tản địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale. 7 Hình 3.1 Công thức hợp chất H-A7 17 Hình 3.2 Tương quan HMBC trong hợp chất H-A7 19 2. Sơ đồ Sơ đồ 2.1 Quy trình điều chế các loại cao của địa y. 16 Sơ đồ 2.2 Quy trình sắc ký cột trên cao EA1. 16 3. Bảng biểu Bảng 3.1 Dữ liệu phổ MNR của hợp chất H-A7 19 Bảng 3.2 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất H-PP7 và Gyrophoric acid 22 Bảng 3.3 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất M-1 và D-Mannitol 22 Bảng 3.4 Hằng số ghép giữa các proton trong hợp chất M-1 và D-Mannitol 23 Bảng 3.5 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất H-TA1 và D-Arabinitol 25 Bảng 3.6 Hằng số ghép giữa các proton trong hợp chất H-TA1 25 và D-Arabinitol KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THÚC HUY MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. 0 LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. 2 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU ................................................ 3 MỤC LỤC ....................................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 6 1.1. MÔ TẢ THỰC VẬT ......................................................................................... 6 1.2. MÔ TẢ THỰC VẬT PARMOTREMA PLANATILOBATUM (HALE) HALE. 7 1.2.1. Đặc điểm thực vật .................................................................................... 7 1.2.2. Phân loại các hợp chất thường có trong địa y .......................................... 7 1.3. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VỀ CHI PARMOTREMA ...................................... 7 1.3.1. Các hợp chất theo qui trình sinh tổng hợp polyketid ............................... 8 1.3.1.1. Các acid béo ......................................................................................... 8 1.3.1.2. Các acid béo vòng ................................................................................ 8 1.3.1.3. Các hợp chất phenol đơn vòng ............................................................. 8 1.3.1.4. Depside ................................................................................................. 8 1.3.1.5. Depsidone ............................................................................................. 8 1.3.1.6. Xanthone .............................................................................................. 9 1.3.2. Các hợp chất theo qui trình sinh tổng hợp mevalonic acid ..................... 9 1.3.3. Các hợp chất tạo nên bằng quá trình sinh tổng hợp của tảo .................... 9 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................ 14 2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ............................................................................. 14 2.1.1. Hóa chất ................................................................................................. 14 2.1.2. Thiết bị ................................................................................................... 14 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG THÚC HUY 2.2. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU ......................................................................... 14 2.3. ĐIỀU CHẾ CÁC LOẠI CAO .......................................................................... 15 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 17 3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-A7 ................................................. 17 3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-PP7 ............................................... 19 3.3. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất M-1 ................................................... 22 3.4. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-TA1 .............................................. 24 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ........................................................................................ 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 28 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. MÔ TẢ THỰC VẬT Địa y là loại thực vật bậc thấp đặc biệt, là kết quả cộng sinh giữa nấm (mucobyont) và một bộ phận quang hợp (photobiont hoặc phycobyont), thường là tảo và đôi khi là vi khuẩn cyanobacterium[1]. Thông thường địa y được chia làm 3 dạng: - Dạng khảm (crustose lichen): Bề mặt của tản địa y khảm cực kì mỏng và bám chặt vào bề mặt chủ bằng những sợi nấm có lõi. - Dạng phiến (foliose lichen): Tản địa y dạng phiến có hình dạng như tờ giấy mỏng. Bề mặt trên và dưới khác biệt nhau rõ rệt. Tản bám lỏng lẻo trên bề mặt chủ bằng các rễ giả. - Dạng bụi (fruiticose lichen): Địa y dạng bụi có hình thức giống như bụi cây nhỏ, đứng trên bề mặt chủ và xõa xuống. Hình 1.1 Các dạng địa y (A :dạng khảm, B: dạng phiến, C: dạng bụi) Ðịa y hiện diện trên thân cây, đất và đá. Trên đá chúng là những sinh vật tiên phong, là những tộc đoàn đầu tiên chiếm cứ môi trường mới vì chúng có thể phá hủy đá dần dần do các acid mà chúng tiết ra, và sẽ tạo ra những hạt đất nhỏ. Những chất hữu cơ từ địa y thối rữa làm tăng thành phần của đất. Các acid được tiết ra thay đổi theo loài và thường được dùng để định danh địa y. Ðể hiểu được bản chất của địa y và giải thích nguồn gốc của chúng, các nhà thực vật học đã thử tổng hợp địa y từ tế bào tảo và nấm. Mặc dù cả hai thành phần được nuôi cấy riêng rẽ nhưng việc tổ hợp lại thành địa y thật là khó khăn. Trong những năm gần đây, sự cộng sinh được tạo ra, chúng có hình dạng phần nào giống với địa y nhưng chưa phải là cấu trúc thật sự của địa y. 1.2. MÔ TẢ THỰC VẬT PARMOTREMA PLANATILOBATUM (HALE) HALE 1.2.1. Đặc điểm thực vật Tên khoa học: Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale. Họ: Parmeliacee. Mô tả thực vật: Tản đính lỏng lẻo, màu xanh xám. Thùy rộng từ 0.5-0.8 cm, tròn, mép nối liền hoặc khía tai bèo, có tiêm mao mỏng, dài 1-2 mm. Bề mặt trên có đốm. Bào tử màu trắng với những mảnh của chất màu tím K+ (skyrin). Mặt dưới màu đen với vùng biên nâu trơn, rễ giả dài, mảnh. Ở giữa tản có xẻ dạng chân vịt, có lông, hình dạng như san hô, bề mặt phẳng nhiều hoặc ít, có lông phổ biến ở gần biên của thùy, cũng ở rìa một phần. Có thể quả dạng đĩa còn non, không bào tử. 1.2.2. Phân loại các hợp chất thường có trong địa y Có nhiều hệ thống phân loại các hợp chất hóa học từ địa y, dưới đây là hệ thống phân loại hay dùng nhất. Đó là hệ thống phân loại do Shibata và cộng sự đề ra[1]. Các hợp chất hóa học trong địa y được chia làm bốn nhóm chính: - Nguồn gốc acid shikimic: terphenylquinone và dẫn xuất của acid tetronic. - Nguồn gốc acid mevalonic: triterpenoid. - Nguồn gốc acetate-malonate: các acid dây dài và các acid phenol carboxylic. - Nguồn gốc amino acid: các dẫn xuất của diketopiperazine. 1.3. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VỀ CHI PARMOTREMA Chi Parmotrema (Họ Parmeliaceae) là loài địa y phiến rất phổ biến ở vùng nhiệt đới, trên thế giới có khoảng 220 loài thuộc chi này và một số trong chúng đã được nghiên cứu về mặt hóa dược, tập trung nhiều nhất trong những năm gần đây cho kết quả rất khả quan. Hình 1.2 Tản địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale. 1.3.1. Các hợp chất theo qui trình sinh tổng hợp polyketid 1.3.1.1. Các acid béo Năm 2001, Sassaki GL[8] đã cô lập được acid béo trong một số loài địa y thuộc chi Parmotrema như 9-oxodecanoic acid (1), 9-methyltetradecanoic acid (2), 6- methyltetradecanoic acid (3), 3-hydroxydecanoic acid (4), nonanedioic acid (5) và decanedioic acid (6). 1.3.1.2. Các acid béo vòng Năm 1990, F. David[10] và cộng sự đã cô lập được praesoredioic acid (7) và protopraesorediosic acid (8) từ Parmotrema praesorediosum. Ngoài ra, cũng từ chi Parmotrema còn phân lập được lichesterinic acid (9) và protolichesterinic acid (10). 1.3.1.3. Các hợp chất phenol đơn vòng Cũng trong năm này, Irma S. Rojas[11] công bố sự có mặt của orcinol (11), methyl-β-orsellinate (12) và methyl haematommate (13) trong Parmotrema tinctorum (Nyl.) Hale. Năm 2000, từ địa y Parmotrema stuppeum (Nyl.) Hale, Javaprakasha G. K.[18] đã cô lập orsellinic acid (14) và methyl orsellinate (15). 1.3.1.4. Depside Năm 1999, Laily B. Din đã công bố trong các loài địa y thuộc chi Parmotrema có chứa một hàm lượng lớn các hợp chất bậc hai bao gồm các depside là một loại ester tạo thành bằng sự liên kết của hai hay nhiều phân tử phenolcarboxylic acid như atranorin (16) và chloroatranorin (17). Năm 2002, Alcir Teixeira Gomes và cộng sự[15] đã cô lập lecanoric acid (18) từ Parmotrema tinctorum (Nyl.) Hale. 1.3.1.5. Depsidone Trong các loài địa y thuộc chi Parmotrema có mặt các depsidone[8] sau malonprotocetraric acid (19), protocetraric acid (20), furmaprotocetraric acid (21), succinprotocetraric acid (22), salazinic acid (23), consalazinic acid (24), α-collatolic acid (25), dehydrocollatolic acid (26), alectoronic acid (27), norstictic acid (28) và hypostitic acid (29). 1.3.1.6. Xanthone Theo N. K Honda[15] và cộng sự đã cô lập được 2 xanthone là lichenxanthone (30) và secalonic acid (31) trong Parmotrema dilatatum, Parmotrema lichnxanthonium và Parmotrema sphaerospora. 1.3.2. Các hợp chất theo qui trình sinh tổng hợp mevalonic acid Năm 1993, Bazyli Czeczuga đã nhận danh được 17 carotenoid có mặt trong Parmotrema tinctorum dựa vào kỹ thuật HPLC và so sánh với phổ IR là α-carotene (33), β-carotene (34), β-eryptoxanthin (35), lutein (36), 3’-epilutein (38), zeaxanthin (39), luteinepoxide (40), antheraxanthin (41), violaxanthin (42), mutatoxanthin (43), flavoxanthin (44), echinenone (45), canthaxanthin (46), astaxanthin (47), neoxanthin (48), capsochrome (49), β-citraurin (50). 1.3.3. Các hợp chất tạo nên bằng quá trình sinh tổng hợp của tảo Năm 2005, Elaine R.Carbonero[14], nhà hóa học Brazil, đã định danh được hai glucan với tên là nigeran [(1 → 3), (1 → 4) - α - glucan] (51)và lichenan [(1 → 3), (1 → 4) - β - glucan] (52) trong Parmotrema austrosinense, Parmotrema delicatulum, Parmotrema mantiqueirense, Parmotrema schindleri và Parmotrema tinctorum. Công thức hóa học của các hợp chất: Methyl-β-orsellinate (12) 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, ethyl acetate, acetic acid, chloroform, acetone, methanol đều là hóa chất của hãng Chemsol-Việt Nam và được làm khan bằng Na2SO4 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/H2SO4, đèn UV. Sắc ký cột thường dùng silica gel sắc ký cột 70- 30, cỡ hạt: 0.04-0.06 mm, Ấn Độ. Sắc ký bản mỏng (TCL) loại 25D-Aflufolein 20x20 cm, Kiesel gel 60F254, Merck. 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 F254 Merck. Các thiết bị ghi phổ: Phổ 1H-NMR, 13C-NMR: Ghi trên máy cộng hưởng từ hạt nhân Bruker ở tần số 500 MHz cho phổ 1H-NMR và 125 MHz cho phổ 13C-NMR. Tất cả phổ được ghi tại: Phòng Phân Tích Trung Tâm Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên thành phố Hồ Chí Minh, số 227, Nguyễn Văn Cừ, Quận 5, thành phố Hồ Chí Minh. 2.2. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU Mẫu địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale, họ Parmeliaceae, thu hái trên thân cây thông Pinus dalatensis ở thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam. Tên khoa học của địa y được xác định bởi thạc sĩ Võ Thị Phi Giao, khoa Sinh học, Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. Mẫu cây được lưu trong quyển lưu giữ tiêu bản thực vật, ký hiệu mẫu số US-B023 tại Bộ môn Hóa hữu cơ, khoa Hóa học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. 2.3. ĐIỀU CHẾ CÁC LOẠI CAO Từ 350g mẫu địa y khô và sạch (sơ đồ 2.1) được tiến hành bằng phương pháp ngâm dầm trong dung môi methanol ở nhiệt độ phòng. Lấy dịch chiết cô quay thu hồi dung môi dưới áp suất thấp. Trong khi dịch methanol bay hơi, kết tủa (P, 2g) được lọc để tách ra khỏi dịch. Dịch còn lại được tiếp tục làm khô thu được cao methanol thô (63g). Sử dụng phương pháp trích ly pha rắn silica gel trên cao methanol thô, giải ly lần lượt bằng các đơn dung môi với độ phân cực tăng dần: ether dầu hỏa (60-90oC), ethyl acetate, acetone và methanol thu được các loại cao như: cao E, cao EA, cao Ac và cao M. Dịch của những loại cao này được làm bay hơi dung môi bằng máy cô quay với nhiệt độ xấp xỉ 40oC. Từ tủa của cao ethyl acetate EA3, lọc rửa nhiều lần với methanol thu được hợp chất H-TA1. Từ tủa của cao methanol, lọc rửa nhiều lần với methanol thu được hợp chất M-1.  Sắc ký cột trên cao EA1 (sơ đồ 2.2) Cao EA1 (22g) được tiến hành sắc ký cột với hệ dung môi ether dầu hỏa : ethyl acetate với độ phân cực tăng dần từ 9:1 đến ethyl acetate 100% thu được ba phân đoạn từ EA1.1 đến EA1.3 và phần còn lại. Phân đoạn EA1.2 (8g) được sắc ký cột với hệ dung môi ether dầu hỏa : ethyl acetate (7:3 – 5:5) thu được bốn phân đoạn (EA1.2.1 – EA1.2.4). Phân đoạn EA1.2.3 (3.5g) được sắc ký cột liên tục với hệ dung môi chloroform : ethyl acetate : acetic acid (9:1:0.05) thu được hợp chất H-A7 (10mg). Phân đoạn EA1.2.4 (2g) được sắc ký cột liên tục với hệ dung môi ether dầu hỏa : ethyl acetate : acetic acid (6:4:0.05) thu được hợp chất H-PP7 (25mg). Tất cả cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phổ MS, NMR và so sánh với các dữ liệu đã được công bố. Sơ đồ 2.1 Quy trình điều chế các loại cao của địa y. Sơ đồ 2.2 Quy trình sắc ký cột trên cao EA1. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-A7 - Chất bột màu vàng. - Dữ liệu phổ 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6) và 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) được trình bày trong bảng 3.1. (Phụ lục 1, 1a, 2) - Phổ HSQC được trình bày ở phụ lục 3a, 3b. - Phổ HMBC được trình bày ở phụ lục 4a, 4b, 4c. - Phổ khối: HR-ESI-MS (chế độ dương): m/z 543.1258 [M+Na]+ tương ứng với công thức phân tử được xác định là (C28H24O10+Na) (543.1267) với sai số là 0.9o/oo. (Phụ lục 5)  Biện luận cấu trúc H-A7 Hình 3.1 Công thức hợp chất H-A7 Phổ 1H-NMR cho thấy một tín hiệu của nhóm hydroxyl kiềm nối [δH 10.94 (1H, s)], bốn proton nhân thơm [δH 8.65 (1H, s), 8.08 (1H, s), 7.47 (1H, s), 6.59 (1H, s)], hai nhóm methoxy [δH 3.95 (3H, s), 3.85 (3H, s)], bốn nhóm methyl gắn trên nhân thơm [δH2.55 (3H, s), 2.50 (3H, s), 2.43 (3H, s), 2.19 (3H, s)]. Phổ 13C-NMR cho thấy hợp chất H-A7 có 28 carbon trong đó: một nhóm ceton δC 186.1 (-C=O), ba nhóm carbonyl [δC 169.0, 168.0, 165.1] (-COO), hai nhóm methoxy [δC 52.1, 51.3] (-OCH3), bốn nhóm methyl gắn trên nhân thơm [δC 21.2, 15.3, 15.0, 8.2] (-CH3) và các carbon của nhân thơm. Ngoài ra, phổ 13C-NMR có tín hiệu của một nhóm ceton δC 186.1(-C=O) và 4 carbon gắn O ở C-2 (δC 158.0 ), C-4a (δC 158.6 ), C-5a (δC 155.6), C-6 (δC 154.3) chứng tỏ hợp chất H-A7 phải chứa khung xanthone. Phổ HSQC cho thấy tương quan một nối giữa proton nhân thơm δH 8.65, 8.08, 7.47, 6.59 lần lượt với carbon δC 144.8, 121.0, 106.7, 111.7; proton methoxy δH 3.99, 3.85 lần lượt với carbon δC 51.3, 52.1; các proton nhóm methyl δH 2.54, 2.50, 2.43, 2.19 lần lượt tương quan một nối với các carbon δC 15.3, 21.2, 15.0, 8.2. Trên nhân thơm A, nhóm methyl 5-CH3 có δH 2.19, δC 8.1 chứng tỏ nhóm này phải ở lân cận hai nguyên tử (-O) [7]. Phổ HMBC cho thấy 5-CH3 tương quan với C-5a (δC 155.6), C-5 (δC 109.6). Từ đó khẳng định vị trí của nhóm này trong cấu trúc. Nhóm methyl 7-CH3 có δH 2.43, δC 15.0 chứng tỏ nhóm methyl này phải ở lân cận một nguyên tử (-O). Phổ HMBC cho thấy 7-CH3 có tương quan với C-5 (δC 109.6), C-7 (δC 135.0), C-8 (δC 121.8). Từ đó khẳng định vị trí của nhóm methyl này trên nhân thơm A. Phổ HSQC tái khẳng định cấu trúc của nhân thơm A. Phổ 1H-NMR cho thấy tín hiệu của bốn proton nhân thơm, trong đó có hai proton chuyển dịch về vùng từ trường thấp. Proton nhân thơm 8-H có độ chuyển dịch hóa học δH 8.08 nên phải ở lân cận một nhóm rút electron (-C=O). Hơn nữa, phổ HMBC cho thấy proton này có tương quan với C-6 (δC 154.3), C-9 (δC 186.1), C-13 (δC 15.0). Từ đó khẳng định vị trí của proton này trên khung xanthone. Hai nhóm methoxy có độ chuyển dịch hóa học δH 3.85 (δC 52.1), δH 3.99 (δC 51.3) chứng tỏ đây là hai nhóm methoxy ester. Trên nhân thơm B, phổ HSQC cho thấy proton δH 8.65 ở vùng từ trường thấp tương quan một nối với carbon vùng từ trường thấp δC 144.8 chứng tỏ proton này phải chịu ảnh hưởng của 2 nhóm rút electron (-C=O). Phổ HMBC cho thấy proton này có tương quan với C-9 (δC 186.1), C-9a (δC 135.0), C-4a (δC 158.6), C-2 (δC 158.0).Từ đó khẳng định vị trí của nó trên nhân thơm B. Tính toán độ dịch chuyển hóa học dựa trên tài liệu tham khảo[7] khẳng định vị trí C-2 phải liên kết O, C-4 phải liên kết nhóm carboxyl, vị trí C-3 chưa xác định. Trên nhân thơm C, nhóm methyl 2’-CH3 có δH 2.55, δC 15.3 chứng tỏ nhóm này phải ở lân cận một nguyên tử (-O) [7]. Phổ HMBC cho thấy 2’-CH3 tương quan với C-1’ (δC 142.0), C-3’ (δC 154.1), C-4’ (δC 106.7), C-6’ (δC 111.7). Đồng thời nhóm methyl 5’-CH3 lại tương quan với C-5’. Từ đó khẳng định vị trí của hai nhóm methyl này trên nhân thơm C. Ngoài ra, phổ HMBC còn cho thấy tương quan giữa proton nhân thơm 6’-H (δH 6.59) với các carbon C-2’ (δC 116.8), C-3’ (δC 154.1), C-4’ (δC 106.7), C-9’ (δC 21.2); 4’-H (δH 7.47) với các carbon C-2’ (δC 116.8), C-3’ (δC 154.1). Phổ HSQC tái khẳng định cấu trúc của nhân thơm C. Từ những dữ liệu phổ và tài liệu tham khảo suy ra được hợp chất H-A7 là: 3-(3- (methoxycarbonyl)-2,5-dimethylphenyl) 4-methyl 2,6-dihydroxy-5,7-dimethyl-9-oxo- 9H-xanthene-3,4-dicarboxylate. Hình 3.2 Tương quan HMBC trong hợp chất H-A7 Bảng 3.1 Dữ liệu phổ MNR của hợp chất H-A7 3.2. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-PP7 - Bột màu trắng. Vị trí Hợp chất H-A7 δH (ppm) δC (ppm) HMBC (1H-13C) 1 8.65, s, 1H 144.8 2, 4a, 9, 9a 2 158.0 3 135.0 4 106.0 4a 158.6 5 109.6 5a 155.6 6 154.3 7 135.0 8 8.08, s, 1H 121.0 6, 9, 13 8a 135.0 9 186.1 9a 135.0 10 168.0 11 165.1 12 2.19, s, 3H 8.2 5, 5a 13 2.43, s, 3H 15.0 5, 7, 8 14 3.99, s, 3H 51.3 11 1’ 142.0 2’ 116.8 3’ 154.1 1’, 4’, 5’, 8’ 4’ 7.47, s, 1H 106.7 2’, 3’ 5’ 121.0 1’, 4’ 6’ 6.59, s, 1H 111.7 2’,3’,4’, 9’ 7’ 168.0 8’ 2.55, s, 3H 15.3 1’,3’, 4’, 6’ 9’ 2.50, s, 3H 21.2 5’ 10’ 3.85, s, 3H 52.1 7’ - Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, acetone-d6) và 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) được trình bày trong bảng 3.2. (Phụ lục 6, 6a, 7, 7a)  Biện luận cấu trúc H-PP7 Phổ 1H-NMR của hợp chất H-PP7 cho thấy các tín hiệu của ba nhóm methyl [δH 2.67 (3H, s) , 2.66 (3H, s), 2.61 (3H, s)] lần lượt là 8”-CH3, 8’-CH3 và 8-CH3, sáu proton nhân thơm δ 6.87 (H-3’, d, J=2.5 Hz), 6.85 (H-5’, d, J=2.5 Hz), 6.78 (H-3”, brs), 6.72 (H-5”, brs), 6.39 (H-3, m), 6.31 (H-5, d, J=2.5 Hz)]. Ngoài ra, phổ 13C-NMR cho thấy hợp chất H-PP7 có 24 carbon, trong đó có ba nhóm carbonyl [δC 165.7, 167.2, 171.2] (-COO), ba nhóm methyl gắn trên nhân thơm [δC 19.3, 21.3, 21.9] (- CH3), sáu carbon nhân thơm liên kết với một nguyên tử oxi (-O) [δC 151.9, 152.1, 156.3, 158.2, 160.1, 161.1] và các carbon của nhân thơm khác. Từ các dữ liệu phổ chứng tỏ hợp chất H-PP7 là tridepside có ba nhân thơm, mỗi nhân thơm chứa hai proton ở vị trí meta với nhau và một nhóm methyl. So sánh dữ liệu phổ của hợp chất H-PP7 với dữ liệu phổ của gyrophoric acid (Bảng 2) giúp ta kết luận H-PP7 là gyrophoric acid. Gyrophoric acid (H-PP7) Bảng 3.2 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất H-PP7 và Gyrophoric acid Vị trí Hợp chất H-PP7 Gyrophoric acid[7] δH, J (Hz) (Acetone-d6) δC (DMSO-d6) δH, J (Hz) (DMSO-d6) δC (DMSO-d6) 1 108.4 108.2 2 160.1 160.0 3 6.39 (d , 2.0) 100.6 6.24 (d , 2.0) 100.5 4 161.1 161.0 5 6.31 (d , 2.0) 109.9 6.24 (d , 2.0) 109.8 6 140.3 140.2 7 167.2 167.0 8 2.61 (s) 21.3 2.37 (s) 21.2 1’ 116.6 116.4 2’ 156.3 156.3 3’ 6.87 (d , 2.0) 107.2 6.70 (d , 2.0) 107.1 4’ 151.9 152.0 5’ 6.85 (d , 2.0) 114.2 6.67 (d , 2.0) 114.1 6’ 137.9 137.9 7’ 165.7 165.5 8’ 2.66 (s) 19.3 2.38 (s) 19.2 1” 118.2 117.8 2” 158.2 158.7 3” 6.78 (d , 2.0) 107.2 6.65 (d , 2.0) 107.1 4” 152.1 152.1 5” 6.72 (d , 2.0) 113.5 6.62 (d , 2.0) 114.4 6” 139.1 139.5 7” 171.2 170.3 8” 2.67 (s) 21.9 2.40 (s) 20.8 3.3. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất M-1 - Bột màu trắng - Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, MeOD) và 13C-NMR (125 MHz, MeOD) được trình bày trong bảng 3.3. (Phụ lục 8, 9)  Biện luận cấu trúc hợp chất M-1 Phổ 1H-NMR cho thấy tín hiệu hệ thống AA’X: hai proton không tương đương của nhóm methylene liên kết với O (-CH2-O-) [(H-1 δH= 3.81 ppm, dd, J1=11.5, J2=3.5) , (H-1’ δH= 3.63 ppm, dd, J1=11.5, J2=6.0)] ghép cặp với nhau và ghép cặp với proton H-2 của nhóm methine liên kết với O (>CH-O-) (H-2 δH= 3.69 ppm, ddd, J1=11.5, J2=6.0, J3=3.5 ). Mặc khác, proton H-2 còn ghép cặp với proton H-3 (>CH- O-) (H-3 δH= 3.77 ppm, d, J=8) với hằng số ghép J=8. Vì vậy hai proton này tương erythro đối với nhau. Proton H-3 chỉ hiện mũi đôi ghép cặp với proton H-2 mà không hiện tín hiệu ghép cặp với proton khác. Vì vậy hợp chất M-1 có tính đối xứng. Mặc khác, phổ 13C-NMR hiện một tín hiệu carbon nhóm methylene liên kết với O (δC= 64.2) và hai carbon nhóm methine liên kết với O (δC= 71.5, 73.1). Từ đó khẳng định cấu trúc của hợp chất M-1. So sánh dữ liệu phổ của hợp chất M-1 với tài liệu tham khảo[9,12] suy ra hợp chất M-1 là D-Mannitol. D-Mannitol (M-1) Bảng 3.3 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất M-1 và D-Mannitol Vị trí Hợp chất M-1 D-Mannitol [9,12] δH (MeOD) δC (MeOD) δH (D2O) δC (D2O) 1, 6 3.81 64.2 3.86 64.6 1’, 6’ 3.63 3.67 2, 5 3.69 73.1 3.75 72.2 3, 4 3.77 71.5 3.79 70.7 CH2OH HHO HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5 6 CH2OH HO H H OH HO H HOH2C H OH Bảng 3.4 Hằng số ghép giữa các proton trong hợp chất M-1 và D-Mannitol Vị trí Hợp chất M-1 D-Mannitol [9,12] Hz (MeOD) Hz (D2O) J1,1’ 11.5 11.75 J1,2 3.5 3.0 J1’,2 6.0 6.25 J2,3 8.0 8.95 J3,4 0.0 0.0 3.4. Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất H-TA1 - Bột màu trắng - Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, MeOD) và 13C-NMR (125 MHz, MeOD) được trình bày trong bảng 3.5. (Phụ lục 10, 11)  Biện luận cấu trúc hợp chất H-TA1 Phổ 1H-NMR cho thấy tín hiệu hệ thống AA’X: hai proton không tương đương của nhóm methylene liên kết với O (-CH2-O-) [(H-1 δH= 3.64 ppm, dd, J1,1’=11.5, J1,2=6.0) , (H-1’ δH= 3.64 ppm, dd, J1,1’=11.5, J1’,2=6.5)] ghép cặp với nhau và ghép cặp với proton H-2 của nhóm methine liên kết với O (>CH-O-) (δH= 3.90 ppm, ddd). Mặc khác, proton H-2 còn ghép cặp với proton H-3 (>CH-O-) (δH= 3.55 ppm, dd) với hằng số ghép J=1.5. Vì vậy hai proton này ở tương quan threo đối với nhau. Proton H- 3 ghép cặp với proton H-4 (δH= 3.71 ppm, ddd) với hằng số ghép J=8. Vì vậy proton H-3 và H-4 ở tương quan erythro với nhau. Proton H-4 còn ghép cặp với hai proton không tương đương của nhóm methylene ở vị trí số 5 [(H-5 δH= 3.82 ppm, dd, J4,5’=3.5, J5,5’=11.0) , (H-5’ δH= 3.64 ppm, dd, J4,5’=6.0, J5,5’=11.0). Tín hiệu của phổ 13C-NMR cho thấy hợp chất H-TA1 có năm carbon gồm hai carbon nhóm methylen (δC= 65.0, 64.9) và ba carbon nhóm methine (δC= 73.1, 72.5, 72.0). So sánh dữ liệu phổ của hợp chất H-TA1 với tài liệu tham khảo[9,12] suy ra hợp chất H-TA1 là D- Arabinitol. D-Arabinitol (H-TA1) CH2OH HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5 HOH2C CH2OH HO H H OH HO H Bảng 3.5 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất H-TA1 và D-Arabinitol Bảng 3.6 Hằng số ghép giữa các proton trong hợp chất H-TA1 và D-Arabinitol Vị trí Hợp chất H-TA1 D-Arabinitol [9,12] δH (MeOD) δC (MeOD) δH (D2O) δC (D2O) 1 3.64 65.0 3.675 64.4 1’ 3.64 3.66 2 3.90 72.0 3.93 71.6 3 3.55 72.5 3.57 71.9 4 3.71 73.1 3.75 72.3 5 3.82 64.9 3.84 64.3 5’ 3.64 3.65 Vị trí Hợp chất H-TA1 D-Arabinitol [9,12] Hz (MeOD) Hz (D2O) J1,1’ 11.5 11.55 J1,2 6.0 5.0 J1’,2 6.5 7.55 J2,3 1.5 2.0 J3,4 8.0 8.4 J4,5 3.5 3.05 J4,5’ 6.0 6.5 J5,5’ 11.0 12.0 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN Từ mẫu địa y Parmotrema planatilobatum (Hale) Hale, họ Parmeliaceae, thu hái trên thân cây thông ở thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam. Sau khi làm sạch, phơi khô, xay nhuyễn thu được 350g mẫu. Tiến hành điều chế thu được cao methanol thô (63g). Sử dụng phương pháp trích pha rắn silica gel trên cao methanol thô, giải ly lần lượt bằng các đơn dung môi với độ phân cực tăng dần: ether dầu hỏa (60-90oC), ethyl acetate, acetone và methanol thu được các loại cao như: cao ether dầu hỏa, cao ethyl acetate, cao acetone, và cao methanol. Tiến hành sắc ký cột trên cao ethyl acetate EA1 thu được ba phân đoạn ký hiệu từ EA1.1 đến EA1.3. Chọn khảo sát trên phân đoạn EA1.2 thu được hai hợp chất ký hiệu là H-A7 và H-PP7. Từ tủa ethyl acetate EA3 thu được hợp chất ký hiệu H-TA1. Từ tủa methanol cô lập được hợp chất ký hiệu M-1. Sử dụng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại và so sánh với tài liệu tham khảo, đã xác định được cấu trúc của bốn hợp chất hữu cơ cô lập được trong loài địa y Parmotrema planatiolobatum (Hale) Hale như sau: 3-(3-(methoxycarbonyl)-2,5-dimethylphenyl) 4-methyl 2,6-dihydroxy-5,7- dimethyl-9-oxo-9H-xanthene-3,4-dicarboxylate (H-A7) Gyrophoric acid (H-PP7) D-Arabinitol (H-TA1) D-Mannitol (M-1) HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI Vì điều kiện về thời gian và vật chất không cho phép, nên trong phạm vi của đề tài này, chúng tôi chỉ khảo sát trên cao ethyl acetate EA1. Trong thời gian sắp tới, nếu có điều kiện chúng tôi sẽ tiến hành khảo sát các hợp chất còn lại trên cao ethyl acetate EA2 và EA3, cao acetone và cao methanol. Đồng thời chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm một số hoạt tính sinh học ở các loại cao và hợp chất đã cô lập được. CH2OH HHO HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5 6 CH2OH HO H H OH HO H HOH2C H OH CH2OH HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5 HOH2C CH2OH HO H H OH HO H TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E. J. W. Barrington, Arthur J.Willis, The biology of lichens: Contemporary biology, 2nd edition, Edward Arnold, London (1974). [2] Ahmadjian V.; Nilsson S, Swedish Lichens.Yb. Am. Swed. Hist. Fdn (1963). [3] Ana C. Micheletti, Adilson Beatriz, Dênis Pires de Lima e Neli K. Honda, Chemical constituents of Parmotrema lichexanthonicum Eliasaro & Adler – Isolation, structure modification and evaluation of antibiotic and cytotoxic activities, Quim. Nova, 32, 12-20, 2009. [4] B. C. Behera, Neerja Verma, Anjari Sonone, Urmila Markhija, “Antioxidant and antibacterial properties of some cultured lichens”, Bioresource Technology, 99, 776- 784 (2008). [5] Muhammad I. Choudhary, Azizuddin Saima Jalil, Atta-ur-Rahman, “Bioactive phenolic compounds from a medicinal lichen, Usnea longissima”, Phytochemistry, 66, 2346-2350 (2005). [6] P. Mc Carthy, Checklist of the lichens of Australia and its Island territories, Australian Biological Resources Study (1994.) [7] Thiago I. B. Lopes, Roberta G. Coelho, Nídia C. Yoshida, Neli K. Honda, Radical- scavenging activity of orsellinates, Chem. Pharm. Bull., 56, 1551-1554, 2008. [8] N. K. Honda, F. R. Pavan, R. G. Coelho, S. R. De AndradeLeite, A. C. Micheletti, T. I. B. Lopes, M. Y. Misutsu, A. Beatriz, R. L. Brum, C. Q. F. Leite, Antibacterial activity of lichen substances, Phytomedicine, 1-5 (2009). [9] Geoffrey E. Hawkes, David Lewis, 1H Nuclear Magnetic Resonance Spectra and Conformations of Alditols in Deuterium Oxide, J. CHEM. SOC. PERKIN TRANS. II, 2073-2078 (1984). [10] F. David, J.A. Elix and M.W.Binsamsudin, Two new aliphatic acids from the lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale, Aust. J. Chem, 43, 1297-1300 (1990). [11] Irma S.Rojas, Blas Lotina-Hennsen, Rachel Mata, “Effect of lichen metabolites on thylakoid electron transport and photophosphorylation in isolated spinach chloroplasts”, J. Nat. Prod, 63, 1396-1399 (2002). [12] Stephen J. Angyal, Ronan Le Fur, The 13C-N.M.R. Spectra of Alditols, Carbohydrate Research, 84, 201-209 (1980). [13] Marion Millot, Sophie Tomasi, Sourisak Sinbandhit, Joel Boustie, Phytochemical investigation of Tephromela atra: NMR studies of collatolic acid derivatives, Phytochemistry Letters, 1, 139-143 (2008). [14] Elaine R. Carbonero, Anderson V. Montai, Caroline G. Mellinger, Sionara Eliasaro, Guiherme L.Sassaki, Philip A.J.Gorin and Marcello lacomini (2005), “ Glucans of lichenized fungi: significance for taxonomy of the genera Parmotrema and Rimelia”, Phytochemistry, 66, 929-934. [15] Alcir Teixeira Gomes, Neli K. Honda, Fernanda Mesquita Roese, Rozanna M. Muzzi, Maria Rita Marques (2002), “Bioactive derivatives obtained from lecanoric acid, a constituent of the lichen Parmotrema tinctorum (Nyl.) Hale”, Rev. Bras.Farmacogn., 12, 74-75. [16] P. K. Divakar, D.K.Upreti (2005), Parmelioid lichens in India (A revisionary study), 295-397, Bishen Singh Mahendra Palsingh, India. [17] T. D. V. Swinscow, Hildur Krog (1988), Macrolichens of East Africa, 159-198, BristishMuseum, London. [18] Javaprakasha GK, Rao LJ, Phenolic constituents from the lichen Parmotrema stuppeum (Nyl.) Hale and their antioxidant activity, Znaturforsch[C], 55, 1018-1022, 2000. PHỤ LỤC Phụ lục 1 Phổ 1H-NMR của hợp chất H-A7 Phụ lục 1a Phổ 1H-NMR mở rộng của hợp chất H-A7 Phụ lục 2 Phổ 13C-NMR của hợp chất H-A7 Phụ lục 3a Tương quan HSQC trong hợp chất H-A7 Phụ lục 3b Tương quan HSQC trong hợp chất H-A7 Phụ lục 4a Tương quan HMBC trong hợp chất H-A7 Phụ lục 4b Tương quan HMBC trong hợp chất H-A7 Phụ lục 4c Tương quan HMBC trong hợp chất H-A7 Phụ lục 5 Khối phổ của hợp chất H-A7 Phụ lục 6 Phổ 1H-NMR của hợp chất H-PP7 Phụ lục 6a Phổ 1H-NMR mở rộng của hợp chất H-PP7 H-PP7-DMSO-13C Phụ lục 7 Phổ 13C-NMR của hợp chất H-PP7 H-PP7-DMSO-13C Phụ lục 7a Phổ 13C-NMR mở rộng của hợp chất H-PP7 Phụ lục 8 Phổ 1H-NMR của hợp chất M-1 4 6’ 6 5 Phụ lục 9 Phổ 13C-NMR của hợp chất M-1 6 4 5 Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR của hợp chất H-TA1 CH2OH HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5 Phụ lục 11 Phổ 13C-NMR của hợp chất H-TA1 CH2OH HHO OHH OHH CH2OH 1 2 3 4 5