Một số hợp chất polyphenol được phân lập từ thân cây chiêu liêu cườm (xylia xylocarpa)

An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 69 MỘT SỐ HỢP CHẤT POLYPHENOL ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ THÂN CÂY CHIÊU LIÊU CƯỜM (XYLIA XYLOCARPA) Lâm Thị Mỹ Linh1 1Trường Đại học An Giang Thông tin chung: Ngày nhận bài: 04/05/2017 Ngày nhận kết quả bình duyệt: 22/11/2017 Ngày chấp nhận đăng: 12/2017 Title: Polyphenol compounds isolated from the stem of Xylia xylocarpa Keywords: Ethyl acetate extract, Xylia xylocarpa, phenolic Từ khóa: Cao ethyl acetat, Chiêu liêu cườm, polyphenol ABSTRACT Basing on the ethyl acetate extract of the stem of Xylia xylocarpa, four phenolic compounds were isolated by chromatography methods. The chemical structure of these compounds was determined by NMR spectra and compared with previous studies, including ferulic acid (1), methyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2- methoxy carbonyl propionate (2), vanillin (3) and syringic acid (4). These compounds were firstly isolated from Xylia. TÓM TẮT Từ cao ethyl acetat của thân cây Chiêu liêu cườm (Xylia xylocarpa), bằng các phương pháp sắc ký đã phân lập được bốn hợp chất polyphenol. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng các phương pháp phổ nghiệm và kết hợp với so sánh tài liệu tham khảo, bao gồm acid ferulic (1), methyl 3-(4- hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (2), vanillin (3) và acid syringic (4). Đây là những hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ chi này. 1. GIỚI THIỆU Cây Chiêu liêu cườm hay còn gọi là Căm xe, có tên khoa học là Xylia xylocarpa, họ Đậu (Fabaceae). Loài cây này được trồng phổ biến ở vùng Tây Nguyên nước ta và một số vùng lân cận như Lào, Campuchia (Võ Văn Chi, 1991). Trong y học dân gian đã sử dụng vỏ và quả cây làm thuốc trị ho ra máu, tiêu chảy, lậu, Ngoài ra, thân cây còn được sử dụng trong bài thuốc gia truyền Amakong ở Buôn Đôn, Đăk Lăk với công dụng bổ thận tráng dương, bồi bổ sức khỏe, điều trị đau xương khớp, đau dây thần kinh tọa, ăn ngon, ngủ khỏe, hỗ trợ điều trị bệnh gout. Hiện nay chưa có công trình nào nghiên cứu cụ thể về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cây Chiêu liêu cườm, nên ở đây chúng tôi xin được trình bày thành phần hóa học của cây cùng chi đã được nghiên cứu có tên khoa học Xylia dolabriformi. Theo tài liệu tham khảo (1963), hai nhà khoa học R. A. Laidlaw và J. W. W. Morgan đã tiến hành phân lập được sáu hợp chất từ thân cây Xylia dolabriformi gồm manoyl oxide, 3-oxo-manoyl oxide, sandaracopimaradiene, 3-oxo- sandaracopimaradiene, 3β-hydroxy- sandaracopimaradiene và 3β, 18β-dihydroxy- sandaracopimaradiene. Sau khi tra cứu các tài liệu trên thế giới cho thấy, chi Xylia còn ít được nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học. Do đó, bài báo này công bố về việc phân lập và xác định cấu trúc của bốn hợp chất từ thân cây Chiêu liêu cườm là acid ferulic (1), methyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2- methoxy carbonyl propionate (2), vanillin (3) và acid syringic (4) (Hình 1). Đây là các hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong chi Xylia. An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 70 Hình 1. Các hợp chất polyphenol được phân lập từ thân cây Chiêu liêu cườm 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mẫu thân cây Chiêu liêu cườm được thu hái vào tháng 02/2012 và được định danh bởi Tiến sĩ Lưu Hồng Trường, Viện Sinh thái học miền Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, thành phố Hồ Chí Minh. 2.1 Hóa chất và thiết bị 2.1.1 Hóa chất - Dung môi: n-hexane, chloroform, ethyl acetate, acetone, methanol, ethanol, n-butanol (Chemsol, Việt Nam). - Thuốc thử hiện hình vết trên sắc ký lớp mỏng: H2SO4 30%, nung nóng. - Sắc ký lớp mỏng pha thường: TLC silica gel 60 F254 (250 µm, Merck,USA). - Sắc ký lớp mỏng pha đảo: TLC silica gel 60 RP 18 F254 S (200 µm, Merck,USA). - Sắc ký cột pha thường: silica gel 60 (0,0400,063 mm, Himedia). 2.1.2 Thiết bị - Cột sắc ký. - Bình triển khai sắc ký lớp mỏng. - Đèn UV hai bước sóng 254/365 nm. (Spectroline ENF-240C/FE, USA) (a) - Cân phân tích (Sartorious BL 210S). - Cân kỹ thuật Mettler Toledo AB204. - Tủ sấy (Memmert). - Hệ thống cô quay chân không (Buchi). - Bếp cách thủy (Memmert). - Máy cộng hưởng từ hạt nhân (Bruker Avance) với tần số 500 MHz cho phổ 1HNMR và 125 MHz cho phổ 13CNMR. - Các dụng cụ thông thường khác: erlene, becher, pipetman, đầu tip, micropipette. 2.2 Quy trình trích ly và điều chế các loại cao từ thân cây Chiêu liêu cườm Bột khô thân cây Chiêu liêu cườm (9,0 kg) được trích bằng phương pháp hoàn lưu trong dung môi methanol, thu được cao MeOH (0,48 kg). Phần cao MeOH được phân tán vào nước rồi tiến hành trích lỏng - lỏng lần lượt với các dung môi n- hexan, ethyl acetat và n-butanol. Các phần dịch trích được thu hồi dung môi ở áp suất kém, thu được các loại cao phân đoạn tương ứng là cao n- hexan (21,6 g), cao ethyl acetat (52,5 g), cao n- butanol (180 g) và cao nước (225,8 g). 2.3 Phương pháp nghiên cứu Áp dụng phương pháp sắc ký cột silica gel pha thường trên cao EtOAc để tách thành các phân đoạn có độ phân cực khác nhau. Tiếp tục sử dụng các phương pháp sắc ký trên các phân đoạn thu được, như sắc ký cột silica gel pha thường hoặc pha đảo, sắc ký lớp mỏng điều chế. Theo dõi quá trình sắc ký cột bằng phương pháp sắc ký bản mỏng (TLC), kết hợp soi đèn UV, hiện vết bằng dung dịch H2SO4 30% và nung nóng. Từ cao ethyl acetate của thân cây Chiêu liêu cườm đã An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 71 phân lập được bốn hợp chất là acid ferulic (1), methyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (2), vanillin (3) và acid syringic (4). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các hợp chất này được ghi trên máy Bruker-500 MHz với chất nội chuẩn TMS. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hợp chất 1 thu được có dạng bột, màu trắng, tan tốt trong dung môi methanol. Phổ 1H-NMR của hợp chất 1 cho tín hiệu của vòng benzene thế ở vị trí 1,3,4 với δH 7,05 (1H, d, J = 1,6 Hz, H-2), δH 6,93 (1H, d, J = 8,0 Hz, H-5), δH 7,12 (1H, dd, J = 8,0 và 1,6 Hz, H-6) và một tín hiệu proton của nhóm methoxyl δH 3,94 (3H, s, 3-OCH3). Ngoài ra, còn có tín hiệu của hai proton olefine ghép cặp trans δH 6,48 (1H, d, J = 16 Hz, H-α), δH 7,59 (1H, d, J = 16 Hz, H-β) (Bảng 1, Phụ lục 1a). Phổ 13C-NMR của hợp chất 1 cho mười tín hiệu, trong đó có một tín hiệu carbon carbonyl của nhóm carboxyl δC 171,0 (COOH), một tín hiệu carbon của nhóm methoxyl δC 56,1 (3-OCH3) và tám tín hiệu carbon trong vùng 109 – 150 ppm ứng với 6 carbon của vùng benzene và 2 carbon olefine (Bảng 1, Phụ lục 1b). Đối chiếu với tài liệu tham khảo có thể cho phép xác nhận hợp chất 1 là acid ferulic (tên IUPAC: Trans-4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid, Prachayasittikul S, 2009). Bảng 1. Số liệu phổ NMR của hợp chất 1 so sánh với acid ferulic (trị số trong ngoặc là J tính bằng Hz) Vị trí Loại C Hợp chất 1 (CD3OD) Acid ferulic (CD3OD) δH (ppm) δC (ppm) δH (ppm) δC (ppm) 1 >C= 127,8 127,7 2 -CH= 7,18 d (1,5) 111,7 7,17 d (2,0 ) 111,5 3 >C= 149,4 149,2 4 >C= 150,5 150,2 5 -CH= 6,76 d (8,5) 116,5 6,78 d (8,2 ) 116,2 6 -CH= 7,07 dd (8,5; 1,5) 124,0 7,05 dd (8,2; 2,0) 123,7 α -CH= 6,33 d (16,0) 115,9 6,35 d (15,9 ) 116,3 β -CH= 7,52 d (16,0) 147,0 7,57 d (15,9) 146,4 -COOH -COOH 171,1 171,1 -OMe -OMe 3,80 s 56,4 3,89 s 55,9 Hợp chất 2 thu được có dạng bột, màu trắng, tan trong dung môi chloroform. Phổ 1H-NMR của hợp chất 2 cho thấy có tám tín hiệu proton. Trong đó, bốn tín hiệu δH 7,03 (2H, d, J = 8,4 Hz, H- 2,6) và δH 6,72 (2H, d, J = 8,4 Hz, H-3,5) ở vùng trường thấp cho thấy cấu trúc của 2 chứa vòng benzene 1, 4 trí hoán. Ngoài ra, còn xuất hiện thêm một tín hiệu cộng hưởng của sáu proton nhóm methoxyl δH 3,69 (6H, s,-OCH3); một tín hiệu proton của nhóm methine δH 3,64 (1H, d, J = 7,9 Hz, H-8) và hai tín hiệu proton của nhóm methylene δH 3,14 (2H, d, J = 7,9 Hz, H-7) (Bảng 2, Phụ lục 2a). Phổ 13C và DEPT-NMR cho thấy hợp chất 2 có mười tín hiệu carbon bao gồm bốn carbon nhân thơm tam cấp δC 115,6 (C-3,5) và δC 130,1 (C- 2,6); hai carbon vòng benzene tứ cấp δC 122,0 (C- 1), 154,8 (C-4); một carbon nhóm carbonyl δC 169,5 (-COO) và một carbon nối nhóm eter δC An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 72 54,1 (C-8); một carbon methyl nối nhóm carbonyl δC 52,7 (CH3) và một carbon methylene δC 34,1 (C-7) (Bảng 2, Phụ lục 2b). Đối chiếu với tài liệu tham khảo có thể cho phép xác nhận hợp chất 2 là methyl 3-(4- hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (Cai X-h, 2006). Bảng 2. Số liệu phổ NMR của hợp chất 2 so sánh với methyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (trị số trong ngoặc là J tính bằng Hz) Vị trí Loại C Hợp chất 2 (CDCl3) Methyl 3-(4-hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (CDCl3) δH (ppm) δC (ppm) δH (ppm) 1 >C= 122,0 4,8 =CH- 7,03 d (8,4) 130,1 7,03 d (8,2) 5,7 =CH- 6,72 d (8,4) 115,6 6,72 d (8,2) 6 >C= 154,8 5,89 brs 2 >CH2 3,15 d (7,9) 34,1 3,15 d (7,9) 3 >CH- 3,64 d (7,9) 54,1 3,64 d (7,9) -COO- -COO- 169,5 -OCH3 -OCH3 3,69 s 52,7 3,70 s Hợp chất 3 thu được có dạng bột, màu trắng, tan trong dung môi acetone, chloroform. Phổ 1H- NMR của hợp chất 3 ở vùng trường thấp có ba tín hiệu δH 7,05 (1H; d; J= 8,1 Hz; H-5); 7,42 (1H; dd; J= 8,1 & 1,8 Hz; H-6) và 7,40 (1H; d; J= 1,8 Hz; H-2) cho thấy có một proton ghép ortho và ghép meta với hai proton còn lại. Đó là ba proton của vòng benzen mang ba nhóm thế tương ứng với hệ ABX (Bảng 3). Ngoài ra, còn có sự xuất hiện của một nhóm ceton với tín hiệu proton methyl δH 9,83 (3H, s, -CH3) và một nhóm metyl với tín hiệu δH 3,97 (3H, s, -CH3) (Bảng 3, Phụ lục 3a). Phổ 13C-NMR cho thấy hợp chất 3 có tám carbon, trong đó có một carbon carbonyl của ceton δC 190,9 (C-7); ba carbon nhân thơm tam cấp δC 109,1 (C-2); 114,6 (C-5) và 130,2 (C-6); ba carbon vòng benzene tứ cấp δC 127,6 (C-1); 151,9 (C-3) và 147,1 (C-4); một carbon nhóm metoxy δC 56,3 (-OCH3) (Bảng 3, Phụ lục 3b). Đối chiếu với tài liệu tham khảo có thể cho phép xác nhận hợp chất 3 là vanillin (tên IUPAC: 4- hydroxy-3-methoxy benzaldehyde, Pouységu L, 2010). Bảng 3. Số liệu phổ NMR của hợp chất 3 so sánh với vanillin (trị số trong ngoặc là J tính bằng Hz) Vị trí Loại C Hợp chất 3 (CDCl3) Vanillin (CDCl3) δH (ppm) δC (ppm) δH (ppm) δC (ppm) 1 >C= 130,2 129,6 2 >CH- 7,42 d (1,8) 109,1 7,37 d (1,8 ) 108,8 3 >C= 147,0 147,2 An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 73 Vị trí Loại C Hợp chất 3 (CDCl3) Vanillin (CDCl3) δH (ppm) δC (ppm) δH (ppm) δC (ppm) 4 >C= 151,8 151,8 5 >CH- 7,04 d (8,5) 114,6 7,00 d (8,5) 114,4 6 >CH- 7,43 d (8,5; 1,8) 127,6 7,40 d (8,5; 1,8) 127,4 1-CHO 1-CHO 9,83 s 190,1 9,78 s 190,1 4-OH 4-OH 6,20 s 6,39 s 3-OMe 3-OMe 3,97 s 56,1 3,90 s 55,9 Hợp chất 4 thu được có dạng bột, màu trắng, tan trong dung môi chloroform. Phổ 1H-NMR của hợp chất 4 xuất hiện hai tín hiệu proton. Trong đó, một tín hiệu δH 7,38 (2H, s, H-2,6) ở vùng trường thấp cho thấy cấu trúc của 4 chứa vòng benzene 1, 3, 4, 5 trí hoán. Ngoài ra, còn xuất hiện thêm một tín hiệu cộng hưởng của sáu proton nhóm metoxy δH 3,96 (6H, s,-OCH3) (Bảng 4, Phụ lục 4a). Phổ 13C-NMR của hợp chất 4 có chín tín hiệu carbon bao gồm hai carbon nhân thơm tam cấp δC 107,3 (C-2,6); bốn carbon vòng benzene tứ cấp δC 120,1 (C-1), 140,0 (C-4), 146,7 (C-3,5); một carbon nhóm carbonyl δC 170,3 (-COOH) và hai carbon nhóm metoxy δC 56,5 (-OCH3) (Bảng 4, Phụ lục 4b). Đối chiếu với tài liệu tham khảo có thể cho phép xác nhận hợp chất 4 là acid syringic (tên IUPAC: 4-hydroxy-3,5-dimethoxy benzoic acid, Chatsumpun M, 2010). Bảng 4. Số liệu phổ NMR của hợp chất 4 so sánh với acid syringic (trị số trong ngoặc là J tính bằng Hz) Vị trí Loại C Hợp chất CLC-10 (CDCl3) Acid syringic (CDCl3) δH (ppm) δC (ppm) δH (ppm) δC (ppm) 1 >C= 120,1 121,5 2, 6 =CH- 7,38 s 107,3 7,32 s 108,1 3,5 >C= 146,7 148,3 4 >C= 140,0 141,6 -COOH- -COOH- 170,3 167,5 3-OCH3 5-OCH3 3-OCH3 5-OCH3 3,96 s 56,5 3,87 s 56,6 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Bằng kỹ thuật sắc ký cột trên silica gel pha thường, kết hợp với sắc ký bản mỏng điều chế pha thường và pha đảo với các hệ dung môi giải ly khác nhau, chúng tôi đã phân lập được bốn hợp chất tinh khiết từ cao ethyl acetat của thân cây Chiêu liêu cườm. Trên cơ sở của phổ cộng hưởng từ hạt nhân kết hợp với so sánh tài liệu tham khảo, chúng tôi đã xác định được cấu trúc của các hợp chất trên là acid ferulic (1), methyl 3-(4- hydroxyphenyl)-2-methoxy carbonyl propionate (2), vanillin (3) và acid syringic (4). Đây là lần An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 74 đầu tiên bốn hợp chất này được phân lập từ chi Xylia. Bốn hợp chất trên đều là những hợp chất polyphenol, do đó chúng có một số hoạt tính sinh học thông dụng như kháng oxy hóa, kháng khuẩn, kháng virus và kháng một số loại ung thư (Kim Anh, Ngọc Vĩnh, 2010). 4.2 Khuyến nghị Tiếp tục nghiên cứu phân lập các hợp chất trên các phân đoạn cao chưa được khảo sát của các cao trích trên cây Chiêu liêu cườm. Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase của các phân đoạn cao và các hợp chất tinh khiết cô lập được nhằm góp phần đẩy mạnh ứng dụng của cây thuốc này vào ngành Y học Cổ truyền. TÀI LIỆU THAM KHẢO Cai X-h., Xie B., Guo H. (2006). Synthesis and evaluation of methyl 2-methoxycarbonyl-3- phenylpropionate derivatives as a new type of angiotensin converting enzyme inhibitors. Can J Chem. 84: 1110 – 1113. Cao Thị Kim Anh, Lưu Thị Ngọc Vĩnh. (2010). Tách, tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của các dẫn xuất curcumin từ bột curcuminoid thương phẩm. Trường Đại học Lạc Hồng, Biên Hòa. Chatsumpun M., Sritularak B., Likhitwitayawuid K. (2010). Phenolic compounds from stem wood of Millettia leucantha. Chem Nat Compd. 46: 634 – 635. Đỗ Huy Bích, Đặng Xuân Chung, Bùi Xuân Chương, Nguyễn Thượng Dong, Đỗ Trung Đàm, Phan Văn Hiển, Vũ Ngọc Lộ, Phạm Duy Mai, Phạm Kim Mãn, Đoàn Thị Nhu, Nguyễn Tập, Trần Toàn. (2004). Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam. Viện dược liệu, NXB Khoa Học Kỹ Thuật. Laidlaw R. A., Morgaiz J. W. W. (1963). The diterpenes of Xylia dolabriformis. Journal of the Chemical Society. 102: 644 – 650. Pouységu L., Sylla T., Garnier T., Rojas LB., Charris J., Deffieux D., Quideau S. (2010). Hypervalent iodine-mediated oxygenative phenol dearomatization reactions. Tetrahedron DOI: 5908 – 5917. Prachayasittikul S., Suphapong S., Worachartcheewan A., Lawung R., Ruchirawat S., Prachayasittikul V. (2009). Bioactive metabolites from Spilanthes acmella Murr. Molecules. 14: 850 – 867. Siddhuraju P., Vijayakumari K., Janardhanan K.(1995). Nutrient and chemical evaluation of raw seeds of Xylia xylocarpa: an underutilized food source. Food Chemistry. 53: 299 – 304. Võ Văn Chi. (1991). Cây thuốc An Giang. Ủy ban Khoa học - Kỹ thuật An Giang. An Giang. An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 75 PHỤ LỤC HỢP CHẤT 1 (CD3OD) Phụ lục 1a. Phổ 1H-NMR của hợp chất 1 Phụ lục 1b. Phổ 13C-NMR của hợp chất 1 An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 76 HỢP CHẤT 2 (CDCl3) Phụ lục 2a. Phổ 1H-NMR của hợp chất 2 Phụ lục 2b. Phổ 13C-NMR của hợp chất 2 An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 77 HỢP CHẤT 3 (CDCl3) Phụ lục 3a. Phổ 1H-NMR của hợp chất 3 Phụ lục 3b. Phổ 13C-NMR của hợp chất 3 An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 69 – 78 78 HỢP CHẤT 4 (CDCl3) Phụ lục 4a. Phổ 1H-NMR của hợp chất 4 Phụ lục 4b. Phổ 13C-NMR của hợp chất 4