Phân lập và xác định cấu trúc isoflavone từ loài Sưa (Dalbergia tonkinesis Prain)

TÓM TẮT:

Từ cao chiết chlorofom gỗ cây Sưa đỏ (Dalbergia tokinensis Prain) thu hái tại tỉnh Dak Lak. Sử dụng các phương pháp sắc ký bản mỏng (TLC) kết hợp với sắc ký cột (CC). Hợp chất có khung isoflavone là calycosin được phân lập. Cấu trúc hóa học của hợp chất này được xác định bằng phổ cộng hường từ hạt nhân NMR (phổ 1H-NMR ,13C-NMR), đồng thời đối chiếu với các tài liệu tham khảo đã công bố.

Từ khóa: Sưa đỏ, chi Trắc, isoflavone, calycosin, phân lập.

1. Mở đầu

Chi Trắc (Dalbergia L. f.) thuộc cây họ Đậu (Fabaceae). Theo cơ sở dữ liệu The Plant List, tính đến thời điểm này thì chi Trắc (Dalbergia) có đến 647 loài, trong đó 304 loài đã được công nhận [1]. Ở Việt Nam hiện đã thống kê được khoảng 27 loài [2].

Một số loài thuộc chi này có giá trị cao về gỗ như: Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain), Trắc (Dalbergia cochinchinensis) và Cẩm lai (Dalbergia oliveri) [3]. Trong đó, hai loài Trắc và Sưa đỏ bị khai thác quá mức, hiện có trong danh mục sách Đỏ Việt Nam (2007), phân hạng ở mức nguy cấp (EN) [4].

Các nghiên cứu cho thấy các loài thuộc chi này có thành phần hóa học thường gồm các lớp chất chính: flavonoid, isoflavonoid, xanthone, quinone, ester, chalcone, v/v, rất nhiều hợp chất sở hữu nhiều tác dụng sinh học quí, như: ho suyễn, tiểu đường, tim mạch, v/v [5].

Lõi gỗ của cây Sưa ở Việt Nam có giá trị kinh tế cao và được cho là có được sử dụng làm thuốc hiệu dụng. Đã có một số nghiên cứu ở Trung Quốc cho thấy lõi gỗ của loài Sưa Hải Nam Dalbergia odorifera được sử dụng để điều trị các bệnh về tim mạch, như: suy tim, viêm cơ tim, nhồi máu cơ tim và xơ vữa động mạch [6-9].

Một số các nghiên cứu về cây Sưa đỏ đã được công bố [10-15]. Tuy nhiên, trong bài báo này thông báo kết quả phân lập và xác định cấu trúc hợp chất dạng khung isoflavone, lần đầu tiên được tìm thấy ở loài Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain).

2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu

Cây sưa đỏ (Dalbergia tonkinensis Prain) thu ở Dak Lak.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng các phương pháp tiếp cận thường qui về hóa học thực vật.

2.3. Thực nghiệm 2.3.1. Thiết bị và dụng cụ

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được ghi trên máy Bruker Avance 500 MHz tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và TMS được sử dụng làm chất nội chuẩn. Sắc ký lớp mỏng (TLC) được thực hiện trên bản mỏng Silica gel Merck 60 F254, RP18 F254s. Sắc ký cột (CC) được thực hiện trên chất hấp phụ là Silica gel (Merck) cỡ hạt 0,040-0,063 mm (Merck) và cột sắc ký pha đảo RP-18 (Merck), đèn UV hai chùm tia ở các bước sóng 254 nm và 365 nm.

2.3.2. Hóa chất

Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm đều đảm bảo độ tinh khiết bao gồm các dung môi methanol, chlorofom, aceton, ethyl acetate, nước cất.

Thuốc thử H2S04 (10%), FeCl3/HCl dùng để phát hiện các hợp chất phenol và dẫn xuất.

3. Kết quả và thảo luận 3.1. Kết quả dữ liệu phổ

Bột gỗ loài Sưa đỏ được chiết bằng dung môi methanol, cô cất loại bỏ dung môi thu được cao chiết tổng methanol.

Tiếp tục thêm nước cất (tỉ lệ 1:1) rồi chiết phân bố lần lượt với các dung môi n-hexane, chlorofom, ethyl acetate, thu được lần lượt các cao chiết n-hexane, cao chiết chlorofom, ethyl acetate và cao nước.

Từ cao chiết chlorofom tiến hành sắc ký bản mỏng kết hợp sắc ký cột nhiều lần với các hệ dung môi khác nhau, thu được hợp chất (1) với các phổ chụp được dưới đây: (Hình 1, 2, 3)

Hợp chất (1) thu được dưới dạng tinh thể màu trắng, tan tốt trong DMSO. Sau khi qui kết và hệ thống lại thì các tín hiệu trên phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất (1): (Bảng 1)

Bảng 1. Phổ hợp chất (1) sau khi qui kết

3.2. Biện luận xác định cấu trúc hóa học

Hợp chất (1) thu được dạng chất bột màu vàng. Phổ 1H-NMR của hợp chất này cho thấy các tín hiệu đặc trưng của 6 proton vòng benzene. Trong đó, 3 tín hiệu proton đặc trưng bởi hệ tương tác spin ABX thuộc vòng A cộng hưởng tại dH [7,97 (1H, d, 8,5 Hz, H-5), 6,93 (dd, 9,0; 2,0 Hz, H-6) và dH 6,92 (1H, d, 2,5 Hz, H-8)] và các tín hiệu của 3 proton cộng hưởng tại dH [7,05 (1H, s, H-2'), 6,94 ( 1H, d, 9,0 Hz, H-6') và 6,94 (1H, d, 9,0 Hz, H-5')] thuộc vòng B. Ngoài ra, còn có 1 tín hiệu của proton oxymethine cầu nối tại dH 8,28 (1H, s, H-2) và tín hiệu của 3 proton của nhóm methoxy ở dH 3,79 (3H, s, 4'-OCH3).

Quan sát và kết hợp phổ 13C-NMR và DEPT cho thấy hợp chất có 16 carbon bao gồm bao gồm 1 nhóm carbonyl tại dC 174,5 (s, C-4), 6 nhóm methine thơm tại dC [127,3 (d, C-5), 115,1 (d, C-6), 102,5 (d, C-8), 116,4 (s, C-2'), 112,0 (d, C-5') và 119,7 (d, C-6')] cùng với tín hiệu 2 carbon thơm không liên kết hydro tại dC [124,7 (s, C-1' và 116,6 (s, C-4a)], 4 carbon thơm liên kết với oxi tại dC [162,5 (s, C-7), 157,3 (s, C-8a), 146,0 (d, C-3') và 147,5 (s, C- C-4')] cùng với 1 nhóm oxymethine tại dC 153,0 (s, C-2). Cuối cùng là tín hiệu 1 nhóm methoxy tại dC 55,6 (q, 4'-OCH3).

Từ các dữ kiện phổ 1D, 2D đồng thời kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo đã công bố trước đó, hợp chất (1) được xác định là calycosin đã được phân lập từ loài D. parviflora và loài Astraglus Membranaceus [16, 17] nhưng lần đầu được phân lập từ loài sưa (Dalbergia tonkinensis Prain). Cấu trúc hóa học được trình bày ở hình vẽ dưới đây. (Hình 4)

Hình 4: Cấu trúc hóa học hợp chất calycosin

4. Kết luận

Kết hợp các phương pháp sắc kí với hệ dung môi thích hợp, một hợp chất khung isoflavone (calycosin) đã được phân lập.

Cấu trúc hóa học của hợp chất này được xác định bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều, đồng thời kết hợp so sánh với các tài liệu nghiên cứu đã công bố trước đây.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

The Plant List. Available: http://www.theplantlist.org/tpl1.1/search?q=dalbergia, (Accessed, July 29, 2017).
Nguyễn Đăng Khôi (Nguyễn Tiến Bân- chủ biên), Chi Dalbergia L. f. (họ Fabaceae). Danh mục các loài thực vật Việt Nam, Tập II, NXB Nông nghiệp, 2003, 779-786.
Đỗ Xuân Cẩm (2013). Cây Sưa ở Huế và các loài Sưa ở Việt Nam, Tạp chí Nghiên cứu và Phát triển, 1(99), Tr. 95-100.
Trần Ngọc Hải, Bảo tồn và phát triển loài quý hiếm Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain). Hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ hai, Hà Nội, 2010, 34-36.
Ngũ Trường Nhân, Nguyễn Mạnh Cường, Đỗ Hữu Nghị, Tổng quan về lớp chất flavonoid phân lập từ chi Dalbergia, họ Đậu (Fabaceae), Tạp chí Dược học, 2018, 505 (58), 16-21.
Sugiyama, B.-M. Zhu, A. Takahara, Y. Satoh, K. Hashimoto, Cardiac effects of Salvia miltiorrhiza/Dalbergiaodorifera mixture, an intravenously applicable Chinese medicine widely used for patients with ischemic heart disease in China, Circulation Journal, 2002, 66, 182-184.
Wu, Y. Wang, Z. Li, B. Zhang, Y. Cheng, X. Fan, Identifying roles of “Jun-Chen-Zuo-Shi” component herbs of QiShenYiQiformula in treating acute myocardial ischemia by network pharmacology, Chinese Medicine, 2014, 9, 24.
-M. Yu, Z.-J. Cheng, S.-C. Kuo, Endothelium-dependent relaxation of rat aorta by butein, a novel cyclic AMP-specific phosphodiesterase inhibitor, European Journal of Pharmacology, 1995, 280, 69-77.
-M. Yu, S.-C. Kuo, Vasorelaxant effect of isoliquiritigenin, a novel soluble guanylatecyclase activator, in rat aorta, British Journal of Pharmacology, 1995, 114, 1587-1594.
Nguyen Manh Cuong, Ngu Truong Nhan, Ninh The Son, Do Huu Nghi, To Dao Cuong, Daltonkins A and B, Two New Carboxyethylflavanones from the Heartwood of Dalbergia tonkinensis, Korean Chemical Society, 2017, 38 (12), 1511-1514 (SCI, IF: 0.76).
Van Bon Nguyen, San-Lang Wang, Ngu Truong Nhan, Thi Hanh Nguyen, Nguyen Phuong Dai Nguyen, Do Huu Nghi, Nguyen Manh Cuong, New Records of Potent In-Vitro Antidiabetic Properties of Dalbergia tonkinensis Heartwood and the Bioactivity-Guided Isolation of Active Compounds, Molecules, 2018, 23 (7), 1589-1600 (SCI-E, IF: 3.098).
Ngu Truong Nhan, Ninh The Son, To Dao Cuong, Nguyen Phuong Dai Nguyen, Pham Ngoc Khanh, Tran Thu Huong, Nguyen Manh Cuong, Further study on chemical constituents from the heartwood of Dalbergia tonkinensis, Vietnam Journal of Science and Technology, 2018, 56 (4A), 252-258 (ACI).
Nguyễn Mạnh Cường, Ngũ Trường Nhân, Nguyễn Phương Đại Nguyên, Phạm Ngọc Khanh, Ninh Thế Sơn, Trần Thu Hường, Tô Đạo Cường, Nguyễn Thị Hồng Mai, Nguyễn Thị Phương Trang, So sánh khả năng phân loại loài sưa đỏ (Dalbergia tonkinensis) Việt Nam của một số vùng gen lục lạp, Hội nghị Khoa học Công nghệ Sinh học toàn Quốc, Hà Nội, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 2018, 100-106, ISBN: 978-604-913-759-4.
Vũ Thị Thu Hiền, Lưu Đàm Cư, Đinh Thị Phòng (2009). Xác định trình tự đoạn gen tRNA - LEU cho hai loài cây gỗ Sưa (Dalbergia Tonkinensis) và cây gỗ Trắc đỏ (Dalbergia Cochinchinensis) phục vụ việc phân loại mẫu vật tại bảo tàng thiên nhiên Việt Nam, Tạp chí Công nghệ Sinh học, 7(4), Tr. 471–477.
Trần Anh Tuấn, Nguyễn Tiến Đạt, Nguyễn Hoài Nam, Nguyễn Quang Hưng, Trần Minh Hợi, Trần Huy Thái, Châu Văn Minh, Phan Văn Kiệm, Các hợp chất isoflavon và dihydrophenanthren từ cây Sưa Bắc Bộ (Dalbergia tonkinensis), Tạp chí Hóa học, 2009, 47 (6), 716-719.
Umehara, K. Nemoto, A. Matsushita, E. Terada, O. Monthakantirat, W. De-Eknamkul, T. Miyase, T. Warashina, M. Degawa, H. Noguchi, Flavonoids from the heartwood of the Thai medicinal plant Dalbergia parviflora and their effects on estrogenic-responsive human breast cancer cells, Journal of Natural Products, 2009, 72, 2163-2168.
-Q. Song, Z.-R. Zheng, L. Di, Z.-B. Hu, Isoflavones from Astraglus Membranaceus, Acta Botanica Sinica, 1997, 39 (8), 764-768.

ISOLATING AND DETERMINING THE STRUCTURE OF ISOFLAVONE FROM DALBERGIA TONKINESIS PRAIN

Ph.D NGU TRUONG NHAN

Faculty of Science and Technology, Tay Nguyen University

Assoc.Prof. NGUYEN MANH CUONG

Institute of Natural Products Chemistry, Vietnam Academy of Science and Technology

ABSTRACT:

From the chloroform extract of the heartwood of Dalbergia tonkinensis Prain collected in Dak Lak province was isolated by several chromatography techniques. The chemical structures of this isolated compound were determined by the interpretation of NMR spectral data, as well as comparison with data from the literature. This compound was isolated from Dalbergia Dalbergia tonkinensis for the first time.

Keywords: Dalbergia tonkinensis, Fabaceae, isoflavone, heartwood, isolate.