Nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn chloroform từ lá Cỏ lào (Chromolaena odorata L, Asteraceae)

Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 10 32 Nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn chloroform từ lá Cỏ lào (Chromolaena odorata L., Asteraceae) Đoàn Thành Luân1, Nguyễn Đăng Huy1, Bùi Hoàng Minh1,*, Lưu Huỳnh Ngọc Dũng2 1 Khoa Dược, Đại học Nguyễn Tất Thành 2 Khoa Dược, Đại học Quốc gia Tp. HCM * bhminh@ntt.edu.vn Tóm tắt Từ 3kg lá cỏ Lào (Chromolaena odorata L.) thu hái tại quận 2, Tp. Hồ Chí Minh, bằng kĩ thuật chiết tách đã thu được 90,22g phân đoạn CHCl3. Phân đoạn này được tách thành 7 phân đoạn phụ bằng sắc kí cột nhanh, trong đó có 3 phân đoạn xuất hiện kết tủa. Bằng kĩ thuật kết tinh phân đoạn thu được 3 chất C1 (144,2mg), C2 (40,0mg), C3 (129,3mg). Dựa vào các dữ liệu phổ (Mass spectrum - MS, Nuclear Magnetic Resonance- 1D-NMR và 2D-NMR), cấu trúc của các chất này được xác định lần lượt là C1 (Quercetin 7,4’ – dimethylether hay Ombuin), C3 (5, 7 – dihydroxy 3’, 4’ – dimethoxyflavon). Riêng C2 vẫn tiếp tục được xác định cấu trúc. Đồng thời, vẫn còn nhiều phân đoạn phụ tiềm năng từ sắc kí cột nhanh phân đoạn CHCl3 ® 2020 Journal of Science and Technology - NTTU Nhận 12.09.2019 Được duyệt 18.06.2020 Công bố 29.06.2020 Từ khóa Chromolaena odorata, CHCl3, flavonoid, ombuin, 5, 7 – dihydroxy 3’, 4’ – dimethoxyflavon 1 Đặt vấn đề Cỏ lào (Chromolaena odorata L.) là loài cỏ dại được du nhập vào Việt Nam những năm 1930, được dùng chủ yếu để cầm máu và trị tiêu chảy[1]. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy loài Chromolaena odorata L. có nhiều công dụng, nổi bật với khả năng cầm máu, làm lành vết thương, trị tiêu chảy,[2-4]. Ở trong nước đã có các công trình nghiên cứu về loài Chromolaena odorata L. hướng tác dụng chống oxi hóa tập trung chủ yếu là các polyphenol từ phân đoạn ethyl acetat[5-8]. Tuy nhiên, các polymethoxy –flavonoid trong loài Chromolaena odorata L. vẫn chưa có nhiều nghiên cứu mặc dù được chứng minh là có khả năng cầm máu và độc tế bào [2,3,9]. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn chloroform từ lá Cỏ lào (Chromolaena odorata L., Asteraceae)” được thực hiện nhằm mục đích chiết xuất, phân lập các hợp chất polymethoxy-flavonoid, làm tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn về kiểm nghiệm, hóa học, dược lí sau này. 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu Lá Cỏ lào được thu hái vào khoảng tháng 7-8/2018 tại Quận 2, Tp. HCM. Mẫu dược liệu được định danh thông qua khảo sát thực vật học và so sánh với các tài liệu chuyên ngành tại Bộ môn Dược liệu, Khoa Dược, Đại học Nguyễn Tất Thành. Lá thu hái về được loại bỏ tạp chất, sấy và xay thành bột theo yêu cầu của thí nghiệm. 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Chiết xuất và phân lập - Chiết xuất 3 kg lá Cỏ lào được ngấm kiệt với cồn 96% sau đó cô thu hồi được cao cồn. Cao cồn được phân tán trong MeOH 20% và lần lượt lắc phân bố với PE, CHCl3, EtOAc sau đó cô dưới áp suất giảm thu được các cao phân đoạn tương ứng. Phân đoạn CHCl3 được lựa chọn là đối tượng nghiên cứu tiếp theo. - Phân lập Sử dụng các kĩ thuật sắc kí cột (nhanh, cổ điển,) và kết tinh phân đoạn bằng dung môi thích hợp để thu được chất tinh khiết. * Kiểm tra độ tinh khiết Chất phân lập được khai triển sắc kí trên 3 bản mỏng với 3 hệ dung môi khác nhau. Chất cần xác định độ tinh khiết được phát hiện trên UV 254nm, UV 365nm và hiện màu với thuốc thử vanillin-sulfuric. Chất được xem là tinh khiết khi chỉ cho 1 vết gọn với Rf trong khoảng từ 0,25-0,75. 2.2.2 Xác định cấu trúc Phối hợp dữ liệu phổ MS và NMR để xác định cấu trúc phân lập được, trong đó: + Phổ MS được dùng đề xác định công thức phân tử dựa vào khối lượng phân tử. Đại học Nguyễn Tất Thành 33 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 10 + Phổ NMR được đo với các kĩ thuật 1-D, 2-D (1H-, 13C-, DEPT, HSQC, HMBC, COSY). Mẫu được hòa tan trong dung môi thích hợp như MeOD, DMSO-d6 với chất chuẩn nội là TMS; thực hiện trên máy ADVANCE 500 (Bruker) tại phòng cấu trúc, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội. Độ dời hóa học tính theo thang δ (ppm) với δTMS = 0,00. 3 Kết quả và bàn luận 3.1 Chiết xuất và phân lập 3.1.1 Chiết xuất 3kg bột lá Cỏ lào sau khi ngấm kiệt với cồn 96 % được cô cạn, phân tán và lắc phân bố với các dung môi có độ phân cực tăng dần: PE, CHCl3, EtOAc. Sau khi cô dưới áp suất giảm, các phân đoạn thu được khối lượng lần lượt là 228,10g (PE); 90,22g (CHCl3); 10,87g (EtOAc). 3.1.2 Phân lập - Sắc kí cột phân đoạn CHCl3 Phân đoạn CHCl3 tiếp tục được phân tách bằng kĩ thuật sắc kí cột nhanh với các thông số sau: - Cột thủy tinh trung tính, thành dày, kích thức 8 x 60cm, rửa sạch, sấy khô. - Pha tĩnh: 600g silica gel, cỡ hạt trung bình 40 – 63μm. - Nhồi cột khô, dùng bơm chân không hút cho ổn định - Mẫu: 90,22g phân đoạn CHCl3, nạp mẫu khô. - Pha động: chạy gradient với dung môi nền là PE, tăng dần tỉ lệ PE-CHCl3 rồi CHCl3 100%, cuối cùng là CHCl3-MeOH (98:2). - Thể tích hứng phân đoạn: 250ml - Kiểm tra phân đoạn bằng sắc kí lớp mỏng với hệ dung môi CHCl3 – EtOAc – HCOOH (3:7:0,05), phát hiện bằng cách soi UV 254nm, UV 365nm, nhúng thuốc thử VS. Theo dõi sắc kí đồ và gộp các phân đoạn hứng có sắc kí đồ giống nhau, cô quay để thu được các phân đoạn. Kết quả: Từ 90,22g phân đoạn CHCl3, bằng kĩ thuật sắc kí cột nhanh thu được 7 phân đoạn phụ. Trong đó có 3 phân đoạn có tủa kết tinh màu vàng và vàng nâu, 4 phân đoạn khác ở dạng rắn. Các phân đoạn có tủa được tiếp tục tinh chế để thu được chất tinh khiết. - Phân lập C1 từ phân đoạn III – CHCl3 Từ 209,2mg kết tủa màu vàng trong phân đoạn III – CHCl3, sau khi được rửa nhiều lần với PE, CHCl3, EtOAc, MeOH lạnh trên phễu thủy tinh xốp, dùng phương pháp kết tinh phân đoạn với dung môi MeOH thu được 144,2mg bột vi tinh thể màu vàng. - Phân lập C2 từ phân đoạn V – CHCl3 Từ 251,1mg kết tủa màu vàng trong phân đoạn V – CHCl3, sau khi được rửa nhiều lần với PE, CHCl3, EtOAc, MeOH lạnh trên phễu thủy tinh xốp, dùng phương pháp kết tinh phân đoạn với dung môi MeOH thu được 40,0mg bột vi tinh thể màu vàng sáng. - Phân lập C3 từ phân đoạn VI – CHCl3 Từ 133,4mg kết tủa màu vàng nâu trong phân đoạn VI – CHCl3, sau khi được rửa nhiều lần với PE, CHCl3, EtOAc và MeOH lạnh thu được 129,3mg bột vi tinh thể màu vàng nâu. 3.2 Xác định cấu trúc - Cấu trúc C1 C1 (144,2mg) thu được dưới dạng bột vi tinh thể màu vàng, kém tan trong CHCl3, EtOAc, MeOH; tinh khiết trên bản mỏng. Dữ liệu EI-MS cho phân mảnh [M+H]+ m/z 331,29 và phổ 13C- NMR của C1 ứng với công thức phân tử C17H14O7 , Hình 1. Hình 1 Trích xuất phổ MS và 13C-NMR của C1 C1 nằm trong phân đoạn III kém phân cực, có màu vàng, tắt quang ở UV 254nm và UV 365nm, cho màu vàng cam với thuốc thử VS. Trên phổ 13C-NMR xuất hiện 17 tín hiệu Carbon, trong đó có 15 tín hiệu Carbon cộng hưởng vùng trường thấp (δc 91,9 – 176,1) đặc trưng cho 1 flavonoid với 5 nhóm thế -OR. 2 carbon còn lại được xác định là –OCH3 tương ứng với 2 tín hiệu carbon δC 56,0 và δC 55,6. C1 được xác định là Quercetin 7,4’-dimethylether (Ombuin). Điều này được khẳng định khi so sánh dữ liệu phổ với tài liệu được công bố trước đây[10]. Dữ liệu phổ NMR của C1 được trình bày trong Bảng 1. Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 10 34 Bảng 1 Dữ liệu phổ NMR của C1 (500MHz, DMSO-d6) C DEPT 13 C (δppm) 1 H + HSQC (δppm; nH; J) HMBC (H  Cn) 2 CIV 146,8 - - 3 CIV 136,4 - - 4 CIV 176,1 - - 5 CIV 160,4 - - 6 =CH- 97,5 6,35 d (1H; 2,5 Hz) 91,9; 104,0; 160,4; 165,0 7 CIV 165,0 - - 8 =CH- 91,9 6,71 d (1H; 2,0 Hz) 97,5; 104,0; 156,1; 165,0 9 CIV 156,1 - - 10 CIV 104,0 - - 1’ CIV 123,3 - - 2’ =CH- 114,7 7,71 d (1H; 2,0 Hz) 119,8; 146,2; 149,4 3’ CIV 146,2 - - 4’ CIV 149,4 - - 5’ =CH- 111,8 7,09 d (1H; 9,0 Hz) 123,3; 146,2; 149,4 6’ =CH- 119,8 7,68 dd (1H; 2,5 Hz; 8,5 Hz) 114,7; 146,8; 149,4 -OCH3 56,0 3,87 s 165,0 -OCH3 55,6 3,85 s 149,4 -OH 12,42 s (1H) 97,5; 104,0; 160,4 -OH 9,51 brs (1H) - -OH 9,28 s (1H) 114,7; 146,2; 149,4 Hình 2 Cấu trúc hóa học C1 - Cấu trúc C3 C3 (129,3mg) thu được dưới dạng bột vi tinh thể màu vàng nâu, kém tan trong CHCl3, EtOAc, MeOH; tinh khiết trên bản mỏng. Dữ liệu EI-MS cho phân mảnh m/z 315,25 [M+H]+ và phổ 13C-NMR của C3 ứng với công thức phân tử C18H14O6, Hình 3. Hình 3 Trích xuất phổ MS và 13C-NMR của C1 Đại học Nguyễn Tất Thành 35 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 10 C3 nằm trong phân đoạn VI khá phân cực, màu vàng nâu, tắt quang UV 254, UV 365 và cho màu vàng cam với thuốc thử VS. Trên phổ 13C NMR xuất hiện 17 tín hiệu Carbon, trong đó có 15 tín hiệu carbon cộng hưởng vùng trường thấp (δC 94,1 – 181,8) đặc trưng cho 1 flavonoid với 4 nhóm thế - OR, 2 carbon còn lại được xác định là –OCH3 tương ứng với 2 tín hiệu carbon δC 55,7 và δC 55,8. Cấu trúc C3 được xác định là 5,7 – dihydroxy 3’,4’ – dimethoxyflavon. Điều này được khẳng định khi so sánh dữ liệu phổ với tài liệu được công bố trước đây[11]. Dữ liệu phổ NMR của C3 được trình bày trong Bảng 2. Bảng 2 Dữ liệu phổ NMR của C3 C DEPT 13 C (δppm) 1 H + HSQC (δppm; nH; J) HMBC (H  Cn) 2 CIV 163,3 - - 3 =CH- 103,8 6,93 s 103,7; 122,9; 163,3; 181,8 4 CIV 181,8 - - 5 CIV 161,4 - - 6 =CH- 98,9 6,20 d (1H; 1,5 Hz) 94,1; 103,7; 161,4; 164,2 7 CIV 164,2 - - 8 =CH- 94,1 6,52 d (1H; 2,0 Hz) 98,9; 103,7; 157,3; 164,2 9 CIV 157,3 - - 10 CIV 103,7 - - 1’ CIV 122,9 - - 2’ =CH- 109,5 7,55 d (1H; 1,5 Hz) 120,0; 149,0; 152,1; 163,3 3’ CIV 149,0 - - 4’ CIV 152,1 - - 5’ =CH- 111,7 7,11 d (1H; 8.5 Hz) 122,9; 149,0; 152,1 6’ =CH- 120,0 7,66 dd (1H; 2,0 Hz; 8,5 Hz) 109,5; 152,1; 163,3 -OCH3 55,8 3,88 s (3H) 149,0 -OCH3 55,7 3,85 s (3H) 152,1 -OH 12,91 s (1H) 98,9; 103,7; 103,8; 161,4 -OH 10,81 s (1H) - Hình 4 Cấu trúc hóa học C3 4 Kết luận và kiến nghị 4.1 Kết luận Sau 3 tháng thực hiện, đề tài đã đạt được một số kết quả như sau: - Đã thu thập được tài liệu về thực vật, thành phần hóa học, tác dụng dược lí của cỏ Lào, có thể làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về loài cây này. - Đã chiết xuất, thu được 90,22g phân đoạn CHCl3 từ 3kg lá cỏ Lào. Bằng các phương pháp phân tách, tinh chế, kết hợp với các dữ liệu phổ đã phân lập và xác định được cấu trúc của C1 - Ombuin (144,2mg) và C3 - 5,7 – dihydroxy 3’,4’ – dimethoxyflavon (129,3mg). 4.2 Kiến nghị - Tiếp tục xác định cấu trúc C2 bằng MS và NMR. - Tiếp tục phân lập và tinh khiết các chất từ những phân đoạn còn lại của sắc kí cột nhanh. Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 10 36 Tài liệu tham khảo 1. Gautier L., Taxonomy and distribution of a tropical weed: Chromolaena odorata (L.) R. King and H. Robinson, Candollea, 47 (1992) 645. 2. Pandith H., Pithayanukul P. and Gritsanapan W., “Development of hemostatic gel preparations from Chromolaena odorata leaf extract”, Planta Medica, 80 (2014) 2. 3. R. N. Barua, R. P. Sharma, G. Thyagarajan and W. Hertz, Flavonoids of Chromolaena odorata, Phytochemistry, 17 (1978) 1807. 4. Sirinthipaporn A., and Jiraungkoorskul W., “Wound healing property review of siam weed, Chromolaena odorata”, Pharmacognosy reviews, 11 (2017) 35. 5. Ngô Quốc Luân, Nguyễn Ngọc Hạnh và Lâm Thanh Phong, “Một số kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu và flavonoid trong cây Cỏ Lào”, Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (2006) 103. 6. Ngô Quốc Luân, Nguyễn Ngọc Hạnh và Nguyễn Ngọc Châu, “Phân lập và nhận danh cấu trúc một chalcone từ dịch chiết ethyl acetate của cây Cỏ lào - eupatorium odoratum L.”, Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (2007) 16. 7. Ngô Quốc Luân, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Ngọc Châu, “Phân lập và nhận danh cấu trúc hai flavonol từ dịch chiết ethyl acetate của cây Cỏ lào - eupatorium odoratum L.”, Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (2011) 250. 8. Ngô Quốc Luân, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Ngọc Châu và Đặng Minh Khiêm, “Phân lập, nhận danh cấu trúc và thử hoạt tính kháng oxy hóa một flavone từ dịch chiết ethyl acetate của cây Cỏ lào - eupatorium odoratum L.”, Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (2012) 172. 9. Suksamrarn A., Chotipong A., Suavansri T., Boongird S., Timsuksai P., Vimuttipong S. and Chuaynugul A., “Antimycobacterial activity and cytotoxicity of flavonoids from the flowers of Chromolaena odorata”, Archives of pharmacal research, 27 (2004) 507. 10. Salem M. M., Hussein S. R., El-Sharawy R., El-Khateeb A., Ragab E. A., Dawood K. M., and El Negoumy S. I., “Antioxidant and antiviral activities of the aqueous alcoholic leaf extract of Boscia angustifolia A. Rich.(Capparaceae) and its major component'ombuin' ”, Egyptian Pharmaceutical Journal, 15 (2016) 1. 11. Ghavami R., Najafi A., Sajadi M., and Djannaty F., “Genetic algorithm as a variable selection procedure for the simulation of 13C nuclear magnetic resonance spectra of flavonoid derivatives using multiple linear regression”, Journal of Molecular Graphics and Modelling, 27 (2008) 105. Chemical constituents from chloroform extract of Chromolaena odorata l., asteraceae leaves Doan Thanh Luan 1 , Nguyen Dang Huy 1 , Bui Hoang Minh 1,* , Luu Huynh Ngoc Dung 2 1 Faculty of Pharmacy, Nguyen Tat Thanh University 2 Faculty of Pharmacy, Viet Nam national University – Ho Chi Minh city bhminh@ntt.edu.vn Abstract 3kg leaves of Chromolaena odorata L. collected in District 2, HCM city was extracted and separated to yield CHCl3 extract (90,22g). CHCl3 extract was further separated via flash column to obtain 7 fractions. Quercetin 7,4’ – dimethylether (Ombuin) (C1; 144,2mg) and 7 – dihydroxy 3’,4’ – dimethoxyflavon (C3; 129,3mg) were isolated from these fractions through fractional crystallization. The structures of isolated compounds were determined on the basis of spectroscopic analyses (MS and NMR). Additionally, the structure of C2 (40,0mg) is being elucidated. Further studies on constituents from another fractions of this plant are in process. Keywords Chromolaena odorata, chloroform, polymethoxy-flavonoid, ombuin, 5, 7 – dihydroxy 3’, 4’ – dimethoxyflavon