ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN THANH HẢI

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG
MỘT SỐ HỢP CHẤT PHENOLIC GLYCOSIDE TỪ
CÂY VIỄN CHÍ (POLYGALA JAPONICA HOUTT.)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN THANH HẢI

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG
MỘT SỐ HỢP CHẤT PHENOLIC GLYCOSIDE TỪ
CÂY VIỄN CHÍ (POLYGALA JAPONICA HOUTT.)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN HỒNG QUANG


MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 3
1.1. Đại cương về cây Viễn chí ......................................................................... 3
1.1.1. Khái quát thực vật học ............................................................................ 3
1.1.2. Mô tả đặc điểm ........................................................................................ 3
1.1.3. Phân bố và sinh thái ................................................................................ 4
1.1.4. Bộ phận dùng, tính vị, công năng và công dụng ..................................... 4
1.1.5. Một số bài thuốc có cây Viễn chí ............................................................ 5
1.1.6. Thành phần hóa học ................................................................................ 5
1.1.7. Tác dụng dược lý................................................................................... 10
1.2. Tổng quan về lớp chất phenolic ............................................................... 11
1.2.1. Khái quát chung .................................................................................... 11
1.2.2. Phân loại các hợp chất phenolic ............................................................ 12
1.2.3. Sinh tổng hợp các hợp chất phenolic .................................................... 17
1.2.4. Tác dụng dược lý và lợi ích................................................................... 18
1.3. Chiết xuất và phân tích các hợp chất phenolic......................................... 20
1.3.1. Chiết xuất các hợp chất phenolic thực vật ............................................ 20
1.3.2. Định lượng các hợp chất phenolic trong thực vật ................................. 21
1.3.3. Phương pháp quang phổ ........................................................................ 21
1.3.4. Kỹ thuật sắc ký ...................................................................................... 23
b


Chương 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................ 31
2.1. Mẫu thực vật............................................................................................. 31
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất......................................................... 31
2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC) ........................................................................ 31
2.2.2. Sắc ký cột (CC) ..................................................................................... 31
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất....................... 31
2.3.1. Phổ khối lượng phân giải cao (HRESITOFMS) ................................... 31

3.2.4. Kết quả phân tích định lượng ................................................................ 69
KẾT LUẬN .................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 71

d


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
13

C NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13
Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

1

H NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Proton Magnetic Resonance Spectroscopy

2D-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều
Two-Dimensional NMR Spectroscopy

CC

Sắc ký cột

Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử thời
gian bay
High Resolution Electronspray Ionization Time-OfFlight Mass Spectroscopy

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao
High-performance liquid chromatography

MeOH

Methanol

PDA

Photodiode Array

TLC

Sắc ký lớp mỏng
Thin layer chromatography

e


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.

Các nhóm chính của hợp chất phenolic...................................... 13


Bảng 3.5.

Số liệu phổ NMR của chất 5 và chất tham khảo ........................ 62

Bảng 3.6.

Kết quả phân tích phổ HPLC của hợp chất 1 ............................. 65

Bảng 3.7.

Kết quả phân tích phương sai cho hợp chất 1 ............................ 65

Bảng 3.8.

Kết quả phân tích HPLC của hợp chất 3 .................................... 68

Bảng 3.9.

Kết quả phân tích phương sai cho hợp chất 3 ............................ 68

Bảng 3.10. Kết quả phân tích định lượng hợp chất 1 và 3 ........................... 69

f


DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Sơ đồ 2.1.

Sơ đồ chiết phân lớp rễ cây Viễn chí ......................................... 33



Cấu trúc hóa học của hợp chất 1 ................................................ 40

Hình 3.5.

Phổ HSQC của hợp chất 1.......................................................... 40

Hình 3.6.

Phổ HMBC của hợp chất 1 ........................................................ 41

Hình 3.7.

Các tương tác HMBC chính của hợp chất 1 .............................. 41

Hình 3.8.

Phổ khối lượng phân giải cao của hợp chất 2 ............................ 43

Hình 3.9.

Phổ 1H–NMR của hợp chất 2 ..................................................... 44

Hình 3.10. Phổ 13C-NMR của hợp chất 2..................................................... 44
Hình 3.11. Cấu trúc hóa học của hợp chất 2 ................................................ 45
Hình 3.12. Phổ HSQC của hợp chất 2.......................................................... 45
Hình 3.13. Phổ HMBC của hợp chất 2 ........................................................ 46
Hình 3.14. Các tương tác HMBC chính của hợp chất 2 .............................. 46
Hình 3.15. Phổ khối lượng phân giải cao của hợp chất 3 ............................ 48
Hình 3.16. Phổ 1H–NMR của hợp chất 3 ..................................................... 49


MỞ ĐẦU
Hiện nay, các dược phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được
sử dụng phổ biến trong đời sống với nhiều ưu điểm như dễ hấp thu, ít gây
độc, ít gây tác dụng phụ, có giá trị kinh tế cao … Các hợp chất thiên nhiên thể
hiện hoạt tính sinh học rất phong phú và là một trong những định hướng để
con người có thể tổng hợp ra nhiều loại thuốc mới để chữa bệnh mà ít gây tác
dụng phụ cũng như không ảnh hưởng đến môi sinh.Vì vậy, việc nghiên cứu
nguồn dược liệu trong thiên nhiên để ứng dụng vào sản xuất thuốc phòng và
chữa bệnh đang là xu hướng hiện nay của y học Việt Nam và y học thế giới.
Việt Nam là quốc gia thuộc khu vực Đông Nam Á, nằm trong vùng khí
hậu nhiệt đới gió mùa nóng và ẩm nên có nguồn tài nguyên sinh vật vô cùng
phong phú. Đặc biệt là nguồn tài nguyên thực vật ở nước ta, không chỉ đa
dạng về số lượng loài mà còn chứa đựng giá trị đa dạng sinh học cao chưa
được khám phá. Đây chính là nguồn dược liệu quý phục vụ việc sản xuất
thuốc chữa bệnh. Từ ngàn xưa, người dân đã biết sử dụng nhiều loại cây cối
phối hợp với nhau tạo thành các bài thuốc dân gian có tác dụng chữa nhiều
loại bệnh đồng thời ít để lại di chứng cũng như tác dụng phụ. Tuy nhiên, phần
lớn các cây thuốc và bài thuốc đó đều chỉ mới được sử dụng theo kinh nghiệm
dân gian mà chưa được nghiên cứu, đánh giá một cách khoa học, cũng như
thành phần hóa học, các chất có hoạt tính sinh học cao trong cây có thể sử
dụng để làm thuốc chưa được phân tích và tách chiết ra. Xuất phát từ các cơ
sở trên, việc nghiên cứu và khai thác các chất có hoạt tính sinh học cao từ các
nguồn dược liệu ở Việt Nam là rất cần thiết và đặc biệt có ý nghĩa to lớn về
mặt khoa học cũng như thực tiễn.
Trong y học cổ truyền, Viễn chí được dùng chữa ho, nhiều đờm, viêm
phế quản, hay quên, liệt dương, yếu sức, mộng tinh, bổ cho nam giới và người
già, thuốc làm sáng mắt, thính tai hơn do tác dụng trên thận. Còn chữa đau tức
ngực, lao, ngủ kém, suy nhược thần kinh, ác mộng… Các nghiên cứu về dược
1

Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta)
Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida)
Bộ: Đậu (Fabales)
Họ: Viễn Chí (Polygalaceae)
Chi: Polygala
1.1.2. Mô tả đặc điểm

Hình 1.1. Cây và rễ cây Viễn chí (Polygala japonica Houtt) [2]
Cây Viễn chí (Polygala japonica Houtt), còn gọi là Viễn chí Nhật,
hay Tiểu thảo là dạng cây thảo, sống lâu năm, cao 10-20cm, phân cành từ
gốc (Hình 1.1). Cành mọc tỏa rộng, hơi có lông mịn. Lá mọc sole, rất đa
dạng: lá gốc hình elip, lá phía trên hình mác, dài 20mm, rộng 3-5mm, mép
thường cuộn xuống dưới, gân chạy men theo mép lá, gân phụ rõ; cuống dài
0,5mm [1].

3


Cụm hoa mọc ở kẽ lá hoặc đầu cành thành chùm mảnh, có 1 - 3 hoa
màu trắng, đầu nhuốm tím; lá bắc rất nhỏ, sớm rụng, đài 3 răng ngoài rất nhỏ,
2 răng trong rộng hơn, có lông mi; tràng 5 cánh, 2 cánh rời, 3 cánh bên hàn
liền thành cánh cờ, mào lông màu lam hoặc tím, nhị nhẵn; bầu thuôn nhẵn.
Quả nang, có cánh bên, hạt hình trứng, có lông, áo hạt 3 dải. Mùa hoa quả vào
tháng 11 đến tháng 12 [1].
1.1.3. Phân bố và sinh thái
- Phân bố: Chi Polygala có khoảng 500 loài, phân bố rải rác khắp các
vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới ấm trừ New Zealand. Tuy nhiên, vùng
Trung - Nam Mỹ, Bắc Mỹ và Nam Phi là những trung tâm đa dạng của chi
này trên thế giới. Ở Việt Nam, hiện có khoảng 20 loài, trong đó 11 loài được
dùng làm thuốc. Loài viễn chí phân bố chủ yếu ở Trung Quốc (có cả ở Đài

Viễn chí 8g, cát cánh 6g, cam thảo 6g, sắc chia làm 3 lần uống trong
ngày. Trường hợp người già ho đờm lâu năm, đờm kết gây tức ngực, khó thở,
dùng viễn chí 8g, mạch môn 12g, sắc uống dần từng ngụm, ngày một thang.
- Chữa thần kinh suy nhược, hay quên, đần độn, kinh sợ, hoảng hốt,
kém ăn, ít ngủ:
Viễn chí, đảng sâm, bạch truật, liên nhục, long nhãn, táo nhân (sao đen),
mạch môn, mỗi vị 10g, sắc uống. Hoặc viễn chí, tâm sen, hạt muồng (sao), mạch
môn, nhân hạt táo (sao đen), huyền sâm, dành dành, mỗi vị 12g, sắc uống.
- Chữa trẻ sốt cao sinh co giật:
Viễn chí, sinh địa, câu đằng, thiên trúc hoàng (bột phấn đọng ở trong
đốt cây nứa), mỗi vị 8 - 10g, sắc uống [1].
1.1.6. Thành phần hóa học
Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của
Polygala japonica Houtt đã được các nhà khoa học bắt đầu từ những năm
1947. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy P. japonica có thành phần hóa
học khá đa dạng, trong đó thành phần chính là các flavonoid, xanthone,
phenolic glycoside, saponin.
5


1.1.6.1. Các hợp chất flavonoid
Năm 2009, Kim S.H. và cộng sự đã phân lập được bốn flavonoids là
kaempferol (1), chrysoeriol (2), isorhamnetin (3), và kaempferol 3-gentiobioside
(4) từ dịch chiết MeOH của lá P. japonica Houtt theo phương pháp tách chiết
sử dụng phép thử sinh học dẫn đường. Trong số đó, hợp chất 1 và 2 cho thấy
hiệu quả ức chế đáng kể đối với sự sản sinh lipopolysaccharide nitric oxide ở tế
bào BV2 ở nồng độ dao động từ 1.0 đến 100.0 µM [3]. Từ lá của P. japonica,
một số hợp chất flavonoids, bao gồm astragalin (5), kaempferol 3-O-(6''-Oacetyl)--D-glucopyranoside (6) and kaempferol 3,7-di-O--D-glucopyranoside
(7) được phân lập bởi Do, J.C và cộng sự vào năm 1992 [4]. Năm 2006, Li và
cộng sự đã phân lập được các hợp chất kaempferol-7,4-dimethyl ether (8),

Theo nghiên cứu của Kim và cộng sự (2009), 5 hợp chất anthraquinone
bao gồm chrysophanol (25), emodin (26), aloeemodin (27), emodin 8-O--Dglucopyranoside (28) and trihydroxy anthraquinone (29) đã được phân lập từ
dịch chiết lá cây P. japonica, trong đó các hợp chất 25-28 ức chế đáng kể sự
sản sinh NO ở tế bào BV2 kích thích bởi lipopolysaccharide [3].
1.1.6.3. Các hợp chất phenolic glycoside
Nghiên cứu thực hiện bởi Fu và cộng sự (2008) đã phân lập được một
hợp chất oligosaccharide polyester tên là polygalajaponicose I (30) từ rễ của
P. japonica [7]. Một số hợp chất phenolic glycoside như arillatose A (31),
sibiricose A5 (32), và sibiricose A6 (33) cũng đã được phân lập từ rễ P.
japonica bởi nhóm nghiên cứu của Zhang và cộng sự năm 2005 [8].

1.1.6.4. Các hợp chất saponin
Nghiên cứu thực hiện bởi Li và cộng sự (2006) đã phân lập được 5 hợp
chất saponin mới là polygalasaponins E-J (34-38), trong đó 2 hợp chất saponin
polygalasaponin E và H thể hiện hoạt tính tăng cường vận động trên mô hình
8


chuột thực nghiệm [9]. Fu và cộng sự (2008) đã phân lập được 5 hợp chất
triterpenoid saponin mới là polygalasaponins XLVII-L (39-42) từ rễ của P.
japonica [7]. Dịch chiết BuOH và EtOAc từ dịch chiết methanol của P. japonica
thể hiện hoạt tính kháng viêm in vivo, và từ các dịch chiết này, Wang và cộng sự
(2006) đã phân lập được 3 hợp chất saponin 3-O--D-glucopyranoside
bayogenin 28-O--D-xylopyranosyl(1→4)--L-rhamnopy ranosyl (1→2)--Dglucopyranosyl ester (43), polygalasaponin V (44), và bayogenin-3-O--Dglucopyranoside (45) thể hiện hoạt tính kháng viêm ở mô hình chuột thực
nghiệm [10, 11]. Hợp chất polygalasaponin G (46) phân lập từ P. japonica thể
hiện hoạt tính kích thích sinh trưởng các tế bào thần kinh [12]. Ba hợp chất
saponin mới polygalasaponins LI-LIII (47-49) và 3 saponin đã biết được phân
lập bởi Li và cộng sự (2012), trong đó có hai hợp chất polygalasaponin II (50) và
F (51) thể hiện hoạt tính bảo vệ tế bào thần kinh ở mô hình Aβ25–35 [13].


dân gian, mà còn thể hiện nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý như kháng viêm,
bảo vệ tế bào thần kinh, tăng cường vận động v.v…[1, 3, 10, 11, 13]
10


1.2. Tổng quan về lớp chất phenolic
1.2.1. Khái quát chung
Các hợp chất phenolic là các hợp chất có một hoặc nhiều vòng thơm
với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl. Các hợp chất phenolic được xem như là
chất chuyển hóa thứ cấp được tổng hợp ở thực vật trong quá trình phát triển
bình thường và nhằm đáp ứng lại các điều kiện sống khắc nghiệt như nhiễm
khuẩn, bị thương, bức xạ tia cực tím… [14, 15]. Các hợp chất này phổ biến ở
thực vật và là một nhóm hợp chất thực vật rất đa dạng có nguồn gốc từ
phenylalanine và tyrosine (Hình 1.3) [16, 17]. Các hợp chất phenolic thực vật
bao gồm phenol đơn giản, axit phenolic (cả benzoic và các dẫn xuất axit
cinnamic), coumarin, flavonoid, stilbenes, tannin có thể thủy phân và ngưng
tụ, lignans, và lignin. Trong thực vật, phenolics có thể đóng vai trò như
phytoalexin, antifeedants, chất hấp dẫn cho thụ phấn, đóng góp vào các sắc tố
thực vật, chất chống oxy hóa, và các tác nhân bảo vệ chống lại tia UV… [17].
Trong thực phẩm, phenolics có thể đóng góp vào vị đắng, chát, màu sắc,
hương vị, mùi, và sự ổn định oxy hóa của sản phẩm. Phenolics phân bố không
đồng đều trong trong thực vật ở các mô, tế bào, và dưới tế bào. Các phenolics
không hòa tan là các thành phần của thành tế bào, trong khi phenolics hòa tan
được chia ngăn trong không bào tế bào thực vật [14, 15, 18, 19]. Ở cấp độ tế
bào, các lớp bên ngoài của cây chứa hàm lượng phenolic cao hơn các phần
bên trong [18, 20]. Phenolic vách tế bào, chẳng hạn như lignin (polyme của
các đơn vị monolignol) và axit hydroxycinnamic được liên kết với nhiều
thành phần tế bào [21, 22]. Những hợp chất này đóng góp vào sự bền cơ học
của thành tế bào, đóng vai trò điều tiết tăng trưởng thực vật và hình thái và
trong phản ứng tế bào với điều kiện stress và các mầm bệnh [21-24]. Ferulic

chất phenolic, hầu hết trong số đó được tìm thấy trong tự nhiên kết hợp với
một hoặc nhiều nhóm saccharides (Glycosides) hoặc các dẫn xuất như este
hoặc methyl este cùng với các nguồn chính của các hợp chất phenolic đó
được tìm thấy [30-33].

12


Bảng 1.1. Các nhóm chính của hợp chất phenolic
Khung
cơ bản

Nhóm

Cấu trúc cơ bản

Nguồn gốc
thực vật
Phổ biến

Phenol đơn giản

trong thực

C6

vật
Benzoquinone

C6-C1

tây, cam,

Coumarin

chanh, rau
mùi tây

C6-C3

Các loại hạt

Chromone

13


C6-C4

Naphthoquinone

C6-C1-C6

Xanthone

Các loại hạt

Xoài, măng
cụt

Stilbene


Tanin thủy phân

tạo thành từ các axit phenolic và
đường đơn

(C6-C3)n

Lignin

(C6-C3-C6)n

Polyphenol

Các polyme thơm liên kết

14

Lựu, quả
mâm xôi
Gỗ và vỏ cây


1.2.2.2. Giới thiệu các axit phenolic
Các axit phenolic chia thành hai nhóm: nhóm các dẫn xuất của axit benzoic
chẳng hạn như axit gallic và nhóm các dẫn xuất của axit cinnamic như axit
coumaric, axit caffeic và axit ferulic. Axit caffeic là một axit phenolic phổ biến
nhất, chứa trong nhiều loại trái cây và rau quả, thường được este hóa với axit quinic
trong axit chlorogenic, là một hợp chất phenolic chủ yếu trong cà phê. Một
axit phenolic phổ biến khác là axit ferulic, đó là chất có trong ngũ cốc và được este