ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN VĂN TOÀN

PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG CÁC HOẠT CHẤT CHÍNH
TỪ LOÀI DÂY THÌA CANH
(Gymnema sylvestre (Retz.) R.Br. ex Schult)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

NGUYỄN VĂN TOÀN

PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG CÁC HOẠT CHẤT CHÍNH
TỪ LOÀI DÂY THÌA CANH
(Gymnema sylvestre (Retz.) R.Br. ex Schult)
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Xuân Nhiệm

THÁI NGUYÊN - 2017


MỞ ĐẦU............................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 3

1.1. Tổng quan về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học các loài
thuộc chi Gymnema ................................................................................. 3
1.1.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học chi
Gymnema trên thế giới ............................................................................ 3
1.1.2. Hoạt tính sinh học ................................................................................. 10
1.1.3. Hoạt tính trị bệnh tiểu đường ................................................................ 10
1.1.4. Hoạt tính chống béo phì ........................................................................ 12
1.1.5. Hoạt tính kháng viêm khớp ................................................................... 12
1.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học chi
Gymnema ở Việt Nam........................................................................... 12
Chương 2 . THỰC NGHIỆM .......................................................................... 15

2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 15
2.2. Thiết bị nghiên cứu .................................................................................. 15
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 16
2.3.1. Phương pháp chiết xuất và phương pháp phân lâ ̣p các hơ ̣p chấ t .......... 16
2.3.2. Các phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất ................................. 16
2.3.3. Phương pháp phân tích hoạt chất trong dược liệu ................................ 17
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 20

3.1. Phân lập và xác định cấu trúc các hoạt chất chính của loài Gymnema
sylvestre ................................................................................................... 20
b


3.1.1. Phân lập các hợp chất ............................................................................ 20
3.1.2. Chiết xuất và phân lập ........................................................................... 21


carbon 13
Phổ cô ̣ng hưởng từ hạt nhân

H-NMR Proton Nuclear Magnetic
A

Phổ cô ̣ng hưởng từ ha ̣t nhân

Resonance Spectroscopy

proton

Aceton

axeton

br s

Broad singlet

CC

Column chromatography

Sắc ký cột

1

Phổ COSY

Ethyl acetat

HMBC

Heteronuclear mutiple Bond

Phổ tương tác di ha
̣ ̣t nhân qua

Connectivity

nhiề u liên kế t

Heteronuclear Single-Quantum

Phổ tương tác di ha
̣ ̣t nhân qua

Coherence

1 liên kế t

Inhibitory concentration at 50%

Nồng độ ức chế 50% đối

HSQC
IC50

tượng thử nghiệm

Bảng 3.5. Dữ liệu chạy HPLC hợp chất GS2 ở các nồng độ khác nhau ........ 46
Bảng 3.6. Kết quả chạy HPLC định lượng hợp chất GS1 .............................. 49
Bảng 3.7. Kết quả chạy HPLC định lượng hợp chất GS2 .............................. 49
Bảng 3.8. Kết quả tạo dịch chiết và hàm lượng GS1 và GS2 từ mẫu Dây
thìa canh và thu ở các địa điểm khác nhau. .................................. 50

e


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ tạo cặn chiết G. sylvestre phân tích ...................................... 18
Hình 2.2. Tiến trình chạy mẫu phân tích định lượng bằng HPLC .................. 19
Hình 3.1. Sơ đồ phân lập các chất từ loài Dây thìa canh G. sylvestre ............ 21
Hình 3.2. Cấu trúc hóa học của hợp chất GS1 ................................................ 22
Hình 3.3. Các tương tác HMBC chính của hợp chất GS1 .............................. 26
Hình 3.4. Phổ 1H-NMR của hợp chất GS1 ..................................................... 26
Hình 3.5. Phổ 13C-NMR của hợp chất GS1 .................................................... 27
Hình 3.6. Phổ DEPT của hợp chất GS1 .......................................................... 27
Hình 3.7. Phổ HSQC của hợp chất GS1 ......................................................... 28
Hình 3.8. Phổ HMBC của hợp chất GS1 ........................................................ 28
Hình 3.9. Cấu trúc hóa học của hợp chất GS2 ................................................ 29
Hình 3.10. Các tương tác HMBC của hợp chất GS2 ...................................... 31
Hình 3.11. Phổ 1H-NMR của hợp chất GS2 ................................................... 33
Hình 3.12. Phổ 13C-NMR của hợp chất GS2 .................................................. 33
Hình 3.13. Phổ DEPT của hợp chất GS2 ........................................................ 34
Hình 3.14. Phổ HSQC của hợp chất GS2 ....................................................... 34
Hình 3.15. Phổ HMBC của hợp chất GS2 ...................................................... 35
Hình 3.16. Cấu trúc của hợp chất GS3 ........................................................... 35
Hình 3.17. Các tương tác HMBC của hợp chất GS3 ..................................... 39
Hình 3.18. Phổ 1H-NMR của hợp chất GS3 ................................................... 39

Phụ lục 11. Phổ 1H-NMR của hợp chất GS3………..…………………6- PL
Phụ lục 12. Phổ 13C-NMR của hợp chất GS3……..……………………6- PL
Phụ lục 13. Phổ DEPT của hợp chất GS3…………………..…………7- PL
Phụ lục 14. Phổ HSQC của hợp chất GS3………………...……………7- PL
Phụ lục 15. Phổ HMBC của hợp chất GS2………………..……………8- PL

h


MỞ ĐẦU
Tiểu đường là một nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa cacbohydrat, mỡ và
protein khi hoóc môn insulin của tuyến tụy bị thiếu hay giảm tác động trong
cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao; trong giai đoạn mới
phát thường làm bệnh nhân đi tiểu nhiều, tiểu ban đêm và do đó làm khát
nước, về lâu dài gây nhiều biến chứng trong cơ thể.
Theo ước tính có khoảng 422 triệu người trưởng thành trên toàn cầu
sống chung với bệnh tiểu đường vào năm 2014, so với 108 triệu người vào
năm 1980, Tỉ lệ số người trưởng thành mắc bệnh tiểu đường đã tăng gần gấp
đôi kể từ năm 1980 (Tăng từ 4,7% đến 8,5%) đã phản ánh sự gia tăng các
nguy cơ liên quan như thừa cân hoặc béo phì. Bệnh tiểu đường đã gây ra 1,5
triệu ca tử vong vào năm 2012 và 2,2 triệu người chết do các biến chứng của
tiểu đường như tim mạch và các bệnh khác. Đặc biệt, trong số đó 43% trường
hợp tử vong ở tuổi dưới 70 (Global report on diabetes, 2016). Ở Việt Nam
hiện nay có khoảng 5 triệu người mắc bệnh, chiếm 6% dân số và dự báo tăng
lên 7-8 triệu người vào năm 2025. Theo số liệu này thì Việt Nam tuy chưa
được xếp vào danh sách những quốc gia có tỷ lệ bệnh nhân cao nhưng lại có
tốc độ phát triển rất nhanh[1].
Theo thời gian, bệnh tiểu đường có thể dẫn đến mù, suy thận và tổn
thương thần kinh. Tiểu đường cũng là một trong những yếu tố quan trọng thúc
đẩy quá trình hình thành xơ vữa động mạch, dẫn đến đột quỵ, tim mạch,

chất chính của loài Dây thìa canh G. sylvestre. Do đó, đề tài “Phân tích định
lượng các hoạt chất chính từ loài Dây thìa canh Gymnema sylvestre
(Retz.) R.Br. ex Schult” với hai mục tiêu chính:
1. Chiế t xuất và phân lập một số hợp chất chính từ loài Dây thìa canh
Gymnema sylvestre (Retz.) R.Br. ex Schult.
2. Phân tích hàm lượng các hoạt chất chính từ các mẫu Gymnema
sylvestre (Retz.) R.Br. ex Schult thu ở các vùng khác nhau.

2


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học các loài
thuộc chi Gymnema
Các loài thuộc chi Gymnema đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới
tập trung nghiên cứu. Đặc biệt, các nhà khoa học chủ yếu tập trung vào loài
G. sylvestre. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của loài này đã chỉ ra sự
có mặt của các alkaloid, terpenoid, coumarinolignan, megastigmane, lignan
glucoside, benzopyranone, ferulic acid, và polyphenol. Các hợp chất này thể
hiện hoạt tính hạ đường huyết, kháng nấm, gây độc tế bào ung thư và chống
oxy hóa. Tuy nhiên chỉ có số ít nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính
sinh học của một số loài một số loài (G. sylvestre, G. tingens, G. griffithii, G.
montanum, G. inodorum và G. alternifolium).

1.1.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học chi
Gymnema trên thế giới
Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài
thuộc chi Gymnema được bắt đầu vào những năm 1950, chủ yếu bởi các nhà
khoa học Ấn Độ. Hoạt tính sinh học đặc trưng của loài G. sylvestre là khả
năng hạ đường huyết [3]. Tuy nhiên nghiên cứu về thành phần hóa học thực



Vào năm 2001, Ye và cộng sự cũng đã tiến hành nghiên cứu và phát hiện ra
bốn hợp chất mới có tác dụng diệt cỏ từ loài G. sylvestre: 21α-Obenzoylsitakisogenin 3-O-α-D-glucopyranosyl (1→3)-α-D-glucuronopyranoside
(30), longispinogenin 3-O-α-D-glucopyranosyl (1→3)-α-D-glucuronopyranoside
potassium (31), 29-hydroxylongispinogenin 3-O-α-D-glucopyranosyl(1→3)-αD-glucuronopyranoside potassium (32) và alternoside II sodium (33) [13].
Liu và cộng sự đã phân lập và xác định cấu trúc của một hợp chất mới
(34) cùng bốn hợp chất đã biết là kaempferol-3-O-robinobioside,
rutin, quercetin 3-O-robinobioside và tamarixetin 3-O-robinobioside từ loài
G. sylvestre [14].

Tiếp nối các nghiên cứu, Zhu và cộng sự đã phân lập được hai hợp chất
mới, 16β-hydroxyl olean-12-en-3-O-[β-D- glucopyranosyl (1→6)-β-Dglucopyranosyl]-28-O-β-D-glucopyranoside (35) và 16β,21β,28-trihydroxyolean-12-ene-3-O-glucoronopyranoside (36) [15].
Zhang và cộng sự đã thông báo phân lập được một hợp chất mới, 3β,16
β,22α-

trihydroxy-olean-12-ene

3-O-β-D-

xylopyranosyl-

(1→6)-β-D-

glucopyranosyl (1→6)-β-D-glucopyranoside (37) và bốn hợp chất đã biết từ loài
G. sylvestre [16].

6




8


Từ loài G. inodorum, Wang và cộng sự đã phân lập và xác định cấu trúc
của hai hợp chất mới là 2α,3β-dihydroxy-olean-12-ene-23,28-dioic acid-3-Oβ-D-glucopyranoside và 2α,3β,15β-trihydroxy-olean-12-ene-23,28-dioic acid3-O-β-D-glucopyranoside (51-52) [19]. Cũng từ loài này, Atsuchi và cộng sự
đã phân lập được một hợp chất mới (53) (3β,16β)-16,28-dihydroxyolean-12en-3-yl-2-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranosiduronic acid [20]. Từ loài
G. alternifolium, Yoshikawa và cộng sự đã phân lập và xác định cấu trúc của
6 hợp chất mới và được đặt tên là gymnepregoside A-F (54-59) [21].

Sáu hợp chất mới đặt tên là gymnetinoside A-F (60-65) cùng với 3 hợp
chất cũ: sequinoside K, khaephuoside B và albibrissinoside A (66-68) được
Tian và cộng sự phân lập từ loài G. tingens, Các hợp chất này được phát hiện
có khả năng bảo vệ tế bào gan mạnh [22].
Tám hợp chất mới thuộc khung pregnane, steroidal glycoside (69-76)
đã được phân lập từ vỏ quả loài G. griffithii và được đặt tên là
gymnemogriffithoside A-H. Các hợp chất này đã được đánh giá hoạt tính gây
độc tế bào trên 5 dòng tế bào ung thư (BT 474, Chago, Hep-G2, KATO-III và

9


SW620) và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase và thể hiện hoạt tính ở
mức độ trung bình [23].

1.1.2. Hoạt tính sinh học
Bên cạnh việc sử dụng phổ biến để điều trị bệnh tiểu đường, các loài
thuộc chi Gymnema còn được sử dụng để điều trị một số bệnh như béo phì,
viêm khớp, bệnh Parkinson và bệnh xơ vữa động mạch. Các hoạt chất từ các
loài thuộc chi Gymnema đã được nghiên cứu về tác dụng kháng viêm, kháng

những con chuột mắc bệnh tiểu đường không điều trị [27].
Một nghiên cứu ở cấp độ lâm sàng về tác dụng tiết insulin của dịch chiết
ethanol loài G. sylvestre thông qua đường uống (500 mg/ngày) trong 60 ngày
cho thấy nồng độ glucose trong máu lúc đói giảm từ 162 mg/L xuống còn 119
mg/L, nồng độ glucose trong máu sau ăn giảm từ 291 mg/L xuống 236 mb/L;
tăng nồng độ insulin huyết thanh từ 24 đến 32 μU/mL. tăng nồng độ Cpeptide huyết thanh từ 298 đến 447 pmol/L, nhưng không ảnh hưởng đến cân
nặng [28].
Một số nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết loài G. inodorum đã chỉ
ra dịch chiết cũng như các hợp chất từ loài này đã thể hiện tác dụng hạ đường
huyết mạnh [29, 30].

11


1.1.4. Hoạt tính chống béo phì
Saponin từ dịch chiết nước của lá loài G. sylvestre đã được phát hiện có
tác dụng chống béo phì tương đương với orlistat, một loại thuốc tổng hợp
dùng để điều trị bệnh béo phì [31]. Dịch chiết nước loài G. sylvestre đã phát
hiện có khả năng chống béo phì trên chuột thông qua giảm nồng độ serum
lipid, leptin, insulin, glucose, apolipoprotein B và LDH trong khi tăng nồng
độ HDL-cholesterol, apolipoprotein A1 [32].

1.1.5. Hoạt tính kháng viêm khớp
Dịch chiết nước và ether dầu hỏa từ lá loài G. sylvestre đã được phát
hiện có tác dụng rõ rệt trong việc kiểm soát hiệu quả bệnh nhân viêm khớp
[33]. Thêm vào đó, các dịch chiết khác nhau từ loài này cũng đã được phân bố
đều trong 1% Tween 8 và diclofenac sodium cho chuột viêm đa khớp uống 1
lần/ngày trong 21 ngày. Kết quả cho thấy dịch chiết ether dầu hỏa làm giảm
rõ các yếu tố viêm như IL-1b, TNF-α, GM-CSF, PGDF [33].
1.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học chi

Dược để sản xuất ra sản phẩm đầu tiên từ Dây thìa canh tại Việt Nam, thực
phẩm chức năng Diabetna và cùng Công ty Nam Dược xây dựng vùng trồng
Dây thìa canh chuẩn hóa tại Hải Hậu, Nam Định. Dự án này được tổ chức
Helvetas thuộc Dự án Thương mại sinh học BioTrade do Cục dự trữ liên bang
Thụy Sỹ lựa chọn tài trợ để trở thành vùng dược liệu chuẩn quốc tế.
Như vậy, qua tổng quan tài liệu nghiên cứu, có thể nhận thấy có khá ít
các công bố ở Việt Nam về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các
loài thuộc chi Gymnema, chưa có nghiên cứu xác định các hợp chất chính và
đánh giá hàm lượng của chúng trong loài Dây thìa canh G. sylvestre. Do vậy,
việc đặt vấn đề “Phân tích định lượng các hoạt chất chính từ loài dây thìa
canh Gymnema sylvestre (Retz,) R.Br. ex Schult” có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cao.

14


Chương 2 . THỰC NGHIỆM
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Lá loài dây thìa canh Gymnema sylvestre được thu hái ở Hải Lộc, Hải
Hậu, Nam Định tháng 11 năm 2015. Mẫu được giám định bởi TS. Nguyễn
Thế Cường, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật. Tiêu bản (NCCT-P20)
được lưu trữ tại phòng Nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn
lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam.
Lá dược liệu sau khi thu hái được rửa sạch, loại bỏ tạp cơ học, phơi khô
ở nhiệt độ 50oC, bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.
2.2. Thiết bị nghiên cứu
- Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Variant AM400 (Mỹ).
- Máy sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC Agilent 1290.
- Phân cực kế Digital Polarimeter Jasco P2000 (Mỹ).
- Máy quang phổ UV Speccord 40 (Đức).