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

............................................................................... f DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
......................................................................

g

MỞ

.......................................................................................................... 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


3.1.3. Xác định cấu trúc hợp chất 3................................................................. 48
3.1.4. Xác định cấu trúc hợp chất 4................................................................. 54
3.1.5. Xác định cấu trúc hợp chất 5................................................................. 59

c


3.2. Phân tích định lượng ................................................................................ 64
3.2.1. Xây dựng phương pháp phân tích ......................................................... 64
3.2.2. Phân tích định lượng hợp chất 1 ........................................................... 65
3.2.3. Phân tích định lượng hợp chất 3 ........................................................... 67
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



HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Connectivity HSQC

Heteronuclear Single Quantum Coherence HRESITOFMS

Phổ khối lượng

phân giải cao phun mù điện tử thời
gian bay
High Resolution Electronspray Ionization Time-Of- Flight
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

Số liệu phổ NMR của chất 2 và chất tham khảo ........................ 47

Bảng 3.3.

Số liệu phổ NMR của hợp chất 3 và chất tham khảo ................. 53

Bảng 3.4.

Số liệu phổ NMR của chất 4 và chất tham khảo ........................ 58

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



Phổ khối lượng phân giải cao của hợp chất 1 ............................ 37

Hình 3.2.

1
Phổ H–NMR của hợp chất 1 ..................................................... 38

Hình 3.3.

Phổ

Hình 3.4.

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.



Hình 3.16.

1
Phổ H–NMR của hợp chất 3 ..................................................... 49

Hình 3.17.

Phổ

Hình 3.18.

Cấu trúc hóa học của hợp chất 3 ................................................ 51

Hình 3.19.

Phổ HSQC của hợp chất 3.......................................................... 52

Hình 3.20.

Phổ HMBC của hợp chất 3 ........................................................ 52

13

13

13

C-NMR của hợp chất 1..................................................... 39


Phổ HMBC của hợp chất 4 ........................................................ 57

Hình 3.27.

Các tương tác HMBC chính của hợp chất 4 .............................. 58

Hình 3.28.

Phổ khối lượng phân giải cao của hợp chất 5 ............................ 59

Hình 3.29.

1
Phổ H–NMR của hợp chất 5 ..................................................... 60

Hình 3.30.

Phổ

Hình 3.31.

Phổ DEPT135 của hợp chất 5 .................................................... 61

Hình 3.32.

Cấu trúc hóa học của hợp chất 5 ................................................ 62

Hình 3.33.

Kết quả khảo sát bước sóng hấp thụ hợp chất 1......................... 64


h


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

Tên khác: Viễn chí Nhật, Nam viễn chí, Tiểu Thảo, Kích nhũ nhật
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

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''-O- acetyl)--D-glucopyranoside (6) and kaempferol 3,7-di-O--Dglucopyranoside (7) được phân lập bởi Do, J.C và cộng sự vào năm 1992 [4]. Năm 2006,
Li và cộng sự


3,5,3,4-tetrahydroxy-7-methoxy-flavone-3-O--D-

glucopyranoside (14), polygalin B (15), và polygalin C (16) [5].

6


1.1.6.2. Các hợp chất xanthone và anthraquinone
Nghiên cứu thực hiện bởi Xue và cộng sự năm 2006 đã phân lập được 3 hợp chất
xanthone mới là 1,3-dihydroxy-2,5,6,7-tetramethoxyxanthone (17),
3-hydroxy-1,2,5,6,7-pentamethoxyxanthone(18),

và

3,8-dihydroxy-1,2,6-

trimethoxyxanthone (19) từ rễ cây P. japonica [6]. Cũng từ rễ cây này, Fu và công sự
(2006) đã phân lập và xác định được 3 hợp chất xanthone mới là 3,6- dihydroxy-1,2,7trimethoxyxanthone (20), 3,7-dihydroxy-1,2-dimethoxy xanthone (21) và 1,2,7trihydroxy-3-methoxyxanthone (22). Cùng thời điểm đó, nhóm nghiên cứu của Li và
cộng sự đã phân lập được 2 hợp chất xanthone physcion (23), guazijinxanthone (24) từ
rễ cây này, trong đó hợp chất guazijinxanthone gây độc tế bào đối với tất cả 5 dòng tế
bào ung thư người, K562, A549, PC-3M, HCT-8 và SHG-44 [5].

7


Theo nghiên cứu của Kim và cộng sự (2009), 5 hợp chất anthraquinone bao gồm
chrysophanol (25), emodin (26), aloeemodin (27), emodin 8-O--D- glucopyranoside
(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


hợp

chất

polygalasaponin E và H thể hiện hoạt tính tăng cường vận động trên mô hình

8

saponin


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)--D- glucopyranosyl ester (43), polygalasaponin V (44), và
bayogenin-3-O--D- glucopyranoside (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

kết quả nghiên cứu đã công bố trên thế giới cho thấy P. japonica không những có giá trị
trong các bài thuốc y học cổ truyền 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

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,
chanh, rau
mùi tây

Coumarin

C6-C3

Chromone

Các loại hạt

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 hóa tạo thành các hemicelluose có trong

khác cũng phổ biến trong dược liệu và các loại thực phẩm (gia vị, trái cây, rau quả). Ví dụ,
Dolichos biflorus, Feronia elephantum, và Paeonia lactiflora chứa axit hydroxybenzoic;
Cinnamomum cassia, Lawsonia inermis, cây thì

là, nho và hoa hồi

có axit

protocatechuic; Foeniculum vulgare, Ipomoea turpethum, và Picrophylli scrophulariiflora
có axit vanillic; Ceratostigma willmottianum và rơm mía có chứa acid syringic [35-41].
Axit chlorogenic là ester của axit caffeic và là chất nền cho quá trình oxy hóa
enzym dẫn đến màu nâu, đặc biệt là táo và khoai tây. Chúng tôi cũng phát hiện ra axit
chlorogenic là một axit phenolic chính từ cây thuốc, đặc biệt là ở các

15