ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI KIM DU

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT
TRONG CÂY XẾN MỦ (Garcinia mackeaniana) BẰNG
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI KIM DU

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT
TRONG CÂY XẾN MỦ (Garcinia mackeaniana) BẰNG
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ THU HÀ

THÁI NGUYÊN - 2018


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ...................................................................... ix
MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................... 3
1.1. Một số phương pháp hóa lí dùng để phân tích cấu trúc hóa học các
hợp chất tự nhiên ....................................................................................... 3
1.1.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhânNMR (Nuclear Magnetic Resonance
spectroscopy) ............................................................................................. 3
1.1.2. Phổ khối lượngMS (Mass spectrometry)........................................... 5
1.1.3. Phổ hồng ngoại IR (Infrared Spectroscopy)..................................... 6
1.2. Sơ lược về họ bứa (clusiaceae), chi bứa (garcinia) và loài xến mủ
(Garcinia mackeaniana) ........................................................................... 6
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học và
hoạt tính sinh học của chi bứa ................................................................... 7
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................... 7
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.................................................. 14
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......... 16
2.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 16
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................... 16
2.1.2. Hóa chất......................................................................................... 17
2.1.3. Thiết bị nghiên cứu ....................................................................... 17
ii


2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................. 17
2.2.1. Quy trìnhxử lý và ngâm chiết mẫu thực vật.................................. 17
2.2.2. Quy trình phân lập các hợp chất tự nhiên ..................................... 18
2.2.3. Các phương pháp phân tích cấu trúc hoá học các hợp chất phân
lập được .................................................................................................. 20
2.3. Kết quả phân tích các dữ kiện phổ của các chất phân lập được ...... 21
2.3.1. Hợp chất GM1 ............................................................................... 21

Nuclear

H-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Magnetic Phổ cộng hưởng từ proton

Resonance-1H
13

C-NMR

Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C

Nuclear
Resonance-1H

DEPT

Distortionles

Enhancement Phổ DEPT

by Polarization Transfer
COSY

Homonuclear

Correlated Phổ COSY


Mass Spectroscopy

ESI-MS

Electrospray Ionisation Mass Phổ khối ion hoá bụi điện tử
Spectrometry

HR-MS

High

Resolution

Mass Phổ khối phân giải cao

Spectrometry
IR

Infrared spectroscopy

Phổ hồng ngoại

iv


FT-IR

Fourier-transform


Acetylcholinesterase

Acetylcholinesterat

EtOAc

Ethyl acetate

Etyl axetat

EtOH

Ethanol

Etanol

MeOH

Methanol

Metanol

CD3OD

Deuterated methanol

Đơtơri metanol

CDCl3


ppm

Part per million

Phần triệu

δH, δC

Độ chuyển dịch hóa học của proton
và cacbon
s: singlet

dd: doublet of doublets

d: doublet

dt: doublet of triplets

t: triplet

dq: doublet of quartets

q: quartet
v


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1.


Một số hợp chất có hoạt tính kháng vi sinh vật phân lập từ
chi Garcinia ...................................................................... 11

Hình 1.3.

Một số hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa phân lập từ chi
Garcinia ............................................................................ 12

Hình 1.4.

Một số hợp chất phân lập từ chi Garcinia có các hoạt tính
khác ................................................................................... 13

Hình 1.5.

Một số hợp chất phân lập được các loài chi Bứa thu hái tại
Việt Nam có hoạt tính gây độc tế bào. ............................. 15

Hình 2.1.

Cây Xến Mủ (Garcinia mackeaniana) .............................. 16

Hình 2.2.

Quả của Cây Xến Mủ (Garcinia mackeaniana) ............... 16

Hình 3.1.

Phổ khối của hợp chất GM1 .......................................... 24


Phổ IR của hợp chất GM3............................................... 30

Hình 3.10. Phổ 13C-NMR của hợp chất GM3 .................................... 32
Hình 3.11. Phổ 1H-NMR của hợp chất GM3 ..................................... 33
Hình 3.12. Phổ HSQC của hợp chất GM3 ......................................... 33
Hình 3.13. Phổ HMBC của hợp chất GM3....................................... 34

vii


Hình 3.14. Một số tương tác chính trên phổ HMBC của chất
GM3 ................................................................................. 35
Hình 3.15. Phổ khối của hợp chất GM5 ........................................... 36
Hình 3.16. Phổ IR của hợp chất GM5............................................... 36
Hình 3.17. Phổ 13C-NMR của hợp chất GM5 ................................... 37
Hình 3.18. Phổ 1H-NMR của hợp chất GM5 .................................... 39
Hình 3.19. Phổ HSQC của hợp chất GM5 ......................................... 39
Hình 3.20. Phổ HMBC của hợp chất GM5 ........................................ 40
Hình 3.21. Một số tương tác chính trên phổ HMBC của chất GM5 .. 41
Hình 3.22. Phổ khối của hợp chất GM10 ........................................... 42
Hình 3.23. Phổ IR của hợp chất GM10 .............................................. 42
Hình 3.24. Phổ 13C-NMR của hợp chất GM10 ................................. 44
Hình 3.25. Phổ 1H-NMR của hợp chất GM10 .................................. 45
Hình 3.26. Phổ HSQC của hợp chất GM10 ....................................... 45
Hình 3.27. Phổ COSY giãn rộng của hợp chất GM10 ....................... 46
Hình 3.28. Phổ HMBC của hợp chất GM10 ...................................... 46
Hình 3.29. Một số tương tác chính trên phổ COSY và HMBC của chất
GM10................................................................................ 47
Hình 3.30. Các hợp chất xanthon phân lập được từ dịch chiết EtOAc
của lá cây Xến mủ (Garcinia mackeaniana)..................... 47

ngày nay người ta có xu hướng trở về với tự nhiên.
Do Việt Nam nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng và ẩm,
được thiên nhiên ưu đãi có thảm thực vật phong phú và đa dạng, với khoảng
hơn 14.000 loài thực vật bậc cao, trong đó có gần 4.000 loài được sử dụng làm
thuốc trong Y học cổ truyền. Việc nghiên cứu để khai thác và phát triển nguồn
thực vật làm thuốc đã, đang và sẽ là vấn đề có ý nghĩa khoa học, kinh tế và xã
hội rất lớn ở nước ta.Chi Bứa (Garcina) thuộc họ Bứa (Clusiaceae) có khoảng
400 loài, nhiều loài được sử dụng làm thuốc chữa bệnh ở nhiều nước trên thế
giới. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của chi này cho thấy chủ yếu là
các hợp chất xanthones, flavonoid, benzophenon, lactones và axit phenolic với
nhiều hoạt tính sinh học lý thú như khả năng chống ung thư, chống oxy hóa,
kháng nấm, kháng khuẩn, kháng viêm và kháng virus...Với thành phần hóa học
phong phú, hoạt tính sinh học đa dạng và được sử dụng nhiều trong dân gian
để trị bệnh, việc nghiên cứu chi Garcinia ở Việt Nam là điều cần thiết. Cho đến
nay, chưacó nghiên cứu nào về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học
1


của loài Xến Mủ (Garcinia mackeaniana) mọc ở Việt Nam cũng như trên thế
giới. Do vậy, sự lựa chọn loài thực vật nàylàm đối tượng nghiên cứu của đề tài
“Phân tích cấu trúc một số hợp chất trong cây Xến Mủ (Garcinia
mackeaniana) bằng các phương pháp hóa lý hiện đại” được đặt ra với mục
tiêu và nội dung nghiên cứu như sau:
Mục tiêu nghiên cứu
1. Phân lập được một số hợp chất trong cây Xến Mủ (Garcinia mackeaniana)
thuộc chi Bứa (Garcinia).
2. Phân tích cấu trúc các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp
hóa lí hiện đại như: phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D; phổ hồng ngoại IR;
phổ khối lượng MS và đo điểm nóng chảy Mp.
Nội dung nghiên cứu

spectroscopy)
Phổ NMR là phương pháp phân tích cấu trúc các hợp chất hiện đại và hữu
hiệu nhất hiện nay. Với việc sử dụng kết hợp các kỹ thuật phổ NMR một chiều và
hai chiều, các nhà nghiên cứu có thể xác định chính xác cấu trúc của các hợp chất,
dựa trên nguyên tắc cộng hưởng hạt nhân của các nguyên tử khi được đặt trong
một từ trường. Trong phổ NMR có hai thông số có đặc trưng liên quan đến cấu
trúc hóa học của 1 phân tử là độ dịch chuyển hóa học () và hằng số tương tác spin
- spin (J).
3


Phổ proton 1H-NMR
Trong phổ 1H-NMR, độ dịch chuyển hóa học  của các proton được xác
định tùy thuộc vào mức độ lai hóa của các nguyên tử cũng như các đặc trưng
riêng của từng phân tử. Mỗi loại proton cộng hưởng ở một trường khác nhau, vì
vậy chúng được biểu diễn bằng một độ dịch chuyển hóa học khác nhau. Dựa vào
những đặc trưng của  và tương tác J để có thể cung cấp các thông tin giúp xác
định cấu trúc hóa học của hợp chất.
Phổ cacbon 13C-NMR
Phổ này cho tín hiệu vạch cacbon. Mỗi nguyên tử cacbon sẽ cộng hưởng ở
một trường khác nhau và cho một tính hiệu phổ khác nhau. Thang đo cho phổ 13CNMR cũng được tính bằng ppm nhưng với dải đo rộng hơn phổ proton, từ 0240ppm. Ngoài ra, phổ

C-NMR còn được ghi theo phương pháp DEPT

13

(Distortionless Enhancement by Polarization Transfer). Phổ này cho ta tín hiệu
phân loại cacbon khác nhau. Trên phổ DEPT, tín hiệu của cacbon bậc 4 biến
mất. Tín hiệu của CH và CH3 nằm cùng một phía, tín hiệu của CH2 nằm ở phía
ngược lại đối với phổ DEPT 135. Trên phổ DEPT 90 chỉ xuất hiện tín hiệu phổ

tích. Phương pháp MS khác với các phương pháp phân tích phổ khác là nó không
phụ thuộc vào độ hấp thụ của bức xạ điện từ mà dựa trên quá trình phân tử bị bắn
phá bởi chùm electron mang năng lượng cao. Dựa trên số khối của ion phân tử
(M+) có thể xây dựng được công thức phân tử của hợp chất.
Phổ khối EI-MSdựa vào sự phân mảnh ion dưới tác dụng của chùm ion
bắn phá với năng lượng khác nhau, phổ biến là 70eV được đo trên máy MSEngine-5989-HP tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt
nam. Phổ khối phân giải cao HR-MS được đo trên máy FT-ICR 910-MS tại
Viện Hóa học các hợp chất tự nhiên - Cộng hòa Pháp.
5


1.1.3. Phổ hồng ngoại IR (Infrared Spectroscopy)
Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại là một trong những kỹ
thuật phân tích rất hiệu quả, cung cấp thông tin nhanh về cấu trúc phân tử
mà không đòi hỏi các phương pháp tính toán phức tạp. Kỹ thuật này dựa trên
nguyên lí là các phân tử khác nhau sẽ hấp thụ ở các vùng bức xạ khác nhau.
Sau khi hấp thụ các bức xạ hồng ngoại, các phân tử ở trạng thái kích thích
sẽ dao động với nhiều vận tốc dao động và xuất hiện dải phổ hấp thụ gọi
là phổ hấp thụ bức xạ hồng ngoại. Các đám phổ khác nhau có mặt trong phổ
hồng ngoại tương ứng với các nhóm chức đặc trưng và các liên kết có trong
phân tử.
Phổ hồng ngoại được đo trên máy FTIR-Impact-410 bằng phương pháp
viên nén KBr hoặc bao film - Viện Hóa học.
1.2. Sơ lược về họ bứa (clusiaceae), chi bứa (garcinia) và loài xến mủ
(Garcinia mackeaniana)
Họ Bứa có danh pháp khoa họclà Clusiaceaeđược Antoine Laurent de
Jussieu đưa ra năm 1789, là một họ thực vật có hoa bao gồm khoảng 27-28 chi
và 1.050 loài. Các cây trong họ này có thân gỗ hay cây bụi, thông thường có
nhựa mủ vàng và quả hay quả nang để lấy hạt.
Chi Bứa Garcinia là một chi lớn thuộc họ Bứa với hơn 400 loài, các loài

trùng và nước ép trái cây như là một nguồn thực phẩm bổ xung vitamin và long
đờm; ngoài ra, dịch chiết từ rễ của nó cũng được sử dụng như một thuốc hạ sốt
và có tác dụng chống độc [3,4].
Vỏ của cây G. cowa cũng được sử dụng trong y học dân gian Thái Lan
như một loại thuốc hạ sốt và kháng khuẩn [5]. Tại Ấn Độ, quả của G. indica
được sử dụng làm thuốc trừ giun sán, kiết lỵ, giảm đau và bệnh tim [6]. Loài
G. cambogia đã được sử dụng trong y học cổ truyền Ấn Độ để điều trị khối u,
vết loét, trĩ, tiêu chảy, kiết lỵ, sốt, lở loét và bệnh ký sinh trùng [7]. Thành phần
7


nhựa của G. hanburyii được sử dụng ở Thái Lan như loại thuốc giun và điều trị
các nhiễm khuẩn vết thương. Nó cũng được dùng để điều trị viêm da mãn tính,
trĩ và các vết lở do nằm liệt lâu ngày. Ở Trung Quốc, G. hanburyii đã được phát
triển như là một thuốc kháng u [8,9].
Loài G. xanthochymus được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền Trung
Quốc tẩy giun sán và loại bỏ độc tố thực phẩm [10]. Loài G. hombroniana,
được sử dụng ở Malaysia như thuốc chăm sóc trẻ sơ sinh và chữa bệnh dị ứng
da [11]. Ở Châu Phi, G. preussii được sử dụng lâu đời để điều trị bệnh đau dạ
dày và nước sắc lá của nó được dùng để trị đau răng [12].
Các cao chiết từ G. kola được sử dụng trong y học dân tộc Nigeria chống
viêm thanh quản, ho và các bệnh về gan. Hạt của nó được sử dụng ở châu Phi
như một thuốc giải độc [13]. Bộ phận lá và hoa của G. afzelii được sử dụng ở
Cameroon và Ghana như một tác nhân kháng khuẩn [14]. Ở Fiji, chiết xuất lá
của loài G. pseudoguttifera được trộn với dầu dừa để làm giảm đau [15].
Do có nhiều tác dụng dược lý quý báu mà chi Garcinia đã thu hút được
sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Cho đến nay, có khoảng hơn
100 loài trong chi này đã được nghiên cứu về thành phần hóa học ở các bộ phận
khác nhau như lá, vỏ cây, rễ, thân, cành, tâm gỗ, trái cây, hạt, hoa….Kết quả
nghiên cứu cho thấy chi Garcinia là một nguồn phong phú các hoạt chất bao

2,42 và 4,15 µM [19].
Từ một số loài khác của chi Garcinia, một số hợp chất benzophenone và
biflavone đã được phân lập như guttiferone A (5) có tác dụng chống oxy hóa và
thể hiện hoạt tính mạnh kháng lại dòng tế bào ung thư HTC-116 và HT29 với
giá trị IC50 là 5,0 µM [20], một biflavone có tên là GB1(6) có tác dụng ức chế
enzym α-glucosidase và aromatase với giá trị IC50 lần lượt là 0,9 và 11,3 µM.
Hợp chất này cũng đã được báo cáo là có khả năng phòng chống bệnh ung thư
vú và bệnh đái tháo đường type II. Morelloflavone (7), một biflavone khác, có
khả năng ức chế enzym proteasome với IC50 là 1,3 µM [21-22].
Hai hợp chất xanthon là α-mangostin (8) và γ-mangostin (9) được phân
lập từ loài G. mangostana và hợp chất rubraxanthon (10) được phân lập từ nhựa
cây G. parvifolia [17-18]. Kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy γ-mangostin (9)
và rubraxanthon (10) có hoạt tính mạnh đối với dòng tế bào ung thư bạch cầu
(CEM-SS) với IC50 lần lượt là 4,7 và 5,0 g/ml. Một hợp chất xanthon khác là
subelliptenon F (11) đã được phân lập và xác định cấu trúc hóa học từ loài G.
subelliptica có hoạt tính mạnh nhất kháng DNA topoisomeraz I và II. Kết quả
nghiên cứu cũng chỉ rằng các hợp chất này là cấu trúc dẫn đường tiềm năng trong
thiết kế các loại thuốc chống lại bệnh ung thư.
1.3.1.2. Hoạt tính kháng vi sinh vật
Hợp chất rubraxanthone (10) cũng được phân lập từ loài G. dioica thể
hiện hoạt tính trên các chủng vi khuẩn tụ cầu Staphylococal với giá trị MIC
trong khoảng 0,31-1,25 µg/ml, mạnh hơn so với chất kháng sinh tham chiếu là
vancomycin với giá trị MIC là 3,13-6,25 µg/ml [23].

10


Garcilivin A (12), một bisxanthone từ loài G. livingstonei có hoạt tính
trên 2 chủng ký sinh trùng T. brucei và T. cruzi gây bệnh ngủ ở người với giá
trị IC50 lần lượt là 0,4 µM và 4,0 µM. Hơn nữa, hợp chất này cũng thể hiện hoạt

mạnh hơn chất tham chiếu butylated hydroxytoluene (BHT) trong thử nghiệm
DPPH [31].

Hình 1.3: Một số hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa phân lập
từ chi Garcinia
1.3.1.4. Một số hoạt tính khác
Axit (-)-hydroxycitric (20) được tìm thấy trong quả của ba loài G.
cambogia, G. indica và G. atroviridis, thể hiện tác dụng ức chế in vitro về
chuyển đổi lactate, acetate và glucose thành axit béo trên mô mỡ của bò và
chuột [32]. Trên mô hình in vivo, axit này còn thể hiện tác dụng làm giảm trọng
lượng cơ thể cũng như giảm sự viêm nhiễm, oxy hóa và kháng insulin trên
12


chuột thí nghiệm [33]. Các hợp chất xanthones là axit morellic (21), axit
gambogic (1) và dihydroisomorellin (22) phân lập từ loài G. hanburyi cho thấy
tiềm năng ức chế vi rút HIV-1 với giá trị IC50