Phân lập và xác định cấu trúc hợp chất từ vỏ cây vối ở Nghệ An

Khám phá các hợp chất quý từ vỏ cây vối qua nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc, mở ra tiềm năng ứng dụng trong dược liệu và hương liệu.

• Tác giả: Trần Thị Thanh Phân
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Văn Lựu
• Trường học: Trường Đại Học Vinh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Phân Lập Và Xác Định Cấu Trúc Của Một Số Hợp Chất Từ Vỏ Cây Vối (Cleistocalyx Operculatus (Roxb) Merr. Et Perry) Ở Nghệ An
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Vinh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Cây Vối và Hợp Chất Thiên Nhiên

Cây vối (Cleistocalyx operculatus) là một loài thực vật quý giá thuộc hệ Myrtaceae, phân bố rộng rãi tại Nghệ An và các tỉnh khác của Việt Nam. Hợp chất thiên nhiên từ vỏ cây vối đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh lý. Từ cuối thế kỷ XX, phân lập và xác định cấu trúc của các chất từ thực vật đã trở thành lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Vỏ cây vối chứa nhiều hợp chất sinh học có tiềm năng ứng dụng trong dược liệu, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng.

1.1. Đặc điểm Botanical của Cây Vối

Cây vối mọc hoang và được trồng khắp nước ta, đặc biệt ở vùng Bắc và Trung Bộ. Thuộc hộ Myrtaceae, cây vối có lá đối, đơn giản, không có lá kèm. Hoa tập hợp thành chùm, cách sắp xếp độc đáo. Quả mủng thịt, phát triển từ đế hoa, chứa nhiều hạt nhỏ.

1.2. Tầm Quan Trọng của Nghiên Cứu Hợp Chất

Việc phân lập và xác định cấu trúc hợp chất từ vỏ cây vối giúp tìm ra các chất có hoạt tính sinh học cao. Các hợp chất thiên nhiên này có thể ứng dụng trong ngành dược phẩm, thực phẩm chức năng và công nghiệp hương liệu, góp phần phát triển kinh tế.

II. Phương Pháp Phân Lập và Xác Định Cấu Trúc

Việc phân lập hợp chất từ vỏ cây vối được thực hiện thông qua các bước nghiên cứu khoa học. Mẫu vỏ cây vối được chiết xuất bằng metanol, sau đó phân lập bằng sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng. Các hợp chất được làm sạch bằng phương pháp rửa và kết tinh phân đoạn. Việc xác định cấu trúc sử dụng các phương pháp phổ hiện đại như khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1H-NMR, 13C-NMR, DEPT) và phần mềm phổ mở phóng ACD/HNMR DB, ACD/CNMR DB để phân tích chi tiết.

2.1. Quy Trình Chiết Xuất và Phân Lập

Mẫu vỏ cây vối được ngâm với metanol để rút trích các hợp chất hoạt tính. Dịch chiết sau đó được phân lập bằng sắc ký cột sử dụng các dung môi khác nhau. Phương pháp sắc ký lớp mỏng được dùng để kiểm tra độ tinh khiết và theo dõi quá trình phân lập.

2.2. Xác Định Cấu Trúc Bằng Phương Pháp Phổ

Phổ khối lượng (MS) xác định khối lượng phân tử của hợp chất. Phổ NMR (1H-NMR và 13C-NMR) cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc nguyên tử. Phổ DEPT giúp xác định loại carbon (CH3, CH2, CH). Các dữ liệu từ phần mềm ACD/DB hỗ trợ xác định chính xác cấu trúc hợp chất.

III. Các Hợp Chất Chính Tìm Thấy trong Vỏ Cây Vối

Vỏ cây vối chứa nhiều hợp chất hữu cơ có giá trị. Các nghiên cứu trước đây đã xác định được sự hiện diện của tinh dầu, phenol, flavonoid và các hợp chất khác. Những chất này thường được tìm thấy trong các loài cây thuộc hộ Myrtaceae. Hợp chất sinh học từ vỏ cây vối có thể giúp chống oxy hóa, kháng khuẩn và có tác dụng chữa bệnh. Việc phân lập và xác định cấu trúc chi tiết của từng hợp chất giúp hiểu rõ hơn về tính năng và ứng dụng của chúng.

3.1. Tinh Dầu và Các Thành Phần Dễ Biến Mất

Tinh dầu trong vỏ cây vối là thành phần dễ biến mất, cần bảo quản cẩn thận. Các hợp chất này có hương vị đặc trưng và thường được ứng dụng trong công nghiệp hương liệu. Phân lập tinh dầu đòi hỏi phương pháp chiết xuất cẩn thận để bảo toàn tính chất.

3.2. Flavonoid và Phenol

Flavonoid và phenol là các hợp chất chính trong vỏ cây vối, có tác dụng chống oxy hóa mạnh. Các chất này giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương. Xác định cấu trúc của flavonoid bằng NMR giúp xác định các nhánh cạnh và vị trí thay thế.

IV. Ứng Dụng và Triển Vọng Phát Triển

Các hợp chất phân lập được từ vỏ cây vối có nhiều ứng dụng tiềm năng. Trong lĩnh vực dược liệu, những hợp chất này có thể được phát triển thành các loại thuốc mới. Ngành công nghiệp hương liệu có thể sử dụng tinh dầu từ cây vối để sản xuất các sản phẩm hương thơm. Thực phẩm chức năng cũng có thể lợi dụng tính chất chống oxy hóa của các hợp chất này. Việc phân lập và xác định cấu trúc chi tiết mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới từ tài nguyên thiên nhiên Việt Nam.

4.1. Ứng Dụng trong Dược Phẩm

Các hợp chất từ vỏ cây vối có tiềm năng phát triển thành thuốc chữa bệnh mới. Hoạt tính sinh học của những chất này có thể giúp điều trị viêm, nhiễm trùng và các bệnh khác. Việc xác định cấu trúc chính xác giúp phát triển những thuốc hiệu quả và an toàn.

4.2. Ứng Dụng trong Công Nghiệp Khác

Ngoài dược phẩm, tinh dầu vối được sử dụng trong công nghiệp hương liệu và mỹ phẩm. Flavonoid có thể được ứng dụng trong thực phẩm chức năng nhờ tính chống oxy hóa cao. Những sản phẩm này mở ra thị trường mới cho kinh tế nông sản Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

1 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr-êng ®¹i häc vinh ===  === trÇn thÞ thanh ph©n lËp vµ x¸c ®Þnh cÊu tróc cña mét sè hîp chÊt tõ vá c©y vèi (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. Et Perry) ë NghÖ An Chuyªn ngµnh: hãa h÷u c¬ M· sè: 60. 27 LUËN V¡N TH¹C Sü Hãa häc Ng-êi h-íng dÉn khoa häc: PGS. HOµNG V¡N LùU Vinh, 2009 2 Më ®Çu 1.

Tõ cuèi thÕ kØ XX ®Õn ®Çu thÕ kØ thÕ XXI, hãa häc c¸c hîp chÊt thiªn nhiªn bïng næ mét c¸ch m¹nh mÏ. Do ®Æc tÝnh th©n thiÖn vµ an toµn, trªn thÕ giíi hiÖn cã rÊt nhiÒu phßng thÝ nghiÖm ®ang tÝch cùc t¸ch chÕ, x¸c ®Þnh vµ thö ho¹t tÝnh c¸c chÊt t¸ch ®-îc tõ c©y cá víi mong muèn t×m ra ®-îc c¸c hîp chÊt phôc vô cho ®êi sèng cña con ng-êi trong c¸c lÜnh vùc nh-: d-îc häc, thùc phÈm, h-¬ng liÖu, mü phÈm. Thiªn nhiªn ViÖt Nam rÊt phong phó vµ ®a d¹ng, trong ®ã cã nhiÒu lo¹i thùc vËt vµ ®éng vËt quý dïng lµm thuèc ch÷a bÖnh còng nh- thøc ¨n hµng ngµy. Trong ®êi sèng cña ng-êi d©n ViÖt Nam tõ xa x-a cho ®Õn nay, ®· cã phong tôc sö dông c¸c loµi c©y cá trong tù nhiªn ®Ó lµm thuèc ch÷a bÖnh (chñ yÕu ë d¹ng chÕ phÈm th«).

C¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu, ®iÒu tra c¸c c©y thuèc ë ViÖt Nam cho thÊy sè l-îng c¸c loµi c©y dïng ®Ó lµm thuèc lªn tíi 1.850 loµi ph©n bè trong 224 hä thùc vËt [14, 16, 17]. ViÖt Nam n»m trong vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa, cËn xÝch ®¹o, l-îng m-a nhiÒu, ®é Èm cao nªn cã th¶m thùc vËt rÊt phong phó. MÆc dï cho ®Õn nay, viÖc nghiªn cøu hÖ thùc vËt ë n-íc ta ch-a ®-îc tiÕn hµnh mét c¸ch ®Çy ®ñ vµ quy m«, nh-ng theo tæng hîp tõ c¸c nguån tµi liÖu cña nhiÒu t¸c gi¶ th× ë ViÖt Nam hiÖn nay cã trªn 7.000 loµi thùc vËt häc bËc cao [15, 16], trong sè ®ã ®· cã trªn 2000 loµi thùc vËt ®· ®-îc nh©n d©n ta sö dông lµm nguån l­¬ng thùc, thùc phÈm, lÊy gç, tinh dÇu, thuèc ch÷a bÖnh… Trong nhiÒu loµi thùc vËt ®ã, hä Sim (Myrtaceae) còng lµ mét hä lín, gåm kho¶ng 100 chi víi gÇn 3000 loµi ph©n bè chñ yÕu ë c¸c n-íc nhiÖt ®íi vµ ch©u §¹i D-¬ng. ë n-íc ta, hä Sim cã kho¶ng 13 chi víi gÇn 100 loµi, chñ yÕu ®-îc dïng ®Ó lµm thuèc ch÷a bÖnh, trong ®ã cã c©y vèi (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr.

C©y vèi mäc hoang vµ ®-îc trång t¹i hÇu 3 hÕt kh¾p c¸c tØnh ë n-íc ta, ®-îc sö dông nhiÒu trong cuéc sèng d©n gian nh-ng ch-a ®-îc nghiªn cøu nhiÒu vÒ thµnh phÇn hãa häc. ChÝnh v× vËy, chóng t«i ®· chän ®Ò tµi “Ph©n lËp vµ x¸c ®Þnh cÊu tróc cña mét sè hîp chÊt tõ vá c©y vèi (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr. Et Perry) ë NghÖ An” nh»m gãp phÇn x¸c ®Þnh thµnh phÇn hãa häc cña c©y vèi vµ t×m nguån nguyªn liÖu cho ngµnh c«ng nghiÖp d-îc liÖu, c«ng nghiÖp h-¬ng liÖu. NhiÖm vô nghiªn cøu - LÊy mÉu vá c©y vèi.

- Ng©m víi dung m«i metanol vµ chiÕt víi c¸c dung m«i kh¸c. - Ph©n lËp c¸c hîp chÊt b»ng ph-¬ng ph¸p s¾c ký cét vµ s¾c ký líp máng. - Lµm s¹ch c¸c chÊt b»ng ph-¬ng ph¸p röa vµ kÕt tinh ph©n ®o¹n. - X¸c ®Þnh cÊu tróc cña c¸c hîp chÊt b»ng c¸c ph-¬ng ph¸p phæ: Khèi l-îng (MS), phæ céng h-ëng tõ h¹t nh©n mét chiÒu (1H - NMR, 13C - NMR, DEPT) vµ phÇn mÒm phæ m« pháng ACD/HNMR DB, ACD/CNMR DB.

§èi t-îng nghiªn cøu §èi t-îng nghiªn cøu lµ vá cña c©y vèi, mÉu lÊy t¹i thµnh phè Vinh, tØnh NghÖ An. 4 Ch-¬ng 1 Tæng quan 1. §¹i c-¬ng vÒ thùc vËt häc vµ hãa häc c©y hä Sim. §¹i c-¬ng vÒ thùc vËt häc.

Hä Sim (Myrtaceae) lµ hä lín cña bé Sim (Myrtales) hay cßn gäi lµ Bé §µo kim n-¬ng thuéc ph©n líp hoa hång - líp hoa l¸ mÇm cña ngµnh thùc vËt h¹t kÝn. Trªn thÕ giíi, hä Sim gåm 100 chi víi gÇn 3000 loµi ph©n bè ë c¸c vïng nhiÖt ®íi vµ ¸ nhiÖt ®íi, chñ yÕu lµ ch©u Mü vµ ch©u óc. ë ViÖt Nam, hä Sim gåm 13 chi víi gÇn 100 loµi ®-îc ph©n bè kh¾p 3 miÒn B¾c, Trung vµ Nam. C¸c c©y thuéc hä Sim cã thÓ lµ c©y gç lín, c©y nhá, hay c©y bôi.

L¸ mäc ®èi, ®¬n nguyªn, kh«ng cã l¸ kÌm. Hoa cña chóng tËp hîp thµnh côm, h×nh chïm, ®«i khi mäc ®¬n ®éc. C¸c l¸ ®µi dÝnh l¹i víi nhau ë d-íi thµnh h×nh chÐn, c¸nh hoa rêi nhau vµ dÝnh trªn mÐp èng ®µi. NhÞ rÊt nhiÒu, bÊt ®Þnh vµ xÕp kh«ng theo mét trËt tù nµo, nhÞ th-êng cuén l¹i ë trong nô, chØ nhÞ rêi hay dÝnh nhau ë d-íi thµnh èng ng¾n.

Bé nhÞ cã sè l¸ no·n th-êng b»ng sè c¸nh hoa hoÆc Ýt h¬n, dÝnh l¹i víi nhau thµnh bÇu d-íi hoÆc bÇu gi÷a víi sè « t-¬ng øng sè l¸ no·n, ®Ýnh no·n trô gi÷a, mét vßi, mét ®Çu nhuþ. Qu¶ mäng, thÞt, th-êng do ®Õ hoa ph¸t triÓn thµnh, còng cã khi qu¶ kh« më, qu¶ mang ®µi tån t¹i ë ®Ønh. H¹t kh«ng cã néi nhò [11, 15, 21]. NhiÒu c©y thuéc hä Sim cã chøa tinh dÇu nh- c©y trµm (Melaleuca leucadendron.

Linn); c©y chæi xuÓ (Baeckia frutescens Linn); c©y b¹ch ®µn chanh (Eucalyptus citriodora Hook. Tinh dÇu cña c¸c lo¹i c©y nµy ®· ®-îc khai th¸c vµ sö dông trong c«ng nghiÖp h-¬ng liÖu, d-îc phÈm. Mét sè c©y kh¸c thuéc hä Sim cã nhiÒu c«ng dông ch÷a bÖnh nh-: C©y æi (Psidium guajava Linn.); c©y sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.); c©y ®¬n 5 t-íng qu©n (Syzygium formosum Var. Merr Et Perry); c©y s¾n thuyÒn (Syzygium resinosum Gagnep.

Merr Et Perry) [4, 11, 25]. Trong lÞch sö, hä Myrtaceae ®· tõng ®-îc chia thµnh hai ph©n hä: *) Ph©n hä Myrtoideae cã qu¶ nhiÒu cïi thÞt vµ l¸ ®èi mÐp tr¬n. PhÇn lín c¸c chi trong hä nµy cã mét trong ba d¹ng ph«i dÔ nhËn ra. C¸c chi cña Myrtoideae cã thÓ rÊt khã ph©n biÖt khi kh«ng cã qu¶ ®· chÝn.

Ph©n hä Myrtoideae ®-îc t×m thÊy kh¾p thÕ giíi trong c¸c khu vùc nhiÖt ®íi vµ cËn nhiÖt ®íi, víi c¸c trung t©m ®a d¹ng n»m ë Trung Mü, Nam Mü, ®«ng b¾c Australia vµ Malaysia. *) Ph©n hä Leptospermoideae cã qu¶ kh«, kh«ng nøt (qu¶ nang) vµ c¸c l¸ mäc so le hay theo vßng xo¾n. Ph©n hä Leptospermoideae chñ yÕu ®-îc t×m thÊy ë Australia. NhiÒu chi ë miÒn t©y Australia cã c¸c l¸ bÞ suy tho¸i m¹nh vµ c¸c hoa mang ®Æc ®iÓm ®iÓn h×nh cho vïng sinh tr-ëng kh« c»n h¬n.

Sù ph©n chia hä Myrtaceae thµnh Leptospermoideae vµ Myrtoideae ®· bÞ nhiÒu t¸c gi¶ nghi ngê trong ®ã cã Johnson vµ Brigg (1984), c¸c «ng ®· x¸c ®Þnh 14 t«ng hay nh¸nh trong hä Myrtaceae, vµ ph¸t hiÖn ra trong hä Myrtaceae lµ ®a ngµnh. Ph©n tÝch ë møc ®é ph©n tö cña Wilson, O ’Brien vµ nh÷ng ng-êi kh¸c (2001) ®· ph¸t hiÖn thÊy 11 ph©n nhãm râ nÐt trong ph¹m vi hä nµy, bao gåm nhiÒu ph©n nhãm ®· ®-îc Johnson vµ Brigg x¸c ®Þnh. Ph©n tÝch ph©n tö sau ®ã cña Sytsma vµ Litt (2002) ph¸t hiÖn ph©n nhãm Myrtoideae ë Trung - Nam Mü phï hîp víi ph©n hé ®a nghµnh Leptospermoideae [19]. Trong hä Sim, chi lín nhÊt lµ Eugenia (trªn thÕ giíi cã 600 loµi, ë n-íc ta cã 26 loµi ®-îc chuyÓn vµo chi Syzygium).

Nh÷ng c©y trong chi nµy phÇn lín lµ c©y gç trung b×nh vµ ®a sè lµ c©y hoang d¹i. Trong chi nµy cã c©y thuèc quÝ lµ c©y ®inh h-¬ng (E. caryophyllata Thunb hay Syzygium aromaticum Merr. et Perry), cã nô dïng lµm thuèc vµ lµm gia vÞ.

Mét sè loµi thuéc chi 6 Eugenia ®· ®-îc t¸ch ra vµ ®Æt vµo chi míi nh- c©y gioi (Syzygium jambos (L.) Alston Eugenia jambos L) cã qu¶ ¨n ngon, c©y vèi (Cleislocalyx operculatus (Roxb. et Perry) ®-îc trång lÊy l¸ vµ nô ®Ó uèng n-íc vµ lµm thuèc ch÷a bÖnh. Däc theo bê biÓn ë miÒn Trung cña n-íc ta cã c©y trµm hay cßn gäi lµ c©y chÌ ®ång (Malaleuca leucadendron L) lµ c©y to cã vá xèp, bong tõng m¶nh rÊt dÔ bãc. L¸ cã h×nh m¸c nhän, cuèng ng¾n, g©n h×nh cung, hoa cã mµu vµng nh¹t mäc thµnh b«ng.

C©y mäc thµnh rõng thuÇn lo¹i ®Êt phÌn ë ven biÓn, cßn gÆp ë mét sè vïng biÓn phÝa B¾c. Vá c©y dïng ®Ó x¶m thuyÒn, l¸ dïng cÊt tinh dÇu. Trªn c¸c ®åi ®Êt ë vïng trung du cã c©y chæi xuÓ (Baeckea frutescens L.), th-êng gÆp mäc xen lÉn víi c¸c c©y sim, mua. Lµ c©y bôi thÊp, ph©n nh¸nh nhiÒu, cã l¸ h×nh sîi dÔ rông, c©y cã l¸ dïng ®Ó ch-ng cÊt dÇu th¬m gäi lµ dÇu chæi ®Ó xoa bãp, khi pha víi r-îu th× thµnh r-îu chæi.

Trªn c¸c ®åi träc, trong c¸c c«ng viªn, c¸c v-ên vµ ®-êng c¸i cã trång nhiÒu loµi thuéc chi Eucalyptus. Chóng lµ c©y nhËp néi, trªn thÕ giíi cã h¬n 300 loµi, ph©n bè chñ yÕu ë ch©u óc vµ Malaysia, sèng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn sinh th¸i kh¸c nhau. HÇu hÕt lµ c©y lín, cã thÓ cao tíi 100 m. NhiÒu loµi cho tinh dÇu kh¸c nhau.

Gç cña chóng tèt cã thÓ dïng vµo nhiÒu viÖc kh¸c nhau. ë n-íc ta hiÖn cã trång nhiÒu loµi nh-: b¹ch ®µn tr¾ng (E. camaldulensis Dehahardt) cã gç dïng lµm tµ vÑt vµ lµm bét giÊy. C©y b¹ch ®µn l¸ liÔu hay long duyªn (E.

Muell) lµ c©y trång lµm c¶nh ë c¸c c«ng viªn, cã gç n©u, cøng, dïng trong x©y dùng hay lµm gç trô má; dÇu lµm thuèc s¸t trïng, trÞ c¶m, gi¶m ho. F)) trång lµm c¶nh vµ g©y rõng vÖ sinh, cã gç mµu x¸m, th¬m cøng dïng ®ãng thuyÒn, rÔ vµ l¸ cµnh dïng cÊt tinh dÇu th¬m, dïng lµm thuèc bæ d¹ dµy, gi¶i c¶m, gi¶m ®au ®Çu, gi¶m ho, s¸t trïng, ch÷a viªm cuèng 7 phæi.) cã l¸ nhá dµi hÑp, dïng lµm thuèc ho long ®êm. C©y b¹ch ®µn ®á hay B¹ch ®µn l¸ mÝt (E. Smith) trång lÊy bãng m¸t, cã gç dïng lµm trô cÇu, nÒn tÇu, trô má, tµ vÑt, bét giÊy, cßn ®-îc dïng lµm thuèc ch÷a c¶m, s¸t trïng, gi¶m ho.

Smith) cã gç kh«ng bÞ mèi mät vµ chÞu n-íc mÆn, dïng lµm tµ vÑt, ®ãng thµnh tµu vµ còng ®-îc dïng lµm thuèc long ®êm, s¸t trïng vµ ch÷a ho. Giíi thiÖu mét sè c©y thuéc hä Sim. C©y sim (Rhodomyrtus tomentosa Ait. Hassk) C©y sim cßn gäi lµ hång sim, ®µo kim n-¬ng, d-¬ng lª, co nim (Th¸i), m¸c nim (Tµy) cã tªn khoa häc Rhodomyrtus tomentosa lµ d¹ng c©y nhá cao 1 - 2 m, cµnh 4 c¹nh, vá th©n rãc thµnh tõng m¶ng.

L¸ mäc ®èi, h×nh thu«n, h¬i hÑp ë phÝa cuèng, phÝa ®Çu tï, h¬i réng, dµi 4 - 7 cm, réng 2 - 4 cm, khi giµ th× nh½n ë mÆt trªn, cã l«ng mÞn ë mÆt d-íi, phiÕn l¸ dµy, mÐp h¬i cong xuèng, cã 3 g©n chÝnh, cuèng cã l«ng mÞn, dµi 4 - 7 mm. Hoa mµu hång tÝm, mäc ®¬n ®éc hoÆc tõng 3 c¸i mét ë kÏ l¸. Qu¶ mäng mµu tÝm sÉm.