Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Trong Cao Acetone Của Loài Địa Y Parmotrema Tsavoense

Khảo sát thành phần hóa học trong cao acetone của địa y Parmotrema tsavoense, cung cấp thông tin quý giá cho nghiên cứu dược liệu.

• Tác giả: Hạng Tái Xuân Hòa
• Người hướng dẫn: TS. Dương Thúc Huy
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Cao Acetone Từ Địa Y Parmotrema Tsavoense
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Giới thiệu thực vật
• 1.2. Một số ứng dụng từ địa y
• 1.3. Tổng quan về địa y
• 1.3.1. Phân bố và phân loại địa y
• 1.3.2. Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y
• 1.3.3. Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y
• 1.3.4. Nghiên cứu hóa học của chi Parmotrema
• 1.3.5. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y
• 1.4. Hóa chất, thiết bị, phương pháp
• 1.4.1. Phương pháp tiến hành
• 1.4.2. Điều chế các loại cao
• 1.4.3. Phân lập một số hợp chất hữu cơ trong cao acetone
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát cấu trúc hợp chất T1A
• 3.2. Khảo sát cấu trúc hợp chất 10
• 3.3. Khảo sát cấu trúc hợp chất A18
• 3.4. Khảo sát cấu trúc hợp chất 6C
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Địa Y

Địa y là một dạng cộng sinh đặc biệt giữa nấm (mycobiont) và một bộ phận quang hợp (photobiont), thường là tảo hoặc vi khuẩn lam. Sự cộng sinh này cho phép địa y tồn tại ở nhiều môi trường khắc nghiệt, từ vùng khô cằn đến vùng núi cao. Từ xa xưa, địa y đã được sử dụng trong y học cổ truyền, làm thực phẩm, phẩm nhuộm và mỹ phẩm. Các nghiên cứu hiện đại tập trung vào việc khám phá các hợp chất hóa học độc đáo của địa y và ứng dụng tiềm năng của chúng. Theo các tác giả Boustie, Muller, Huneck, từ xưa cho đến nay có khoảng gần 1.000 hợp chất đã được cô lập từ địa y bao gồm các loại hợp chất thơm như depside, depsidone, depsone, dẫn xuất dibenzofuran và các hợp chất có màu như xanthone, antraquinone và dẫn xuất acid usnic. Nhiều loại depsidone có đa dạng hoạt tính sinh học đặc biệt trong ức chế enzyme liên quan đến các bệnh chuyển hóa ở người.

1.1. Phân Bố và Phân Loại Địa Y Parmotrema Tsavoense

Địa y Parmotrema tsavoense thuộc họ Parmeliaceae, thường được tìm thấy ở các vùng nhiệt đới. Thành phần tảo cung cấp carbohydrate thông qua quang hợp, trong khi nấm cung cấp nước, khoáng chất và các hợp chất bảo vệ. Sự cộng sinh này giúp địa y thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt. Hiện nay có khoảng 17.000 loài địa y đã được tìm thấy. Thông thường địa y chia làm 3 dạng [36]. lavicola, Hypogymnia cf. Ba dạng chính của địa y.

1.2. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Acetone Từ Địa Y Trong Y Học

Các hợp chất chiết xuất từ địa y, đặc biệt là bằng acetone, có tiềm năng lớn trong y học. Chúng có thể được sử dụng làm thuốc kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus và chống ung thư. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra hoạt tính sinh học của các hợp chất này, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc tự nhiên. Y học cổ truyền Trung quốc từng sử dụng 71 loài địa y của 17 chi (9 họ) với mục đích làm thuốc chữa bệnh trong đó địa y thuộc họ Parmeliaceae, Usneaceae, Cladionaceae được sử dụng nhiều hơn hết [36]. Một vài loại cao điều chế từ địa y được sử dụng để trị các bệnh khác nhau như địa y Lobaria pulmonaria được sử dụng để chữa những bệnh liên quan đến đường hô hấp, viêm khớp [2].

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Địa Y

Việc nghiên cứu thành phần hóa học của địa y gặp nhiều thách thức. Thứ nhất, địa y thường chứa một lượng nhỏ các hợp chất, đòi hỏi quy trình chiết xuất và phân lập phức tạp. Thứ hai, việc xác định cấu trúc của các hợp chất mới đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại và tốn kém. Thứ ba, sự biến đổi về thành phần hóa học giữa các loài địa y và thậm chí giữa các cá thể trong cùng một loài gây khó khăn cho việc tiêu chuẩn hóa các sản phẩm từ địa y. Xuất phát từ những ứng dụng y học quý giá và kế thừa những nghiên cứu đã có về chi Parmotrema trong nước cũng như nghiên cứu hóa học trên loài địa y Parmotrema tsavoense [6], chúng tôi tiếp tục nghiên cứu trên loài địa y Parmotrema tsavoense (Krog & Swincow) nhằm cô lập các hợp chất phenolic nhằm phát triển các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài địa y sinh trưởng ở Việt Nam nói chung cũng như mở rộng các nghiên cứu trên loài địa y Parmotrema tsavoense nói riêng.

2.1. Khó Khăn Trong Chiết Xuất Acetone Từ Địa Y

Quá trình chiết xuất acetone từ địa y đòi hỏi kỹ thuật và kinh nghiệm. Các hợp chất mục tiêu thường có nồng độ thấp và dễ bị phân hủy trong quá trình chiết xuất. Việc lựa chọn dung môi và phương pháp chiết xuất phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm. Sử dụng các kĩ thuật sắc kí, kết tinh để phân lập và tinh chế một số hợp chất hữu cơ trong các cao phân đoạn.

2.2. Xác Định Cấu Trúc Hóa Học Hợp Chất Thứ Cấp Địa Y

Việc xác định cấu trúc của các hợp chất thứ cấp từ địa y đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký khí khối phổ (GC-MS), phổ khối lượng (MS), và cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Việc giải mã các dữ liệu phổ này đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm. Sử dụng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại (MS, NMR, .) để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ phân lập được.

III. Phương Pháp Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Cao Acetone

Nghiên cứu thành phần hóa học trong cao acetone của địa y Parmotrema tsavoense bao gồm các bước chính: thu thập mẫu, chiết xuất bằng acetone, phân lập các hợp chất bằng sắc ký, và xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ nghiệm. Các phương pháp này cho phép xác định các hợp chất có trong cao acetone và đánh giá tiềm năng sinh học của chúng. Theo sự hiểu biết của tôi cũng như tài liệu tham khảo, các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bất cứ nghiên cứu nào khác Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2018 Tác giả luận văn Hạng Tái Xuân Hòa

3.1. Quy Trình Chiết Xuất Acetone Từ Địa Y Parmotrema

Quy trình chiết xuất bắt đầu bằng việc làm sạch và nghiền nhỏ mẫu địa y. Sau đó, mẫu được chiết xuất bằng acetone trong một thời gian nhất định. Dung dịch chiết xuất được lọc và cô đặc để thu được cao acetone thô. Quy trình này cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất chiết xuất cao nhất. Điều chế các loại cao . Phân lập một số hợp chất hữu cơ trong cao acetone .

3.2. Kỹ Thuật Sắc Ký Khí Khối Phổ GC MS Trong Phân Tích

Sắc ký khí khối phổ (GC-MS) là một kỹ thuật mạnh mẽ để phân tích thành phần hóa học của các mẫu phức tạp. Kỹ thuật này cho phép tách các hợp chất dựa trên điểm sôi và khối lượng phân tử của chúng. Dữ liệu GC-MS cung cấp thông tin quan trọng về danh tính và nồng độ của các hợp chất trong mẫu. Sử dụng các kĩ thuật sắc kí, kết tinh để phân lập và tinh chế một số hợp chất hữu cơ trong các cao phân đoạn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Hợp Chất Phân Lập Từ Cao Acetone

Nghiên cứu đã phân lập được một số hợp chất từ cao acetone của địa y Parmotrema tsavoense. Cấu trúc của các hợp chất này đã được xác định bằng các phương pháp phổ nghiệm như NMR và MS. Các hợp chất này có thể có tiềm năng sinh học và ứng dụng trong y học. Các nghiên cứu khoa học được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hợp chất thiên nhiên, Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Dương Thúc Huy – người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, niềm đam mê nghiên cứu khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

4.1. Cấu Trúc Hóa Học Của Hợp Chất T1A Từ Địa Y

Hợp chất T1A là một trong những hợp chất được phân lập từ cao acetone. Cấu trúc của T1A đã được xác định bằng các phương pháp phổ nghiệm. Dữ liệu phổ NMR cho thấy T1A có chứa các nhóm chức đặc trưng. Khảo sát cấu trúc hợp chất T1A .

4.2. Đặc Tính Hóa Học Của Hợp Chất A18 Phân Lập

Hợp chất A18 là một hợp chất khác được phân lập từ cao acetone. A18 có các đặc tính hóa học độc đáo, có thể có liên quan đến hoạt tính sinh học của nó. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc đánh giá hoạt tính sinh học của A18. Khảo sát cấu trúc hợp chất A18 .

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Acetone Từ Địa Y Parmotrema

Các hợp chất chiết xuất từ acetone của địa y Parmotrema tsavoense có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học, dược phẩm và mỹ phẩm. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới, các sản phẩm chăm sóc da và các ứng dụng khác. Việc nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học của các hợp chất này là cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của chúng. Địa y đã được sử dụng làm thực phẩm, làm phẩm nhuộm, mỹ phẩm, xà phòng, nguyên liệu thô trong sản xuất nước hoa và trong y học cổ truyền. Khoảng 700 tấn địa y Evernia prunastri và Pseudevernia furfuracea (gọi là oakmoss) được khai thác hàng năm ở Pháp cho ngành công nghiệp nước hoa như địa y Lobaria pulmonariai.

5.1. Tiềm Năng Dược Lý Của Hợp Chất Từ Địa Y

Các hợp chất từ địa y có thể có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus và chống ung thư. Các nghiên cứu in vitro và in vivo cần được thực hiện để đánh giá tiềm năng dược lý của các hợp chất này. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y .

5.2. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Mỹ Phẩm Tự Nhiên

Các hợp chất từ địa y có thể được sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm tự nhiên. Chúng có thể có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV. Việc sử dụng các hợp chất này trong mỹ phẩm có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe và vẻ đẹp của làn da. Ngoài công dụng chữa bệnh, địa y còn được sử dụng làm thực phẩm, mỹ phẩm, xà phòng, nước hoa [36].

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Địa Y

Nghiên cứu thành phần hóa học của địa y Parmotrema tsavoense đã mang lại những kết quả quan trọng. Việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất mới mở ra hướng đi mới trong việc khám phá các nguồn dược liệu tự nhiên. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất này và phát triển các ứng dụng thực tiễn của chúng. Chính vì vậy chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Khảo sát thành phần hóa học trong cao acetone của loài địa y Parmotrema tsavoense”.

6.1. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Của Hợp Chất Mới

Việc đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất mới là bước quan trọng để xác định tiềm năng ứng dụng của chúng. Các thử nghiệm in vitro và in vivo cần được thực hiện để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus và chống ung thư của các hợp chất này. Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y .

6.2. Phát Triển Phương Pháp Chiết Xuất Hiệu Quả Hơn

Việc phát triển các phương pháp chiết xuất hiệu quả hơn là cần thiết để tăng hiệu suất và giảm chi phí sản xuất các sản phẩm từ địa y. Các phương pháp chiết xuất mới cần được nghiên cứu và tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của sản phẩm. Phương pháp tiến hành . Điều chế các loại cao . Phân lập một số hợp chất hữu cơ trong cao acetone .

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Địa y là thực vật bậc thấp, kết quả của sự cộng sinh giữa nấm và tảo, có khả năng sinh trưởng trong điều kiện khắc nghiệt như vùng khô hạn và nhiệt đới. Tại Việt Nam, địa y phân bố rộng rãi và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như y học cổ truyền, mỹ phẩm, và công nghiệp nước hoa. Trong khoảng 20 năm gần đây, nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của địa y ngày càng được quan tâm, đặc biệt là các loài thuộc chi Parmotrema. Loài địa y Parmotrema tsavoense, thuộc họ Parmeliaceae, được biết đến với nhiều hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học đa dạng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là khảo sát thành phần hóa học trong cao acetone thô của loài Parmotrema tsavoense, xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất cô lập bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như phổ khối (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), và phổ hồng ngoại (IR). Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu địa y thu hái tại núi Tà Cú, tỉnh Bình Thuận trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2012. Kết quả nghiên cứu góp phần mở rộng hiểu biết về thành phần hóa học của địa y tại Việt Nam, đồng thời tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về hoạt tính sinh học và ứng dụng dược liệu từ loài này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hóa học tự nhiên và hóa hữu cơ, tập trung vào các hợp chất phenolic trong địa y. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết sinh tổng hợp hợp chất tự nhiên trong địa y: Các hợp chất trong địa y chủ yếu có nguồn gốc từ acid shikimic, acid mevalonic và acetate-malonate, tạo thành các nhóm depside, depsidone, diphenyl ether và các dẫn xuất khác. Những hợp chất này có vai trò sinh thái quan trọng như bảo vệ địa y khỏi tia UV, côn trùng và các tác nhân gây hại.

• Mô hình xác định cấu trúc hóa học bằng phổ nghiệm hiện đại: Sử dụng phổ NMR (^1H-NMR, ^13C-NMR, HSQC, HMBC), phổ khối HR-ESI-MS để phân tích cấu trúc các hợp chất cô lập, giúp xác định các nhóm chức, liên kết và cấu trúc vòng thơm đặc trưng.

Các khái niệm chính bao gồm: cao acetone thô, hợp chất phenolic, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối, sắc ký cột silica gel, và các loại hợp chất depside, depsidone.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là mẫu địa y Parmotrema tsavoense thu hái tại núi Tà Cú, tỉnh Bình Thuận. Mẫu được rửa sạch, phơi khô và nghiền thành bột. Quá trình nghiên cứu gồm các bước:

• Chiết xuất và điều chế cao: Bột địa y được ngâm dầm trong methanol, sau đó chiết xuất bằng acetone để thu cao acetone thô với khối lượng khoảng 8.54 g từ 1350 g bột khô.

• Phân lập hợp chất: Sử dụng sắc ký cột silica gel pha thường với hệ dung môi n-hexane, ethyl acetate, acetone và acid acetic để phân đoạn cao acetone. Các phân đoạn được tinh chế bằng sắc ký cột và kết tinh để thu các hợp chất tinh khiết.

• Xác định cấu trúc: Áp dụng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại như phổ ^1H-NMR, ^13C-NMR, HSQC, HMBC và phổ khối HR-ESI-MS tại phòng thí nghiệm phân tích trung tâm của trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh. Cỡ mẫu phân tích gồm 4 hợp chất chính thu được từ cao acetone.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2012, phân tích và xác định cấu trúc hợp chất trong năm 2017-2018.

Phương pháp chọn mẫu và phân tích đảm bảo độ chính xác cao, phù hợp với mục tiêu nghiên cứu về thành phần hóa học của địa y.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Cô lập và xác định cấu trúc 4 hợp chất mới: Từ cao acetone của Parmotrema tsavoense, đã phân lập được bốn hợp chất ký hiệu T1A, 10.15, A18 và 6C. Các hợp chất này đều là những hợp chất phenolic mới lần đầu tiên được phát hiện trong loài địa y này.

2. Cấu trúc hóa học chi tiết:

   • Hợp chất T1A (parmosidone I) có công thức phân tử C22H22O9, với các nhóm olefin cis, methoxy và methyl đặc trưng, được xác định qua phổ ^1H-NMR, ^13C-NMR và HR-ESI-MS với m/z 427.0885.
   • Hợp chất 10.15 (parmosidone K) có công thức C27H24O10, chứa nhóm aldehyde, hydroxyl và methoxy, phổ HR-ESI-MS cho m/z 507.1277.
   • Hợp chất A18 (parmosidone H) có công thức C30H27O10, với nhóm olefin trans, methoxy và aldehyde, phổ HR-ESI-MS m/z 547.1605.
   • Hợp chất 6C (parmosidone L) có công thức C28H22O13, chứa nhóm aldehyde và methoxy, phổ HR-ESI-MS m/z 565.0987.

3. So sánh phổ và cấu trúc với các hợp chất tham khảo: Các hợp chất mới có sự tương đồng về vòng thơm với các hợp chất đã biết như parmosidone G và acid furfuric, nhưng có sự khác biệt về nhóm chức và cấu trúc vòng phụ, thể hiện tính đa dạng hóa học của loài địa y.

4. Hiệu quả phương pháp phân lập: Quy trình sắc ký cột silica gel với hệ dung môi phối hợp đã cho phép phân lập các hợp chất tinh khiết với khối lượng từ 2 mg đến 6.54 mg, chứng tỏ tính khả thi và hiệu quả của phương pháp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân sự đa dạng các hợp chất phenolic trong cao acetone của Parmotrema tsavoense có thể liên quan đến đặc điểm sinh học và môi trường sống của địa y, nơi các hợp chất này đóng vai trò bảo vệ chống lại tia UV và các tác nhân sinh học khác. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đây về chi Parmotrema, trong đó nhiều hợp chất depsidone và depside được phát hiện có hoạt tính sinh học đa dạng.

So sánh với các nghiên cứu khác, các hợp chất mới được phát hiện bổ sung thêm vào kho dữ liệu hóa học của địa y Việt Nam, mở rộng phạm vi nghiên cứu về các hợp chất có tiềm năng ứng dụng trong dược phẩm và sinh học. Dữ liệu phổ NMR và MS được trình bày chi tiết qua các bảng và biểu đồ phổ, giúp minh chứng rõ ràng cấu trúc các hợp chất.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp thông tin hóa học chính xác về các hợp chất phenolic trong địa y, góp phần phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao, đồng thời tạo nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn về tác dụng dược lý và ứng dụng thực tiễn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tiếp tục phân lập các hợp chất từ các phân đoạn khác của cao acetone: Mục tiêu tăng số lượng hợp chất được xác định, mở rộng phạm vi nghiên cứu thành phần hóa học. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm tiếp theo, do nhóm nghiên cứu chuyên sâu thực hiện.

2. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất đã phân lập: Thử nghiệm các hoạt tính kháng khuẩn, kháng virus, ức chế enzyme và độc tế bào để đánh giá tiềm năng ứng dụng dược liệu. Thời gian dự kiến 1 năm, phối hợp với phòng thí nghiệm sinh học.

3. Phát triển quy trình chiết xuất và tinh chế quy mô lớn: Để phục vụ nghiên cứu ứng dụng và sản xuất thử nghiệm, cần tối ưu hóa quy trình chiết xuất cao acetone và phân lập hợp chất. Chủ thể thực hiện là các phòng thí nghiệm công nghệ sinh học.

4. Xây dựng cơ sở dữ liệu hóa học và sinh học của địa y Việt Nam: Tập hợp các kết quả nghiên cứu thành hệ thống dữ liệu để hỗ trợ nghiên cứu và phát triển sản phẩm. Thời gian 2 năm, phối hợp giữa các viện nghiên cứu và trường đại học.

Các giải pháp trên nhằm nâng cao giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu, đồng thời thúc đẩy phát triển ngành dược liệu từ địa y tại Việt Nam.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu hóa học tự nhiên và hóa hữu cơ: Luận văn cung cấp dữ liệu phổ nghiệm chi tiết và phương pháp phân lập hợp chất mới, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học của địa y.

2. Chuyên gia dược liệu và phát triển sản phẩm thiên nhiên: Thông tin về các hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học giúp phát triển các sản phẩm dược liệu, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng từ địa y.

3. Sinh viên và học viên cao học ngành Hóa học, Sinh học và Dược học: Tài liệu tham khảo quý giá về quy trình nghiên cứu, phân tích cấu trúc hợp chất và ứng dụng phổ nghiệm hiện đại trong nghiên cứu khoa học.

4. Các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghệ sinh học và dược phẩm: Cơ sở dữ liệu và kết quả nghiên cứu hỗ trợ phát triển sản phẩm mới, mở rộng nghiên cứu ứng dụng các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn cao acetone để chiết xuất hợp chất từ địa y?
   Cao acetone được chọn vì acetone là dung môi hiệu quả trong việc chiết xuất các hợp chất phenolic và depsidone từ địa y, giúp thu được các hợp chất có hoạt tính sinh học cao với độ tinh khiết tốt.

2. Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất được sử dụng là gì?
   Luận văn sử dụng phổ ^1H-NMR, ^13C-NMR, HSQC, HMBC và phổ khối HR-ESI-MS để xác định cấu trúc hóa học chi tiết của các hợp chất, đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao.

3. Các hợp chất phân lập có ứng dụng gì trong thực tế?
   Các hợp chất phenolic từ địa y có tiềm năng ứng dụng trong điều chế thuốc kháng khuẩn, kháng virus, chống oxy hóa và điều tiết tăng trưởng thực vật, góp phần phát triển dược liệu thiên nhiên.

4. Quy trình phân lập hợp chất có thể áp dụng cho các loài địa y khác không?
   Quy trình sắc ký cột silica gel và sử dụng các dung môi phối hợp có thể áp dụng linh hoạt cho các loài địa y khác để phân lập hợp chất phenolic và depsidone tương tự.

5. Nghiên cứu có kế hoạch mở rộng như thế nào trong tương lai?
   Luận văn đề xuất tiếp tục khảo sát các phân đoạn khác của cao acetone và nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất đã phân lập, nhằm phát triển ứng dụng dược liệu và mở rộng hiểu biết về địa y.

Kết luận

• Đã cô lập và xác định cấu trúc bốn hợp chất phenolic mới từ cao acetone của địa y Parmotrema tsavoense, mở rộng kho dữ liệu hóa học của địa y Việt Nam.
• Phương pháp sắc ký cột silica gel phối hợp với phổ nghiệm hiện đại cho kết quả phân lập và xác định cấu trúc chính xác, hiệu quả.
• Các hợp chất mới có cấu trúc đặc trưng với nhóm olefin, methoxy, aldehyde và methyl, có tiềm năng hoạt tính sinh học đa dạng.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết về thành phần hóa học của địa y, tạo nền tảng cho phát triển dược liệu thiên nhiên.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu các phân đoạn khác và hoạt tính sinh học của hợp chất, đồng thời phát triển quy trình chiết xuất quy mô lớn và xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên ngành.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà nghiên cứu và chuyên gia trong lĩnh vực hóa học tự nhiên, dược liệu và công nghệ sinh học, góp phần thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất thiên nhiên có giá trị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU .1 Giới thiệu thực vật .2 Một số ứng dụng từ địa y .3 Tổng quan về địa y .1 Phân bố và phân loại địa y .2 Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y .3 Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y .4 Nghiên cứu hóa học của chi Parmotrema .5 Hoạt tính của địa y và các hợp chất của địa y. Hóa chất, thiết bị, phương pháp. Phương pháp tiến hành. Điều chế các loại cao.

Phân lập một số hợp chất hữu cơ trong cao acetone. 20 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Khảo sát cấu trúc hợp chất T1A .2 Khảo sát cấu trúc hợp chất 10.3 Khảo sát cấu trúc hợp chất A18 .Khảo sát cấu trúc hợp chất 6C. 28 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ. 32 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.

37 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Ac Acetone. AcOH Acid acetic C Chloroform. 13 C – NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance d Doublet EA Ethyl acetate. HMBC Heteronuclear Multiple Bond Coherence.

HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation. 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance. HR-ESI-MS High Resolution ElectroSpray Ionization-Mass Spectrometry. IC50 Half Maximal Inhibitory Concentration.

NMR Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Ba dạng chính của địa y. Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y.

Các hợp chất cô lập từ địa y thuộc chi Parmotrema. Một số hợp chất của địa y có hoạt tính ức chế enzyme. Hình ảnh loài địa y Parmotrema tsavoense. Một số tương quan HMBC trong hợp chất T1A.

Một số tương quan HMBC trong hợp chất 10. Một số tương quan HMBC trong hợp chất A18. Một số tương quan HMBC trong hợp chất 6C. Cấu trúc hóa học của các hợp chất đã được cô lập.1: Quy trình điều chế các loại cao từ địa y Parmotrema tsavoense………….2: Quy trình cô lập chất từ cao acetone của địa y Parmotrema tsavoense.

22 DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Hoạt tính điều tiết tăng trưởng đối với thực vật bậc cao. Hoạt tính kháng virus và ức chế enzyme của virus của các hợp chất địa y. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các hợp chất địa y.

Hoạt tính gây độc tế bào và kháng đột biến của các hợp chất địa y. Hoạt tính ức chế enzyme của một số hợp chất cô lập từ địa y. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất T1A. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 10.

Dữ liệu phổ NMR của hợp chất A18. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 6C. Lý do chọn đề tài Địa y là thực vật bậc thấp, là kết quả của sự cộng sinh của tảo và nấm. Địa y có thể sống được ở nhiều nơi trên đất, đá, thân cây., trong những điều kiện khắc nghiệt và khô hạn của vùng nhiệt đới.

Từ xưa, địa y đã được sử dụng để làm thuốc chữa bệnh, đặc biệt là những địa y thuộc họ Parmeliaceae, Usneaceae, Cladionaceae. Ngày nay, đặc biệt là trong khoảng 20 năm trở lại đây, những nghiên cứu hóa học và sinh học về địa y trên thế giới trở nên phổ biến nên địa y còn được sử dụng để chữa thêm một số bệnh như bệnh lao, bệnh dại, cảm sốt, ho, vết thương ngoài da. Theo các tác giả Boustie, Muller, Huneck, từ xưa cho đến nay có khoảng gần 1.000 hợp chất đã được cô lập từ địa y bao gồm các loại hợp chất thơm như depside, depsidone, depsone, dẫn xuất dibenzofuran và các hợp chất có màu như xanthone, antraquinone và dẫn xuất acid usnic [4], [10], [21], [30]. Nhiều loại depsidone có đa dạng hoạt tính sinh học đặc biệt trong ức chế enzyme liên quan đến các bệnh chuyển hóa ở người [4].

Xuất phát từ những ứng dụng y học quý giá và kế thừa những nghiên cứu đã có về chi Parmotrema trong nước cũng như nghiên cứu hóa học trên loài địa y Parmotrema tsavoense [6], chúng tôi tiếp tục nghiên cứu trên loài địa y Parmotrema tsavoense (Krog & Swincow) nhằm cô lập các hợp chất phenolic nhằm phát triển các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài địa y sinh trưởng ở Việt Nam nói chung cũng như mở rộng các nghiên cứu trên loài địa y Parmotrema tsavoense nói riêng. Chính vì vậy chúng tôi đã lựa chọn đề tài “Khảo sát thành phần hóa học trong cao acetone của loài địa y Parmotrema tsavoense”. Mục đích nghiên cứu - Khảo sát thành phần hóa học trong cao acetone thô từ loài địa y Parmotrema tsavoense. - Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất cô lập được bằng các phương pháp hóa lý hiện đại (MS, IR, NMR, …).

Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu trong luận văn là loài địa y Parmotrema tsavoense. - Tên khoa hoc: Parmotrema tsavoense. - Thuộc họ: Parmeliaceae. Nhiệm vụ của đề tài Chiết tách và xác định được cấu trúc một số hợp chất trong cao acetone thô của loài địa y Parmotrema tsavoense (Parmeliaceace).

Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp các tài liệu khoa học có liên quan. - Sử dụng các kĩ thuật sắc kí, kết tinh để phân lập và tinh chế một số hợp chất hữu cơ trong các cao phân đoạn. - Sử dụng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại (MS, NMR, .) để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ phân lập được.1 Giới thiệu thực vật Địa y là loài thực vật bậc thấp đặc biệt, là kết quả cộng sinh giữa nấm (mycobiont) và một bộ phận quang hợp (photobiont và phycobiont) thường là tảo (green alga) và vi khuẩn lam (cyanobacterium). Nhờ dạng sống này, địa y có thể sống được ở nhiều nơi như trên đất đá, thân cây, lá cây, trong những điều kiện môi trường từ vùng khô hạn đến vùng khắc nghiệt.

Ở Việt Nam, người ta dễ dàng tìm thấy sự có mặt của địa y ở những nơi quen thuộc với sự phân bố phong phú và đa dạng.2 Một số ứng dụng từ địa y Địa y đã được sử dụng làm thực phẩm, làm phẩm nhuộm, mỹ phẩm, xà phòng, nguyên liệu thô trong sản xuất nước hoa và trong y học cổ truyền. Khoảng 700 tấn địa y Evernia prunastri và Pseudevernia furfuracea (gọi là oakmoss) được khai thác hàng năm ở Pháp cho ngành công nghiệp nước hoa như địa y Lobaria pulmonariai. Ngoài công dụng chữa bệnh, địa y còn được sử dụng làm thực phẩm, mỹ phẩm, xà phòng, nước hoa [36]. Y học cổ truyền Trung quốc từng sử dụng 71 loài địa y của 17 chi (9 họ) với mục đích làm thuốc chữa bệnh trong đó địa y thuộc họ Parmeliaceae, Usneaceae, Cladionaceae được sử dụng nhiều hơn hết [36].

Một vài loại cao điều chế từ địa y được sử dụng để trị các bệnh khác nhau như địa y Lobaria pulmonaria được sử dụng để chữa những bệnh liên quan đến đường hô hấp, viêm khớp [2]. Địa y Parmelia sulcata chữa các bệnh về sọ não, loài Peltigera được sử dụng để chữa trị các bệnh dại [3], địa y Cetraria islandica được sử dụng ở Thuỵ Điển làm thuốc chữa bệnh đái tháo đường, viêm phổi [1], đia y Xanthoria parientina được dùng để chữa bệnh vàng da còn chi Usnea để dưỡng tóc và địa y Cetraria islandica (được gọi Ireland moss) chữa nhiễm khuẩn và tiêu chảy [36].3 Tổng quan về địa y 1.1 Phân bố và phân loại địa y Thành phần tảo của địa y sản sinh các carbohydrate bằng quá trình quang hợp, còn thành phần nấm sản sinh các hợp chất tự nhiên (để chống tia UV, ngăn chặn sâu bọ và các loài động vật ăn cỏ, …), cung cấp nước và khoáng chất. Kết quả từ sự cộng sinh này giúp địa y có thể sinh trưởng và sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt, chủ yếu ở 4 vùng vĩ độ cao, vùng nhiệt đới, và có thể hiện diện ở khắp mọi nơi như trên đá, đất, lá cây, thân cây, kim loại, thủy tinh [36]. Hiện nay có khoảng 17.000 loài địa y đã được tìm thấy.

Thông thường địa y chia làm 3 dạng [36]. lavicola, Hypogymnia cf. Ba dạng chính của địa y 1.2 Vai trò sinh thái của các hợp chất tự nhiên trong địa y  Bảo vệ đối với cây trồng bậc thấp và bậc cao.  Các hợp chất thơm hấp thụ tia UV, bảo vệ địa y chống lại bức xạ có hại.

 Các carboxylic acid từ địa y là tác chất tạo phức mạnh và giúp cho địa y lấy được các khoáng chất từ vật chủ nơi địa y bám vào (substrate) [36].  Giúp xua đuổi thú ăn thịt và côn trùng.3 Nghiên cứu hoá học về các hợp chất trong địa y Có nhiều hệ thống phân loại các hợp chất hóa học từ địa y, trong đó được sử dụng nhiều nhất là hệ thống phân loại do Shibata đề nghị [12]. Sinh tổng hợp của các hợp chất từ địa y 5 Các hợp chất hóa học trong địa y được chia làm ba nhóm chính dựa theo nguồn gốc sinh tổng hợp của chúng (Hình 1.[36]  Nguồn gốc acid shikimic: terphenylquinone và dẫn xuất của acid tetronic.  Nguồn gốc acid mevalonic: triterpenoid.

 Nguồn gốc acetate-malonate: các acid dây dài và các acid phenol 1.4 Nghiên cứu hóa học của chi Parmotrema Những nghiên cứu hóa học cho đến nay được thống kê trên 14 loài địa y thuộc chi Parmotrema. Cấu trúc hóa học của các hợp chất đã được cô lập từ một số loài địa y chi Parmotrema được trình bày trong hình 1.1 Parmotrema conformatum Acid protocetraric (28), acid malonprotocetraric (30), và acid (+) - (12R)-usnic (63) được cô lập bởi Keogh M.2 Parmotrema dilatum Depside atranorin (17), depsidone acid salazinic (23), acid norstictic (26), acid hypostictic (27), và acid protocetraric (28) được cô lập bởi Honda N.3 Pamotrema lichexanthonicum Depside atranorin (17), depsidone acid salazinic (23), và xanthone lichexanthone (64) được cô lập từ cao chloroform bởi Micheletti A.4 Parmotrema mellissii Methyl orsellinate (11), ethyl orsellinate (12), n-butyl orsellinate (13), methyl β- orsellinate (14), methyl haematommate (15), ethyl chlorohaematommate (16), atranorin (17), chloroatranorin (18), acid α-alectoronic (32), acid α-collatolic (33), acid 2'''-O- methyl-α-alectoronic (34), acid 2'''-O-ethyl-α-alectoronic (35), acid dehydroalectoronic (36), acid dehydrocollatolic (37), (5'α)-5'-ethoxy-5,11-dihydroxy-9-(2-oxoheptyl)-4',5'- dihydro-3'H,8H-spiro[benzo[6,7][1,4]dioxepino[2,3f]-isochromene-2,2'-furan]-4,8(1H)- dione (38), (5'β)-5'-ethoxy-5,11-dihydroxy-9-(2-oxoheptyl)-4',5'-dihydro-3'H,8H- spiro[benzo[6,7][1,4]dioxepino[2,3f]-isochromene-2,2'-furan]-4,8(1H)-dione (39), isocoumarin A (46), 5'-butoxy-5,11-dihydroxy-9-(2-oxoheptyl)-4',5'-dihydro-3'H,8H- spiro[benzo[6,7][1,4]dioxepino[2,3f]isochromene-2,2'-furan]4,8(1H)-dione (32), , acid β-alectoronic (48), acid 2'''-O-methyl-β-alectoronic (49), acid 2'''-O-ethyl-β-alectoronic (50), acid (+)-(12R)-usnic (63), và skyrin (62) được cô lập bởi Le H.5 Parmotrema nilgherrense Acid α-alectoronic (32), acid α-collatolic (33), và acid dehydrocollatolic (36) được cô lập bởi Kharel M. Depside atranorin (17) được cô lập bởi Neeraj V.6 Parmotrema planatilobatum Năm 2011, Duong TH đã cô lập 7 hợp chất methyl β-orsellinate (14), methyl orsellinate (11), acid orsellinic (10), methyl haematommate (15), atranorin (17), acid lecanoric (20), và acid (+)-(12R)-usnic (63) [12].7 Parmotrema praesorediosum Acid (+)-praesorediosic (1), acid (+)-protopraesorediosic (2), atranorin (17) và chloroatranorin (18) được cô lập bởi David F. Acid lecanoric (20) và acid stictic (25) được cô lập từ Parmotrema praesorediosa (Nyl.

Chi đã cô lập prasoether D (61), zeorin (65), và acid 1β,3β- diacetoxyhopan-29-oic (66) (2011) [23].