Đồ án: Khảo sát thành phần hóa học cây An Xoa (Helicteres hirsuta) tại Bình Phước

Nghiên cứu thành phần hóa học cây An Xoa (Helicteres hirsuta) tại Bình Phước. Tìm hiểu các hợp chất có hoạt tính sinh học, hỗ trợ điều trị bệnh.

• Tác giả: Lê Đăng Khoa
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Minh Hảo
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học
• Đề tài: Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Cây An Xoa (Helicteres Hirsuta Lour) Thu Hái Tại Tỉnh Bình Phước
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp Đại Học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây An Xoa Bình Phước

Cây An Xoa (Helicteres hirsuta Lour) là một loài thực vật quý hiếm được tìm thấy tại Bình Phước với nhiều ứng dụng trong y học cổ truyền. Chi Helicteres đã được sử dụng từ xưa để chữa trị các bệnh lý khác nhau, đặc biệt là những căn bệnh nan y. Nghiên cứu khảo sát thành phần hóa học cây An Xoa tại Xã Bù Nho, Huyện Phước Long, Tỉnh Bình Phước đã mở ra hướng đi mới trong tìm kiếm các phương thuốc chữa bệnh từ thiên nhiên. Cây An Xoa được biết đến với khả năng ức chế tế bào ung thư gan, tuy nhiên cây An Xoa địa phương tại Bình Phước vẫn chưa được nghiên cứu một cách toàn diện.

1.1. Đặc điểm cây An Xoa

Cây An Xoa thuộc chi Helicteres, là một loài thực vật có giá trị y học cao. Thực vật này phân bố tại các vùng có khí hậu nhiệt đới, đặc biệt là tại Tỉnh Bình Phước. Cây An Xoa có cấu trúc hình thái đặc biệt với các bộ phận chính gồm thân và lá, mỗi bộ phận đều chứa những hợp chất hóa học có tác dụng sinh học khác nhau.

1.2. Ứng dụng y học truyền thống

Người dân Bình Phước lâu nay sử dụng cây An Xoa để chữa bệnh ung thư gan và các bệnh nan y khác. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng cao chiết từ loài Helicteres hirsuta L. có hoạt tính ức chế dòng tế bào Hep-G2, cho thấy tiềm năng chữa bệnh ung thư của loài cây này. Điều này tạo nên nhu cầu cấp thiết trong việc nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học và tác dụng sinh học của cây An Xoa.

II. Phương pháp khảo sát thành phần hóa học

Để khảo sát thành phần hóa học cây An Xoa Bình Phước, các nhà nghiên cứu sử dụng quy trình trích ly và cô lập hợp chất một cách khoa học. Nguyên liệu cây An Xoa được tách thành hai phần chính: thân và lá, sau đó xử lý thành dạng bột khô. Bột khô được ngâm trong dung môi ethanol 96° ở nhiệt độ phòng để trích ly các hợp chất hữu cơ. Quá trình cô quay thu được cao ethanol được phân loại bằng các đơn dung môi khác nhau. Các phân đoạn cao được tinh chế bằng kỹ thuật sắc ký cột và kết tinh để thu được các hợp chất thuần khiết.

2.1. Quy trình trích ly và chiết tách

Quá trình trích ly hợp chất từ cây An Xoa bắt đầu bằng xử lý nguyên liệu thành dạng bột khô. Bột được ngâm trong ethanol 96° ở nhiệt độ phòng để tối ưu hóa hiệu suất trích ly. Sau đó, dung dịch được cô quay dưới áp suất giảm để loại bỏ dung môi, thu được cao ethanol chứa các hợp chất hoạt tính. Quá trình này đảm bảo bảo vệ tối đa các hợp chất nhạy cảm với nhiệt.

2.2. Cô lập và tinh chế hợp chất

Các phân đoạn cao từ bước trích ly được phân loại bằng đơn dung môi khác nhau. Tiếp theo, các phân đoạn được tinh chế bằng sắc ký cột và phương pháp kết tinh để thu được các hợp chất thuần khiết. Kết quả thu được bốn hợp chất chính là HC-A, HC-B, HC-C, HC-D. Mỗi hợp chất được xác định độ tinh khiết bằng sắc ký lớp mỏng và đo nhiệt độ nóng chảy.

III. Xác định cấu trúc các hợp chất

Việc xác định cấu trúc hợp chất từ cây An Xoa Bình Phước là bước quan trọng để hiểu rõ hoạt tính sinh học. Các hợp chất cô lập (HC-A, HC-B, HC-C, HC-D) được phân tích sử dụng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc hóa học, giúp xác định các nhóm chức năng và sắp xếp nguyên tử. Phổ khối (MS) cho biết khối lượng phân tử và các mảnh vỡ đặc trưng. Sự kết hợp của các kỹ thuật này tạo nên một hình ảnh hoàn chỉnh về cấu trúc phân tử của các hợp chất.

3.1. Phương pháp phổ NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là công cụ mạnh mẽ trong xác định cấu trúc hóa học. Kỹ thuật này cung cấp thông tin chi tiết về vị trí các nguyên tử hydrogen và carbon trong phân tử. Thông qua NMR, các nhà khoa học có thể nhận diện các nhóm chức năng như hydroxyl, carbonyl, methyl, methylene, và các nhóm khác. Các phổ NMR của các hợp chất HC-A, HC-B, HC-C, HC-D đã cung cấp dữ liệu quan trọng để đề xuất cấu trúc của chúng.

3.2. Phương pháp phổ khối MS

Phổ khối (MS) cho phép xác định khối lượng phân tử chính xác của các hợp chất từ cây An Xoa. Phương pháp này cung cấp thông tin về các mảnh vỡ ion, giúp hiểu rõ cách phân tử bị phân mảnh dưới điều kiện ion hóa. Kết hợp với NMR, phổ khối tạo nên một hình ảnh hoàn chỉnh về cấu trúc phân tử của các hợp chất, từ đó xác định tính chất và khả năng hoạt tính sinh học của chúng.

IV. Ý nghĩa và triển vọng nghiên cứu

Khảo sát thành phần hóa học cây An Xoa Bình Phước có ý nghĩa y học sâu sắc và hứa hẹn những ứng dụng thực tiễn. Việc xác định các hợp chất hữu cơ từ cây An Xoa địa phương là bước tiến quan trọng trong tìm kiếm những phương thuốc mới từ thiên nhiên. Các hợp chất cô lập (HC-A, HC-B, HC-C, HC-D) từ cây An Xoa có tiềm năng trong việc chữa trị bệnh ung thư và các bệnh nan y khác. Những phát hiện này mở ra các hướng nghiên cứu mới về hoạt tính sinh học của các loài thực vật địa phương, góp phần phát triển dược liệu quốc gia. Cây An Xoa Bình Phước từ đó trở thành nguồn tài nguyên quý báu cho công nghiệp dược phẩm và y học hiện đại.

4.1. Ứng dụng trong phát triển dược phẩm

Các hợp chất cô lập từ cây An Xoa có thể được phát triển thành những liệu pháp chữa bệnh mới. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư của những hợp chất hóa học này cho phép các nhà khoa học thiết kế và tổng hợp những dẫn chất mới với hoạt tính tăng cường. Việc bảo vệ và phát triển bền vững cây An Xoa Bình Phước sẽ đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất dược phẩm từ thiên nhiên, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của y học hiện đại.

4.2. Hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo

Những khảo sát thành phần hóa học tiếp theo cần tập trung vào hoạt tính sinh học chi tiết của từng hợp chất. Các thử nghiệm lâm sàng sẽ xác nhận hiệu quả chữa bệnh thực tế của các hợp chất. Nghiên cứu so sánh cây An Xoa từ các địa điểm khác nhau có thể phát hiện những điểm khác biệt về thành phần hóa học và hoạt tính. Tiếp tục các công trình này sẽ góp phần to lớn vào phát triển dược học và tăng cường sử dụng hiệu quả của tài nguyên sinh vật quốc gia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Từ lâu, ngành Dƣợc liệu cổ truyền đƣợc xem nhƣ nguồn gốc của ngành Dƣợc hiện đại. Có rất nhiều bằng chứng cho thấy những chế phẩm phục vụ chữa trị của Tây y có nguồn gốc từ Đông y, hay nói cách khác là từ cây, cỏ. Vì vậy, việc tìm hiểu và nhận danh các chất hữu cơ của một loại cây, cỏ là điều cần thiết và có ý nghĩa khoa học. Thực tế cho thấy Việt Nam là một quốc gia có tỷ lệ dân số mắc ung thƣ cao, trong đó ung thƣ gan là một căn bệnh phổ biến và chƣa có thuốc đặc trị, yếu tố này thúc đẩy các nhà nghiên cứu trong và ngoài nƣớc luôn nỗ lực để tìm ra phƣơng pháp, thuốc điều trị.

Trong những năm gần đây, xu hƣớng bào chế thuốc đi từ nguồn gốc thiên nhiên đƣợc ƣa chuộng hơn những phƣơng pháp khác, do sự tƣơng tác của các thành phần tự nhiên với cơ thể êm dịu hơn và thƣờng không gây tác dụng phụ ảnh hƣởng đến cơ thể bệnh nhân. Theo tìm hiểu, có rất nhiều bệnh nhân bệnh gan đáp ứng rất tốt với cây An xoa nên trong khóa luận này sẽ tập trung vào nghiên cứu thành phần hóa học của cây An xoa đƣợc thu hái tại Xã Bù Nho, Huyện Phƣớc Long, Tỉnh Bình Phƣớc. Để góp phần tìm hiểu và nhận danh một số hợp chất có trong thành phần của cây An Xoa Helicteres hirsuta Lour chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học của cây An Xoa (Helicteres hirsuta Lour.) thu hái tại tỉnh Bình Phƣớc”. Mục tiêu luận văn: Nghiên cứu chiết tách một số hợp chất từ các phân đoạn cao thân và lá cây An Xoa (Helicteres hirsuta L.), thuộc họ Trôm Sterculiaceae đƣợc thu hái tại Xã Bù Nho Huyện Phƣớc Long, Tỉnh Bình Phƣớc.

Từ đó làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu sau này. Nội dung luận văn bao gồm: 1. Trích ly các hợp chất từ bột cây 2. Điều chế các loại cao có độ phân cực tăng dần từ cao tổng ethanol 3.

Phân lập một số hợp chất tự nhiên 4. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất đã phân lập bằng phổ 1D-NMR (1H,13C- NMR), 2D-NMR (HSQC, HMBC), MS. Đặc điểm thực vật 1. Giới thiệu về chi Helicteres Chi Helicteres thuộc Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Bộ: Bông (Malvales) Họ: Trôm (Sterculiaceae) Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và dƣợc tính của cây thuộc chi Helicteres.

Các loài thuộc chi Helicteres đƣợc sử dụng trong y học cổ truyền để chữa sốt rét, cảm mạo, viêm họng, sởi, tiêu chảy, lỵ, viêm ruột,. Ở Việt Nam, 6 loài thuộc chi Helicteres đƣợc ghi nhận trong tài liệu [1], bao gồm:  Tổ kén (Helicteres angustifolia L.)  Tổ kén cái (Helicteres hirsuta L.)  Tổ kén hoa trắng (Helicteres viscida Blume.)  Tổ kén không lông (Helicteres glabriuscula Wall.)  Tổ kén lá mác (Helicteres lanceolata DC.)  Tổ kén tròn (Helicteres isora L. Loài Helicteres hirsuta L. Tên tại Việt Nam: Cây An Xoa, Tổ Kén Cái, Dó Lông, Thâu Kén Cái (Hình 1.

Tên khoa học: Helicteres hirsuta L., thuộc họ Trôm - Sterculiaceae. Mô tả: Cây bụi cao từ 1-3 m; nhánh hình trụ, có lông. Lá hình trái xoan dài 5-17 cm, rộng 2,5-7,5 cm, gốc cụt hay hình tim, đầu nhọn thành mũi nhọn, mép có răng không đều, mặt dƣới màu trắng, cả hai mặt phủ đầy lông hình sao; gân gốc 5, cuống dài 0,8-4 2 cm; lá kèm hình dải, có lông dễ rụng. Cụm hoa là những bông ngắn, đơn hay xếp đôi ở nách lá.

Hoa màu hồng hay đỏ; cuống hoa có khớp và có lá bắc dễ rụng; đài hình ống phủ lông hình sao, màu đo đỏ, chia 5 răng; cánh hoa 5; cuống bộ nhị có vân đỏ; nhị 10, nhị lép bằng chỉ nhị; bầu có nhiều gợn, chứa 25-30 màu trong mỗi lá noãn. Quả nang hình trụ nhọn; hạt nhiều, hình lang trụ. Ra hoa kết quả vào mùa đông. Bộ phận dùng: Rễ và lá - Radix et Folium Heliteres Hirsutae.

Nơi sống: Nam Trung Quốc và nhiều nƣớc Nam Á. Ở nƣớc ta, cây mọc rất phổ biến, thƣờng gặp trên các đồi cây bụi trãi nắng. Công dụng: Cây dùng làm thuốc chữa u nhọt. Rễ dùng làm dịu đau, dùng chữa kiết lỵ, đậu sởi, cảm cúm và làm thuốc tiêu độc, còn dùng chữa đái dắt [1].

Cây An Xoa [1, 2] 1. Ứng dụng chữa bệnh của các loài thuộc chi Helicteres Các loài thuộc chi Helicteres có nhiều ứng dụng đƣợc nhắc đến trong các bài thuốc dân gian, các bộ phân trên mỗi loài cũng mang những công dụng khác nhau [1] :  Tổ kén (Helicteres angustifolia L.): thƣờng đƣợc dùng chữa sốt rét, cảm mạo nhiệt độ cao không giảm, viêm họng, viêm tuyến mang tai, sởi, ỉa chảy, lỵ, viêm ruột, lở ngứa ngoài da, trĩ, tràng nhạc, đau đầu, miệng khát. Cũng đƣợc dùng trị rắn độc cắn. Trong dân gian, ngƣời ta dùng làm thuốc giải trừ ban sởi giải nhiệt độc và rửa loại 3 mụn đóng vẩy nến.

 Tổ kén hoa trắng (Helicteres viscida Blume.): Lá, rễ đƣợc dùng làm thuốc chữa hen có kết quả, thân và lá đƣợc dùng trị đau bụng, ỉa chảy, lỵ, đái ra máu và thoát giang.  Tổ kén không lông (Helicteres glabriuscula Wall.): rễ đƣợc dùng để trị sốt rét, lỵ, trị cảm mạo, bệnh sởi và trị rắn cắn  Tổ kén lá mác (Helicteres lanceolata DC.): lá đƣợc ngâm rƣợu làm thuốc bổ cho phụ nữ sau khi sinh, rễ đƣợc dùng trị cảm mạo, ho, bệnh sởi và lỵ.  Tổ kén tròn (Helicteres isora L.): Ở Trung Quốc, rễ cây đƣợc dùng để chữa viêm dạ dày mạn tính, loét dạ dày, dùng chữa tắc ruột và cảm mạo phát nhiệt. Ở Ấn độ, rễ và vỏ cây đƣợc dùng chữa trị bệnh về ruột, chống tiết sữa, trị cảm cúm và dùng ngoài đắp mụn nhọt, vỏ đƣợc dùng để chữa lỵ, ỉa chảy, dịch rễ dùng chữa đái đƣờng, đau dạ dày và trị rắn cắn, quả đƣợc dùng trị đau bụng và đầy hơi ở trẻ em.

Ở Thái Lan, ngƣời ta dùng vỏ thân và rễ làm thuốc lợi tiêu hóa. còn quả dùng trị đau dạ dày, đau cơ, viêm gan chống đầy hơi trừ ỉa chảy, lỵ, và làm thuốc long đƣờm. Những nghiên cứu về loài thuộc chi Helicteres Chi Helicteres rất đa dạng về hoạt tính sinh học cũng nhƣ thành phần hóa học. Thành phần hóa học bao gồm các hợp chất thuộc họ: steroid, triterpenoid, lignan, phenyl pro- panoid, flavonoid, alkaloid,.

Trong các loài thuộc chi Helicteres, 3 loài: tổ kén (Helicteres angustifolia L.), tổ kén cái (Helicteres hirsuta L.), tổ kén tròn (Helicteres isora L.) đƣợc nghiên cứu rộng rãi trên thế giới. Thành phần hóa học loài Helicteres angustifolia L. Cây tổ kén (Helicteres angustifolia L.) thuộc họ trôm - Sterculiaceae là một loài thực vật có hoa, ra hoa kết quả quanh năm nhƣng chủ yếu vào tháng 5-7, rễ cây tổ kén có công dụng chữa bệnh trong dân gian [1]. Chính vì vậy các nghiên cứu dƣới đây đều lấy rễ cây tổ kén làm đối tƣợng để nghiên cứu.

Cây tổ kén đƣợc nghiên cứu thành phần hóa học vào năm 1990, Chiu-Ming Chen cùng với các cộng sự đã phân lập 5 hợp chất mansonone là mansonone E (45), H (46), M (47), F (48) và helicquinone (49) [3]. Năm 2003, nhóm tác giả đến từ Trung Quốc đã cô lập đƣợc 2 hợp chất triterpenoid từ vỏ rễ của cây tổ kén là: methyl 3β-hydroxyolean-12-en-27-benzoyloxy-28-oate (17) và 3β-O-(p-hydroxy-(E)-cinnamoyl) -12-oleanen-28-oic acid (18) [4]. 4 Vào năm 2006, nhóm tác giả đến từ Đài Loan đã phân lập đƣợc 4 hợp chất tự nhiên thuộc họ steroid là cucurbitacin B 2-sulfate (1) và cucurbitacin G 2-O-β-D- glucopyranose (2) - hai hợp chất mới, cùng hai hợp chất đã đƣợc biết đến trƣớc đó là arvenin I (4) và III (3) [5]. Cùng năm 2006, Wenliang Chen cùng các cộng sự đã phân lập đƣợc 28 hợp chất từ rễ và thân của cây tổ kén [6] : Steroid (4 hợp chất): 2α,7β,20α-trihydroxy-3β,21-dimethoxy-5-pregnene (5), cucur- bitacin D (6), J (7), β-sitosterol (8).

Ketone: 6,7,9α-trihydroxy-3,8,11α-trimethylcyclohexo-[d,e]-coumarine (50) Lignan-phenylpropanoid (7 hợp chất): Lariciresinol (52), Coniferyl alcohol (53), 3- (3,4-dimethoxyphenyl)-2-propenal (54), rosmarinic acid (59), (±)-Pinoresinol (63), lirioresinol B (66), (±)-trans-Dihydrodiconiferyl alcohol (69). Sau đó, năm 2012, rễ của loài này tiếp tục đƣợc nghiên cứu, kết quả là 16 hợp chất đã đƣợc phân lập [8]: heligenin A (10), heligenin B (11), helicterone A (89), cucurbitacin B (12), D (6), I (13), E (14), 3β-acetoxy-27-[(4-hydroxybenzoyl)oxy]lup-20(29)-en- 5 28-oic acid (31), protocatechuic aldehyde (96), tiliroside (72), (±)-trans- dihydrodiconiferyl alcohol (69), urolignoside (70), rosmarinic acid (59), Syringic acid- 4-O-α-rhamnopyranose (91), 3β-acetoxybetulinic acid (40), hexanorcucurbitacin I (16). Năm 2016, Xiang Yin và các cộng sự đã phân lập đƣợc 12 hợp chất [9]: 8-acetyl-9- hydroxy-3-methoxy-7-methyl-1-phenalenone (51), hedyotol C 7”-O-β-D- glucopyranoside (57) và hedyotol D 7”-O-β-D-glucopyranoside (58), machicendonal (56), dihydrodehydrodiconiferyl alcohol (69), kaempferol 3-O-β-D-glucopyranoside (71), tiliroside (72), kaempferol (73), (5,7,8,3’-tetrahydroxy-4’-methoxyflavone) (74), (5,7,8-trihydroxy-4’-methoxy flavone) (75), hesperidin (77), homoeriodictyol-7-O-β- D-glucopyranoside (78). Thành phần hóa học loài Helicteres isora L.

Tổ kén tròn (Helicteres isora Linn.) thuộc họ trôm - Sterculiaceae là một loài thực vật có hoa mọc ở rừng ven suối ở nƣớc ta. Ở những nơi khác nhau mục đích trị bệnh cũng khác nhau, rễ đƣợc dùng để chữa viêm dạ dày mạn tính, loét dạ dày ở Trung Quốc, còn ở Ấn Độ rễ và vỏ cây đƣợc dùng trị bệnh về ruột, chống tiết sữa, trị cảm cúm, dùng ngoài đắp mụn nhọt [1]. Nghiên cứu của nhóm tác giả dẫn đầu bởi Mark F. Bean đã phân lập 2 hợp chất thuộc họ steroid từ rễ cây tổ kén tròn là cucurbitacin B (12) và isocucurbitacin B (15) [10].

Sau đó, năm 1999, Tosiko Satake cùng các cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học của quả cây tổ kén tròn [11], kết quả cho thấy có 3 hợp chất dẫn xuất của rosmarinic acid là: 4'-O-β-D-glucopyranosyl rosmarinic acid (60), (4,4'-O-di-β-D-glucopyranosyl rosmarinic acid) (61), 2R-O-(4'-O-β-D-glucopyranosylcaffeoyl)-3-(4-hydroxyphenyl) lactic acid (62) và rosmarinic acid (59) đƣợc phân lập từ quả của loài này. Năm 2001, nhóm tác giả đến từ Nhật Bản và Indonesia đã phân lập thành công 5 hợp chất họ fla- vonoid có liên kết với các glucuronide từ quả của loài này, đây là những dẫn xuất của isoscutellarein gồm các hợp chất (84-88) [12]. Những nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Helicteres 1. Hoạt tính sinh học của loài Helicteres angustifolia L.

Nghiên cứu của nhóm tác giả từ Nhật Bản đã chỉ ra rằng: chiết xuất từ rễ cây tổ kén H. angustifolia làm giảm lƣợng đƣờng huyết sau 28 ngày điều trị. Ngoài ra nồng độ cho- lesterone tốt đƣợc tăng lên [13]. Nghiên cứu của Shuang Sun cùng các cộng sự cũng cho thấy phân đoạn chứa các pol- ysaccharide từ rễ cây tổ kén thu tập tại Lào thể hiện hoạt tính điều hòa miễn dịch trên đại thực bào [14].

Một phần nghiên cứu của tác giả Min-Hsiung Pan đã thử nghiệm lâm sàng hoạt tính gây độc một số dòng tế bào (COLO 205, Hep G2, AGS) của các hợp chất đã cô lập từ vỏ rễ của loài H.