Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, sở hữu nguồn tài nguyên thực vật phong phú và đa dạng. Trong hệ thực vật đó, các loài thuộc chi Đinh lăng (Polyscias), họ Nhân sâm (Araliaceae) từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền và dân gian nhằm bồi bổ sức khỏe, tăng cường thể lực, chống suy nhược cơ thể, chống lão hóa, cũng như hỗ trợ điều trị các chứng đau đầu, đau tức ngực và một số bệnh lý khác.
Cây Đinh lăng trổ có tên khoa học là Polyscias guilfoylei Bail., thuộc chi Polyscias, họ Nhân sâm (Araliaceae). Mặc dù chi Polyscias đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về các loài như Polyscias fruticosa, Polyscias balfouriana, Polyscias filicifolia, đối với loài Polyscias guilfoylei Bail. thì các dữ liệu hóa học thực vật phần lớn mới dừng lại ở mức khảo sát sơ bộ hoặc tập trung trên bộ phận lá. Do đó, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu thành phần hóa học trên bộ phận vỏ thân của loài cây này nhằm bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học về các hợp chất tự nhiên.
Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu chính của đề tài bao gồm:
- Thu thập, xử lý nguyên liệu vỏ thân cây Đinh lăng trổ Polyscias guilfoylei Bail. và xác định độ ẩm ban đầu của mẫu.
- Điều chế cao chiết tổng ethanol từ bột vỏ thân khô bằng phương pháp ngâm dầm, sau đó chiết phân bố lỏng - lỏng với các dung môi có độ phân cực tăng dần (n-hexan, etyl acetat, n-butanol).
- Sử dụng các kỹ thuật sắc ký cột silica gel pha thường kết hợp kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng (TLC) để phân lập và tinh chế các hợp chất tinh khiết từ các phân đoạn cao chiết.
- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất cô lập được bằng các phương pháp phổ học hiện đại (1D-NMR, 2D-NMR, LC/MS ESI) kết hợp đối chiếu tài liệu tham khảo.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Vỏ thân cây Đinh lăng trổ Polyscias guilfoylei Bail., họ Nhân sâm (Araliaceae).
- Phạm vi không gian và thời gian: Mẫu thực vật tươi được thu hái tại tỉnh Khánh Hòa vào tháng 7 năm 2011, được thẩm định tên khoa học bởi ThS. Liêu Hồ Mỹ Trang thuộc Bộ môn Hóa Thực vật, Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh. Các thực nghiệm phân lập và đo phổ được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh và Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội). Khóa luận được hoàn thành vào tháng 5 năm 2012.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và phân loại hóa thực vật
Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về hóa học hợp chất thiên nhiên, đặc biệt là nhóm hợp chất chuyển hóa thứ cấp đặc trưng của họ Nhân sâm (Araliaceae) và chi Polyscias:
- Nhóm triterpenoid saponin: Khung aglycon dạng oleanan (như acid oleanolic, hederagenin, echinocystic acid) liên kết với một hoặc nhiều mạch đường (D-glucose, D-glucuronic acid, L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose, D-xylose) qua liên kết ether hoặc ester monodesmosidic/bisdesmosidic.
- Các nhóm hợp chất khác đã được ghi nhận trong chi Polyscias: Hợp chất steroid (stigmasterol, spinasterol và các dẫn xuất glycosid), hợp chất phenolic/flavonoid, polyacetylen (falcarinol, panaxydol), tinh dầu (sesquiterpen như β-elemen, β-germacren-D), acid béo và acid amin.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp chiết tách: Ngâm dầm nguyên liệu bột khô trong ethanol $96^\circ$ ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ nhiều lần để thu cao toàn phần; chiết lỏng - lỏng phân đoạn liên tục với n-hexan, etyl acetat và n-butanol.
- Phương pháp sắc ký:
- Sắc ký cột cổ điển (CC): Pha tĩnh là Silica gel 60 ($0{,}06\text{ mm}$, Merck); pha động là hệ dung môi giải ly có độ phân cực tăng dần: eter dầu hỏa - clorofom (Ed:C), clorofom - metanol (C:M), và clorofom - metanol - nước ($\text{C}:\text{M}:\text{H}_2\text{O}$).
- Sắc ký lớp mỏng (TLC): Bản mỏng pha thường Kieselgel 60 $\text{F}_{254}$ ($20 \times 20\text{ cm}$, Merck) và bản mỏng pha đảo RP-18 (Merck). Thuốc thử hiện hình là dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc, kết hợp sấy nhiệt.
- Phương pháp phân tích phổ cấu trúc:
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ($^1\text{H-NMR}$) và carbon ($^{13}\text{C-NMR}$ kết hợp kỹ thuật DEPT) thực hiện trên máy Bruker AC.20 và Bruker AC.200 ở tần số $500\text{ MHz}$.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều (2D-NMR): HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence), HMBC (Heteronuclear Multiple Bond Correlation), và COSY (Correlation Spectroscopy).
- Phổ khối lượng sắc ký lỏng ion hóa phun sương điện tử (LC/MS ESI) ở chế độ ghi ion âm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này hệ thống hóa các tài liệu khoa học về phân loại thực vật, thành phần hóa học và tác dụng sinh học của chi Polyscias nói chung và loài Polyscias guilfoylei Bail. nói riêng:
- Mô tả thực vật: Polyscias guilfoylei Bail. là cây bụi cao 3–4 m, thân ít phân nhánh. Lá có hình thái đa dạng, màu lục sáng với viền trắng, xẻ lông chim đều đặn, cuống lá ngắn và to, có sọc hoặc đốm, lá chét thuôn mang răng cưa không đều.
- Tổng quan hóa học chi Polyscias:
- Polyscias guilfoylei Bail.: Nghiên cứu năm 2010 của Nguyễn Thị Ánh Tuyết đã cô lập 8 hợp chất từ lá: isophytol, acid oleanolic, acid 3-O-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→4)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, acid 3-O-[β-D-glucopyranosyl-(1→3),β-D-glucopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, acid 3-O-[β-D-glucopyranosyl-(1→2),β-D-glucopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, và 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→4)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic 28-O-β-D-glucopyranosyl ester.
- Các loài khác cùng chi: Tác giả thống kê chi tiết saponin, steroid, polyacetylen và flavonoid từ P. amplifolia, P. dichroostachya, P. filicifolia, P. fulva, P. fruticosa, P. nodosa, P. scutellaria, P. balfouriana và P. murrayi.
- Tổng quan dược tính: Dịch trích nước và diclorometan từ lá tươi P. guilfoylei có khả năng quyến rũ ruồi trái cây. Đối với các loài cùng chi, các nghiên cứu chứng minh tác dụng tăng lực, chống stress/trầm cảm ở liều 45–180 mg/kg chuột (P. fruticosa), kháng khuẩn Staphylococcus aureus và kháng đột biến gen (P. filicifolia), chống viêm loét dạ dày (P. balfouriana), ức chế tế bào ung thư buồng trứng A2780 (P. amplifolia), và ức chế enzyme kinase Itk (P. murrayi).
Chương 2: Thực nghiệm
Chương 2 trình bày quy trình xử lý mẫu, điều chế các loại cao chiết và các bước sắc ký cô lập từng hợp chất:
- Xác định độ ẩm và điều chế cao: Mẫu vỏ thân tươi được làm sạch, sấy ở $60\text{–}65^\circ\text{C}$ đến khối lượng không đổi để xác định độ ẩm trung bình. Bột khô được ngâm dầm trong ethanol $96^\circ$, cô quay thu hồi dung môi thu được $111{,}730\text{ g}$ cao ethanol tổng. Phân bố lỏng - lỏng tạo ra $5{,}000\text{ g}$ cao hexan, $16{,}420\text{ g}$ cao etyl acetat và $20{,}100\text{ g}$ cao butanol.
| Phân đoạn cao chiết |
Khối lượng thu được (g) |
Phương pháp điều chế |
Trạng thái / Định hướng nghiên cứu |
| Cao ethanol tổng |
$111{,}730$ |
Ngâm dầm bột vỏ thân trong EtOH $96^\circ$ |
Cao chiết mẹ ban đầu |
| Cao n-hexan |
$5{,}000$ |
Chiết lỏng - lỏng từ cao ethanol |
Tiến hành sắc ký cô lập chất ED-1 |
| Cao etyl acetat |
$16{,}420$ |
Chiết lỏng - lỏng từ phần còn lại |
Lưu trữ, chưa tiến hành sắc ký |
| Cao n-butanol |
$20{,}100$ |
Chiết lỏng - lỏng từ phần còn lại |
Tiến hành sắc ký cô lập chất BU-1 |
- Quy trình cô lập chất ED-1 từ cao hexan ($5{,}000\text{ g}$):
- Cột 1: Sắc ký silica gel giải ly bằng hệ eter dầu hỏa : clorofom (Ed:C), chia thành 4 phân đoạn (H.1: $0{,}900\text{ g}$; H.2: $0{,}200\text{ g}$; H.3: $2{,}080\text{ g}$; H.4: $1{,}120\text{ g}$).
- Cột 2: Sắc ký phân đoạn H.3 ($2{,}080\text{ g}$) giải ly bằng Ed:C thu 3 phân đoạn (H.3.1: $0{,}120\text{ g}$; H.3.2: $1{,}640\text{ g}$; H.3.3: $0{,}130\text{ g}$).
- Cột 3: Sắc ký phân đoạn H.3.2 ($1{,}640\text{ g}$) thu 3 phân đoạn (H.3.2.1: $0{,}190\text{ g}$; H.3.2.2: $1{,}200\text{ g}$; H.3.2.3: $0{,}050\text{ g}$). Phân đoạn H.3.2.2 xuất hiện kết tủa trắng, lọc rửa nhiều lần bằng clorofom và sắc ký tinh chế thu được chất bột màu trắng ký hiệu ED-1 ($20\text{ mg}$), sắc ký bản mỏng một vết đen có $R_f = 0{,}5$ trong hệ clorofom 100%.
- Quy trình cô lập chất BU-1 từ cao butanol ($20{,}100\text{ g}$):
- Cột 1: Giải ly bằng hệ clorofom : metanol (C:M), thu 6 phân đoạn (B.1 đến B.6).
- Cột 2: Sắc ký phân đoạn B.4 ($4{,}280\text{ g}$) với hệ C:M, thu 4 phân đoạn (B.4.1: $0{,}770\text{ g}$; B.4.2: $1{,}350\text{ g}$; B.4.3: $1{,}080\text{ g}$; B.4.4: $0{,}650\text{ g}$).
- Cột 3: Sắc ký phân đoạn B.4.3 ($1{,}080\text{ g}$) giải ly bằng hệ $\text{C}:\text{M}:\text{H}_2\text{O}$ ($40:10:1$), thu 3 phân đoạn (B.4.3.1: $0{,}030\text{ g}$; B.4.3.2: $0{,}067\text{ g}$; B.4.3.3: $0{,}680\text{ g}$).
- Cột 4: Sắc ký phân đoạn B.4.3.2 ($67\text{ mg}$) với hệ $\text{C}:\text{M}:\text{H}_2\text{O}$ ($40:10:1$) thu phân đoạn B.4.3.2.2 ($27\text{ mg}$), rửa nhiều lần bằng metanol và sắc ký cột silica gel tinh chế thu được chất bột màu trắng ký hiệu BU-1 ($9{,}2\text{ mg}$), kiểm tra TLC hệ $\text{C}:\text{M}:\text{H}_2\text{O}$ ($14:6:1$) cho một vết màu tím rõ ràng với $R_f = 0{,}4$.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương này tập trung biện luận dữ liệu phổ để xác định cấu trúc hóa học của hai hợp chất cô lập được:
-
Khảo sát cấu trúc hợp chất BU-1 ($9{,}2\text{ mg}$):
- Phổ $^1\text{H-NMR}$ ($\text{pyridin-}d_5$): Tín hiệu proton olefin tại $\delta_{\text{H}} = 5{,}38\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, br s, $\text{=CH-}$), tín hiệu proton tại $\delta_{\text{H}} = 3{,}28\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, dd, $J = 4{,}0\text{ Hz}$, $14{,}0\text{ Hz}$, H-18), cùng 7 mũi đơn ở vùng trường cao ($\delta_{\text{H}} = 0{,}86\text{--}1{,}68\text{ ppm}$) đặc trưng cho các nhóm methyl gắn trên carbon bậc bốn của khung triterpenoid acid oleanolic. Hai proton anomer xuất hiện tại $\delta_{\text{H}} = 5{,}01\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, d, $J = 8{,}0\text{ Hz}$) và $\delta_{\text{H}} = 4{,}85\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, d, $J = 7{,}5\text{ Hz}$) chứng minh BU-1 mang 2 phân tử đường có cấu hình $\beta$.
- Phổ $^{13}\text{C-NMR}$ và DEPT ($\text{pyridin-}d_5$): Thể hiện 42 tín hiệu carbon, gồm 7 nhóm $-\text{CH}3$, 10 nhóm $-\text{CH}2-$, 3 nhóm $>\text{CH}-$, 1 nhóm $=\text{CH}-$ ($\delta{\text{C}} = 122{,}5\text{ ppm}$, C-12), 6 carbon bậc bốn $>\text{C}<$, 1 carbon olefin tứ cấp $=\text{C}<$ ($\delta{\text{C}} = 144{,}2\text{ ppm}$, C-13), 1 nhóm $-\text{CH}2\text{OH}$, 11 nhóm $>\text{CH-O}$, và 2 nhóm carbonyl $>\text{C=O}$. Sự hiện diện của 2 carbon anomer tại $\delta{\text{C}} = 106{,}0\text{ ppm}$ và $\delta_{\text{C}} = 105{,}9\text{ ppm}$ cùng 8 tín hiệu carbon trong vùng $\delta_{\text{C}} = 71{,}3\text{--}86{,}5\text{ ppm}$ khẳng định phần aglycon gắn với 2 phân tử đường.
- Phổ 2D-NMR: Tương quan HMBC giữa proton anomer $\text{H-1'}$ ($\delta_{\text{H}} = 4{,}85\text{ ppm}$) với carbon C-3 của aglycon ($\delta_{\text{C}} = 89{,}1\text{ ppm}$) chứng tỏ mạch đường thứ nhất (acid glucuronic) gắn vào C-3 của khung acid oleanolic. Tương quan HMBC giữa proton anomer $\text{H-1''}$ ($\delta_{\text{H}} = 5{,}01\text{ ppm}$) của phân tử đường thứ hai (glucose) với C-3' ($\delta_{\text{C}} = 86{,}5\text{ ppm}$) của phân tử đường thứ nhất xác định liên kết glycosid $(1\to3)$.
- Phổ khối lượng LC/MS ESI (chế độ ion âm): Xuất hiện pic ion giả phân tử $[\text{M}-\text{H}]^-$ tại $m/z = 793{,}36$, phù hợp với công thức phân tử $\text{C}{42}\text{H}{66}\text{O}_{14}$ (khối lượng phân tử 794 đvC).
- So sánh với số liệu phổ của hợp chất đối chiếu cô lập từ lá cây này (Nguyễn Thị Ánh Tuyết, 2010) cho thấy sự trùng khớp hoàn toàn. Hợp chất BU-1 được xác định là Acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic.
-
Khảo sát cấu trúc hợp chất ED-1 ($20\text{ mg}$):
- Phổ $^1\text{H-NMR}$ ($\text{CDCl}3$): Xuất hiện mũi ba tại $\delta{\text{H}} = 2{,}34\text{ ppm}$ ($2\text{H}$, t, $J = 7{,}5\text{ Hz}$, $-\text{CH}2-$) do nhóm methylene liên kết trực tiếp với nhóm cacboxyl $-\text{COO}-$; mũi đa tại $\delta{\text{H}} = 1{,}60\text{ ppm}$ ($2\text{H}$, m, $-\text{CH}2-$) ở vị trí $\beta$ so với nhóm cacboxyl; và mũi ba tại $\delta{\text{H}} = 0{,}88\text{ ppm}$ ($3\text{H}$, t, $-\text{CH}_3$) đặc trưng cho nhóm methyl tận cùng của chuỗi hydrocarbon dài no.
- Cấu trúc đề nghị của ED-1 là một acid béo mạch thẳng no có công thức tổng quát: $\text{CH}_3\text{-(CH}_2\text{)}_n\text{-COOH}$ (với $n \ge 3$).
Chương 4: Kết luận và đề xuất
- Kết luận: Đã xử lý nguyên liệu vỏ thân, điều chế thành công các phân đoạn cao chiết và cô lập được 2 hợp chất tinh khiết gồm 1 hợp chất saponin triterpenoid (BU-1: Acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic, $9{,}2\text{ mg}$) và 1 acid béo mạch thẳng no (ED-1, $20\text{ mg}$).
- Đề xuất: Mở rộng nghiên cứu với lượng mẫu nguyên liệu lớn hơn để khảo sát sâu hơn các phân đoạn phân cực khác và các bộ phận khác (như rễ), đồng thời triển khai thử nghiệm hoạt tính sinh học trên các cao chiết và các hợp chất tinh khiết đã phân lập.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã đạt được các kết quả cụ thể về mặt thực nghiệm và định danh cấu trúc, thể hiện qua các số liệu định lượng sau:
| Mã hợp chất |
Phân đoạn nguồn |
Khối lượng (mg) |
Tính chất cảm quan / Giá trị $R_f$ |
Phương pháp xác định cấu trúc |
Công thức phân tử / Cấu trúc hóa học đề nghị |
| BU-1 |
Cao butanol (phân đoạn B.4.3.2.2) |
$9{,}2$ |
Chất bột màu trắng; $R_f = 0{,}4$ ($\text{C}:\text{M}:\text{H}_2\text{O} = 14:6:1$) |
$^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, LC/MS ESI ($m/z = 793{,}36$) |
$\text{C}{42}\text{H}{66}\text{O}_{14}$ (Acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic) |
| ED-1 |
Cao hexan (phân đoạn H.3.2.2) |
$20{,}0$ |
Chất bột màu trắng; $R_f = 0{,}5$ (clorofom 100%) |
$^1\text{H-NMR}$ ($\text{CDCl}_3$) |
$\text{CH}_3\text{-(CH}_2\text{)}_n\text{-COOH}$ ($n \ge 3$, acid béo mạch no) |
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Cần tiếp tục mở rộng quy mô chiết xuất trên khối lượng mẫu vỏ thân lớn hơn để có thể phân lập thêm các hợp chất thứ cấp có hàm lượng vết.
- Cần tiến hành đánh giá hoạt tính sinh học (chẳng hạn như hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa, hoặc ức chế tế bào ung thư) đối với các phân đoạn cao chiết và hai hợp chất BU-1, ED-1.
Đóng góp mới của khóa luận
Khóa luận đã bổ sung dẫn liệu thực nghiệm đầu tiên về thành phần hóa học của vỏ thân cây Đinh lăng trổ Polyscias guilfoylei Bail. thu hái tại Khánh Hòa, chứng minh sự hiện diện của hợp chất saponin triterpenoid khung oleanan mang hai phân tử đường (BU-1) và thành phần acid béo (ED-1) trong bộ phận vỏ thân, góp phần hoàn thiện bức tranh hóa thực vật của chi Polyscias tại Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số điểm hạn chế và hướng mở phát triển như sau:
- Hạn chế về thời gian và lượng chất: Do khuôn khổ thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp cử nhân và lượng mẫu vỏ thân thu thập ban đầu còn hạn chế, lượng chất tinh khiết cô lập được tương đối nhỏ ($9{,}2\text{ mg}$ BU-1 và $20\text{ mg}$ ED-1).
- Hạn chế về phân tích cấu trúc ED-1: Hợp chất ED-1 mới chỉ được khảo sát qua phổ $^1\text{H-NMR}$, chưa đủ dữ liệu phổ khối phân giải cao (HR-MS) hoặc phổ $^{13}\text{C-NMR}$ để xác định chính xác giá trị $n$ (chiều dài cụ thể của chuỗi carbon).
- Chưa thử nghiệm hoạt tính sinh học: Nghiên cứu mới dừng lại ở bước chiết tách và định danh hóa học, chưa có điều kiện thử nghiệm dược lý in vitro hay in vivo đối với các cao chiết và hợp chất cô lập.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Thu hái mẫu với lượng lớn hơn; tiếp tục khảo sát thành phần hóa học của cao etyl acetat và các phân đoạn sắc ký chưa nghiên cứu; khảo sát thành phần hóa học của rễ cây Polyscias guilfoylei Bail.; tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học.
Giá trị tham khảo
Khóa luận có giá trị tham khảo chuyên ngành thiết thực cho các đối tượng sau:
- Sinh viên và học viên chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa học các hợp chất thiên nhiên: Cung cấp tài liệu tham khảo trực quan về quy trình phân lập saponin và chất béo từ thực vật bằng sắc ký cột silica gel nhiều bậc kết hợp sắc ký bản mỏng.
- Nghiên cứu sinh, sinh viên ngành Dược học và Hóa thực vật: Phần tổng quan cung cấp cơ sở dữ liệu hệ thống về thành phần hóa thực vật và tác dụng dược lý của các loài trong chi Polyscias (Araliaceae).
- Cán bộ nghiên cứu phân tích phổ: Chương 3 là tài liệu mẫu hữu ích về phương pháp biện luận cấu trúc triterpenoid saponin khung oleanolic acid thông qua việc kết hợp các kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều (HSQC, HMBC, COSY) và phổ khối sắc ký lỏng LC/MS ESI.
Câu hỏi thường gặp
1. Khối lượng và các phân đoạn cao chiết thu được từ vỏ thân cây Đinh lăng trổ là bao nhiêu?
Từ bột vỏ thân khô, tác giả ngâm dầm trong dung môi ethanol $96^\circ$ thu được $111{,}730\text{ g}$ cao ethanol tổng. Sau khi chiết lỏng - lỏng phân đoạn với các dung môi có độ phân cực tăng dần, khối lượng các cao thu được lần lượt là: cao n-hexan ($5{,}000\text{ g}$), cao etyl acetat ($16{,}420\text{ g}$) và cao n-butanol ($20{,}100\text{ g}$).
2. Cấu trúc hóa học của hợp chất BU-1 được xác định là gì và có khối lượng phân tử bao nhiêu?
Hợp chất BU-1 ($9{,}2\text{ mg}$) được xác định là một saponin triterpenoid có tên khoa học là Acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic. Hợp chất có công thức phân tử $\text{C}{42}\text{H}{66}\text{O}_{14}$, khối lượng phân tử 794 đvC, được khẳng định bằng phổ khối LC/MS ESI ở chế độ ion âm với pic ion giả tựa phân tử $[\text{M}-\text{H}]^-$ tại $m/z = 793{,}36$.
3. Những đặc trưng phổ nào chứng minh BU-1 có aglycon là acid oleanolic và mang hai phân tử đường?
Trên phổ $^1\text{H-NMR}$, aglycon acid oleanolic được chứng minh qua tín hiệu proton olefin tại $\delta_{\text{H}} = 5{,}38\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, br s), proton H-18 tại $\delta_{\text{H}} = 3{,}28\text{ ppm}$ ($1\text{H}$, dd, $J = 4{,}0\text{ Hz}$, $14{,}0\text{ Hz}$), và 7 mũi đơn methyl ở trường cao ($\delta_{\text{H}} = 0{,}86\text{--}1{,}68\text{ ppm}$). Phổ $^{13}\text{C-NMR}$ xuất hiện hai carbon olefin C-12 ($\delta_{\text{C}} = 122{,}5\text{ ppm}$) và C-13 ($\delta_{\text{C}} = 144{,}2\text{ ppm}$). Hai phân tử đường có cấu hình $\beta$ được xác định qua hai proton anomer tại $\delta_{\text{H}} = 5{,}01\text{ ppm}$ ($J = 8{,}0\text{ Hz}$) và $\delta_{\text{H}} = 4{,}85\text{ ppm}$ ($J = 7{,}5\text{ Hz}$), cùng hai carbon anomer tại $\delta_{\text{C}} = 105{,}9\text{ ppm}$ và $\delta_{\text{C}} = 106{,}0\text{ ppm}$.
4. Hợp chất ED-1 được phân lập từ phân đoạn nào và có đặc điểm cấu trúc ra sao?
Hợp chất ED-1 ($20\text{ mg}$) được phân lập từ phân đoạn cao hexan (phân đoạn H.3.2.2) dưới dạng chất bột màu trắng, cho một vết tròn đen trên bản mỏng TLC ($R_f = 0{,}5$ trong dung môi clorofom 100%). Dựa trên phổ $^1\text{H-NMR}$ với các tín hiệu tại $\delta_{\text{H}} = 2{,}34\text{ ppm}$ ($-\text{CH}2\text{COO}-$), $\delta{\text{H}} = 1{,}60\text{ ppm}$ ($\beta\text{-CH}2$) và $\delta{\text{H}} = 0{,}88\text{ ppm}$ ($-\text{CH}_3$ tận cùng), ED-1 được xác định là một acid béo mạch no có công thức tổng quát $\text{CH}_3\text{-(CH}_2\text{)}_n\text{-COOH}$ ($n \ge 3$).
5. Thiết bị đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân được sử dụng trong khóa luận là loại máy nào và ghi phổ ở đâu?
Phổ $^1\text{H-NMR}$ được đo trên máy Bruker AC.20 và phổ $^{13}\text{C-NMR}$ kết hợp kỹ thuật DEPT được đo trên máy Bruker AC.200 ở tần số $500\text{ MHz}$. Tất cả các phổ NMR được ghi tại Phòng Phân tích Cấu trúc, Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Trần Bảo Huy đã thực hiện quy trình nghiên cứu thực nghiệm bài bản về hóa học hợp chất thiên nhiên trên đối tượng vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail., họ Araliaceae). Nghiên cứu đã điều chế thành công các phân đoạn cao chiết và cô lập được hai hợp chất tinh khiết gồm saponin triterpenoid acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-β-D-glucuronopyranosyloleanolic (BU-1, $9{,}2\text{ mg}$) từ cao butanol và một acid béo no mạch thẳng (ED-1, $20\text{ mg}$) từ cao hexan. Các kết quả phân tích cấu trúc dựa trên hệ thống dữ liệu phổ $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, 2D-NMR và LC/MS ESI đã cung cấp những dẫn liệu khoa học chính xác, đóng góp thiết thực cho kho tàng nghiên cứu hóa thực vật chi Polyscias tại Việt Nam.
