Khóa luận tốt nghiệp: Khảo sát thành phần hóa học cây đinh lăng Polyscias guilfoylei

Khóa luận khảo sát thành phần hóa học cây đinh lăng Polyscias guilfoylei thuộc họ Nhân sâm Araliaceae, cung cấp thông tin quý giá cho nghiên cứu.

• Tác giả: Nguyễn Thị Kim Liên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết
• Trường học: Đại học Sư phạm TP.HCM
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Khảo Sát Thành Phần Hóa Học Vỏ Thân Cây Đinh Lăng Trổ Polyscias Guilfoylei Bail Họ Nhân Sâm Araliaceae
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP.HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TONG QUAN
• 1.1. MÔ TA THỰC VAT
• 1.2. Polyscias amplifolia (Baker) Harms
• 1.4. Polyscias filicifolia Bail
• 1.5. Polyscias murrayi Harms
• 1.12. CÔNG THỨC CÁC HỢP CHÁT
• 2. CHƯƠNG 2: THUC NGHIEM
• 2.3. DIBUICHE CAC LOAINCAG
• 2.4. TÁCH CAC PHAN DOAN TU CAO BUTANOL
• 3. CHƯƠNG 3: KET QUA VA THẢO LUẬN
• 3.1. KHẢO SÁT THÀNH PHAN HÓA HOC CUA HỢP CHAT LIEN-Bul
• 3.2. KHẢO SÁT THÀNH PHAN HÓA HỌC CUA HỢP CHAT LIEN-Bu2
• 4. CHƯƠNG 4: KET LUẬN VA DE XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khóa luận tốt nghiệp hóa học Khảo sát cây đinh lăng Polyscias guilfoylei

Khóa luận tốt nghiệp này tập trung vào việc khảo sát thành phần hóa học của cây đinh lăng trổ Polyscias guilfoylei Bail, thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae). Cây đinh lăng từ lâu đã được biết đến với nhiều tác dụng dược lý, đặc biệt là khả năng tăng cường sức khỏe và hỗ trợ điều trị một số bệnh. Nghiên cứu này nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về thành phần hóa học của cây, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng trong y học.

1.1. Tổng quan về cây đinh lăng và vai trò của nó

Cây đinh lăng, hay còn gọi là Polyscias guilfoylei, là một loại cây thuốc quý. Nó được trồng phổ biến ở Việt Nam và được sử dụng trong nhiều bài thuốc dân gian. Cây có nhiều thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe, bao gồm saponin, vitamin và các acid amin.

1.2. Lịch sử nghiên cứu về cây đinh lăng

Nghiên cứu về cây đinh lăng đã có từ lâu, nhưng chủ yếu tập trung vào các loài khác trong chi Polyscias. Polyscias guilfoylei vẫn chưa được nghiên cứu nhiều, do đó, khóa luận này sẽ bổ sung thêm thông tin về thành phần hóa học của nó.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu cây đinh lăng

Mặc dù cây đinh lăng có nhiều lợi ích, nhưng việc nghiên cứu thành phần hóa học của nó vẫn gặp nhiều thách thức. Thiếu tài liệu và nghiên cứu cụ thể về Polyscias guilfoylei là một trong những vấn đề lớn. Điều này ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng của cây trong y học hiện đại.

2.1. Thiếu thông tin về thành phần hóa học

Nhiều nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào các loài khác trong chi Polyscias, dẫn đến việc Polyscias guilfoylei chưa được khai thác triệt để. Điều này tạo ra khoảng trống trong kiến thức về cây và các ứng dụng của nó.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập mẫu và phân tích

Việc thu thập mẫu cây đinh lăng và phân tích thành phần hóa học đòi hỏi kỹ thuật cao và thiết bị hiện đại. Điều này có thể gây khó khăn cho các nghiên cứu sinh và các nhà khoa học trong việc thực hiện nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học cây đinh lăng

Khóa luận này sử dụng các phương pháp hiện đại để khảo sát thành phần hóa học của cây đinh lăng. Các phương pháp như sắc ký lỏng, sắc ký khí và phân tích phổ sẽ được áp dụng để xác định các hợp chất có trong cây.

3.1. Sử dụng sắc ký lỏng để phân tích

Sắc ký lỏng là một trong những phương pháp chính được sử dụng để tách và phân tích các hợp chất trong cây đinh lăng. Phương pháp này cho phép xác định các thành phần hóa học một cách chính xác và hiệu quả.

3.2. Phân tích phổ để xác định cấu trúc

Phân tích phổ, bao gồm NMR và MS, sẽ được sử dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất đã tách ra. Điều này giúp hiểu rõ hơn về tính chất và hoạt tính sinh học của các hợp chất trong cây.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây đinh lăng Polyscias guilfoylei chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học. Những hợp chất này có thể được ứng dụng trong y học, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm chức năng và thuốc hỗ trợ sức khỏe.

4.1. Các hợp chất chính được phát hiện

Nghiên cứu đã phát hiện ra nhiều hợp chất như saponin, flavonoid và các acid amin. Những hợp chất này có khả năng tăng cường sức đề kháng và hỗ trợ điều trị một số bệnh lý.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng

Các hợp chất từ cây đinh lăng có thể được sử dụng để phát triển thực phẩm chức năng, giúp nâng cao sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật. Điều này mở ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Khóa luận này đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về thành phần hóa học của cây đinh lăng Polyscias guilfoylei. Nghiên cứu này không chỉ góp phần làm phong phú thêm kiến thức về cây thuốc quý mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây đinh lăng có nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe. Những phát hiện này cần được tiếp tục khai thác và nghiên cứu sâu hơn.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần có thêm nhiều nghiên cứu về cây đinh lăng, đặc biệt là Polyscias guilfoylei, để khám phá hết tiềm năng của nó trong y học và dược phẩm. Việc này sẽ giúp nâng cao giá trị của cây thuốc quý này trong cuộc sống.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, sở hữu thảm thực vật phong phú và đa dạng. Đây là nguồn nguyên liệu tự nhiên quan trọng cho ngành hóa học các hợp chất thiên nhiên phát triển, phục vụ nhu cầu y học và chăm sóc sức khỏe cộng đồng. Trong y học cổ truyền và dân gian, các loài thuộc chi Đinh lăng (Polyscias) từ lâu đã được sử dụng làm vị thuốc bồi bổ cơ thể, tăng cường sức đề kháng, chống lão hóa và hỗ trợ điều trị nhiều chứng bệnh như đau đầu, tức ngực, cũng như ức chế sự phát triển của một số dòng tế bào ung thư.

Mặc dù chi Đinh lăng có giá trị dược tính cao, loài Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.) tại thời điểm thực hiện đề tài mới chỉ có một số nghiên cứu sơ bộ về thành phần hóa học trên bộ phận lá cây, trong khi vỏ thân chưa được nghiên cứu toàn diện. Do đó, tác giả lựa chọn đề tài khảo sát thành phần hóa học trên vỏ thân của loài thực vật này.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể như sau:

1. Thu thập, xử lý nguyên liệu và điều chế các phân đoạn cao chiết (cao tổng ethanol, cao hexan, cao butanol) từ vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.).
2. Khảo sát, phân tách và cô lập các hợp chất tinh khiết từ phân đoạn cao butanol bằng các kỹ thuật sắc ký thích hợp.
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất cô lập được thông qua các phương pháp phân tích phổ hiện đại (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D, 2D-NMR và phổ khối lượng LC-MS).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.), thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae).
• Phạm vi không gian: Mẫu thực vật được thu hái tại tỉnh Khánh Hòa vào tháng 7 năm 2011 và được định danh khoa học tại Bộ môn Hóa Thực vật, Trường Đại học Y Dược TP.HCM. Các dữ liệu phổ nghiệm được đo đạc tại Phòng Phân tích Cấu trúc, Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Hà Nội).
• Phạm vi nội dung: Tập trung chiết tách, phân lập các cấu tử phân cực từ cao butanol của vỏ thân và xác định cấu trúc các hợp chất thu được.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng trên nền tảng lý thuyết về hóa học thực vật của họ Nhân sâm (Araliaceae), đặc biệt là chi Polyscias — chi lớn thứ hai trong họ Nhân sâm. Cơ sở lý thuyết tổng quan chỉ ra rằng các nhóm hợp chất tự nhiên đặc trưng trong chi này bao gồm: saponin triterpenoid (chủ yếu có aglycon là acid oleanolic hoặc hederagenin), steroid (như stigmasterol, spinasterol, $\beta$-sitosterol và các dạng glycosid tương ứng), hợp chất phenolic/flavonoid, polyacetylen, ceramid/cerebrosid, cùng các acid amin và vitamin tan trong nước.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được tác giả triển khai bao gồm:

• Xử lý mẫu và xác định độ ẩm: Mẫu vỏ thân tươi sau khi làm sạch, loại bỏ phần sâu bệnh được sấy khô ở nhiệt độ 60–65°C đến khối lượng không đổi (thực hiện lặp lại 3 lần) để tính độ ẩm trung bình trước khi nghiền thành bột khô.
• Phương pháp chiết xuất: Sử dụng phương pháp ngâm dầm bột vỏ thân khô trong dung môi ethanol 95% ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ (thực hiện nhiều lần đến khi kiệt) để thu hồi cao ethanol tổng. Tiếp tục áp dụng phương pháp chiết lỏng – lỏng phân bố phân đoạn lần lượt với dung môi n-hexan (thu cao hexan) và n-butanol (thu cao butanol).
• Phương pháp sắc ký phân lập:
  • Sắc ký bản mỏng (TLC): Dùng bản mỏng pha thường Silica gel 60 $F_{254}$ (Merck) và bản mỏng pha đảo RP-18 (Merck), thuốc thử hiện hình là dung dịch acid sulfuric ($H_2SO_4$) đặc.
  • Sắc ký cột (CC): Sử dụng chất hấp phụ Silica gel 60 (kích thước hạt 0.06 mm, Merck) cho sắc ký pha thường và Silica gel pha đảo RP-18 (Merck) cho sắc ký pha đảo; giải ly bằng hệ dung môi có độ phân cực tăng dần (hỗn hợp cloroform, metanol, nước).
• Phương pháp xác định cấu trúc:
  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D ($^1H$-NMR tần số 500 MHz, $^{13}C$-NMR và DEPT tần số 125 MHz) đo trên thiết bị BRUKER AC.500.
  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 2D (HSQC, HMBC, $^1H$-$^1H$ COSY) để thiết lập tương quan liên kết giữa proton và carbon.
  • Phổ sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS) đo trên máy LCQ-FINIGAN, cột ADSERBPHERE UHF C18 với chế độ ghi nhận ion âm.
• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thực nghiệm thu thập trực tiếp qua quá trình phân lập và phân tích phổ, kết hợp so sánh đối chiếu với các công trình công bố trong nước và quốc tế về các hợp chất cerebrosid và saponin triterpenoid.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương này hệ thống hóa các tài liệu khoa học liên quan đến đối tượng nghiên cứu:

• Mô tả thực vật: Mô tả hình thái cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.) là cây bụi cao 3–4 m, thân ít phân nhánh, lá đa dạng viền trắng chia lông chim đều đặn, phân bố rộng rãi tại Việt Nam làm cảnh và hàng rào.
• Thành phần hóa học chi Polyscias: Tổng hợp kết quả công bố trên thế giới và trong nước về các loài cùng chi như P. amplifolia, P. dichroostachya, P. filicifolia, P. fulva, P. fruticosa, P. murrayi, P. nodosa, P. scutellaria, P. balfouriana. Qua đó cho thấy các hợp chất saponin có aglycon là acid oleanolic hoặc hederagenin là thành phần chiếm ưu thế. Riêng loài P. guilfoylei, nghiên cứu trước đó của Nguyễn Thị Ánh Tuyết (2009) mới chỉ phân lập được 7 hợp chất từ lá.
• Các nghiên cứu về dược tính: Trình bày các kết quả thử nghiệm dược lý của chi Đinh lăng, bao gồm tác dụng tăng lực, kích thích miễn dịch, chống trầm cảm và stress, chống loét, kháng khuẩn (Staphylococcus aureus), ức chế tế bào ung thư buồng trứng A2780 ở người, hạ độc tính khi so sánh với nhân sâm ($LD_{50}$ qua đường tiêm phúc mạc trên chuột là 32,9 g/kg), cùng các bài thuốc dân gian sử dụng Đinh lăng.

Chương 2: Thực nghiệm

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm trong phòng thí nghiệm:

• Hóa chất và thiết bị: Liệt kê các dung môi tinh khiết (cloroform, metanol, cồn 95°, ete dầu hỏa, butanol, n-hexan), chất hấp phụ sắc ký (Silica gel 60, RP-18), máy cô quay chân không Heidolph, máy sấy và thông số kỹ thuật của các máy quang phổ (BRUKER AC.500, LCQ-FINIGAN).
• Khảo sát nguyên liệu: Mẫu thu hái tại Khánh Hòa (tháng 7/2011), xử lý làm sạch, xác định độ ẩm trung bình của mẫu tươi sấy ở 60–65°C.
• Điều chế các loại cao: Từ 1,6 kg bột vỏ thân khô, sau quá trình ngâm dầm với ethanol 95%, cô quay thu hồi dung môi và chiết lỏng – lỏng phân bố, thu được 20,90 g cao butanol. Kết quả kiểm tra sắc ký bản mỏng cho thấy cao butanol chứa nhiều vết phân cực đặc trưng cho saponin, trong khi cao hexan chủ yếu chứa $\beta$-stigmasterol, acid béo và dầu béo. Vì vậy tác giả quyết định tập trung khảo sát cao butanol.
• Tách các phân đoạn từ cao butanol:
  • Sắc ký cột Silica gel trên 20,90 g cao butanol với hệ dung môi cloroform : metanol : nước có độ phân cực tăng dần thu được 6 phân đoạn chính (kí hiệu từ I đến VI).
  • Phân đoạn III (2,50 g) được sắc ký cột Silica gel thu 4 phân đoạn phụ; từ phân đoạn III.2 tiếp tục sắc ký cột lặp lại nhiều lần thu được 17 mg chất bột màu trắng, ký hiệu LIEN-Bu1 (TLC hệ C:M 4:1 cho 1 vết rõ).
  • Phân đoạn V (5,20 g) được sắc ký cột Silica gel thu 5 phân đoạn phụ; phân đoạn V.3 (2,60 g) được chuyển qua sắc ký cột pha đảo RP-18 (dung môi M:H 1:1) thu 4 phân đoạn (V.3.1–V.3.4); phân đoạn V.3.2 (0,65 g) tiếp tục qua cột RP-18 thu 3 phân đoạn nhỏ; phân đoạn V.3.2.2 được sắc ký cột Silica gel nhiều lần thu được 36 mg chất bột màu trắng, ký hiệu LIEN-Bu2 (TLC hệ C:M:H 7:3:0.5 cho 1 vết tím rõ, $R_f = 0$).

Bột khô vỏ thân (1,6 kg) 
Cao chiết EtOH tổng

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương này tập trung biện luận chi tiết cấu trúc hóa học của các hợp chất cô lập:

• Hợp chất LIEN-Bu1 (17 mg): Là chất bột vô định hình màu trắng.
  • Phổ $^1H$-NMR và HSQC xác định có 1 proton anomer ở $\delta_H$ 4,31 ppm ($d, J=7,5\text{ Hz}$) tương ứng carbon anomer $\delta_C$ 104,6 ppm, chứng tỏ có 1 phân tử đường $\beta$-D-glucose.
  • Xuất hiện 2 proton olefin ở $\delta_H$ 5,50 ppm ($dt, J=5,5\text{ Hz}$), các nhóm methylen $-\text{CH}_2-$ ($\delta_H$ 1,2–1,31 ppm) và 2 nhóm methyl $-\text{CH}_3$ cuối mạch dài ($\delta_H$ 0,86 ppm).
  • Phổ $^{13}C$-NMR và DEPT chỉ ra 1 carbon carbonyl amid ($\delta_C$ 177,1 ppm), 1 carbon liên kết C-N ($\delta_C$ 51,6 ppm), 2 carbon olefin ($\delta_C$ 131,3 ppm), 7 carbon loại $>\text{CH}-\text{O}-$ ($\delta_C$ 78,5 ppm), 1 carbon $-\text{CH}_2-\text{OH}$ ($\delta_C$ 62,6 ppm) và 1 carbon $-\text{O}-\text{CH}_2-$ ($\delta_C$ 69,7 ppm).
  • Kết hợp phổ 2D-NMR (COSY, HMBC) xác định phần aglycon là một ceramid gồm acid béo mang nhóm $-\text{OH}$ tại C-2' và aminoalcol mang 3 nhóm $-\text{OH}$ tại C-1, C-3, C-4 cùng 1 nối đôi cis ở vị trí C-8. Phân tử đường gắn vào vị trí C-1 của khung ceramid. Đối chiếu dữ liệu phổ với hợp chất aralia cerebrosid, tác giả đề nghị cấu trúc của LIEN-Bu1 là một cerebrosid tương ứng.
• Hợp chất LIEN-Bu2 (36 mg): Dạng bột vô định hình màu trắng.
  • Phổ LC-MS cho pic ion giả phân tử ở $m/z = 955,29\text{ }[\text{M}-\text{H}]^-$, phù hợp công thức phân tử $C_{48}H_{76}O_{19}$ ($M = 956\text{ g/mol}$).
  • Phổ LC xuất hiện 2 pic có thời gian lưu sát nhau (11,04 và 11,55 phút), chứng tỏ LIEN-Bu2 là một hỗn hợp gồm hai chất đồng phân.
  • Phổ $^{13}C$-NMR, DEPT và $^1H$-NMR xác nhận phần aglycon là acid oleanolic qua các tín hiệu carbon olefin C-12 ($\delta_C$ 122,8 ppm), C-13 ($\delta_C$ 144,5 ppm), proton olefin H-12 ($\delta_H$ 5,28 ppm), proton H-18 ($\delta_H$ 2,85 ppm) và 7 nhóm methyl gắn vào carbon tứ cấp ($\delta_H$ 0,81–1,15 ppm).
  • Phần đường gồm 3 phân tử đường cấu hình $\beta$ ($J \approx 7,5–8,0\text{ Hz}$): 1 phân tử acid glucuronic và 2 phân tử glucose.
  • Phổ HMBC giúp làm rõ cấu trúc 2 saponin thành phần:
    • LIEN-Bu2a: Phân tử đường acid glucuronic nối vào C-3 của acid oleanolic; đường glucose thứ nhất nối vào vị trí C-3' của acid glucuronic; đường glucose thứ hai nối vào nhóm carboxyl C-28 của acid oleanolic. Cấu trúc được xác định là: 3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$3)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester.
    • LIEN-Bu2b: Phân tử acid glucuronic nối vào C-3 của acid oleanolic; đường glucose thứ nhất nối vào vị trí C-4' của acid glucuronic; đường glucose thứ hai nối vào nhóm carboxyl C-28 của acid oleanolic. Cấu trúc được xác định là: 3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$4)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester.
  • Tỉ lệ tích phân tín hiệu phổ NMR xác định tỉ lệ giữa LIEN-Bu2a và LIEN-Bu2b trong hỗn hợp là 3 : 1.

Chương 4: Kết luận và đề xuất

• Kết luận: Đã xử lý nguyên liệu vỏ thân cây Đinh lăng trổ, điều chế cao chiết và cô lập thành công 3 hợp chất: 1 cerebrosid (LIEN-Bu1) và 2 saponin triterpenoid khung oleanan (LIEN-Bu2a, LIEN-Bu2b). Khẳng định hợp chất cerebrosid LIEN-Bu1 và saponin LIEN-Bu2a là những chất lần đầu tiên được cô lập từ loài Polyscias guilfoylei Bail.
• Đề xuất: Tiếp tục nghiên cứu phân lập các phân đoạn còn lại của cao butanol; thử nghiệm hoạt tính sinh học trên các cao chiết và hợp chất tinh khiết đã thu nhận; mở rộng thu mẫu và khảo sát thành phần hóa học trên bộ phận rễ của cây.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành các nội dung thực nghiệm và thu được các kết quả định lượng cụ thể:

Ký hiệu mẫu / Hợp chất	Khối lượng thu được	Dạng tồn tại / Đặc điểm sắc ký	Cấu trúc hóa học đề nghị	Phân loại hóa học
Cao butanol	20,90 g	Cao chiết phân cực từ 1,6 kg bột vỏ thân khô	Hỗn hợp nhiều phân đoạn phân cực	Phân đoạn cao chiết
LIEN-Bu1	17 mg	Bột vô định hình màu trắng, 1 vết TLC ($R_f$ rõ trong hệ C:M 4:1)	Cerebrosid mang mạch đường $\beta$-D-glucose tại C-1, nối đôi cis tại C-8	Nhóm Cerebrosid / Sphingolipid
LIEN-Bu2a	Hỗn hợp 36 mg (chiếm tỉ lệ 3 phần)	Bột vô định hình màu trắng, TLC 1 vết tím ($R_f = 0$ trong C:M:H 7:3:0.5), LC-MS $m/z = 955,29$	3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$3)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester	Saponin triterpenoid khung oleanan
LIEN-Bu2b	Hỗn hợp 36 mg (chiếm tỉ lệ 1 phần)	Đồng phân đi kèm trong mẫu LIEN-Bu2, LC-MS $m/z = 955,29$	3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$4)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester	Saponin triterpenoid khung oleanan

Các giải pháp và kiến nghị tác giả đề xuất:

• Khai thác tiếp tục các phân đoạn sắc ký chưa khảo sát từ cao butanol nhằm tránh bỏ sót các hợp chất thứ cấp có giá trị.
• Triển khai đánh giá hoạt tính sinh học (dược tính thực nghiệm) của các hợp chất đã cô lập để định hướng ứng dụng làm thuốc.
• Mở rộng phạm vi nghiên cứu sang bộ phận rễ cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.) nhằm đối chiếu hàm lượng saponin và các hoạt chất sinh học so với vỏ thân và lá.

Đóng góp khoa học của đề tài:

• Bổ sung dữ liệu khoa học thực nghiệm đầu tiên về thành phần hóa học của bộ phận vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.) tại Việt Nam.
• Phát hiện và công bố lần đầu tiên sự hiện diện của hợp chất dạng cerebrosid (LIEN-Bu1) và saponin LIEN-Bu2a trong loài thực vật này.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tự chỉ ra một số hạn chế do điều kiện thời gian thực hiện có hạn:

• Còn nhiều phân đoạn sắc ký thu được từ cao butanol chưa được tiến hành khảo sát và phân lập chi tiết.
• Các dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D-NMR thu được đối với hợp chất LIEN-Bu1 chưa cho phép xác định chính xác độ dài cụ thể của mạch carbon béo trong khung ceramid.
• Đề tài mới dừng lại ở việc chiết tách, cô lập và xác định cấu trúc hóa học, chưa tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học trực tiếp trên các phân đoạn cao cũng như các hợp chất tinh khiết cô lập được.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất:

• Tiếp tục nghiên cứu triệt để các phân đoạn sắc ký còn lại từ cao butanol vỏ thân cây Đinh lăng trổ.
• Tiến hành các thử nghiệm sàng lọc hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, chống oxy hóa, độc tế bào...) đối với các cao chiết và các hợp chất tinh khiết đã thu nhận.
• Thu hái nguyên liệu và tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học của bộ phận rễ cây Polyscias guilfoylei Bail. nhằm hoàn thiện bức tranh hóa thực vật toàn diện cho loài cây này.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

• Sinh viên, học viên và nghiên cứu viên: Thuộc các chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hóa Dược, Dược học và Thực vật học quan tâm đến quy trình chiết tách và phân lập các hợp chất tự nhiên phân cực.
• Phần nội dung có giá trị tham khảo cao:
  • Quy trình chiết phân đoạn kết hợp giữa sắc ký cột Silica gel pha thường và sắc ký cột pha đảo RP-18 để xử lý các phân đoạn saponin khó tách.
  • Phương pháp luận phân tích và kết hợp chuỗi phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC) cùng LC-MS để giải đoán cấu trúc hóa học của các phân tử saponin phức tạp có nhiều đơn vị đường và hỗn hợp đồng phân liên kết (1$\rightarrow$3) và (1$\rightarrow$4).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận đã phân lập được những hợp chất nào từ vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.)?
Tác giả đã cô lập được 3 hợp chất thuộc 2 nhóm cấu trúc từ phân đoạn cao butanol:

• Hợp chất LIEN-Bu1 (17 mg): Một hợp chất thuộc nhóm cerebrosid.
• Hợp chất LIEN-Bu2 (36 mg): Một hỗn hợp gồm 2 saponin triterpenoid oleanan với tỉ lệ 3:1 là LIEN-Bu2a (3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$3)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester) và LIEN-Bu2b (3-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-(1$\rightarrow$4)-$\beta$-D-glucuronopyranosyloleanolic acid-28-O-$\beta$-D-glucopyranosyl ester).

2. Tại sao tác giả lựa chọn cao butanol để phân lập hợp chất thay vì cao hexan?
Khi kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng, phân đoạn cao hexan chủ yếu chứa $\beta$-stigmasterol, các acid béo và dầu béo kém phân cực. Trong khi đó, các tài liệu tổng quan chỉ ra hoạt chất đặc trưng của chi Polyscias là các saponin phân cực tập trung chủ yếu trong phân đoạn cao butanol. Do đó, tác giả tập trung khảo sát sâu vào cao butanol (khối lượng 20,90 g).

3. Phương pháp nào được sử dụng để phát hiện LIEN-Bu2 là một hỗn hợp gồm hai hợp chất đồng phân?
Phổ sắc ký lỏng LC cho thấy 2 pic có thời gian lưu nằm sát nhau (11,04 và 11,55 phút) cùng cho mũi ion giả phân tử trên phổ LC-MS ở $m/z = 955,29\text{ }[\text{M}-\text{H}]^-$. Đồng thời, trên phổ NMR xuất hiện đồng thời hai hệ tín hiệu tương quan tương ứng với liên kết glycosid tại vị trí C-3' và C-4' của phân tử acid glucuronic, khẳng định LIEN-Bu2 là hỗn hợp của 2 saponin đồng phân cấu trúc với tỉ lệ 3:1.

4. Điểm mới của khóa luận so với các nghiên cứu trước đây về loài Polyscias guilfoylei Bail. là gì?
Đây là công trình đầu tiên khảo sát thành phần hóa học trên bộ phận vỏ thân của loài Polyscias guilfoylei Bail. thu hái tại Khánh Hòa. Trong số các chất cô lập được, hợp chất cerebrosid LIEN-Bu1 và hợp chất saponin LIEN-Bu2a lần đầu tiên được ghi nhận phân lập từ loài thực vật này.

5. Mẫu thực vật nghiên cứu được thu hái ở đâu và định danh bởi đơn vị nào?
Mẫu vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.) được thu hái tại tỉnh Khánh Hòa vào tháng 7 năm 2011 và được định danh thực vật học bởi ThS. Liêu Hồ Mỹ Trang thuộc Bộ môn Hóa Thực vật, Trường Đại học Y Dược TP.HCM.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Kim Liên đã thực hiện quy trình chiết xuất và phân lập thành công 3 hợp chất hữu cơ từ phân đoạn cao butanol của vỏ thân cây Đinh lăng trổ (Polyscias guilfoylei Bail.), gồm 1 cerebrosid và 2 saponin triterpenoid khung oleanan. Bằng việc kết hợp các phương pháp quang phổ hiện đại (NMR 1D, 2D và LC-MS), cấu trúc chi tiết của các hợp chất đã được làm sáng tỏ và chứng minh tính mới đối với loài thực vật nghiên cứu. Kết quả của đề tài đóng góp dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho nguồn tư liệu hóa thực vật của chi Đinh lăng (Polyscias) tại Việt Nam, đồng thời tạo tiền đề cho các định hướng nghiên cứu sâu hơn về dược tính sinh học trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TONG QUAN 1.1 MÔ TA THỰC VAT. Cây Dinh lăng trỗ còn có tên khoa học là Polyscias guilfoylei Bail., họ Nhân sâm (Araliaceae). Cây bụi, cao 3-4m, thân cây ít phân nhánh. Lá đa dang, lá có màu lục sáng, viền trắng, chia lông chim đều đặn.

cuống lá ngắn và to, có sọc hay có đốm, lá chét thuôn, có răng không đều. Vùng phân bố: Cây được trồng khắp mọi nơi ở Việt Nam dé làm kiếng và làm hàng rào. Hình 1: Cây Dinh lăng trô Polyscias guilfoylei Bail.2 THANH PHAN HOA HOC. Chi Polyscias là chi lớn thứ hai trong họ Nhân sâm Pl cho đến nay trên thé giới chỉ có một số loài của chỉ Polyscias được nghiên cứu thành phần hóa học như: P.

murrayi Harms va Polyscias sp. Trong sé nay, đặc biệt là loài Polyscias fruticosa (L.) Harms được quan tâm va nghiên cứu rat nhiều về mặt hóa học. Do Polyscias guilfoylei Bail., chưa được nghiên cứu thành phần hóa học ở Việt Nam và trên thể giới. Cho nên chúng tôi xin trình bày thêm thành phần hóa học của một số loài khác thuộc chi Polyscias đã được nghiên cứu ở trong vả ngoài nước.1 Polyscias amplifolia (Baker) Harms.

và cộng sự ° đã cô lập từ qua bốn hợp chất là: * Acid 3-Ø-ƒ-D-galactopyranosyloleanolie (1). Trang 7 Nguyễn Thị Kim Liên Khóa luận tốt nghiệp Các hợp chat này đều thuộc loại saponin có phan aglycon là acid oleanolic.2 Polyscias dichroostachya Baker. cùng cộng sự l?Ÿ” đã cô lập được bốn hợp chat là: 3- O-a-L-arabinopyranosylhederagenin (5); 3—-Ø-œ-L-rhamnopyranosyl-(I2}-ø-L- arabino-pyranosylhederagenin (6): 3~Ø-ƒ~D-glucopyranosyl-(I2)-ø=L- arabinopyranosylhe-deragenin (7): 3~Ø—œ—L-rhamnopyranosyl-(1>2)-ø-L— arabinopyranosylhederagenin- 28-O-f-D-glucopyranosid (8). Các hợp chat này đều thuộc loại saponin có phần aglycon là acid hederagenin.3 Polyscias filicifolia Balf.

Năm 2007, Nguyễn Thúy Anh Thư và cộng sự '"*) đã cô lập được các hợp chat: + Hợp chất steroid: sugmastrol (9); spinasterol (10); 3-Ø-B-D- glucopyranosylstigmas-tero] (11). * Hợp chat phenolic: 3,5,7,3',4'-pentamethoxyflavone (12); 5,4’-dihydroxy-3,7-di-(O- œ-L-rhamnopyranosyl)flavone (13). « Hợp chat saponin có aglycon là acid oleanolic: acid 3-O-B-D-glucopyranosyl-(1>4)- B-D-glucuronopyranosyloleanolie (14). + Hợp chất triterpenoid: acid oleanolic (15).

Polyscias fulva (Hiern) Harms. Năm 2001, Bedir cùng cộng sự ' đã cô lập từ phan trên mặt đất các hợp chat: « Các hợp chat saponin có phần aglycon là hederagenin: 3-O-a-L-rhamnopyranosyl -(1>2)-a-L-arabinopyranosylhederagenin (6). + Hợp chat phenolic: 5,7,3',4'-tetrahydroxy-3-O-f-D-glucopyranosylflavone (17). * Hop chat saponin khác: 12-oxo-3B,168-20(S)-trihydroxydammar-24-en-3-Ø-œ-L- rham-nopyranosyl-(1>2)-B-D-glucopyranosid (18).

Mitaine Offer °"'va cộng sự đã cô lập từ phan vỏ thân cây này các hợp chất: Trang 8 Nguyễn Thị Kim Liên Khóa luận tốt nghiệp + Hợp chat steroid: J-sitosterol (19); 3-O-B-D-glucopyranosyl-}-sitosterol (20); 3-Ø- -D-glucopyranosylstigmasterol (11). + Hợp chat phenolic: lichexanthon (21). + Hợp chat triterpenoid: acid oleanolic (15); hederagenin (22). « Các hợp chat saponin có phần aglycon là hederagenin: 3-O-a-L-arabinopyranosy]- hederagenin (5); 3-O-a-L-rhamnopyranosyl-(1>2) —ơ-L— arabinopyranosylhederagenin (6); 3-O-a-L-rhamnopyranosyl-(1 >2)-a-L-arabinopyranosylhederagenin-28-O-«-L- rha-mnopyranosyl-(I14)-B-D-glucopyranosyl-( I 6)-[›-D-glucopyranosyl ester (16).

« Các hợp chat saponin có aglycon là acid oleanolic: acid 3-O-a-L-rhamnopyranosyl- (1>2)-a-L-arabinopyranosyloleanolic (23). * Các hợp chất saponin khác: 3-O-a-L-arabinopyranosylcollinsogenin (24): acid 3-O- a-L-rhamnopyranosyl-(1>2)-a-L-arabinopyranosylechynocystic (25). + Hop chất ceramid và cerebrosid:(2S,3S5,4R,. Năm 1989, Nguyễn Khắc Viện '"*! đã nghiên cứu va cho thấy trong rễ có 4% saccarose, một chất kết tỉnh A chưa xác định cau trúc hóa hoc, có điểm sôi trong khoảng 158-161°C, tan nhiều trong cloroform và aceton.

Năm 1990, Nguyễn Thới Nhâm và cộng sự "7! đã công bố trong thành phan của rễ, thân và lá có các glycosid, alcaloid, tanin, vitamin BI và khoảng 20 loại acid amin như arginin, alanin, asparagin, acid glutamic, Icucin, lysin, phenylalanin, prolin, threonin, tyrosin, cysteim, tryptophan, metionin. và cộng sự '°*! đã dùng phương pháp GC-MS dé phân tích thành phan tinh dau của lá cây mọc ở F iji và Thái Lan. Kết quả cho thay trong tinh dau có khoảng 24 cấu tử, trong đó có 4 chất chính là: B-elemen (28); B- germacren-D (29); E- y-bisabolen (30) và ơ-bergamoten (31). Năm 1991, Võ Xuân Minh cùng cộng su”!