Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học của cây thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu thành phần hóa học của cây thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae, góp phần vào việc bảo tồn và phát triển nguồn dược liệu.

• Tác giả: Trương Thị Tố Chinh
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa học Hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học của một số loài cây thuộc họ Betulaceae và họ Zingiberaceae
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC LOÀI ALNUS VÀ BETULA (BETULACEAE)
• 1.1.1. Vài nét về thực vật học của chi Alnus và Betula
• 1.1.2. Nghiên cứu hoá học chi Alnus
• 1.1.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Alnus
• 1.1.4. Nghiên cứu hoá học chi Betula
• 1.1.5. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Betula
• 1.1.6. Công dụng của các loài Alnus và Betula trong y dược học
• 1.2. Thực vật học, nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học các loài Zingiber và Alpinia (Zingiberaceae)
• 1.2.1. Vài nét về thực vật học của chi Zingiber và Alpinia
• 1.2.2. Nghiên cứu hoá học chi Zingiber
• 1.2.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các loài Zingiber
• 1.2.4. Nghiên cứu hoá học chi Alpinia
• 1.2.5. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Alpinia
• 1.2.6. Công dụng của các loài Zingiber và Alpinia trong y dược học
• 1.3. Tổng quan về các cây nghiên cứu trong luận án
• 1.3.1. Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D.
• 1.3.2. Cây Cáng lò (Betula alnoides Buch.
• 1.3.3. Cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I.
• 1.3.4. Cây Riềng maclure (Alpinia maclurei Merr.)
• 2. CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu và phương pháp điều chế các phần chiết
• 2.2. Các phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất
• 2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC)
• 2.3. Kết tinh lại
• 2.3. Các phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất
• 2.3.1. Điểm nóng chảy (đ.
• 2.3.2. Các phương pháp phổ
• 2.4. Phương pháp thử hoạt tính sinh học
• 2.4.1. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 3. CHƢƠNG 3: PHẦN THỰC NGHIỆM
• 3.1. Nghiên cứu hoá học cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D.
• 3.1.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.1.2. Điều chế các phần chiết từ các mẫu cây Tống quán sủi
• 3.1.3. Phân tách các phần chiết của cây Tống quán sủi
• 3.1.3.1. Phân tách các phần chiết từ lá cây Tống quán sủi
• 3.1.3.2. Phân tách các phần chiết từ cành con của cây Tống quán sủi
• 3.1.3.3. Phân tách các phần chiết từ vỏ cành của cây Tống quán sủi
• 3.1.4. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ cây Tống quán sủi
• 3.2. Nghiên cứu hoá học cây Cáng lò (Betula alnoides Buch.
• 3.2.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.2.2. Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành của cây Cáng lò
• 3.2.3. Phân tách các phần chiết từ cây Cáng lò
• 3.2.3.1. Phân tách các phần chiết từ lá của cây Cáng lò
• 3.2.3.2. Phân tách các phần chiết từ cành con của cây Cáng lò
• 3.2.3.3. Phân tách các phần chiết từ vỏ cành của cây Cáng lò
• 3.2.4. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ cây Cáng lò
• 3.3. Nghiên cứu hoá học cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I.
• 3.3.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.3.2. Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
• 3.3.3. Phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
• 3.3.3.1. Phân tách phần chiết n-hexan từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
• 3.3.3.2. Phân tách phần chiết diclometan từ thân rễ của cây Gừng môi tím đốm
• 3.3.3.3. Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ của cây Gừng môi tím đốm
• 3.3.4. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ cây Gừng môi tím đốm
• 3.4. Nghiên cứu hoá học cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.
• 3.4.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.4.2. Điều chế các phần chiết từ thân rễ Riềng maclurei
• 3.4.3. Phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 3.4.3.1. Phân tích GC-MS và phân tách phần chiết n-hexan
• 3.4.3.2. Phân tách phần chiết diclometan từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 3.4.3.3. Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 3.4.4. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 3.5. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
• 4. CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu hoá học cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D.
• 4.1.1. Nguyên liệu thực vật
• 4.1.2. Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành
• 4.1.3. Phân tách các phần chiết từ cây Tống quán sủi
• 4.1.3.1. Phân tách các phần chiết từ lá cây Tống quán sủi
• 4.1.3.2. Phân tách các phần chiết từ cành con cây Tống quán sủi
• 4.1.3.3. Phân tách các phần chiết từ vỏ cành cây Tống quán sủi
• 4.1.4. Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Tống quán sủi
• 4.2. Nghiên cứu hoá học cây Cáng lò (Betula alnoides Buch.
• 4.2.1. Nguyên liệu thực vật
• 4.2.2. Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành
• 4.2.3. Phân tách các phần chiết từ cây Cáng lò
• 4.2.3.1. Phân tách các phần chiết từ lá của cây Cáng lò
• 4.2.3.2. Phân tách các phần chiết từ cành con của cây Cáng lò
• 4.2.3.3. Phân tách các phần chiết từ vỏ cành của cây Cáng lò
• 4.2.4. Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Cáng lò
• 4.3. Nghiên cứu hoá học cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I.
• 4.3.1. Nguyên liệu thực vật
• 4.3.2. Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
• 4.3.3. Phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
• 4.3.4. Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Gừng môi tím đốm
• 4.4. Nghiên cứu hoá học cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.
• 4.4.1. Nguyên liệu thực vật
• 4.4.2. Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 4.4.3. Phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 4.4.3.1. Phân tích GC-MS và phân tách phần chiết n-hexan
• 4.4.3.2. Phân tách phần chiết diclometan từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 4.4.3.3. Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ cây Riềng maclurei
• 4.4.4. Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Riềng maclurei
• 4.5. Khảo sát hoạt tính sinh học
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐƢỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu hóa học các loài cây thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae đã thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà khoa học. Các loài cây này không chỉ có giá trị về mặt sinh học mà còn chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quan trọng. Việc tìm hiểu thành phần hóa học của chúng giúp mở ra cơ hội phát triển dược phẩm và các sản phẩm tự nhiên khác. Đặc biệt, các hợp chất như flavonoit, diarylheptanoit và tritecpenoit được tìm thấy trong các loài cây này có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.

1.1. Ảnh hưởng của hóa học thực vật đến sức khỏe con người

Hóa học thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các loại thuốc và sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất chiết xuất từ cây có thể giúp điều trị nhiều loại bệnh. Các loài cây thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó có thể phát triển thành các sản phẩm dược phẩm hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu cây Betulaceae và Zingiberaceae

Việc nghiên cứu các loài cây thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae không chỉ giúp hiểu rõ hơn về thành phần hóa học mà còn khám phá các ứng dụng tiềm năng trong y học. Các loài cây này thường chứa các hợp chất có khả năng kháng vi sinh vật, chống viêm và chống oxy hóa, từ đó mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc.

II. Thách thức trong nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự đa dạng về thành phần hóa học giữa các loài. Điều này đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải có phương pháp phân tích chính xác và hiệu quả để tách chiết và xác định các hợp chất. Ngoài ra, việc bảo tồn các loài cây này cũng là một thách thức lớn trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự phát triển của đô thị.

2.1. Khó khăn trong việc phân tích thành phần hóa học

Phân tích thành phần hóa học của các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae thường gặp khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của các hợp chất. Các phương pháp phân tích như sắc ký lớp mỏng (TLC) và sắc ký khí-khối phổ (GC-MS) cần được áp dụng một cách chính xác để đảm bảo kết quả đáng tin cậy.

2.2. Vấn đề bảo tồn và phát triển bền vững

Bảo tồn các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae là một thách thức lớn trong nghiên cứu. Việc khai thác quá mức và mất môi trường sống có thể dẫn đến sự suy giảm số lượng loài. Do đó, cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả để đảm bảo sự phát triển bền vững của các loài cây này.

III. Phương pháp nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae

Để nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae, các nhà khoa học thường sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất, phân tách và xác định cấu trúc của các hợp chất. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại như sắc ký và phổ khối giúp nâng cao độ chính xác trong việc xác định thành phần hóa học.

3.1. Quy trình chiết xuất và phân tách hợp chất

Quy trình chiết xuất thường bắt đầu bằng việc thu thập mẫu cây, sau đó sử dụng các dung môi khác nhau để chiết xuất các hợp chất. Các phương pháp như sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng được sử dụng để phân tách các hợp chất từ hỗn hợp chiết xuất.

3.2. Phân tích cấu trúc hợp chất bằng phương pháp hiện đại

Sau khi phân tách, các hợp chất sẽ được phân tích cấu trúc bằng các phương pháp như NMR và MS. Những phương pháp này giúp xác định chính xác cấu trúc hóa học của các hợp chất, từ đó đánh giá hoạt tính sinh học của chúng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae không chỉ mang lại kiến thức mới mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các hợp chất chiết xuất từ các loài cây này có thể được sử dụng trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm. Việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên ngày càng trở nên phổ biến trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến sức khỏe và an toàn thực phẩm.

4.1. Ứng dụng trong y học

Nhiều hợp chất chiết xuất từ cây Betulaceae và Zingiberaceae đã được chứng minh có hoạt tính sinh học, từ đó có thể phát triển thành thuốc điều trị. Các nghiên cứu cho thấy các hợp chất này có khả năng kháng vi sinh vật và chống viêm, mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm

Ngoài y học, các hợp chất từ cây Betulaceae và Zingiberaceae cũng có thể được sử dụng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm. Chúng có thể được sử dụng như chất bảo quản tự nhiên hoặc thành phần trong các sản phẩm chăm sóc da, mang lại lợi ích cho sức khỏe và sắc đẹp.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu hóa học các loài cây Betulaceae và Zingiberaceae đã mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển dược phẩm và các sản phẩm tự nhiên. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để khám phá thêm nhiều hợp chất mới và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho sức khỏe con người và bảo vệ môi trường.

5.1. Hướng đi mới trong nghiên cứu hóa học

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát hiện và phát triển các hợp chất mới từ cây Betulaceae và Zingiberaceae. Việc áp dụng công nghệ hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

5.2. Tầm quan trọng của bảo tồn và phát triển bền vững

Bảo tồn các loài cây này là rất quan trọng để đảm bảo nguồn tài nguyên cho các nghiên cứu trong tương lai. Cần có các biện pháp bảo vệ và phát triển bền vững để duy trì sự đa dạng sinh học và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Trương Thị Tố Chinh với đề tài "Nghiên cứu thành phần hoá học của một số loài cây thuộc họ Betulaceae và họ Zingiberaceae", chuyên ngành Hóa học Hữu cơ (mã số: 62 44 27 01), được thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội vào năm 2011.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Các hợp chất thiên nhiên giữ vị trí quan trọng trong sản xuất dược phẩm và các ngành khoa học ứng dụng, đóng vai trò là nguyên mẫu cấu trúc dẫn đường cho quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc. Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) được trích dẫn trong luận án, hiện có trên 80% dân số thế giới sử dụng nguồn dược liệu để chăm sóc sức khỏe và điều trị bệnh tật. Việt Nam sở hữu hệ thực vật đa dạng với 337 họ, 2.585 loài, trong đó có khoảng 3.800 loài được sử dụng làm thuốc trong y học dân gian. Việc khảo sát hóa học và hoạt tính sinh học của các cây thuốc là cơ sở để tiêu chuẩn hóa dược liệu và tìm kiếm các chất có hoạt tính sinh học.

Họ Cáng lò (Betulaceae) và họ Gừng (Zingiberaceae) được ghi nhận là hai họ thực vật chứa nhiều nhóm hoạt chất có giá trị như tecpenoit, diarylheptanoit và flavonoit. Tuy nhiên, tại Việt Nam, nhiều loài thuộc hai họ này là cây quý hiếm hoặc mới được phát hiện nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học. Cụ thể, các loài Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don), Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade) và Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.) chưa từng có công bố khoa học nào về thành phần hóa học; loài Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don) trước đó mới chỉ có duy nhất một thông báo ngắn về sự có mặt của một vài tritecpenoit trong vỏ cây. Đây chính là khoảng trống khoa học mà luận án xác định để giải quyết.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Luận án xác định 5 nội dung nghiên cứu chính:

1. Xây dựng quy trình chiết và điều chế các phần chiết từ các bộ phận của các cây nghiên cứu.
2. Phân tích sắc ký các phần chiết, xây dựng các quy trình phân tách và phân lập các hợp chất.
3. Phân tách sắc ký các phần chiết và phân lập các hợp chất thành phần.
4. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp vật lý và phổ hiện đại.
5. Đánh giá hoạt tính sinh học (kháng vi sinh vật kiểm định) của một số hợp chất có cấu trúc tecpenoit và steroit nhận được trong khuôn khổ nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng thực vật: Gồm 4 loài cây thuộc 2 họ thực vật:
  1. Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don) - họ Cáng lò (Betulaceae).
  2. Cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don) - họ Cáng lò (Betulaceae).
  3. Cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade) - họ Gừng (Zingiberaceae).
  4. Cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.) - họ Gừng (Zingiberaceae).
• Phạm vi không gian và thời gian thu mẫu:
  • Mẫu Tống quán sủi do TS. Trần Ngọc Ninh (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) thu thập tại vùng núi thuộc huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang theo hai thời điểm: mẫu 1 vào tháng 7 năm 2006 và mẫu 2 vào tháng 6 năm 2007.
  • Các loài nghiên cứu được phân bố tự nhiên tại các vùng rừng núi phía Bắc (như Sa Pa, Lào Cai, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Sơn La, Lai Châu) và vùng Tây Nguyên (Gia Lai).
  • Bộ phận khảo sát bao gồm: lá, cành con, vỏ cành (đối với cây Tống quán sủi và Cáng lò) và thân rễ (đối với Gừng môi tím đốm và Riềng maclurei).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu về chi Alnus và Betula (họ Betulaceae)

Theo khảo cứu của tác giả, họ Betulaceae có 6 chi với khoảng 150-200 loài, trong đó Alnus và Betula là hai chi lớn nhất.

• Chi Alnus: Có khoảng 40 loài trên thế giới. Các nghiên cứu trước đây đã phân lập nhiều nhóm chất:
  • Alnus glutinosa: Các công trình của tác giả [52, 113, 115, 128, 135] đã phân lập diarylheptanoit, flavonoit, sterol; năm 1978 hợp chất 4',5'-dihydroxy-3'-metoxystilben (1) lần đầu được tìm thấy từ chồi cây này.
  • Alnus pendula: Tác giả [152, 153] phân lập axit alnustic và các tritecpenoit kiểu secodammaran như hợp chất (2a), (2b) và axit (20S)-20-hydroxy-24-metylen-3,4-secodammar-4(28)-en-3-oic (3).
  • Alnus hirsuta: Các nghiên cứu [33, 36, 166] tìm thấy heptacosan, tetracosanol, lupenon, glutin-5-en-3-ol, diarylheptanoit; tác giả Lee và cộng sự [94] phân lập ellagitannin hirsunin (7) từ loài phụ microphylla; Lee và cộng sự [95] phân lập oregonin và hirsutanonol từ loài phụ sibirica có khả năng ức chế xyclooxygenaza-2 (COX-2) trong tế bào biểu mô vú người MCF-10A.
  • Alnus japonica: Các công trình [22, 23, 56, 82, 88, 93, 123, 124] công bố 6 tritecpenoit kiểu secodammaran (8, 9, 10a, 10b), diarylheptanoit (11a, 11b, 11c), tanin alnusjaponin A (12), alnusjaponin B (13), cùng các diarylheptanoit vòng oregonoyl A (15) và oregonoyl B (16).
  • Alnus firma: Hợp chất metyl alnustat phân lập từ cây này thể hiện hoạt tính ức chế HIV-1 với giá trị $IC_{50} = 15,8\ \mu M$ [184].
• Chi Betula: Có khoảng 50-60 loài.
  • Betula papyrifera: Phân lập papyriferozit A (21) [119] có hoạt tính gây độc tế bào carcinoma phổi (A-549) và ung thư trực tràng (DDL-1) với $IC_{50}$ từ 10,3 đến $52\ \mu M$.
  • Betula platyphylla: Các nghiên cứu [55, 64, 74, 85, 107] công bố các tritecpenoit kiểu seco-oleanan và seco-ursan (24, 25, 26, 27) cùng các diarylheptanoit betulaplatozit Ia (28), Ib (29). Tác giả S. Kim và cộng sự (2010) [85] đã chứng minh các arylbutanoit ức chế giải phóng $\beta$-hexosaminidaza ở tế bào RBL-2H3.
  • Betula alnoides: Trước nghiên cứu của luận án, chỉ có duy nhất một thông báo ngắn của nhóm tác giả [73] phân lập được lupeol, axit 3-O-axetoxyoleanolic cùng hỗn hợp betulin và axit betulinic từ vỏ cây.

Các hướng nghiên cứu về chi Zingiber và Alpinia (họ Zingiberaceae)

• Chi Zingiber: Có khoảng 100-150 loài.
  • Tinh dầu các loài gừng thường giàu sesquitecpen và monotecpen như zingiberen, geranial, caryophyllen [136, 141, 148, 154]. Tại Việt Nam, tinh dầu Z. zerumbet và Z. eberhardtii đã được tác giả [3, 5] khảo sát.
  • Zingiber officinale: Chứa shogaol, gingerol, gingediol và các diarylheptanoit vòng [31, 41, 78, 159, 186]. Hợp chất 6-shogaol thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư người A549, SK-OV-3 với $ED_{50} = 1,05-1,76\ \mu g/ml$ [83].
  • Zingiber cassumunar: Chứa các dẫn xuất phenylbutanoit, phenylbutenoit (43-49) và các dẫn xuất curcumin như cassumunin A-C, cassumunarin A-C có khả năng chống oxy hóa và chống viêm [54, 68, 71, 92, 111].
  • Zingiber aromaticum: Phân lập các dẫn xuất kaempferol có khả năng ức chế chuyển hóa enzym cytochrom P450 CYP3A4 và CYP2D6 [165].
• Chi Alpinia: Chi lớn nhất trong họ Zingiberaceae với khoảng 230 loài.
  • Alpinia officinarum: Phan Tống Sơn và cộng sự [12] xác định tinh dầu chứa 54,6% 1,8-cineol. Thân rễ chứa nhiều diarylheptanoit (64-73) có hoạt tính gây độc tế bào Hep G2, MCF-7 [20] và kháng vi khuẩn Helicobacter pylori với giá trị MIC 9-12 $\mu g/ml$ [185].
  • Alpinia galanga: Phân lập $1'$-axetoxychavicol axetat (ACA) và $1'$-axetoxyeugenol axetat có tác dụng kìm hãm khối u Sarcoma 180 ở chuột [66].
  • Alpinia oxyphylla: Hợp chất nootkaton trong quả có tác dụng chống loét dạ dày ở liều 20 mg/kg chuột [182].

Khoảng trống luận án giải quyết

Mặc dù hai họ Betulaceae và Zingiberaceae đã được nghiên cứu rộng rãi trên thế giới, nhưng 4 loài cây nghiên cứu trong luận án tại Việt Nam hầu hết chưa được khảo sát:

• Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don): Chưa có công trình khoa học nào công bố về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học.
• Cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don): Mới chỉ có 1 công bố sơ bộ về vài hợp chất từ vỏ thân, các bộ phận lá và cành con chưa được nghiên cứu.
• Cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade): Chưa có công bố khoa học về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học.
• Cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.): Chưa từng được nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án tiếp cận theo hướng hóa học thực nghiệm các hợp chất thiên nhiên (Hóa học Hữu cơ).

Quy trình điều chế các phần chiết

Nguyên liệu thực vật sau khi làm sạch được sấy khô ở nhiệt độ 45 °C, xay thành bột mịn và ngâm chiết hồi lưu hoặc ngâm chiết lạnh với dung môi metanol (MeOH) ở nhiệt độ phòng. Quá trình ngâm chiết được lặp lại 4-5 lần (mỗi lần ngâm trong 3 ngày). Dịch chiết metanol gộp lại được cất loại dung môi dưới áp suất giảm để thu cặn chiết tổng số. Cặn chiết metanol được hòa với nước cất, sau đó tiến hành phân bố lỏng - lỏng chọn lọc lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần: $n$-hexan, diclometan ($CH_2Cl_2$), etyl axetat ($EtOAc$) và $n$-butanol ($n-BuOH$) để thu các phần chiết tương ứng.

Phương pháp phân tách và phân lập

• Sắc ký lớp mỏng (TLC): Sử dụng bản mỏng tráng sẵn silica gel DC-Alufolien 60 $F_{254}$, độ dày 0,2 mm của hãng Merck.
  • Thuốc thử hiện màu: Dung dịch vanilin 1,0 g trong 100 ml axit sunfuric đậm đặc (phát hiện tecpenoit cho vệt màu tím, hồng, đỏ, xanh); dung dịch xeri sunfat điều chế từ 2,5 g $Ce(SO_4)_2\cdot 4H_2O$ và 5 g axit photphomolipdic trong 12 ml $H_2SO_4$ đặc, định mức nước cất tới 200 ml (cho vệt màu xanh đen).
• Sắc ký cột (CC) và sắc ký cột nhanh (FC): Dùng chất hấp phụ silica gel (Merck) với các dải kích thước hạt: 0,063–0,200 mm; 0,063–0,100 mm; 0,040–0,063 mm và 0,015–0,040 mm. Kỹ thuật FC sử dụng khí nén với áp suất đẩy dung môi từ 0,2 đến 0,3 bar.
• Kết tinh lại: Sử dụng dung môi đơn hoặc hệ hỗn hợp dung môi ($n$-hexan, diclometan, axeton, metanol) để làm sạch chất tinh khiết.

Thiết bị và phương pháp xác định cấu trúc hóa học

Phương pháp phân tích	Thiết bị / Hệ thống sử dụng	Thông số kỹ thuật / Điều kiện ghi
Đo điểm nóng chảy (đ.n.c)	Thiết bị Boetius (Đức)	Đo trực tiếp tinh thể
Đo độ quay cực ($[\alpha]_D$)	Jasco P-1030 digital polarimeter	Đo ở nhiệt độ phòng, bước sóng natri D
Phổ hồng ngoại (FT-IR)	Impact 410-Nicolet FT-IR hoặc Horiba FT-710	Đo dạng màng mỏng (film) hoặc ép viên KBr
Phổ khối lượng va chạm electron (EI-MS)	HEWLETT PACKARD HP 5989-MS Engine	Năng lượng va chạm 70 eV
Phổ khối lượng phun bụi điện tử (ESI-MS)	LC/MSD Trap Agilent Series 1100	Cột Zorbax SB C18, pha động 15% MeOH trong ($H_2O$ + axit formic), tốc độ dòng 0,4 ml/phút
Phổ khối lượng phân giải cao (HR-ESI-MS, HR-APCI-MS)	Thermo Fischer Scientific LTQ Orbitrap XL	Xác định chính xác khối lượng phân tử phân giải cao
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR, DEPT)	Bruker Avance 500 MHz	Tần số 500 MHz cho $^1H$ và 125 MHz cho $^{13}C$, chuẩn nội TMS
Phổ 2D-NMR ($^1H-^1H$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY)	Bruker Avance 500 MHz	Xác định các tương tác tương quan qua liên kết và không gian

Phương pháp thử hoạt tính sinh học

Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (VSVKĐ) in vitro được tiến hành thử nghiệm trên các hợp chất tecpenoit và steroit phân lập được, thực hiện theo phương pháp pha loãng trên phiến vi lượng của Vanden Berghe và Vlietinck [168, 169], xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ ức chế 50% ($IC_{50}$).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa các tài liệu khoa học về đặc điểm thực vật, thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và công dụng làm thuốc của hai họ Betulaceae (trọng tâm là hai chi Alnus và Betula) và Zingiberaceae (hai chi Zingiber và Alpinia). Tiếp đó, chương này mô tả chi tiết đặc điểm hình thái và phân bố của 4 loài cây nghiên cứu:

• Alnus nepalensis D. Don (Tống quán sủi): Cây gỗ cao 8-15 m (có thể đạt 30 m), vỏ xám bạc; cành non có lông sét; lá mọc so le, phiến bầu dục hoặc xoan ngược; cụm hoa đực dạng đuôi sóc dài 10-16 cm; mọc hoang tại rừng khô Sa Pa (Lào Cai) và vùng Đồng Văn (Hà Giang). Vỏ cây trong y học dân gian Vân Nam (Trung Quốc) dùng chữa thủy thũng, tiêu chảy, lỵ, viêm phổi, đau xương, viêm gan.
• Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don (Cáng lò): Cây gỗ nhỏ, thân thẳng tròn, vỏ ngoài nâu xám bong mảng, thịt vỏ màu nâu có mùi thơm hắc; lá hình xoan; hoa đực hình đuôi sóc. Mọc ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Lạng Sơn, Sơn La, Lai Châu, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng) và Tây Nguyên. Vỏ và lá được dân gian dùng chữa cảm mạo, đau dạ dày, phong thấp, rắn cắn.
• Zingiber peninsulare I. Theilade (Gừng môi tím đốm): Cây thảo cao 1-2 m, cụm hoa mọc sát gốc, cánh môi có nhiều đốm tím, phân bố ở vùng râm mát trong rừng thuộc tỉnh Gia Lai và Tây Nguyên.
• Alpinia maclurei Merr. (Riềng maclurei): Cây thảo cao 1-2 m, cụm hoa thẳng hoặc nghiêng dài 30-40 cm, cánh môi màu vàng ngà có 2 dải sọc nâu đỏ, quả nang hình cầu đường kính 1 cm; phân bố ở vùng rừng núi phía Bắc Việt Nam và Trung Quốc.

Chương 2: Phương pháp và thiết bị nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết quy chuẩn thực nghiệm:

• Phương pháp xử lý nguyên liệu, các dung môi hữu cơ sử dụng gồm $n$-hexan, diclometan, etyl axetat, axeton, metanol, $n$-butanol, đimetyl sunfoxit (DMSO).
• Kỹ thuật sắc ký: Các loại hạt silica gel Merck dùng cho sắc ký cột thông thường (CC) và sắc ký cột nhanh (FC) với áp suất nén 0,2-0,3 bar; phương pháp giải hấp gradient dung môi.
• Các điều kiện vận hành thiết bị quang phổ ($^1H$-NMR 500 MHz, $^{13}C$-NMR 125 MHz, EI-MS 70 eV, HR-ESI-MS Orbitrap).
• Quy trình thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định in vitro theo chuẩn của Vanden Berghe và Vlietinck đối với các chủng vi khuẩn Gram âm, Gram dương và nấm mốc.

Chương 3: Phần thực nghiệm

Chương 3 ghi lại toàn bộ quy trình tách chiết, khối lượng nguyên liệu, hiệu suất các phân đoạn và các hằng số vật lý của các chất phân lập được.

1. Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don)

Nguyên liệu gồm mẫu 1 (tháng 7/2006) và mẫu 2 (tháng 6/2007) thu tại Đồng Văn, Hà Giang.

• Phân đoạn chiết và phân lập từ lá:
  • Từ phần chiết $n$-hexan mẫu 1 (ALHI, 22 g) phân lập được: A1 (21,3 mg và 50 mg), A2 (2,2 mg), A3 (hợp chất có khối lượng lớn: 30 mg, 28 mg, 49 mg, 40,5 mg), A4 (8 mg).
  • Từ phần chiết etyl axetat mẫu 1 (ALEI, 8 g) phân lập được: A5 (26 mg), A6 (25 mg), A7 (141,5 mg).
  • Từ phần chiết diclometan mẫu 2 (ALDII, 17,5 g) phân lập được: A1 (5 mg), A2 (1 mg), A8 (19,7 mg), A9 (10,7 mg), A10 (6 mg), A11 (1,2 mg), A12 (7 mg), A13 (6,5 mg), AA (1,7 mg), A14 (2,8 mg), A15 (166 mg).
  • Từ phần chiết etyl axetat mẫu 2 (ALEII, 40 g) phân lập được: A16 (5,5 mg), A5 (60 mg qua các phân đoạn), A17 (5 mg), A7 (41 mg qua các phân đoạn), A18 (5 mg).
• Phân đoạn chiết và phân lập từ cành con:
  • Phần chiết $n$-hexan mẫu 1 (ACHI, 1,3 g) và mẫu 2 (ACHII, 18,87 g) phân lập được: A1 (33 mg và 20 mg), A3 (21,6 mg và 62,6 mg), A19 (10 mg và 160 mg).
  • Phần chiết diclometan gộp (ACD, 14,1 g) phân lập được: A8 (6 mg), A19 (47 mg).
  • Phần chiết etyl axetat gộp (ACE, 16,3 g) phân lập được: A6 (6 mg).
• Phân đoạn chiết và phân lập từ vỏ cành:
  • Phần chiết $n$-hexan gộp (AVH, 14,76 g) phân lập được: A1 (40 mg), A20 (15 mg), hỗn hợp AVH2 (174,4 mg gồm A1, A3, A20), A3 (120,3 mg), AB (12 mg), A21 (55 mg), A19 (41,1 mg).
  • Phần chiết diclometan gộp (AVD, 10,8 g) phân lập được: A1 (18 mg), A20 (6 mg), A8 (35 mg), A19 (126,6 mg qua các phân đoạn), AC (5 mg).

2. Các loài Cáng lò, Gừng môi tím đốm và Riềng maclurei

• Cáng lò (Betula alnoides): Điều chế dịch chiết lá, cành con và vỏ cành; phân tách sắc ký cột theo các sơ đồ 3.11 đến 3.17, thu nhận các hợp chất nhóm B (trong đó có B3, B12).
• Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare): Thân rễ được chiết phân bố thu các phần $n$-hexan, diclometan, etyl axetat; phân tích thành phần dễ bay hơi bằng GC-MS (Bảng 3.1, Phụ lục 1) và phân lập các hợp chất nhóm Z (Z2, Z5, Z6, Z9) theo các sơ đồ 3.18 đến 3.20.
• Riềng maclurei (Alpinia maclurei): Phân tích GC-MS phần tinh dầu dễ bay hơi từ thân rễ (Bảng 3.2, Phụ lục 2) và phân tách các phần chiết theo sơ đồ 3.21 và 3.22.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 tập trung biện luận và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất dựa trên số liệu phổ thực nghiệm (MS, IR, NMR một chiều và hai chiều):

Ký hiệu	Tên hợp chất	Phân loại hóa học	Dạng tồn tại / Điểm nóng chảy / Dữ kiện phổ đặc trưng
A1	Taraxeryl axetat	Tritecpenoit	Tinh thể hình que màu trắng
A2	Physcion	Anthraquinon	Tinh thể hình kim màu cam
A3	1-Nonacosanol	Hợp chất béo mạch thẳng	Bột vô định hình màu trắng
A4	Axit heptacosanoic	Axit béo	Bột vô định hình màu trắng ngà
A5	Quercetin	Flavonoit	Tinh thể hình kim màu vàng
A6	$\beta$-Sitosterol 3-O-$\beta$-D-glucopyranozit	Glycozit Steroit	Bột vô định hình màu trắng
A7	Quercitrin (Quercetin-3-O-$\alpha$-L-rhamnopyranozit)	Flavonoit glycozit	Tinh thể hình que màu vàng
A8	Taraxerol	Tritecpenoit	Tinh thể hình que màu trắng
A9	22-Hydroxyhopan-3-on	Tritecpenoit hopan	Tinh thể hình que màu trắng
A10	2-Hydroxydiploterol	Tritecpenoit	Tinh thể hình phiến màu trắng; HR-ESI-MS: $m/z\ 467,3862$ $[M+Na]^+$ (tính toán: 467,3859, ứng với công thức $C_{30}H_{52}O_2Na$)
A11	Axit betulinic	Tritecpenoit lupan	Bột vô định hình màu trắng
A12	Axit mangiferonic (Axit 3-oxocycloart-24(E)-en-26-oic)	Tritecpenoit cycloartan	Tinh thể hình đa giác màu trắng; $^1H$-NMR: $\delta$ 0,57 (d, $J=4,0$ Hz, H-19a), 0,79 (d, $J=4,0$ Hz, H-19b)
A13	Axit 24(E)-3-oxodammara-20(21),24(25)-dien-27-oic	Tritecpenoit secodammaran	Tinh thể hình đa giác màu trắng; HR-ESI-MS: $m/z\ 477,33377$ $[M+Na]^+$; HR-APCI-MS: $m/z\ 455,35129$ $[M+H]^+$ ($C_{30}H_{47}O_3$)
A14	1,5-Epoxy-1-(3',4'-dihydroxyphenyl)-7-(4"-hydroxyphenyl)heptan	Diarylheptanoit vòng	Tinh thể hình kim màu trắng; HR-ESI-MS: $m/z\ 337,1412$ $[M+Na]^+$ (công thức $C_{19}H_{22}O_4Na$)
A15	Centrolobol	Diarylheptanoit	Chất rắn màu trắng ngà
A16	Hirsutenon	Diarylheptanoit	Bột vô định hình màu trắng
A17	Axit gallic	Axit phenolic	Tinh thể hình que màu trắng đục
A18	Quercetin 3-O-$\beta$-D-galactopyranozit	Flavonoit glycozit	Tinh thể hình que màu vàng
A19	Betulin	Tritecpenoit lupan	Bột vô định hình màu trắng
A20	Taraxeron	Tritecpenoit	Tinh thể hình que màu trắng
A21	$\beta$-Sitosterol	Steroit	Tinh thể hình que màu trắng

Phần thảo luận cấu trúc của cây Cáng lò, Gừng môi tím đốm và Riềng maclurei trình bày các tương tác HMBC, NOESY (của các hợp chất B3, B12) và quy luật phân mảnh trên phổ khối lượng va chạm electron EI-MS (của Z2, Z5, Z6, Z9). Mục 4.5 tổng hợp các số liệu thử nghiệm sinh học về hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất tecpenoit và steroit (trình bày tại Bảng 4.5, Phụ lục 3 của luận án).

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học lý luận

1. Luận án là công trình nghiên cứu toàn diện đầu tiên về thành phần hóa học của cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don), cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade) và cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.) tại Việt Nam.
2. Từ cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis), đã phân lập và xác định cấu trúc của 21 hợp chất thuần khiết (từ A1 đến A21) thuộc nhiều nhóm hoạt chất khác nhau:
   • Các tritecpenoit đa dạng thuộc các khung cấu trúc khác nhau: taraxeran (taraxerol, taraxeron, taraxeryl axetat), lupan (betulin, axit betulinic), hopan (22-hydroxyhopan-3-on, 2-hydroxydiploterol), cycloartan (axit mangiferonic) và dammaran (axit 24(E)-3-oxodammara-20(21),24(25)-dien-27-oic).
   • Các diarylheptanoit mạch hở và mạch vòng chứa cầu nối ete: centrolobol, hirsutenon và 1,5-epoxy-1-(3',4'-dihydroxyphenyl)-7-(4"-hydroxyphenyl)heptan.
   • Các hợp chất flavonoit và flavonoit glycozit: quercetin, quercitrin, quercetin 3-O-$\beta$-D-galactopyranozit.
   • Các dẫn xuất anthraquinon (physcion), steroit ($\beta$-sitosterol, $\beta$-sitosterol 3-O-$\beta$-D-glucopyranozit), axit phenolic (axit gallic) và các hợp chất béo chuỗi dài (1-nonacosanol, axit heptacosanoic).
3. Bổ sung các dẫn liệu khoa học mới về thành phần hóa học của các bộ phận lá, cành con và vỏ cành của cây Cáng lò (Betula alnoides), vượt ra ngoài các thông báo sơ bộ trước đó.
4. Xác định thành phần hóa học của các phân đoạn dễ bay hơi/tinh dầu từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm (Z. peninsulare) và Riềng maclurei (A. maclurei) bằng phương pháp GC-MS.

Đóng góp thực tiễn và giải pháp đề xuất

• Cung cấp cơ sở dữ liệu vật lý và phổ (độ chảy, IR, MS, 1D và 2D NMR) của các hợp chất thiên nhiên phân lập được, phục vụ làm chất chuẩn đối chiếu cho công tác nghiên cứu hóa thực vật và kiểm nghiệm dược liệu.
• Cung cấp kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định in vitro của các hợp chất tecpenoit và steroit, góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học cho các bài thuốc kinh nghiệm dân gian sử dụng vỏ và thân rễ các loài cây này để điều trị nhiễm khuẩn, viêm loét và phong thấp.
• Đề xuất tiếp tục mở rộng khảo sát các hoạt tính sinh học khác (như chống oxy hóa, kháng viêm, gây độc tế bào ung thư) đối với các nhóm chất diarylheptanoit và flavonoit thu nhận được.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

• Phạm vi khảo sát hoạt tính sinh học trong khuôn khổ luận án mới chỉ tập trung đánh giá thử nghiệm in vitro hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên một số hợp chất tecpenoit và steroit; chưa tiến hành đánh giá trên toàn bộ các hợp chất diarylheptanoit và flavonoit thu nhận được.
• Các mẫu nghiên cứu được thu thập tại các địa điểm và thời gian cụ thể (như Tống quán sủi tại Đồng Văn, Hà Giang ở 2 thời điểm tháng 7/2006 và tháng 6/2007), chưa khảo sát biến thiên hàm lượng hoạt chất theo các mùa sinh trưởng khác hoặc tại các vùng sinh thái khác nhau.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng thử nghiệm các mô hình hoạt tính sinh học có định hướng theo y học cổ truyền như hoạt tính chống viêm, chống oxy hóa, ức chế enzyme và gây độc đối với các dòng tế bào ung thư trên các hợp chất diarylheptanoit mạch vòng và hợp chất phenolic.
• Nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học của các bộ phận hoa, quả của cây Tống quán sủi và Riềng maclurei khi thu hái đầy đủ mẫu ở các giai đoạn phát triển khác nhau.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa học Hữu cơ, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hóa dược và Dược liệu học. Tài liệu cung cấp chi tiết điều kiện thực nghiệm, quy trình sắc ký cột (CC, FC) với các hệ dung môi gradient phân cực khác nhau để phân tách hỗn hợp phức tạp.
• Giảng viên và các nhà nghiên cứu: Tham khảo cách thức phân tích và giải đoán cấu trúc hóa học của các tritecpenoit và diarylheptanoit phức tạp thông qua việc kết hợp các kỹ thuật phổ 2D-NMR ($^1H-^1H$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY) và phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS / HR-APCI-MS.
• Cơ quan quản lý và các viện nghiên cứu dược liệu: Cung cấp dữ liệu khoa học về thành phần hóa học của các loài thực vật bản địa chưa từng nghiên cứu tại Việt Nam, làm cơ sở cho công tác bảo tồn, khai thác bền vững nguồn gen cây thuốc.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án nghiên cứu thành phần hóa học của những loài cây cụ thể nào?

Luận án tập trung nghiên cứu 4 loài thực vật thuộc 2 họ:

• Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don) thuộc họ Cáng lò (Betulaceae).
• Cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don) thuộc họ Cáng lò (Betulaceae).
• Cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).
• Cây Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).

2. Phương pháp chiết xuất và phân bố phân đoạn được thực hiện như thế nào?

Bột nguyên liệu thực vật khô được ngâm chiết lặp lại 4-5 lần (mỗi lần 3 ngày) bằng metanol ở nhiệt độ phòng. Sau khi cất thu hồi metanol, cặn chiết được hòa với nước cất rồi tiến hành chiết phân bố lỏng - lỏng lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần: $n$-hexan, diclometan, etyl axetat và $n$-butanol để thu nhận các phần chiết có độ phân cực khác nhau trước khi đưa vào sắc ký cột.

3. Tác giả đã phân lập và xác định được bao nhiêu hợp chất từ cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis)?

Tác giả đã phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc hóa học của 21 hợp chất tinh khiết (ký hiệu từ A1 đến A21), gồm các nhóm chất: tritecpenoit (taraxeryl axetat, taraxerol, taraxeron, 22-hydroxyhopan-3-on, 2-hydroxydiploterol, axit betulinic, axit mangiferonic, axit 24(E)-3-oxodammara-20(21),24(25)-dien-27-oic, betulin), diarylheptanoit (centrolobol, hirsutenon, 1,5-epoxy-1-(3',4'-dihydroxyphenyl)-7-(4"-hydroxyphenyl)heptan), flavonoit (quercetin, quercitrin, quercetin 3-O-$\beta$-D-galactopyranozit), steroit ($\beta$-sitosterol, $\beta$-sitosterol 3-O-$\beta$-D-glucopyranozit), anthraquinon (physcion), axit gallic và các hợp chất béo chuỗi dài.

4. Những kỹ thuật phổ hiện đại nào được áp dụng để xác định cấu trúc các hợp chất trong luận án?

Cấu trúc các chất được xác định bằng sự kết hợp của nhiều kỹ thuật phổ:

• Phổ khối lượng: EI-MS (70 eV), ESI-MS, và phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS, HR-APCI-MS (ghi trên máy Thermo Fischer Scientific LTQ Orbitrap XL).
• Phổ hồng ngoại (FT-IR) trên máy Impact 410-Nicolet hoặc Horiba FT-710.
• Phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều ($^1H$-NMR 500 MHz, $^{13}C$-NMR/DEPT 125 MHz) và hai chiều ($^1H-^1H$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY) ghi trên thiết bị Bruker Avance 500 MHz.

5. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được đánh giá theo phương pháp nào?

Hoạt tính sinh học được khảo sát bằng phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định in vitro theo kỹ thuật pha loãng của Vanden Berghe và Vlietinck đối với một số hợp chất tecpenoit và steroit, xác định các giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ ức chế 50% ($IC_{50}$).

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trương Thị Tố Chinh là công trình nghiên cứu thực nghiệm có hệ thống về hóa học các hợp chất thiên nhiên trên 4 loài thực vật thuộc họ Betulaceae và Zingiberaceae tại Việt Nam. Bằng việc áp dụng các quy trình chiết phân đoạn, kỹ thuật sắc ký cột hiện đại kết hợp các phương pháp phổ tiên tiến (1D/2D NMR, HR-MS, EI-MS), tác giả đã phân lập và xác định cấu trúc của hàng chục hợp chất thuộc các lớp tritecpenoit, diarylheptanoit, flavonoit, steroit và phenolic, đồng thời phân tích thành phần dễ bay hơi của thân rễ các loài họ Gừng bằng GC-MS. Công trình đã bổ sung các dữ liệu hóa học thực nghiệm đầu tiên cho các loài cây chưa từng được nghiên cứu tại Việt Nam như Tống quán sủi, Gừng môi tím đốm và Riềng maclurei, cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá hoạt tính sinh học và khai thác nguồn dược liệu tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Các hợp chất thiên nhiên đã và đang chiếm một vị trí quan trọng trong ngành sản xuất dược phẩm và nhiều lĩnh vực khác. Nhiều hợp chất này có thể được dùng làm nguyên mẫu hoặc các cấu trúc dẫn đường cho sự phát hiện và phát triển dược phẩm cũng như các sản phẩm khác phục vụ cuộc sống. Theo ước tính của tổ chức y tế thế giới, hiện nay khoảng trên 80% dân số thế giới sử dụng nguồn dược liệu để điều trị bệnh tật và chăm sóc sức khoẻ. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng dược liệu và các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên đang ngày càng tăng, việc nghiên cứu hoá học và hoạt tính sinh học của các cây thuốc nhằm đóng góp vào việc sử dụng hợp lý và có hiệu quả cây thuốc cũng như tiêu chuẩn hoá cây thuốc và tìm ra các hợp chất có hoạt tính sinh học có giá trị có vai trò đặc biệt quan trọng.

Nước ta có thảm thực vật đa dạng và phong phú. Theo con số thống kê gần đây, hiện nay Việt Nam có 337 họ cây với 2.585 loài, trong số đó có 3.800 loài thực vật được dùng làm thuốc. Với xu hướng nghiên cứu chung trên thế giới, việc đi sâu nghiên cứu tìm kiếm những hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học có giá trị dựa trên nền y học cổ truyền đang được các nhà khoa 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] học rất quan tâm. Các loài cây thuộc họ Cáng lò (Betulaceae) và họ Gừng (Zingiberaceae), từ lâu đã là đối tượng được các nhà khoa học thuộc lĩnh vực các hợp chất thiên nhiên trên thế giới đặc biệt quan tâm, bởi chúng thường chứa các lớp chất như tecpenoit, diarylheptanoit, flavonoit,… với nhiều hoạt tính sinh học lý thú.

Trong luận án này, chúng tôi lựa chọn 4 loài cây thuộc họ Cáng lò (Betulaceae) và họ Gừng (Zingiberaceae), là những cây thuộc loại hiếm hoặc mới chỉ được phát hiện gần đây ở nước ta và chưa được nghiên cứu về thành phần hoá học làm đối tượng nghiên cứu: Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don), Cáng lò (Betula alnoides Buch. Don), Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade), Riềng maclurei (Alpinia maclurei Merr.

Những nội dung chính của luận án là: 1. Xây dựng quy trình chiết và điều chế các phần chiết. Phân tích sắc ký các phần chiết, xây dựng các quy trình phân tách và phân lập. Phân tách sắc ký các phần chiết và phân lập các hợp chất thành phần.

Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được. Đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất có cấu trúc tecpenoit và steroit nhận được trong khuôn khổ của luận án. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC LOÀI ALNUS VÀ BETULA (BETULACEAE) 1.1 Vài nét về thực vật học của chi Alnus và chi Betula [98] Họ Betulaceae có 6 chi với khoảng 150-200 loài. Trung Quốc là nước có đủ cả 6 chi với 89 loài, trong số đó có một chi và 56 loài đặc hữu.

Các chi của họ Betulaceae gồm: Corylus, Ostryopsis, Carpinus, Ostrya, Alnus và Betula, trong đó Alnus và Betula là 2 chi lớn nhất trong họ. Chi Alnus có khoảng 40 loài. Các loài Alnus được phân bố rộng khắp ở Bangladesh, Bhutan, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nepal, châu Âu, Bắc và Nam Mỹ. incana thường thấy phổ biến ở Bắc Âu, A.

viridis được tìm thấy chủ yếu ở vùng đồng cỏ của Thuỵ Sĩ (Alps), trong khi đó A. cordata lại tìm thấy ở miền nam và miền tây nước Ý [52]. Alnus glutinosa xuất hiện phổ biến ở một số nước Bắc Phi và các nước có khí hậu ôn hoà ở châu Á, châu Âu [128]. Các loài Alnus nepalensis được phân bố rộng khắp từ Pakistan qua Nepan, Bhutan tới Vân Nam, tây nam Trung Quốc, Miến Điện và tới một phần Ấn Độ.

Ở nước ta, cây mọc ở trong rừng khô vùng Sapa (Lào Cai). Các loài Alnus phổ biến là: A. japonica, 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. rhombifolia,… Chi Betula có khoảng 50-60 loài.

Các loài Betula được phân bố rộng khắp ở Afghanistan, Trung Quốc, Nhật Bản, Kazakstan, Hàn Quốc, Kyrgyzstan, Mông Cổ, Nepal, Nga, Ấn Độ, châu Âu, Bắc và Nam Mỹ. pendula Roth (cáng lò bạc) và B. pubescens Ehrh được phân bố rộng rãi ở Scandinavia và Bắc Âu, trong khi B. utilis lại được tìm thấy ở Himalaya,… Ở Thổ Nhĩ Kỳ, có 5 loài Betula được phân bố ở phía đông và đông bắc, trong đó Betula litwinowii Doluch là một loài với đặc điểm là có vỏ thân cây có màu trắng hồng [38, 101, 150].

Một số loài Betula: B.2 Nghiên cứu hoá học chi Alnus Từ một số bộ phận như phấn hoa, hạt,… của loài Alnus glutinosa người ta đã phân lập được một số diarylheptanoit, flavonoit, sterol và các axit [52, 113, 115, 128, 135]. Năm 1978, 4ʹ,5ʹ-dihydroxy-3ʹ-metoxy stilben (1) đã lần đầu tiên được tìm thấy từ chồi A. Từ hoa của A. pendula đã phân lập được axit alnustic và 7 tritecpenoit kiểu secodammaran, trong đó có ba chất được phân lập lần đầu tiên là 12-O-(2ʹ-O-axetyl)--D-xylopyranozit (2a), 12- O-(2ʹ-O-axetyl)--D-glucopyranozit của axit alnustic (2b) và axit (20S)-20-hydroxy-24-metylen- 3,4-secodammar-4(28)-en-3-oic (3) [152, 153].

hirsuta có chứa heptacosan, tetracosanol, lupenon, glutin-5-en-3-ol, hỗn hợp của α- và β-amyrin, β-sitosterol và 1,7-diphenylheptan-3,5-diol [166]. Từ lá và vỏ thân Alnus hirsuta đã phân lập được 12 diarylheptanoit, 4 tritecpenoit, 3 flavonoit. Trong số các diarylheptanoit này đáng chú ý nhất là 2 hợp chất tách được từ lá là các chất lần đầu tiên được tìm thấy trong thực vật: (5R)-1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)-heptan-5-O-β- D-xylopyranozit (4a), (5R)-l,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)heptan-5-O-β-D-glucopyranozit (4b) và một số hợp chất có cấu trúc lý thú như 4,17-dimetoxy-2-oxatricyclo[13. và cộng sự [94] đã phân lập được từ lá Alnus hirsuta var.

microphylla được 10 hợp chất là oregonin và 9 tanin. Trong số các tanin, một ellagitannin được phân lập lần đầu tiên là hirsunin (7) cùng với các tannin đã biết khác. sibirica đã phân lập được 2 diarylheptanoit là (5S)-1,7-bis(3,4- dihydroxyphenyl)-5-hydroxyheptan-3-on (hirsutanonol) và (5S)-1,7-bis(3,4-dihydroxyphenyl)-5- (β-D-xylopyranozyloxy)heptan-3-on (oregonin) [95]. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Wollenweber đã phân lập được từ chồi Alnus crispa, A.

sinuata các flavonoit: quercetin và các dẫn xuất, các dẫn xuất của kaempferol, rhamnetin, isorhamnetin, rhamnazin, acacetin, salvigenin, các dẫn xuất metyl ete của apigenin, betuletol và genkwanin [175]. Từ loài Alnus japonica nguồn gốc Đức đã phân lập được trên 10 flavonoit, trong số đó chủ yếu là các dẫn xuất của kaempferol [166, 175]. japonica nhưng nguồn gốc Nhật Bản thì lại có thành phần chính là các tritecpenoit, diarylheptanoit và tanin còn flavonoit có phần ít hơn [22, 23, 56, 82, 88, 93, 124, 123]. Từ hoa cây này, người ta đã phân lập được 12 tritecpenoit và 3 diarylheptanoit, trong số đó có 6 tritecpenoit kiểu secodammaran được tìm thấy lần đầu tiên với cấu trúc lý thú như axit (24E)-3,4- secodammara-4(28),20,24-trien-3,26-dioic (8), axit (20S,24S)-20,24-dihydroxy-3,4- secodammara-4(28),25-dien-3-oic (9), axit (23E)-(20S)-20,25-dihydroxy-3,4-secodammara- 4(28),23-dien-3-oic (10a), axit (23E)-(20S)-20,25,26-trihydroxy-3,4-secodammara-4(28),23-dien-3-oic (10b) [22, 23].

Từ lá của cây này lại thu được 8 diarylheptanoit, 3 flavonoit và 14 tanin thủy phân, trong số đó, đáng kể nhất là 3 diarylheptanoit được phân lập lần đầu tiên: 1-(3,4-dihydroxyphenyl)- 5-hydroxy-7-(4-hydroxyphenyl)-3-heptanon-5-O-β-D-xylopyranozit (11a), 1,7-bis-(3,4- dihydroxyphenyl)-5-hydroxy-3-heptanon-5-O-[2-(2-metylbutenoyl)]-β-D-xylopyranozit (11b) và 1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)-5-metoxy-3-heptanon (11c) cùng với hai tanin thủy phân cũng lần đầu tiên được phát hiện là alnusjaponin A (12) và alnusjaponin B (13) [88, 93]. Loài Alnus japonica Steudel. nguồn gốc Nhật bản, Hàn Quốc ngoài thành phần chính là các diarylheptanoit, tritecpenoit còn có thêm một số lớp chất khác [56, 82, 124, 123]. Từ gỗ của cây này đã phân lập được 7 diarylheptanoit, trong số đó có 5 chất có cấu trúc vòng biarylheptanoit, 4 hợp chất phenolic, 4 steroit và 3 tritecpenoit [124].

Từ vỏ thân của cây này cũng đã phân lập được 14 diarylheptanoit và 2 flavonoit, trong số đó 1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)5-hydroxyheptan-3-O- β-D-xylopyranozit (14) là một diarylheptanoit glycozit mới được phân lập lần đầu tiên [56, 82] và hai diarylheptanoit vòng hiếm thấy, mới được phân lập từ chi Alnus là oregonoyl A (15) và oregonoyl B (16) [123]. Thành phần hóa học chủ yếu của A. sieboldiana là các tritecpenoit và tanin còn diarylheptanoit và flavonoit lại rất ít [23, 65, 142]. Từ hoa của A.

sieboldiana đã phân lập được 14 tritecpenoit và 1 diarylheptanoit, trong số đó thành phần tritecpenoit chủ yếu là axit alnustic và các dẫn xuất 12-O-glycozit của axit alnustic [23, 142]. Từ lá của loài này người ta đã phân lập được 2 flavonoit và 10 tanin thủy phân, trong số đó có hai ellagitannin được phân lập lần đầu tiên là alnusnin A (17a) và alnusnin B (17b) [65]. và cộng sự đã phân lập được từ hoa A. serrulatoides 18 hợp chất gồm 13 tritecpenoit và 5 diarylheptanoit [23].

10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Từ lá, hoa, chồi A. và cộng sự [162] đã phân lập được 12 hợp chất thuộc nhiều lớp chất khác nhau như diarylheptanoit, flavonoit, stilbenoit, sesquitecpenoit và phenanthren, trong số đó, 1,7-diphenyl-hept-3-en-5-on (18) và 2,3,4-trimetoxyphenanthren (19) là hai hợp chất lần đầu tiên được phân lập. Vỏ Alnus rubra Bong. đã được nghiên cứu và từ vỏ này đã phân lập được 4 diarylheptanoit, trong số đó một chất lần đầu tiên được phân lập là (S)-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)- heptan-3-on-5-O-β-D-xylopyranozit (20) [32].

Nhận xét Thành phần hoá học của các loài Alnus rất đa dạng, bao gồm nhiều lớp chất như diarylheptanoit, tritecpenoit, flavonoit, phenylpropanoit và các dẫn xuất của stilben. Tuy nhiên, lớp chất đặc trưng nhất của chi này lại là các diarylheptanoit và các glycozit của chúng. Ngoài ra, tanin cũng là một thành phần quan trọng của một số loài Alnus. Các hợp chất này được phân bố ở hầu hết các bộ phận của cây như lá, cuống hoa, phấn hoa, hạt, chồi, gỗ, cành, vỏ,… Một số loài có thành phần phong phú và đa dạng cả về số lượng chất cũng như số lớp chất là Alnus hirsuta, A.

Các diarylheptanoit có mặt chủ yếu trong các loài này. Các loài có tecpenoit là thành phần chính gồm A. sieboldiana, Alnus serrulatoides, A. Loài chứa nhiều tanin là A.

Dưới đây là công thức hoá học của một số hợp chất đã phân lập được từ chi Alnus. 31 31 HO 24 HO 24 RO 20 20 12 12 1 3 1 3' OMe HO2C 3 2 HO2C 2 4' 29 4 29 4 5' OH OH 28 28 2a R = 2'-OAc--D-pyr 1 2b R = 2'-OAc--D-glc 3 H OH 8 12 OR 6 7 10 9 11 HO OH 5 20 1 3 5 7 13 18 19 4 4' 4' 3 HO OH H3CO O 15 14 2 1 4a R = Xyl 16 17 4 b R = Glu 5 H3CO OH 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.