Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật hóa học nghiên cứu phân lập thành phần hóa học từ đoạn butanol của thân cây sài hồ nam pluchea pteropoda hemsl asteraceae

Bài viết khám phá quy trình phân lập thành phần hóa học từ đoạn butanol của thân cây sài hồ nam Pluchea pteropoda, ứng dụng trong công nghệ kỹ thuật hóa học.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Hòa
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Linh Nhâm
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Lập Thành Phần Hóa Học Từ Đoạn Butanol Của Cây Sài Hồ Nam Pluchea Pteropoda Hemsl
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
• 2. TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về chi Pluchea Cass.
• 2.2. Tổng quan về loài Pluchea pteropoda Hemsl.
• 2.2.1. Phân loại và phân bố
• 2.2.2. Mô tả thực vật
• 2.3. Tình hình tổng quan nghiên cứu về thành phần hóa học
• 2.3.1. Thành phần hóa học của loài Pluchea pteropoda Hemsl.
• 2.3.2. Thành phần hóa học của chi Pluchea
• 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 3.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Phương pháp chiết
• 3.2.2. Phương pháp sắc ký
• 3.2.3. Phương pháp phổ
• 3.2.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu
• 3.3. Điều chế cao tổng và cao phân đoạn
• 3.4. Phân lập các hợp chất phân đoạn Me40
• 3.4.1. Khảo sát phân đoạn Me40 bằng máy HPLC phân tích
• 3.4.2. Phân lập phân đoạn Me40 bằng máy HPLC điều chế
• 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả phân lập các hợp chất phân đoạn Me40
• 4.1.1. Phân lập các hợp chất tinh sạch phân đoạn Me40-1,2,3
• 4.1.2. Kết quả cấu trúc của các chất phân lập
• 4.1.2.1. Hợp chất Me40-2 (1)
• 4.1.2.2. Hợp chất Me40-1 (2)
• 4.1.2.3. Hợp chất Me40-3 (3)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: Kết quả phổ NMR và phổ MS của hợp chất Me40-2 (1)
• PHỤ LỤC 2: Kết quả phổ NMR của hợp chất Me40-1 (2)
• PHỤ LỤC 3: Kết quả phổ NMR của hợp chất Me40-3 (3)

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu thành phần hóa học từ cây Sài hồ nam

Cây Sài hồ nam, hay còn gọi là Pluchea pteropoda Hemsl, là một trong những loài thực vật có giá trị dược liệu cao. Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây này chưa được thực hiện nhiều, mặc dù nó đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều loại bệnh. Việc phân lập các hợp chất từ cây Sài hồ nam sẽ cung cấp thông tin quý giá về các thành phần hóa học và tiềm năng ứng dụng của chúng trong y học hiện đại.

1.1. Giới thiệu về cây Sài hồ nam và ứng dụng

Cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda) được biết đến với nhiều công dụng trong y học dân gian. Nó thường được sử dụng để điều trị các bệnh như hạ sốt, hạ huyết áp và các vấn đề về hô hấp. Việc nghiên cứu thành phần hóa học của cây sẽ giúp xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học.

1.2. Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học hiện tại

Hiện tại, nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Sài hồ nam còn hạn chế. Một số nghiên cứu đã chỉ ra sự hiện diện của các hợp chất flavonoid, tannin và alkaloid, nhưng chưa có nghiên cứu nào phân lập được các hợp chất cụ thể từ phân đoạn butanol.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu thành phần hóa học

Mặc dù cây Sài hồ nam có nhiều ứng dụng trong y học, nhưng việc nghiên cứu thành phần hóa học của nó vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu tài liệu nghiên cứu, phương pháp chiết xuất chưa tối ưu và sự đa dạng của các hợp chất trong cây là những yếu tố cần được giải quyết.

2.1. Thiếu tài liệu nghiên cứu về cây Sài hồ nam

Nhiều nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào một số hợp chất nhất định mà chưa khai thác hết tiềm năng của cây Sài hồ nam. Điều này dẫn đến việc chưa có cái nhìn tổng quát về thành phần hóa học của cây.

2.2. Phương pháp chiết xuất chưa tối ưu

Các phương pháp chiết xuất hiện tại chưa được tối ưu hóa cho cây Sài hồ nam, dẫn đến việc thu được các hợp chất không đầy đủ. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để cải thiện quy trình chiết xuất và phân lập.

III. Phương pháp nghiên cứu phân lập thành phần hóa học

Để phân lập các hợp chất từ cây Sài hồ nam, nhóm nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại. Quy trình này bao gồm việc chiết xuất bằng butanol, sau đó sử dụng sắc ký cột để phân tách các hợp chất.

3.1. Quy trình chiết xuất bằng butanol

Quy trình chiết xuất bắt đầu bằng việc thu hái mẫu cây Sài hồ nam, sau đó tiến hành chiết xuất bằng butanol. Phương pháp này giúp thu được các hợp chất có hoạt tính sinh học cao từ cây.

3.2. Phân tách và phân lập các hợp chất

Sau khi chiết xuất, các hợp chất được phân tách bằng phương pháp sắc ký cột silica gel. Phương pháp này cho phép tách biệt các hợp chất khác nhau dựa trên tính chất hóa học của chúng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu đã phân lập được ba hợp chất tinh khiết từ phân đoạn butanol của cây Sài hồ nam. Các hợp chất này có cấu trúc dicaffeoyl và lần đầu tiên được báo cáo trong chi Pluchea. Những phát hiện này mở ra hướng đi mới cho việc nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất này trong y học.

4.1. Các hợp chất tinh khiết được phân lập

Ba hợp chất tinh khiết được phân lập từ phân đoạn butanol đã được xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ hiện đại. Điều này chứng tỏ tiềm năng của cây Sài hồ nam trong việc cung cấp các hợp chất có giá trị.

4.2. Ứng dụng trong y học và nghiên cứu

Các hợp chất được phân lập có thể được nghiên cứu thêm về hoạt tính sinh học và ứng dụng trong điều trị bệnh. Điều này không chỉ giúp nâng cao giá trị của cây Sài hồ nam mà còn mở ra cơ hội cho các nghiên cứu tiếp theo.

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

Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Sài hồ nam đã mở ra nhiều cơ hội mới cho việc ứng dụng các hợp chất tự nhiên trong y học. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để khai thác hết tiềm năng của cây này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây Sài hồ nam chứa nhiều hợp chất có giá trị. Việc phân lập thành công các hợp chất này là bước đầu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc xác định hoạt tính sinh học của các hợp chất đã phân lập, cũng như tìm hiểu thêm về các hợp chất khác có trong cây Sài hồ nam.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong y học cổ truyền, kinh nghiệm sử dụng các loài cây cỏ làm thuốc đã được tích lũy qua nhiều thế hệ. Cùng với sự phát triển của khoa học hiện đại, việc kết hợp tri thức bản địa với các phương pháp hóa học phân tích giúp xác định chính xác thành phần hóa học, làm sáng tỏ cơ chế tác dụng sinh học và phát triển các chế phẩm điều trị có nguồn gốc tự nhiên với độ an toàn cao. Việt Nam là quốc gia có thảm thực vật phong phú, nhiều loài thảo dược đã được nghiên cứu và ứng dụng trong y dược và mỹ phẩm; tuy nhiên, vẫn còn nhiều loài thực vật bản địa chưa được khảo sát đầy đủ.

Cây Sài hồ nam có tên khoa học là Pluchea pteropoda Hemsl. (thuộc chi Pluchea, họ Cúc - Asteraceae), còn được biết đến với các tên gọi khác như Cúc tần biển, cây Lức, Nam sài hồ hoặc Hải sải. Trong dân gian, rễ và lá của cây thường được sử dụng để điều trị nhiều chứng bệnh như hạ sốt, hạ huyết áp, sốt rét, nhức đầu, khát nước, tức ngực, khó thở, ho, thương hàn, đau lưng, kiết lỵ, cũng như bôi ngoài da để trị nhọt và ghẻ lở. Mặc dù phân bố rộng rãi tại các tỉnh ven biển miền Trung và vùng đồng bằng sông Cửu Long, các nghiên cứu hóa học chuyên sâu về loài này còn rất hạn chế. Phần lớn các công trình trước đây chỉ dừng lại ở việc phân tích thành phần tinh dầu, nhận biết định tính các nhóm chất hoặc khảo sát hoạt tính kháng khuẩn trên các cặn chiết thô. Nhằm bổ sung dữ liệu khoa học về thành phần hóa học của loài, đề tài "Nghiên cứu phân lập thành phần hóa học từ phân đoạn Butanol của thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl, Asteraceae)" đã được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể gồm 3 nhiệm vụ:

1. Điều chế cao phân đoạn Me40 từ thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda).
2. Phân lập các hợp chất tinh khiết từ phân đoạn Me40.
3. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ phân đoạn Me40.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl., họ Asteraceae).
• Phạm vi không gian và thời gian: Mẫu thực vật được thu hái tại huyện Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng vào tháng 7 năm 2022; quá trình thực nghiệm, phân lập và đo phổ được thực hiện tại Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, hoàn thành vào tháng 8 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên cơ sở phân loại học thực vật và hóa học các hợp chất tự nhiên của chi Pluchea (họ Asteraceae). Chi Pluchea gồm khoảng 80 loài phân bố tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới, trong đó khu vực châu Á có khoảng 10 loài và tại Việt Nam ghi nhận 3 loài chính: Pluchea indica Less., Pluchea pteropoda Hemsl. và Pluchea eupatoroides. Các công trình công bố quốc tế về chi Pluchea đã ghi nhận nhiều nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học cao như terpenoid (đặc biệt là khung eudesmane), flavonoid, phenolic, dẫn xuất caffeoylquinic acid, lignan và thiophene.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được tác giả áp dụng bao gồm:

• Xử lý mẫu: Thân cây tươi sau khi thu hái được rửa sạch, loại bỏ tạp chất sơ bộ, chặt nhỏ, phơi khô và sấy ở 50 °C đến khi độ ẩm dưới 10%, sau đó xay thành bột mịn và bảo quản nơi khô ráo.
• Phương pháp chiết: Sử dụng phương pháp chiết ngấm kiệt bột thân cây bằng dung môi ethanol (EtOH) 96% để thu cao chiết tổng EtOH. Sau đó, tiến hành phương pháp lắc chiết phân bố lỏng – lỏng lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần gồm Petroleum ether, Ethyl acetate (EtOAc) và n-butanol (BuOH) để thu được các cao phân đoạn tương ứng.
• Phương pháp sắc ký: Cao BuOH được đưa vào sắc ký cột nhanh (Flash Column Chromatography - FCC) sử dụng pha tĩnh silica gel pha đảo RP-18 (C18), rửa giải bằng hệ dung môi H2O/MeOH để thu 6 phân đoạn: H2O, Me20, Me40, Me60, Me80 và Me. Phân đoạn Me40 tiếp tục được khảo sát bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao phân tích (HPLC phân tích) và phân tách thu các chất sạch bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (HPLC điều chế). Độ tinh khiết của các phân đoạn được kiểm tra lại bằng HPLC.
• Phương pháp phổ xác định cấu trúc: Sử dụng kết hợp phổ khối lượng (MS) và hệ phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều (NMR) bao gồm phổ 1D (1H-NMR tần số 600 MHz, 13C-NMR tần số 150 MHz) và phổ 2D (COSY, HSQC, HMBC, NOESY) đo trong dung môi deuterated methanol (MeOD) để xác lập cấu trúc phân tử và cấu hình lập thể của các chất tinh khiết.

STT	Tên hóa chất / Vật liệu	Công thức hóa học	Độ tinh khiết	Nhà sản xuất / Xuất xứ
1	Acetonitrile (HPLC)	C2H3N	≥ 99,9%	Merck (Đức)
2	Ethanol	C2H6O	96%	Sol-pure (Việt Nam)
3	Ethyl Acetate	C4H8O2	99,99%	Xilong (Trung Quốc)
4	Formic acid	CH2O2	≥ 88,5%	Xilong (Trung Quốc)
5	Methanol	CH4O	99,5%	Sol-pure (Việt Nam)
6	Methanol (HPLC)	CH4O	≥ 99,9%	Merck (Đức)
7	n-Butanol	C4H10O	99,99%	Chemsol (Việt Nam)
8	Petroleum ether	-	99,99%	Lab-scan (Thái Lan)
9	Silica gel pha đảo (C18)	-	-	HiMedia (Ấn Độ)

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Phần Mở đầu trình bày lý do chọn đề tài nghiên cứu dựa trên tiềm năng dược liệu chưa được khai thác sâu của cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda). Tác giả xác định đối tượng là thân cây thu hái tại Sóc Trăng, đặt ra 3 mục tiêu cụ thể từ điều chế phân đoạn Me40, phân lập tinh sạch đến xác định cấu trúc hóa học. Tác giả nhấn mạnh ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung cơ sở dữ liệu hóa thực vật học cho chi Pluchea và ý nghĩa thực tiễn làm tiền đề định hướng ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm.

Tổng quan

Chương Tổng quan hệ thống hóa toàn diện các tài liệu khoa học liên quan đến chi Pluchea và loài Pluchea pteropoda:

• Đặc điểm thực vật và phân bố: P. pteropoda là loài cây thảo sống lâu năm hoặc cây bụi cao 0,5 – 3 m, phân nhánh ở gốc, thân non màu xanh có ít lông mịn; lá đơn mọc so le hình thìa hoặc bầu dục, mép khía răng cưa; hoa đầu dạng ngù ở ngọn cành màu đỏ nhạt hoặc tím nhạt; quả bế hình trụ có túm lông mào. Cây ưa nước lợ, sinh trưởng tốt ở rừng ngập mặn, cửa sông và bờ kênh rạch ven biển miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long.
• Tổng quan thành phần hóa học của loài P. pteropoda: Đoàn Thanh Tường (2001) phân lập 7 hợp chất từ thân, rễ, lá (taraxasterol acetate, boemeryl acetate, stigmasterol, β-sitosterol, β-sitosterol 3-O-β-D-glucopyranoside...). Nguyễn Thị Chung (2005, 2007) phân lập dẫn xuất thiophene và triacontanoic acid. Về tinh dầu, Nguyễn Thị Chung (2001) nhận diện 13 hợp chất với Longifolene chiếm 61%; Ninh Thế Sơn (2022) phân tích 29 hợp chất với 2,5-dimethoxy-p-cymene chiếm 43,5%, β-maaliene chiếm 14,0% và α-isocomene chiếm 9,0%. Về sinh học phân tử, Zhenbiao Liang (2021) đã hoàn thiện bộ gen lục lạp của cây với 111 gen, chiều dài 152.300 bp.
• Thành phần hóa học của chi Pluchea: Tổng thuật chi tiết cấu trúc hóa học của hàng trăm hợp chất đã biết trong chi, phân loại theo các nhóm chính:
  • Terpenoid: Chủ yếu là các hợp chất sesquiterpene khung eudesmane và dẫn xuất (cuauhtemone, plucheinol, pterocarptriol, plucheoside A-E), monoterpene và triterpenoid.
  • Flavonoid: Các hợp chất flavonol, flavone, flavanone tự do và glycoside hóa (quercetin, kaempferol, apigenin, casticin, eupalitin, persicarin...).
  • Hợp chất thơm: Dẫn xuất của caffeoylquinic acid (3-O-caffeoylquinic acid, 3,4-di-O-caffeoylquinic acid, 1,3,4,5-tetra-O-caffeoylquinic acid...) và các hợp chất phenolic đơn giản.
  • Lignan: Khung furofuran và dẫn xuất glycoside ((+)-syringaresinol, pinoresinol, hedyotisol A-B, plucheoside D1-D3...).
  • Thiophene: Các dẫn xuất polyacetylene thiophene mang chuỗi phụ acetyl hóa hoặc glycoside hóa.
• Tổng quan hoạt tính sinh học: Tổng hợp các nghiên cứu chứng minh cao chiết P. pteropoda có hoạt tính kháng khuẩn đối với Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Vibrio parahaemolyticus, hoạt tính chống oxy hóa (dịch chiết lá có IC50 = 2,46 mg/mL, thân có IC50 = 7,33 mg/mL; phân đoạn EtOAc có IC50 = 30,2 µg/mL) và khả năng ức chế sinh trưởng rễ mầm thực vật.

Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Nội dung chương mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm từ khâu chuẩn bị mẫu đến phân tách sắc ký:

• Bột thân cây khô được chiết ngấm kiệt với ethanol để tạo cao chiết tổng EtOH.
• Cao tổng được hòa tan và lắc phân bố lỏng – lỏng với Petroleum ether, EtOAc và BuOH thu các cao phân đoạn.
• Cao BuOH được phân tách bằng sắc ký cột nhanh pha đảo silica gel C18, thu được 6 phân đoạn gồm: H2O, Me20, Me40, Me60, Me80 và Me.
• Phân đoạn Me40 được lựa chọn để phân lập tiếp; tác giả khảo sát các điều kiện sắc ký trên HPLC phân tích, sau đó triển khai sắc ký HPLC điều chế với chương trình pha động phù hợp nhằm phân tách các phân đoạn Me40-1, Me40-2 và Me40-3. Kiểm tra lại sắc ký đồ HPLC để xác nhận độ tinh sạch của từng chất trước khi tiến hành phân tích phổ.

Kết quả và bàn luận

Chương này tập trung công bố kết quả phân lập và giải thích cấu trúc phân tử của 3 hợp chất tinh sạch từ phân đoạn Me40:

• Phân lập các hợp chất tinh khiết: Từ phân đoạn Me40, bằng HPLC điều chế đã thu được 3 chất tinh khiết ký hiệu là Me40-2 (hợp chất 1), Me40-1 (hợp chất 2) và Me40-3 (hợp chất 3).
• Xác định cấu trúc hợp chất Me40-2 (1): Dựa trên phân tích phổ 1H-NMR (600 MHz) và 13C-NMR (150 MHz) cùng các phổ tương quan 2D-NMR (HMBC, COSY, NOESY) và phổ MS, hợp chất 1 được xác định có cấu trúc vòng cyclopentane với 3 nhóm thế liền kề gồm 2 nhóm este caffeoyl và 1 nhóm hydroxyl tại các vị trí xác định. Hợp chất được định danh là 1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol. Đây là một hợp chất mới chưa từng được công bố trong tài liệu khoa học trước đó.
• Xác định cấu trúc hợp chất Me40-1 (2) và Me40-3 (3): Kết quả phân tích phổ NMR cho thấy hợp chất 2 và hợp chất 3 cũng mang khung cấu trúc cyclopentane gắn 2 nhóm thế caffeoyl và 1 nhóm hydroxyl. Hai hợp chất này là đồng phân lập thể của nhau và có mối liên hệ cấu trúc với hợp chất 1α,2β-O-dicaffeoylcyclopentane-3β-ol. Cả hai đều là các hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ loài Pluchea pteropoda và là lần đầu tiên được ghi nhận trong chi Pluchea.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra với các kết quả cụ thể:

1. Xây dựng thành công quy trình chiết ngấm kiệt và phân đoạn cao BuOH từ thân cây Sài hồ nam (P. pteropoda) bằng sắc ký cột nhanh silica gel pha đảo RP-18 thu 6 phân đoạn (H2O, Me20, Me40, Me60, Me80, Me).
2. Tối ưu hóa điều kiện sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (HPLC điều chế) trên phân đoạn Me40, phân lập thành công 3 hợp chất tinh khiết đạt độ tinh sạch cao: Me40-2 (chất 1), Me40-1 (chất 2) và Me40-3 (chất 3).
3. Sử dụng hệ phổ NMR 1D/2D (1H, 13C, HMBC, COSY, NOESY) và MS để giải đoán tường minh cấu trúc hóa học của cả 3 hợp chất:
   • Hợp chất 1 (Me40-2): Xác định là 1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol — hợp chất mới.
   • Hợp chất 2 (Me40-1) và Hợp chất 3 (Me40-3): Xác định là 2 đồng phân lập thể có cấu trúc dicaffeoyl cyclopentanol liên quan đến dạng 1α,2β-O-dicaffeoylcyclopentane-3β-ol.

Ký hiệu phân đoạn	Hợp chất	Danh pháp / Nhóm cấu trúc	Đóng góp mới đối với thực vật học
Me40-2	Hợp chất 1	1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol	Hợp chất mới, lần đầu tiên phát hiện và phân lập trong tự nhiên
Me40-1	Hợp chất 2	Đồng phân lập thể dicaffeoyl cyclopentanol	Lần đầu tiên phân lập từ loài P. pteropoda và chi Pluchea
Me40-3	Hợp chất 3	Đồng phân lập thể dicaffeoyl cyclopentanol	Lần đầu tiên phân lập từ loài P. pteropoda và chi Pluchea

Đóng góp khoa học của khóa luận:

• Bổ sung vào kho tàng hợp chất thiên nhiên một cấu trúc phân tử mới (1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol).
• Lần đầu tiên phát hiện sự hiện diện của nhóm hợp chất dicaffeoyl gắn khung cyclopentane trong toàn bộ chi Pluchea cũng như ở loài Sài hồ nam (P. pteropoda).
• Cung cấp dữ liệu phổ NMR và MS chuẩn xác của các dẫn xuất dicaffeoyl cyclopentane phục vụ cho công tác tra cứu, so sánh phổ trong nghiên cứu hóa hữu cơ và hóa thực vật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Phạm vi nghiên cứu mới tập trung khảo sát thành phần hóa học trên một phân đoạn duy nhất là phân đoạn Me40 tách ra từ cao BuOH của thân cây; các phân đoạn còn lại của cao BuOH (H2O, Me20, Me60, Me80, Me) cũng như các cao phân đoạn Petroleum ether và Ethyl acetate chưa được phân lập triệt để.
• Khóa luận dừng lại ở bước phân lập và xác định cấu trúc hóa học, chưa tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học (in vitro hoặc in vivo) trực tiếp trên các hợp chất tinh khiết vừa phân lập được do giới hạn về khối lượng mẫu và thời gian thực hiện.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Tiếp tục mở rộng phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất hóa học từ các phân đoạn còn lại của cao BuOH và các cao phân đoạn khác (cao Ether, cao EtOAc) của cây P. pteropoda.
• Khảo sát các hoạt tính sinh học tiềm năng (kháng khuẩn, chống oxy hóa, kháng viêm, độc tế bào...) của 3 hợp chất dicaffeoyl cyclopentanol tinh khiết đã phân lập nhằm làm sáng tỏ giá trị dược lý và định hướng ứng dụng trong bào chế thuốc.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu chuyên khảo có giá trị cao đối với:

• Sinh viên và học viên cao học: Thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Hóa học (chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa hợp chất thiên nhiên), Dược học, Hóa dược và Thực vật học.
• Nghiên cứu viên lĩnh vực hợp chất tự nhiên: Cung cấp quy trình thực nghiệm chuẩn tắc về phương pháp chiết ngấm kiệt, chiết phân bố lỏng – lỏng, kỹ thuật sắc ký cột nhanh pha đảo silica gel RP-18 và kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (HPLC điều chế).
• Tài liệu tra cứu phổ học: Phần phân tích tín hiệu phổ NMR (1H, 13C, HMBC, COSY, NOESY) và MS trong khóa luận là nguồn dữ liệu đối chiếu hữu ích cho việc giải đoán cấu trúc các hợp chất phenolic, các dẫn xuất caffeoyl và các hợp chất có khung vòng cyclopentane mang nhiều nhóm thế hydroxyl/este hóa.

Câu hỏi thường gặp

1. Mẫu thực vật Sài hồ nam sử dụng trong khóa luận được thu thập ở đâu và xử lý ban đầu như thế nào?
Mẫu thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda) được thu hái tại huyện Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng vào tháng 7 năm 2022. Sau khi thu hái, thân cây tươi được rửa sạch, loại bỏ sơ bộ tạp chất, chặt nhỏ, phơi khô và sấy ở nhiệt độ 50 °C đến khi độ ẩm đạt dưới 10%, sau đó xay thành bột mịn để phục vụ quá trình chiết xuất.

2. Quy trình phân tách và phân lập các hợp chất từ mẫu thân cây được thực hiện qua các bước nào?
Bột thân cây được chiết ngấm kiệt bằng EtOH 96% để thu cao tổng. Cao tổng được lắc phân bố lỏng – lỏng để thu các cao phân đoạn (cao Ether, cao EtOAc, cao BuOH). Cao BuOH tiếp tục được tách bằng sắc ký cột nhanh silica gel pha đảo RP-18 thành 6 phân đoạn (H2O, Me20, Me40, Me60, Me80, Me). Từ phân đoạn Me40, các hợp chất tinh khiết được phân lập bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (HPLC điều chế) và kiểm tra độ tinh sạch bằng HPLC phân tích.

3. Đặc điểm cấu trúc chung của 3 hợp chất phân lập được từ phân đoạn Me40 là gì?
Cả 3 hợp chất phân lập được đều mang cấu trúc dicaffeoyl với khung vòng cyclopentane chứa 3 nhóm thế nằm ở các vị trí liền kề nhau, bao gồm 2 nhóm thế este caffeoyl và 1 nhóm thế hydroxyl.

4. Hợp chất mới được phát hiện trong khóa luận có tên khoa học là gì?
Hợp chất mới được phân lập từ phân đoạn Me40 (ký hiệu Me40-2, chất 1) được xác định cấu trúc và định danh là 1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol.

5. Đóng góp nổi bật nhất của khóa luận đối với dữ liệu hóa học của chi Pluchea là gì?
Khóa luận đã phát hiện 1 hợp chất mới và 2 đồng phân lập thể dicaffeoyl cyclopentanol; đây là lần đầu tiên các hợp chất mang cấu trúc dicaffeoyl cyclopentane được phân lập từ loài Pluchea pteropoda và cũng là lần đầu tiên được báo cáo xuất hiện trong chi Pluchea.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Quốc Hòa đã thực hiện thành công việc chiết xuất, phân đoạn và phân lập các hợp chất hóa học từ phân đoạn butanol của thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl., Asteraceae) thu hái tại Sóc Trăng. Bằng các phương pháp sắc ký hiện đại kết hợp phân tích phổ khối lượng và cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều, nghiên cứu đã xác định được 3 hợp chất tinh khiết thuộc nhóm dicaffeoyl cyclopentanol, trong đó có 1 hợp chất hoàn toàn mới là 1α,3β-O-dicaffeoylcyclopentan-2β-ol và 2 hợp chất đồng phân lập thể. Công trình đóng góp dữ liệu khoa học nguyên bản, lần đầu tiên chứng minh sự tồn tại của nhóm hợp chất dicaffeoyl cyclopentane trong chi Pluchea, tạo tiền đề quan trọng cho các nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo về hoạt tính sinh học và ứng dụng dược liệu của loài thực vật này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Từ thời xa xưa, con người đã sử dụng các phương thuốc từ cây cỏ để chữa bệnh dựa vào kinh nghiệm của người đời trước. Thời nay, với sự kết hợp giữa kiến thức truyền thống và sự phát triển của khoa học đã giúp chúng ta tìm ra các phương thuốc đặc trị từ các cây cỏ mà ít gây ra tác dụng phụ, bằng cách xác định các thành phần hóa học trong các loại cây cỏ, hiểu rõ cơ chế hoạt động của chúng và áp dụng chúng vào việc chữa trị bệnh tật. Nước ta là một nước có diện tích rừng khá rộng lớn và thảm thực vật đa dạng, nhiều loại cây thảo dược đã được nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực y học và mỹ phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn một số loại cây vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.

pteropoda, là một cây mà được người xưa dùng để chữa nhiều bệnh như: hạ sốt, hạ huyết áp, điều trị bệnh sốt rét, nhức đầu, tức ngực, khó thở, ho, thương hàn, điều trị đau lưng và kiết lỵ… Mặc dù có nhiều công dụng như vậy nhưng hiện nay vẫn chưa được nghiên cứu chuyên sâu. Các nghiên cứu về cây P. pteropoda mới chỉ xác định được một số hợp chất trong cây và trong tinh dầu, khảo sát một số hoạt tính sinh học trên các cao phân đoạn chủ yếu về hoạt tính kháng khuẩn. Trong bối cảnh xã hội ngày càng phát triển, việc quan tâm đến sức khỏe con người trở nên ngày càng quan trọng.

Với các tác dụng với nhiều loại bệnh, chưa được nghiên cứu nhiều và chuyên sâu với cây P. pteropoda, nhận thấy các điều trên, dưới sự hướng dẫn của giảng viên, với vai trò là sinh viên ngành Hóa hữu cơ, tôi đã quyết định thực hiện đề tài " Nghiên cứu phân lập thành phần hóa học từ phân đoạn Butanol của thân cây Sài hồ nam (Pluchea pteropoda Hemsl, Asteraceae.)" để tìm hiểu cũng như hiểu rõ hơn về thành phần hóa học của cây P. pteropoda, làm tiền đề cho các nghiên cứu hoạt tính sinh học về các hợp chất từ cây P. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ➢ Thân cây Sài hồ nam – Pluchea pteropoda, được thu hái tại Sóc Trăng vào năm 2022.

x MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ➢ Điều chế cao phân đoạn Me40 từ thân cây Sài hồ nam – Pluchea pteropoda. ➢ Phân lập các hợp chất tinh khiết từ phân đoạn Me40. ➢ Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ phân đoạn Me40. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN Ý nghĩa khoa học ➢ Cung cấp thông tin về thành phần hóa học của cây Sài hồ nam – Pluchea pteropoda.

➢ Nghiên cứu chuyên sâu về các hợp chất được phân lập để ứng dụng vào các lĩnh vực liên quan. Ý nghĩa thực tiễn ➢ Các hợp chất này có thể được sử dụng trong các lĩnh vực trong ngành dược phẩm. ➢ Nghiên cứu sâu hơn về tính chất và ứng dụng của các hợp chất. xi TỔNG QUAN 1.

Tổng quan về chi Pluchea Cass. Pluchea là một chi thực vật có hoa trong họ Cúc (Asteraceae). Các cây của họ này còn có được biết đến với tên gọi khác như camphorweeds, plucheas, hoặc ít khi được gọi là fleabanes, trong khi một số loài như P. odorata được gọi là sour bushes [1].

Các loài trong chi này thường được tìm thấy ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên khắp thế giới. Chi Pluchea bao gồm 80 loài phân bố chủ yếu ở Bắc và Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á và Úc [2]. Ở Châu Á thì có khoảng 10 loài bao gồm 3 loài có ở Việt Nam là Pluchea indica Less, Pluchea pteropoda Hemsl và Pluchea eupatoroides [3].