Khóa Luận Nghiên Cứu Phân Lập và Xác Định Cấu Trúc Hóa Học Từ Loài Viễn Chí Hoa Vàng

Khóa luận nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc các thành phần hóa học từ loài viễn chí hoa vàng, góp phần vào y học và công nghiệp.

• Tác giả: Đoàn Thị Trà Thu
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tuấn Hiệp
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Lập và Xác Định Cấu Trúc Hóa Học Từ Viễn Chí Hoa Vàng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về chi Polygala
• 1.1.1. Vị trí phân loại của chi Polygala
• 1.1.2. Đặc điểm thực vật của chi Polygala
• 1.1.3. Phân bố của chi Polygala
• 1.1.4. Thành phần hóa học của chi Polygala
• 1.1.5. Công dụng theo y học cổ truyền của một số loài thuộc chi Polygala
• 1.1.6. Tác dụng dược lý của cao chiết và một số hợp chất phân lập được từ một số loài thuộc chi Polygala
• 1.2. Tổng quan về cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.1. Vị trí phân loại của cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.2. Đặc điểm thực vật của cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.3. Phân bố và sinh thái của cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.4. Thành phần hóa học của cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.5. Tác dụng sinh học của cây Viễn chí hoa vàng
• 1.2.6. Công dụng theo y học cổ truyền của cây Viễn chí hoa vàng
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Dung môi, hóa chất, thiết bị
• 2.2.1. Dung môi, hóa chất, dụng cụ
• 2.2.2. Trang thiết bị
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp chiết xuất
• 2.3.2. Phương pháp phân lập, xác định độ tinh khiết các hợp chất
• 2.3.3. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Kết quả chiết xuất
• 3.2. Kết quả phân lập các hợp chất
• 3.3. Kết quả xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được
• 3.3.1. Hợp chất PA1: 1-methoxy-2,3-methylendioxyxanthon
• 3.3.2. Hợp chất PA2: p-coumaric acid
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Phân Lập Cấu Trúc Hóa Học Viễn Chí Hoa Vàng

Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc hóa học từ loài viễn chí hoa vàng (Polygala arillata Buch. Don) là một lĩnh vực quan trọng trong hóa học dược phẩm. Việc tìm hiểu về thành phần hóa học của loài cây này không chỉ giúp mở rộng kiến thức về dược liệu mà còn có thể dẫn đến những ứng dụng thực tiễn trong y học. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng viễn chí hoa vàng chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, từ đó tạo ra tiềm năng lớn cho việc phát triển thuốc mới.

1.1. Ứng dụng của Viễn Chí Hoa Vàng trong Y Học Cổ Truyền

Viễn chí hoa vàng đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh lý như ho, viêm họng và cải thiện trí nhớ. Các tài liệu cho thấy rễ cây có tác dụng khử đàm, an thần và hạ sốt, điều này làm nổi bật giá trị của loài cây này trong việc chăm sóc sức khỏe.

1.2. Tình hình Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học

Mặc dù viễn chí hoa vàng được sử dụng rộng rãi, nhưng nghiên cứu về thành phần hóa học của nó vẫn còn hạn chế. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng loài cây này chứa nhiều hợp chất như xanthon và saponin, nhưng cần thêm nhiều nghiên cứu để xác định rõ hơn về cấu trúc và hoạt tính của chúng.

II. Thách Thức trong Nghiên Cứu Phân Lập Hóa Chất Từ Viễn Chí Hoa Vàng

Một trong những thách thức lớn trong nghiên cứu phân lập hóa chất từ viễn chí hoa vàng là sự đa dạng về thành phần hóa học. Việc phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây này đòi hỏi các phương pháp chiết xuất và phân lập chính xác. Ngoài ra, việc xác định cấu trúc của các hợp chất cũng gặp nhiều khó khăn do sự tương đồng về cấu trúc giữa các hợp chất trong cùng một nhóm.

2.1. Khó Khăn Trong Phân Tích Thành Phần Hóa Học

Việc phân tích thành phần hóa học của viễn chí hoa vàng gặp khó khăn do sự hiện diện của nhiều hợp chất tương tự nhau. Điều này yêu cầu các nhà nghiên cứu phải sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại như NMR và HPLC để xác định chính xác cấu trúc của các hợp chất.

2.2. Thiếu Tài Liệu Nghiên Cứu Trước Đây

Sự thiếu hụt tài liệu nghiên cứu trước đây về viễn chí hoa vàng cũng là một thách thức lớn. Nhiều thông tin về thành phần hóa học và tác dụng dược lý của loài cây này vẫn chưa được công bố, điều này làm hạn chế khả năng phát triển các ứng dụng thực tiễn từ loài cây này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Phân Lập Hóa Chất Từ Viễn Chí Hoa Vàng

Để nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc hóa học từ viễn chí hoa vàng, các phương pháp chiết xuất và phân lập hiện đại được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất bằng dung môi, sắc ký lỏng và phân tích phổ. Việc sử dụng các phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất có hoạt tính sinh học.

3.1. Phương Pháp Chiết Xuất Hiệu Quả

Phương pháp chiết xuất hiệu quả từ rễ cây viễn chí hoa vàng sử dụng dung môi như n-hexan và ethyl acetat. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc lựa chọn dung môi phù hợp có thể tăng cường khả năng chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học.

3.2. Kỹ Thuật Phân Tích Cấu Trúc Hóa Học

Các kỹ thuật phân tích như NMR và MS được sử dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được. Những kỹ thuật này cho phép các nhà nghiên cứu xác định chính xác cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất từ viễn chí hoa vàng.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy viễn chí hoa vàng chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, bao gồm xanthon và saponin. Những hợp chất này không chỉ có tiềm năng trong việc phát triển thuốc mới mà còn có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Việc xác định rõ cấu trúc và hoạt tính của các hợp chất này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

4.1. Tiềm Năng Dược Lý Của Các Hợp Chất Phân Lập

Các hợp chất phân lập từ viễn chí hoa vàng đã cho thấy tiềm năng dược lý cao, đặc biệt là trong việc điều trị các bệnh lý liên quan đến viêm và thần kinh. Nghiên cứu cho thấy rằng các hợp chất này có khả năng ức chế viêm và bảo vệ tế bào thần kinh.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp

Việc phát triển các sản phẩm từ viễn chí hoa vàng có thể mở ra cơ hội mới trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng. Các hợp chất có hoạt tính sinh học từ loài cây này có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm tự nhiên an toàn và hiệu quả.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Viễn Chí Hoa Vàng

Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc hóa học từ viễn chí hoa vàng là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Những kết quả đạt được từ nghiên cứu không chỉ góp phần làm phong phú thêm kiến thức về thành phần hóa học của loài cây này mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong y học và công nghiệp. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho sức khỏe cộng đồng.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc xác định rõ hơn về cấu trúc và hoạt tính của các hợp chất phân lập từ viễn chí hoa vàng. Việc này sẽ giúp phát triển các sản phẩm mới có giá trị trong y học.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Dược Liệu

Nghiên cứu về viễn chí hoa vàng không chỉ có ý nghĩa trong việc phát triển thuốc mới mà còn góp phần bảo tồn và phát huy giá trị của các dược liệu quý hiếm trong tự nhiên. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay khi nhu cầu về thuốc tự nhiên ngày càng tăng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 1. Tổng quan về chi Polygala 1. Vị trí phân loại của chi Polygala Theo hệ thống phân loại thực vật, chi Polygala có vị trí phân loại như sau [5-7] Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp: Hai lá mầm (Dicotyledones) Phân lớp: Hoa hồng (Rosidae) Bộ: Đậu (Fabales) Họ: Viễn chí (Polygalaceae) Chi: Polygala Theo 02 tác giả Eriksen B và Persson C, chi Polygala trên thế giới có khoảng 300-350 loài [8]. Các nghiên cứu của Cronquist A và Paiva JA lần lượt báo cáo khoảng 500 loài và 725 loài thuộc chi Polygala [9,10].

Tra cứu tại trang chuyên khảo về thực vật “World Floral”, có 654 tên loài thuộc chi Polygala được chấp nhận. Như vậy có thể thấy, chi Polygala là một chi thực vật với số lượng loài lớn trên thế giới [11]. Đặc điểm thực vật của chi Polygala Các cây trong chi Polygala có thể là cây sống hàng năm hoặc lâu năm, cây bụi hoặc cây thảo, hiếm khi là cây leo thân gỗ. Lá đơn, mọc cách, hiếm khi mọc đối hay mọc vòng; phiến lá không chia thùy, nhẵn hoặc có lông.

Cụm hoa chùm, mọc ở đầu cành hay nách lá. Hoa lưỡng tính, đối xứng hai bên; có 1-3 lá bắc. Năm cánh hoa không đều; bên ngoài có 3 cánh nhỏ; bên trong 2 cánh lớn. Ba cánh hoa bên ngoài ngắn hơn ½, màu trắng, vàng, tím hoặc đỏ.

Nhị 8, đính liền với cánh hoa, bao phấn mở bằng lỗ hoặc khe nứt dọc. Bộ nhụy gồm 2 lá noãn dính nhau. 3 Quả nang, thường có cánh, chứa 2 hạt thường là màu đen, hình trứng, tròn [12,13]. Phân bố của chi Polygala Chi Polygala là chi lớn nhất của họ Viễn chí (Polygalaceae), được phân bố ở khắp mọi nơi trên thế giới, trừ Bắc Cực, Nam Cực và New Zealand [8,14,15].

Nam Mỹ là khu vực có nhiều loài thuộc chi Polygala nhất, tiếp đến là Châu Phi và Châu Á [15,16]. Ở Braxin có 98 loài thuộc chi Polygala, ở Madagascar và Australia lần lượt là 21 và 50 [17,18]. Ở Trung Quốc, có khoảng 44 loài thuộc chi Polygala, trong đó có 21 loài đặc hữu [14,19]. Ở Việt Nam, cũng ghi nhận có nhiều loài Polygala, phân bố chủ yếu ở các vùng núi cao khắp từ Bắc vào Nam.

Theo tài liệu “Cây cỏ Việt Nam” [3], tác giả Phạm Hoàng Hộ có liệt liệt kê 25 loài thuộc chi Polygala với tên gọi Kích nhũ, phân bố từ phía Tây Bắc (Lào Cai, Tam Đảo, Ba Vì) tới Tây Nguyên (Đà Lạt) và Nam Trung Bộ (Đồng Nai). Trong cuốn sách “Từ điển cây thuốc Việt Nam”, tác giả Võ Văn Chi mô tả 13 loài Polygala dùng làm thuốc trong y học dân gian với tên gọi Viễn chí [20]. Tác giả Đỗ Tất Lợi cũng liệt kê ra 07 loài Polygala ở nước ta [5]. Phân bố một số loài thuộc chi Polygala ở Việt Nam TT Tên loài Phân bố Tài liệu 1 P.

arillata Lào Cai (Sa Pa, Ô Quy Hồ) [3,4] 2 P. Kon Tum, Lâm Đồng, Bình Thuận [3,4] 3 P. Ba Vì, Ninh Bình, Thừa Thiên Huế [3] 5 P. Rải rác trong rừng nhiều địa phương [4] 4 Thừa Thiên Huế, Ninh Thuận (Phan 7 P.

[3] Rang), Lâm Đồng (Bảo Lộc) Núi Ngọc Linh, Lâm Đồng (Lang Biang, 8 P. [4,19] Đơn Dương, Bảo Lộc) Lai Châu, Lào Cai, Lạng Sơn, Vĩnh 9 P. [3,4] Phúc, Lâm Đồng 10 P. Vĩnh Phúc (Tam Đảo), Lào Cai (Sa Pa) [3,4] Lâm Đồng (Bảo Lộc, Di Linh, Lạc 11 P.

[3,4] Dương, Đà Lạt) Lâm Đồng (Di Linh), Kon Tum, Ninh 12 P. Lào Cai (Sa Pa) [4] Thái Nguyên, Ninh Bình, Thanh Hóa, 14 P. Thành phần hóa học của chi Polygala Cho đến nay, đã phân lập được khoảng gần 400 hợp chất từ các loài thuộc chi Polygala. Các hợp chất tinh khiết đã phân lập được thuộc các nhóm xanthon, saponin, oligosaccharid (phenolic glycosid) và một số nhóm chất khác.

Các hợp chất xanthon Xanthon là nhóm hợp chất chính trong các loài thuộc họ Viễn chí (Polygalaceae) nói chung và chi Polygala nói riêng. Cho đến nay đã có 80 hợp chất xanthon được phân lập từ các loài thuộc chi Polygala. Các loài được nghiên cứu nhiều bao gồm P. tenuifolia…Các xanthon chủ yếu có trong 5 bộ phận rễ.

Chúng tồn tại dưới dạng aglycon hoặc glycosid. Trong số 80 xanthon đã phân lập, có 47 xanthon aglycon và 33 xanthon glycosid. Có 67 xanthon tồn tại dưới dạng khung cơ bản , 10 xanthon có nhóm methylendioxy, một số hợp chất có cấu trúc đặc biệt mang nhóm trans-dihydrobenzofuran và acid 2-hydroxymethyl- 5-hydroxyl-2-pentenoic [18]. Khung cơ bản của hợp chất xanthon 1.

Các hợp chất saponin Saponin là nhóm hợp chất chính đã được tìm thấy trong thành phần các loài thuộc chi Polygala. Các saponin đã phân lập và xác định cấu trúc có phần aglycon chủ yếu thuộc khung olean. Đến nay, đã có 105 hợp chất saponin được phân lập từ chi Polygala. Trong đó có 101 hợp chất có phần aglycon mang khung olean, 04 hợp chất có phần aglycon mang khung ursan.

Hợp chất sibiricasaponin E có phần aglycon ít gặp với nhóm CH3 ở vị trí 27 cấu hình β. Hai loài thuộc chi Polygala đã được chứng minh có nhiều saponin nhất trong thành phần là P. Hợp chất sibiricasaponin E được phân lập từ loài Polygala sibirica L. Các hợp chất oligosaccharid Những kết quả đã nghiên cứu cho thấy, các loài chi Polygala có chứa nhiều các hợp chất oligosaccharid.

Một số loài đã được nghiên cứu bao gồm P. Cho đến nay đã có 112 hợp chất oligosaccharid được tìm thấy trong thành phần hóa học của các loài thuộc chi Polygala. Các oligosaccharid đã phân lập được este hóa với các dẫn xuất của acid cinnamic (cả 02 dạng đồng phân cis và trans), dẫn xuất của acid benzoic và acid acetic. Vì vậy, các hợp chất này có thể được xếp vào nhóm hợp chất phenolic glycosid.

Ngoài khung cơ bản sucrose, có 03 hợp chất mang khung polygolitosyl-(2→1)- α-D-galactose với lần lượt các vị 23 trí C-3, C- 4 và C-6 của đường galactose bị este hóa với acid benzoic, có 01 hợp chất mang khung β-D-apiosyl-(1→2)-α-D- glucopyranose, trong đó đường glucose gắn với acid Z-sinapinic thông qua liên kết C1-O-C4. Cả 04 hợp chất đều được phân lập từ rễ của loài P. Bên cạnh đó, 02 hợp chất arillatose A (1) và glomeratose E (2) phân lập được từ loài viễn chí hoa vàng P. arillata đều có cấu 7 trúc khác biệt so với các oligosaccharid đã được tìm thấy trong chi Polygala.

Đối với hợp chất arillatose A (1), mặc dù cũng mang khung chính là sucrose, tuy nhiên vị trí C-3 của đường fructose và vị trí C-6 của đường glucose bị este hóa bởi acid (1S,2R)-1-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-1,2-dihydro-7-hydroxy-6,8- dimethoxy-2,3- naphthalendicacboxylic thay vì các dẫn xuất của acid cinnamic (cả 02 dạng đồng phân cis và trans), dẫn xuất acid benzoic và acid acetic như trong các hợp chất oligosaccharid của chi Polygala. Đối với hợp chất glomeratose E (2), 02 đường fructose và glucose cũng bị este hóa bởi 02 phân tử acid E-sinapinic. Tuy nhiên, điều đặc biệt ở chỗ 02 acid này lại được gắn với nhau bởi liên kết C8- C8. Cũng giống như nhóm xanthon, các hợp chất oligosaccharid của chi Polygala chủ yếu được phân lập từ bộ phận rễ [2].

Công thức cấu tạo các hợp chất oligosaccharid được phân lập từ các loài thuộc chi Polygala 1. Các nhóm hợp chất khác Ngoài các nhóm hợp chất chính đã nêu ở trên, trong thành phần hóa học của các loài thuộc chi Polygala còn có nhiều nhóm chất khác như flavonoid, 8 anthraquinon, coumarin, benzophenon, sterol, styrylpyron, lignan. Cho đến nay, đã có khoảng gần 100 hợp chất thuộc nhiều nhóm khác nhau đã được phân lập từ chi Polygala. Các nhóm chất bao gồm flavonoid, anthraquinon, coumarin, benzophenon, sterol, styrylpyron, lignan.

Những loài được nghiên cứu chính có thể kể đến như P. Các flavonoid đã phân lập có 02 khung chính là flavonol và flavanol. Chúng tồn tại dưới cả dạng aglycon và glycosid. Những kết quả nghiên cứu đã cho thấy, thành phần hóa học của các loài thuộc chi Polygala rất đa dạng.

Công dụng theo y học cổ truyền của một số loài thuộc chi Polygala Các loài thuộc chi Polygala được sử dụng làm thuốc trong y học cổ truyền ở nhiều quốc gia từ lâu đời. Chúng được sử dụng làm thuốc bổ, chủ yếu trong điều trị các bệnh suy giảm trí nhớ, mất ngủ, ho, viêm họng, viêm thấp khớp… P. arvensis được sử dụng trong y học cổ truyền của Việt Nam và một số quốc gia Châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Lào, Campuchia. Toàn cây có vị cay, tính bình, có tác dụng giải độc, phá huyết, giảm đau, chống ho, tán ứ; được sử dụng trong trường hợp ho tức ngực, ho gà, phong thấp, rắn cắn và giải độc thuốc phiện [4].

crotalarioides được dùng để trị các bệnh ngoài da ở Ấn Độ; rễ được nghiền nhỏ, hòa với nước uống để tiêu đờm. fallax là cây thuốc của Trung Quốc và Việt Nam. fallax có vị ngọt, hơi đắng, tính bình, có tác dụng bồi bổ sức khỏe, lợi tiểu, kích thích sự tuần hoàn, điều hòa kinh nguyệt [4]. fallax được sử dụng chữa suy nhược cơ thể 9 sau khi ốm dậy, thiếu máu, đau lưng, mỏi gối.

Ngoài ra, dược liệu này còn thường được sử dụng để chữa viêm gan, viêm thận, thủy thũng, các bệnh phụ nữ thường gặp như sa tử cung khí hư, kinh nguyệt không đều. Lá cây tươi giã đắp để điều trị đòn ngã, vết thương chảy máu. Một số nơi, người dân lấy rễ cây bỏ vào vại nước ăn để phòng bệnh vàng da [4]. paniculata được phân bố chủ yếu ở các quốc gia Nam Mỹ, Châu Á và Châu Đại Dương.

Ở nước ta, loài này mọc ở Lâm Đồng, được biết đến với tên gọi Viễn chí lá nhỏ. Người dân thường dùng nước sắc toàn cây để trị sổ mũi, chứng đầy hơi. Lá có thể vò ra trong nước dùng để tắm. Rễ ngâm rượu dùng xoa bóp chữa tê thấp, nhức mỏi [4].

Loài này được sử dụng trong y học cổ truyền các quốc gia Nam Mỹ để điều trị hen, viêm phế quản mãn tính, viêm khớp, đau thận, đau dạ dày và tiêu chảy [22]. Tác dụng dược lý của cao chiết và một số hợp chất phân lập được từ một số loài thuộc chi Polygala Các kết quả nghiên cứu dược lý chỉ ra rằng các loài trong chi Polygala có tác dụng chống viêm, tác dụng trên hệ thần kinh trung ương, tác dụng giải độc, chống ung thư, giảm đau, chống oxy hóa, hạ đường huyết. ● Tác dụng chống viêm: Thử nghiệm trên chuột cho thấy, cao chiết của loài P. japonica gây ức chế đáng kể tính thấm của phúc mạc và mao dẫn trên da được gây ra bởi acid acetic và phosphat histamin, cũng như có khả năng ức chế sự phù chân ở chuột do phosphat histamin gây nên.

Do đó, người ta cho rằng cao chiết loài P. japonica có tác dụng chống viêm nhiễm đáng kể do dịch chiết có khả năng ức chế sự giải phóng histamin. Vì vậy dịch chiết của loài P.