Báo cáo nghiên cứu khoa học: "NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA DỊCH CHIẾT TỪ GỖ VANG Ở QUẢNG NAM" potx

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA
DỊCH CHIẾT TỪ GỖ VANG Ở QUẢNG NAM
A STUDY ON DETERMINING OF CHEMICAL COMPOUNDS FROM
SAPPANWOOD EXTRACTION


ĐÀO HÙNG CƯỜNG – GIANG THỊ KIM LIÊN
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng


TÓM TẮT
Một số hợp chất màu có giá trị sử dụng rất lớn như brazilin, brazilein, hematein và hematoxylin
chỉ được tìm thấy trong tự nhiên, rất khó tổng hợp trong công nghiệp. Các hợp chất này có thể
được chiết từ cây gỗ Vang (sappanwood) phân bố chủ yếu ở châu Á hoặc cây Huyết mộc
(bloodwood) ở châu Mỹ. Bài báo này trình bày về kết quả nghiên cứu xác định thành phần hóa
học chính trong dịch chiết từ gỗ vang ở Quảng Nam, Việt Nam.
ABSTRACT
The actual dyes from sappanwood or bloodwood are brazilin, brazilein, hematein and
hematoxylin are only found in nature and very difficult to produce industrially. The complex
phenolic compounds are similar to the flavonoid pigments of flowers. These compounds are
extracted by water, methanol or ethanol. This article is about research on determining mainer
chemical compounds of extract from sappanwood in Quangnam province, Vietnam.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Gỗ Vang có rất nhiều giá trị sử dụng như chữa bệnh, là chất kháng khuẩn, chất chỉ thị
màu, là nguồn nguyên liệu thiên nhiên có giá trị để sản xuất loại thuốc nhuộm màu đỏ…
Theo một số tài liệu các hợp chất trong cây gỗ Vang có thể là: brazilin, brazilein,
hematein, hematoxylin, brazilide A, protosapponin A, protosapponin A, tinh dầu chứa D(-)
phelladren, ocimen, tanic acid, gallic acid và saponin. Trong đó hàm lượng chính là các hợp
chất màu tự nhiên: hematein, hematoxylin, brazilin, brazilein. Các hợp chất màu này chỉ thu

được từ tự nhiên, như từ cây gỗ Vang hay Huyết mộc chứ hầu như không thể tổng hợp được
trong công nghiệp. Chúng được chiết từ cây gỗ vang bằng các dung môi phân cực như
CH
3
OH, C
2
H
5
OH, C
4
H
9
OH và H
2
O.
Chúng tôi nghiên cứu xác định thành phần hóa học chính trong dịch chiết từ cây gỗ
Vang lấy từ huyện Phú Ninh, Quảng Nam nhằm mục đích cung cấp thêm một số thông tin có ý
nghĩa khoa học về loài cây gỗ Vang mà ngày nay đang trở nên rất quý hiếm trên thế giới và ở
Việt Nam.

2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất
* Thu gom và xử lí nguyên liệu
Cây gỗ Vang ở huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam. Nhân dân trồng trong vườn và làm
hàng rào. Hiện tại cây gỗ Vang chỉ còn mọc lẻ tẻ ở một số hộ gia đình.

Hình 1. Lá, quả, cây và lõi gỗ cây gỗ Vang ở Phú Ninh
Nguyên liệu là cành cây to, sau khi cưa về, chia thành từng khúc, bỏ vỏ. Có thể xử lí
bằng các cách: chẻ nhỏ, bào, xay thành bột mịn.
* Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
- Các dụng cụ chiết rắn - lỏng, máy đo quang phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến UV-VIS
Helios, máy đo sắc kí lỏng kết hợp với khối phổ LC-MS Agilent
- Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, bếp điện, bếp cách thuỷ và các dụng cụ hỗ trợ khác.
- Các dung môi hữu cơ: n-hexan, chlorofom, aceton, methanol, ethanol, diethyl ete loại
tinh khiết phân tích của PROLABO, một số hoá chất vô cơ và các hóa chất hỗ trợ khác.
2.2. Chọn điều kiện chiết các hợp chất hóa học từ gỗ vang
Sử dụng phương pháp chiết rắn - lỏng với các dung môi khác nhau: CH
3
OH, C
2
H
5
OH
và H
2

O. Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến UV-VIS để đo độ hấp thụ
quang của các dịch chiết và xác định cực đại hấp thụ. Các điều kiện chiết như sau:
- Đối với dung môi CH
3
OH: khối lượng gỗ 10,005g, thể tích dung môi 150ml, thời gian
chiết 6h.
- Đối với dung môi C
2
H
5
OH : khối lượng gỗ 10,003g, thể tích dung môi 150ml, thời gian
chiết 8h.
- Đối với dung môi H
2
O: khối lượng gỗ 10,005g, thể tích dung môi 70ml, thời gian chiết
4h.
2.3. Xác định thành phần các dịch chiết từ gỗ vang
Các dịch chiết với dung môi CH
3
OH, C
2
H
5
OH và H
2
O được bảo quản ở nhiệt độ phòng
trong điều kiện tránh ánh sáng, lọc bỏ cặn bẩn. Pha loãng 100 lần, tiếp tục lọc dưới áp suất
thấp bằng giấy lọc 0,45 m và được phân tích bằng thiết bị sắc ký lỏng – khối phổ liên hợp
(LC-MS) Agilent. Điều kiện chạy LC-MS: Cột tách C18; hệ dung môi CH
3

OH:H
2
O với tỉ lệ
1:3; tốc độ pha động: 0,4ml/phút; bước sóng hấp thụ = 284nm.

3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Thành phần dịch chiết với dung môi CH
3
OH
Sắc ký đồ của dịch chiết với dung môi CH
3
OH được trình bày trên hình 2.










Hình 2. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi CH
3
OH

Ứng với mỗi pic trên sắc ký đồ, có khối phổ đồ tương ứng của mỗi chất. So sánh sắc kí
đồ - khối phổ thu được với thư viện chuẩn cho thấy dịch chiết là một hỗn hợp nhiều cấu tử.
Tuy nhiên, chúng tôi chỉ thống kê các cấu tử với hàm lượng đáng kể. Thành phần hoá học của
dịch chiết bằng dung môi CH

3
OH với một số cấu tử chính có thời gian lưu và tỉ lệ phần trăm
được trình bày trong bảng 1.
Bảng1. Thành phần hoá học của dịch chiết với dung môi CH
3
OH
TT
Thời gian
lưu (phút)
Công thức
phân tử
Định danh
Tỉ lệ
%
1
9.4
16.9
C
16
H
12
O
4
(M= 268)
7-hydroxy-3-(4-hydroxy
benzylidene)-4-chromanone
2.25
4.75
2
10.9

16.0
C
16
H
14
O
5
(M=286)
Brazilin hoặc: 3,7-Dihydroxy-3-(4-hydroxy
benzyl)-4-chromanone-(R)
9.39
3.26
3
12.4
12.9
C
16
H
14
O
6

(M=302)
Hematoxylin hoặc: 1,4-Dihydrospiro
[benzofuran-3(2H),3'-(3H-2]benzofuran]-1',6,6'.
21.47
0.85
4
12.7
C

17
H
14
O
7

(M=330)
Brazilide A
15.5
5
11.8
M=321
Chưa định danh
16.1
6
15.5
C
32
H
26
O
11
(M=586)
Protonsappanin E1
5.58
7
15.2
M=351
Chưa định danh
6.06

3.2. Thành phần hóa học của dịch chiết với dung môi C
2
H
5
OH
Sắc ký đồ của của dịch chiết với dung môi C
2
H
5
OH được thể hiện trên hình 3.


Hình 3. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi C
2
H
5
OH


Tương tự như trên, thành phần hoá học của dịch chiết bằng dung môi C
2
H
5
OH với một
số cấu tử chính có thời gian lưu và tỉ lệ phần trăm được trình bày trong bảng 2.

Bảng 2. Thành phần hoá học của dịch chiết với dung môi C
2
H

5
OH
STT
Thời gian lưu
(phút)
Công thức
phân tử
Công thức cấu tạo – Tên gọi
Tỉ lệ
%
1
6.9
11.5
16.7
C
16
H
12
O
4
(M= 268)
7-hydroxy-3-(4-hydroxybenzylidene)-4-
chromanone
24,47
2
9.2
15.7
C
16
H

14
O
5
(M=286)
Brazilin hoặc:3,7-Dihydroxy-3-(4-hydroxy
benzyl)-4-chromanone-(R)
14,87
3
10.2
M=321
Chưa định danh
10,92
4
13.2
M=330
Brazilide A
10,31
5
13.6
M=351
Chưa định danh
8,28
6
14.3
C
16
H
14
O
6

(M=302)

Hematoxylin
1.97
7
14.6
M=621
Chưa định danh
2.78
8
15.3
M=586
Protonsappanin E1
3.95

3.3. Thành phần hóa học của dịch chiết với dung môi dung môi H
2
O
Sắc ký đồ của dịch chiết với dung môi H
2
O được trình bày trên hình 4.

Hình 4. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi H
2
O

Thành phần hoá học của dịch chiết trong dung môi H
2
O có rất nhiều cấu tử trong đó có

một số cấu tử chính với hàm lượng đáng kể được trình bày trong bảng 3.
Bảng 3. Thành phần hoá học của dịch chiết với dung môi H
2
O
STT
Thời gian
lưu (phút)
Công thức phân
tử
Định danh
Tỉ lệ
%
1
7.1

C
16
H
12
O
5
(M=
284)
Brazilein
3.87
2
9.2

C
16

H
14
O
5
(M=286)
Brazilin

13.02

3
10.1
M=321
Chưa định danh
13.52
4
10.9
11.5
M=351
Chưa định danh
29.96
5
13.7
C
16
H
14
O
6

(M=302)

Hematoxylin
3.16
6
15.2
C
16
H
12
O
6

(M=300)
Hematein
2.94
7
16.0
M=678
Chưa định danh
3.05
8
22.8
M=471
Chưa định danh
0.27

Kết quả trong bảng 1 cho thấy trong dịch chiết với dung môi là CH
3
OH rượu thu được
các hợp chất chính là: brazilin và đồng phân với tổng hàm lượng là 12.65%; heamatoxylin và
đồng phân với tổng hàm lượng là 22.32%; brazilide A:15.5%; một số hợp chất đã định danh

được với hàm lượng nhỏ và các hợp chất khác tạm thời chưa định danh được. Ứng với hợp
chất M = 286 có 2 pic với 2 thời gian lưu khác nhau, vì vậy hợp chất thu được là brazilin hoặc:
3,7-dihydroxy-3-(4-hydroxybenzyl)-4-chromanone-(R). Tương tự, ứng với hợp chất M= 302
có 2 pic với 2 thời gian lưu khác nhau nên hợp chất thu được là hematoxylin hoặc đồng phân:
1,4-dihydrospiro[benzofuran-3(2H),3'-(3H-2]benzofuran]-1',6,6'.
Từ bảng 2 cho thấy trong dịch chiết với dung môi là C
2
H
5
OH thu được một số hợp
chất chính là 7-hydroxy-3-(4-hydroxybenzylidene)-4-chromanone và đồng phân với tổng hàm
lượng 24,47%, brazilin và đồng phân với tổng hàm lượng là 14,87%, hematoxylin với hàm
lượng rất nhỏ 1,97%, các hợp chất khác tạm thời chưa định danh được. Ứng với hợp chất có M
= 268 có 3 pic với 3 thời gian lưu khác nhau, vì vậy hợp chất thu được là 7-hydroxy-3-(4-
hydroxybenzylidene)-4-chromanone-(R) hoặc đồng phân.Ứng với hợp chất có M = 286 có 2
pic với 2 thời gian lưu khác nhau nên hợp chất thu được là brazilin hoặc đồng phân: 3,7-
dihydroxy-3-(4-hydroxybenzyl)-4-chromanone-(R).
Từ bảng 3 cho thấy trong dịch chiết với dung môi là H
2
O thu được các hợp chất chính
là barzilein (3,87%); brazilin (13,02%); hematoxylin (3,16%), hematein (2,94%), các hợp chất
khác tạm thời chưa định danh được.
So sánh kết quả trong bảng 1; bảng 2 và bảng 3 ta thấy dịch chiết từ gỗ vang bằng các
dung môi khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Từ đó có thể nhận thấy: với cùng
nguồn nguyên liệu gỗ vang tùy vào mục đích sử dụng, có thể chiết bằng dung môi nào sẽ thu
được các cấu tử như mong muốn.

4. KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu thực nghiệm, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau:
1. Đã khảo sát và tìm được điều kiện tối ưu để chiết các hợp chất từ cây gỗ Vang với

các dung môi phân cực khác nhau.
2. Bằng phương pháp sắc ký lỏng - khối phổ LC-MS kết hợp phương pháp đo UV-VIS
đã xác định được thành phần hóa học trong dịch chiết từ cây gỗ Vang với các dung môi
CH
3
OH, C
2
H
5
OH và H
2
O. Dịch chiết là một hỗn hợp nhiều cấu tử, với các cấu tử chính là: 7-
hydroxy-3-(4-hydroxybenzylidene)-4-chromanone; brazilin và đồng phân, brazilein,
hematoxylin và đồng phân, hematein, Brazilide A, Protonsappanin E1.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trịnh Đình Chính, Nguyễn Thị Bích Tuyết, Giáo trình hợp chất tự nhiên, Huế, 2003.
[2] Đào Hùng Cường, Cơ sở lý thuyết hóa học hữu cơ, NXB Đà Nẵng, 1992.
[3] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, tập 1, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội.
[4] Sách đỏ Việt Nam, phần thực vật NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 1996.
[5] Min Ye, Wei-dong Xie, Fan Lei, Zhen Meng, Yu-nan Zhao, Hui Su, Li-jun Du, Brazilein, an
important immunosuppressive component from Caesalpinia sappan,International
Immunopharmacology, Volume 6, Issue 3, 2006.
[6] Xiaoling Yan, Wei Wang, Dongming Xing, Yunan Zhao and Lijun Du, Development and
optimization of a method for the analysis of Brazilein by HPLC with electrochemical detection,
Journal of Chromatography A, 2005.
[7] Y.O.You, S.L. Jeong, H.H.Yu, S.H. Han, S.J.Seo, Y.H. Kim, K.J. Kim, Antibacterial effects of

Brazilin and Hematein from Caesalpinia sappan, School of Dentistry, Wonkwang University,
Iksan, South Korea.
[8]
[9]
[10]