Phân tích cấu trúc một số hợp chất phân lập từ cây muồng lá hẹp (cassia angustifolia) bằng các phương pháp phổ hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
---------------------------------------

Ngô Văn Huy

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT PHÂN LẬP
TỪ CÂY MUỒNG LÁ HẸP (CASSIA ANGUSTIFOLIA)
BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Thái Nguyên – 5/2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
--------------------------------------Ngô Văn Huy

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ HỢP CHẤT PHÂN LẬP
TỪ CÂY MUỒNG LÁ HẸP (CASSIA ANGUSTIFOLIA)
BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành : Hóa phân tích
Mã số: 8440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Đăng Quang

Thái Nguyên – 2018

LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm hóa học – Viện Hóa học Công
nghiệp Việt Nam. Để hoàn thành luận văn này, tôi xin được chân thành cảm ơn sâu
sắc nhất đến:
TS. Lê Đăng Quang – Giám đốc trung tâm nghiên cứu Triển khai các Hoạt chất
sinh học – Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã tận tình chu đáo tạo điều kiện cơ
sở vật chất thuận lợi, truyền đạt kiến thức và kỹ năng trong suốt quá trình nghiên cứu
và hoàn thiện luận văn.
TS. Nguyễn Hữu Tùng – giảng viên bộ môn Hóa dược và Kiểm nghiệm thuốc Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.
Các cán bộ, nhân viên trung tâm Nghiên cứu Triển khai các Hoạt chất Sinh học,
Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, đặc biệt là CN. Nguyễn Thị Duyên đã giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình tiến hành thực nghiệm và hoàn thiện luận văn.
Mặc dù đã rất cố gắng thực hiện luận văn khoa học một cách hoàn chỉnh nhất,
song do mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học cũng như hạn chế về kiến
thức và kinh nghiệm nên luận văn khoa học của tôi không tránh khỏi những thiếu sót.
Tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy, cô giáo góp ý để luận văn của tôi
được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn
Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2018
Tác giả luận văn

Ngô Văn Huy


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT...................................... a
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... b

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ .............................................................................c
DANH MỤC PHỤ LỤC.............................................................................................. d
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ....................................................................................... 4
1.1.

Tổng quan về cây Muồng ............................................................ 4

1.2.

Tổng quan về cây Muồng lá hẹp ................................................. 4

1.2.1. Đặc điểm cây Muồng lá hẹp...............................................................4
1.2.2. Thu hái, chế biến ................................................................................5
1.2.3. Công năng và dược tính .....................................................................6
1.2.4. Các thành phần đã được tìm thấy trong cây Muồng lá hẹp................6
1.3.

Các phương pháp hiện đại nghiên cứu cấu trúc: ...................... 9

1.3.1. Phổ khối lượng phun mù điện tử (ESI-MS)......................................9
1.3.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)...............................................12
1.3.3. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC):.................................................13
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM .............................................................................. 17
2.1.

Đối tượng nghiên cứu: ..............................................................17

2.2.

Phương pháp phân lập chất: .....................................................17

2.1.1. Phương pháp chiết:...........................................................................17
2.1.2. Sắc kí cột (CC): ................................................................................17
2.1.3. Sắc kí lớp mỏng (TLC) ....................................................................19
2.1.4. Thuốc thử hiện bản mỏng.................................................................20
2.3.

Thực nghiệm: .............................................................................21

2.3.1. Hóa chất và thiết bị: .........................................................................21
2.3.2. Xử lý và phân lập chất: ....................................................................22
2.3.3. Tách chiết và phân lập chất ..............................................................24
2.3.4. Tiến hành chiết phân bố dung môi ...................................................25


2.3.5. Tiến hành phân lập chất: ..................................................................26
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 29
3.1.

Phân lập các chất:......................................................................29

3.1.1. Phân lập CA1, CA3 từ EA ...............................................................29
3.1.2. Phân lập CA2 từ cặn chiết phân đoạn BuOH...................................29
3.1.3. Phân lập CA4 từ phân đoạn B5........................................................29
3.2.

Xác định cấu trúc phân tử của các hợp chất............................30

3.2.1. Hợp chất CA1: .................................................................................30

3.2.2. Hợp chất CA2: .................................................................................37
3.2.3. Hợp chất CA3: .................................................................................43
3.2.4. Hợp chất CA4: .................................................................................49
3.3.

Xác định độ tinh khiết các chất bằng HPLC ............................55

3.3.1. Đo điểm chảy: ..................................................................................55
3.3.2. Sắc ký lớp mỏng (TLC) ...................................................................56
3.3.3. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................56
3.4.

Thảo luận....................................................................................58

3.4.1. Về chiết tách và phân lập các chất: ..................................................58
3.4.2. Về xác định cấu trúc của các hợp chất .............................................59
3.4.3. Về phân tích HPLC...........................................................................60
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 63
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 1-PL


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
13

C-NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

MS:

Phổ khối lượng

ESI-MS:

Phổ khối lượng phun mù điện tử

HPLC:

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

BuOH:

Butanol CC:

H-NMR:

Cột sắc kí D:
Đường kính Dc:
Dịch chiết Dm:
Dung môi
DMSO:

Dimethyl sulphoxide

W:

Nước

EtOH:

Etanol

EA:

Etyl axetat

H:

chiều cao cột

Hex:

Hexan

g:

gam

MeOH:

Metanol

TMS:

Tetrametyl silan

TLC:

Sắc kí lớp mỏng

Pđ:

phân đoạn

a


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Cấu trúc của các 1,8-dihydroxylanthraquinone và naphthone.........................2
Hình 1.1: Lá cây Muồng lá hẹp đã được phơi khô........................................................5
Hình 2.1: Sắc ký đồ của 2 chất và các thông số đặc trưng..........................................13
Hình 3.1: Phổ 1H-NMR của CA1................................................................................31
Hình 3.2: Phổ 13C-NMR của CA1...............................................................................32
Hình 3.3: Phổ HMBC của CA1...................................................................................33
Hình 3.4: Phổ ESI – MS của hợp chất CA1................................................................36
Hình 3.5: Công thức cấu tạo của rhein........................................................................37
Hình 3.6: Phổ (-) ESI-MS của CA2............................................................................38
Hình 3.7: Phổ 1H-NMR của CA2................................................................................39
Hình 3.8: Phổ 13C-NMR của CA2...............................................................................40
Hình 3.9: Công thức cấu tạo của aloe – emodin..........................................................43
Hình 3.10: Phổ 1H – NMR của CA3............................................................................44
Hình 3.11: Phổ 13C – NMR của CA3...........................................................................45
Hình 3.12: Phổ ESI – MS của CA3.............................................................................47
Hình 3.13: Công thức cấu tạo của emodin...................................................................49
Hình 3.14: Phổ 1H – NMR của CA4............................................................................50
Hình 3.15: Phổ 13C – NMR của CA4...........................................................................51
Hình 3.16: Phổ ESI – MS của CA4..............................................................................52

Hình 3.17: Cấu tạo của aloe emodin glucoside............................................................55
Hình 3.18: Sắc kí đồ của hợp chất CA1.......................................................................56
Hình 3.19: Sắc kí đồ của hợp chất CA2.......................................................................56
Hình 3.20: Sắc kí đồ của hợp chất CA3.......................................................................57
Hình 3.21: Sắc kí đồ của hợp chất CA4........................................................................57

b


DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ
Bảng 1.1: Vị trí và phân loại khoa học của Muồng lá
hẹp...............................................5
Sơ đồ 2.1: Xử lí và phân lập
chất..................................................................................23
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ ngâm và chiết phân bố trong các hệ dung
môi....................................25
Sơ đồ 2.3: Phân lập các chất trong cặn chiết phân đoạn EA........................................26
Sơ đồ 2.4: Phân lập các chất trong cặn chiết phân đoạn BuOH..................................27
Sơ đồ 2.5: Phân lập từ dịch chiết phân đoạn
B5............................................................28
Bảng 3.1: So sánh số liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR và tương tác HMBC của CA1 với
rhein.............................................................................................................................34
Bảng 3.2: So sánh số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của CA2 với aloe
emodin.........42
Bảng 3.3: So sánh số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của CA3 với emodin...............48
Bảng 3.4: So sánh số liệu phổ 1H-NMR và

13

C-NMR của CA4 với aloe emodin

glucoside......................................................................................................................54
Bảng 3.5: Kết quả đo nhiệt độ nóng chảy của cryptotanshinon tinh chế được............55
Bảng 3.6: Kết quả phân tích độ tinh khiết của các chất tinh chế
được...........................57

c


DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR của CA1.............................................................................1PL

Phụ

lục

2:

13

Phổ

C-NMR

của

CA1............................................................................2-PL Phụ lục 3: Phổ HMBC của
CA1...............................................................................3-PL Phụ lục 4: Phổ ESI – MS
của hợp chất CA1...........................................................4-PL Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR
của CA2...........................................................................5-PL Phụ lục 6: Phổ 13C-NMR

của CA2............................................................................6-PL Phụ lục 7: Phổ (-) ESIMS của CA2.........................................................................7-PL Phụ lục 8: Phổ 1H –
NMR của CA3.........................................................................8-PL Phụ lục 9: Phổ

13

C

– NMR của CA3.........................................................................9-PL Phụ lục 10: Phổ
(-) ESI - MS của hợp chất CA3....................................................10-PL Phụ lục 11: Phổ
1

H – NMR của CA4......................................................................11-PL Phụ lục 12:

Phổ

13

C – NMR của CA4.....................................................................12-PL Phụ lục

13: Phổ ESI – MS của CA4........................................................................13-PL Phụ
lục 14: Sắc kí đồ của hợp chất CA1.................................................................14-PL
Phụ lục 15: Sắc kí đồ của hợp chất CA2................................................................14-PL
Phụ lục 16: Sắc kí đồ của hợp chất CA3................................................................14-PL
Phụ lục 17: Sắc kí đồ của hợp chất CA4.................................................................14PL

Phụ

lục

18:

Độ

dịch

chuyển

hóa

học

của

rhein

theo

ChemOffice..........................15-PL Phụ lục 19: Độ dịch chuyển hóa học của aloeemodin theo ChemOffice..............16-PL Phụ lục 20: Độ dịch chuyển hóa học của
emodin theo ChemOffice.......................17-PL

d


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nông nghiệp nên nhu cầu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật
rất cao. Tuy nhiên trên thị trường hiện nay thuốc bảo vệ thực vật chủ yếu có nguồn
gốc hóa học ít thân thiện với môi trường, làm mất cân bằng hệ sinh thái, ảnh hưởng
xấu đến sức khỏe của con người. Chính vì vậy mà việc tạo ra các loại thuốc kháng
nấm và vi khuẩn hại cây trồng với quy trình công nghệ đơn giản, thân thiện với môi
trường, không độc hại, có nguồn gốc từ các nguyên liệu thảo mộc hoặc sàng lọc hoạt

tính trong điều kiện nghiên cứu hóa học, sinh học hiện tại là hết sức cần thiết.
Cây Muồng lá hẹp (Cassia angustifolia) thuộc phân họ Vang (Caesalpinioideae)
được biết đến là một loại dược liệu có giá trị trong y học cổ truyền vùng Đông Nam Á
và trong y học hiện đại có tác dụng trị chứng táo bón, giảm kích ứng da, giảm sưng,
điều trị chứng chảy nước mũi do cảm lạnh. Tra cứu tiếp từ nguồn tài liệu về cây cỏ
làm thuốc, nguyên liệu lá Muồng còn được biết có hiệu quả ức chế khối u, kháng
viêm và đặc biệt có nhiều hoạt tính ức chế vi sinh vật gây bệnh đường ruột đối với
người. Các thành phần hoạt chất sinh học từ họ Muồng được nghiên cứu trước đây
cho thấy sự xuất hiện của các lớp chất flavonoid và anthraquinone. Trong lá, quả và
rễ của cây Muồng lá hẹp đều có chứa các dẫn chất anthraquinone. Trong lá có các
chất anthraquinone như chrysophanol, aloe emodin, rhein, emodin. Một số dẫn chất
anthranoid dimer do 2 phân tử ở dạng anthron bị oxy hoá rồi trùng hợp với nhau tạo
thành dianthron [1,2]. Nghiên cứu về hoạt tính kháng nấm và vi khuẩn của các
anthraquinone đã được tiến hành bởi các nghiên cứu trước đây [1-4]. Các hoạt chất
được tách ra từ cây Cassia tora (Senna tora) thuộc họ Muồng gồm có emodin,
physcion và chrysophanol bằng phương pháp phân lập định hướng sinh học có hoạt
tính kháng nấm in vivo đối với các nấm Magnaporthe grisea, Corticium
sasaki,Botrytis cinerea, Phytophthora infestans, Puccinia recondita và Blumeria
graminis f.sp. hordei [1,3].

1


Hình 1: Cấu trúc của các 1,8-dihydroxylanthraquinone và naphthone
Để kiểm tra và khảo sát thành phần nguyên liệu lá cây Muồng lá hẹp ở Việt
Nam có đặc điểm về hóa học cũng như hàm lượng hoạt chất trong lá đáp ứng đặc
điểm hóa thực vật và hoạt tính sinh học hay không, tôi đã chọn đề tài: “Phân tích
cấu trúc một số hợp chất phân lập từ cây Muồng lá hẹp (Cassia angustifolia) bằng
các phương pháp phổ hiện đại”, tiến hành chế tạo cao chiết từ lá Muồng; xác định
độ tinh khiết của một số hợp chất phân lập, tạo tiền đề hướng tới việc xác định hàm

lượng các chất có trong cao chiết tổng và cao chiết phân đoạn, kiểm tra hiệu quả ức
chế của cao chiết này với một số vi nấm, vi khuẩn gây hại cho cây trồng trong phòng
thí nghiệm và tạo ra một chế phẩm sinh học bảo vệ thực vật có hiệu quả, thân thiện
với môi trường và sức khỏe con người [3,5-10].
Mục tiêu của luận văn:
- Chiết tách các chất từ các phân đoạn của cao chiết lá của cây Muồng lá hẹp.
- Phân lập các chất từ các phân đoạn của cao chiết lá của cây Muồng lá hẹp mang
hoạt tính kháng nấm và vi khuẩn hại cây trồng.
- Nghiên cứu phân tích cấu trúc các chất tách được bằng phương pháp phân tích
phổ hiện đại như NMR và ESI-MS và định lượng HPLC.
Nội dung:

2


Luận văn gồm 3 chương. Chương 1 trình bày tổng quan về cây Muồng lá hẹp
(Cassia angustifolia), một số phương pháp phổ hiện đại như phổ khối (ESI-MS), phổ
cộng hưởng từ hạt nhân một chiều 1D-NMR (1H-NMR, 13C-NMR) và hai chiều 2DNMR (HMBC) dùng để phân tích cấu trúc các chất và phương pháp định lượng
HPLC. Chương 2 là phần thực nghiệm bao gồm các các quy trình xử lý và phân lập
chất; một số phương pháp sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng. Chương 3 là phần kết quả
tổng hợp phân tích cấu trúc một số chất phân lập từ lá cây Muồng lá hẹp bằng các
phương pháp phổ hiện đại và xác định độ tinh khiết của các hợp chất đã phân lập
được từ cây Muồng lá hẹp.

3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây Muồng
Cây Muồng là một trong các chi thuộc phân họ Vang. Phân họ Vang có danh

pháp khoa học là Caesalpiniaceae, là một tên gọi ở cấp độ phân họ, thuộc họ Đậu
(Leguminosae hay Fabaceae). Phân họ Vang chủ yếu là cây thân gỗ, ngoài ra còn bao
gồm cây, cây bụi và một số loại thảo mộc được tìm thấy trong các vùng nhiệt đới.
Phân họ Vang chứa khoảng 170 chi, 2230 loài và có khoảng 46 loài đã được nghiên
cứu [11,12], trong đó nhiều loài được sử dụng cho mục đích y tế có đặc tính chữa
bệnh tốt, có ý nghĩa trong ngành công nghệ thuộc da, do đó có giá trị lớn về kinh tế.
Lá cây chi Vang còn được sử dụng để chữa trị nấm ngoài da, nhiễm trùng, thuốc
nhuận tràng; trong điều trị bệnh phong, bệnh giang mai và làm thuốc trị ho, đau mắt.
Chi Vang nguồn gốc Nam Mĩ, thường được trồng rộng rãi ở các vùng nhịêt đới như
Ấn Độ, Mauritius, Trung Quốc, Đông Phi, Nam Phi, Mỹ, Mexico, West Indies và
Brazil.
Chi Muồng có tên khoa học là Cassia bao gồm Muồng xiêm, Muồng lá hẹp,
Muồng trâu, Muồng hoàng yến... có hình dạng đặc trưng là hoa màu vàng hoặc màu
hồng. Cây có lá kép lông chim với 8-12 đôi lá phụ màu xanh bóng, mềm mại, dài từ
35cm. Các nốt sần trên rễ của các loài trong phân họ này là rất hiếm, và ở những loài
có các nốt sần thì chúng cũng có cấu trúc hết sức nguyên thủy [13,14].
1.2. Tổng quan về cây Muồng lá hẹp
1.2.1. Đặc điểm cây Muồng lá hẹp
Cây Muồng lá hẹp là loại cây nhỏ mọc thành bụi cao có thể đến 1-1,5m, lá mọc
so le, lá kép lông chim chẵn gồm 5-8 đôi, cuống ngắn, phiến lá chét. Chùm hoa đứng;
hoa nhiều, màu vàng, cánh hoa dài bằng lá đài, có 5-10 nhị, bao phấn có lỗ ở đỉnh.
Quả đậu dẹp, cỡ 4-7 x 2cm; hạt nâu đậm [15]. Cây có nguồn gốc ở Ả Rập và Xômali
và được trồng ở các nước nhiệt đới như Ấn Độ (ở vùng Nam và Tây Bắc), Trung
Quốc. Ở nước ta, cây đã được đem về trồng ở Phú Yên, Bắc Giang, trại thuốc Sa Pa
4


và Văn Điển thuộc viện dược liệu Thanh Trì, Hà Nội nhằm mục đích giải quyết nhu
cầu nghiên cứu trong nước và xuất khẩu.

5


Muồng lá hẹp là loại cây dễ trồng,
không đòi hỏi công chăm bón, tưới nước và
không cần sử dụng thuốc trừ sâu. Cây ra
hoa vào tháng 10-11, quả vào tháng 1-4
[15]. Quá trình thu hoạch cũng như sơ chế
nguyên liệu đơn giản, bảo quản dễ dàng
[15]. Lá sau khi thu hái được phơi khô dưới
ánh nắng mặt trời tới khi lá có màu vàng

Hình 1.1: Lá cây Muồng lá hẹp đã

nhạt, vân nâu là đạt yêu cầu [16]. Muồng lá

được phơi khô

hẹp có vị ngọt đắng và tính hàn.
Vị trí, phân loại khoa học của cây.
Bảng 1.1: Vị trí và phân loại khoa học của Muồng lá hẹp.
G
ới
Bộ
(
H F
(fa a
D C
ư a
T C

n i
C
(
L C
o a
1.2.2. Thu hái, chế biến
Tất cả các bộ phận của cây Muồng lá hẹp đều có thể dùng làm thuốc nhưng
được sử dụng nhiều nhất là lá cây. Lá cây có thể thu hoạch quanh năm. Hoa được thu
hoạch vào tháng 10-11 và quả thu hoạch vào tháng 4 năm sau. Các bộ phận của cây
được thu hái và chế biến đơn giản bằng cách phơi khô và cất vào túi [15].

6


1.2.3. Công năng và dược tính
Từ thế kỷ IX, Muồng lá hẹp được người Ai Cập biết tới và sử dụng làm thuốc
nhuận tràng, thuốc tẩy. Sau đó, Muồng lá hẹp được đưa vào Châu Âu và các nước
khác trên thế giới. Hiện nay Muồng được coi là một vị thuốc kinh điển và được dùng
phổ biến trong cả Đông y và Tây y.
Tùy theo liều lượng, Muồng lá hẹp có tác dụng làm thuốc nhuận tràng hoặc làm
thuốc tẩy. Ngoài ra, Muồng lá hẹp còn giúp đẩy mạnh quá trình bài tiết của ruột để
đào thải các chất cặn bã, độc hại tồn tại gây độc cho đường tiêu hóa, hạn chế sự sinh
sôi nảy nở của các sinh vật đường ruột có hại.
Bên cạnh đó, Muồng lá hẹp còn có tác dụng ức chế nhiều loại vi khuẩn như
Baciluss dysenteriae, Streptococcus spp., Enterococcus spp. và một số loại bệnh gây
nấm ngoài da. Do đó, nó có thể chữa trị rất tốt các loại bệnh như bệnh acpet màng
tròn, mụn trứng cá, bệnh bạch tạng thậm chí là bệnh phong. Rễ cây còn có tác dụng
dược lý trong việc điều trị chứng chảy nước mũi do bị cảm [15].
1.2.4. Các thành phần đã được tìm thấy trong cây Muồng lá hẹp
Trong lá, quả và rễ của cây Muồng lá hẹp đều có chứa các dẫn chất anthranoid.

Trong lá có các chất sau đã được phân lập và xác định: chrysophanol, aloe emodin,
rhein, emodin. Trong rễ có 2 dẫn chất anthraquinon đã được phân lập được 1,3,8-OH,
2-CH3 -anthraquinon; 1,5-OH, 2-CH3, 8-OCH3, 3-O-glucosyl anthraquinon [15].
Từ cành của cây Muồng lá hẹp đã chiết được emodin có cấu trúc là 1,3,8trihydroxy-8-methyl anthraquinon, phân lập một anthraquinon đặt tên là alatonan có
cấu trúc là 2.formyl, 1,3,8- trihydroxy anthraquinon. Từ dịch chiết của lá cây đã tách
riêng một flavonglucosid là kaempferol - 3 – O – sophorosid. Chất này có hoạt tính
chống viêm khá mạnh [15].
a. Hợp chất anthraquinone
Những hợp chất anthraquinone nằm trong nhóm lớn hydroxyquinon.
Anthraquinone là những dẫn xuất của 9,10-dixeton-anthraxen. Anthraquinone là sản
phẩm thủy phân của anthraglucozit. Phần đường có thể là monoglycoside,
diglycoside,


triglycoside tùy theo loại hợp chất anthraglucozit. Phần không đường có nhân căn bản
là anthraxen. Tính chất của anthraglucozit cũng khác nhau tuỳ theo nó ở dạng oxy hóa
hay khử [16].
Dạng khử còn có tác dụng sinh lý mạnh hơn nhưng lại kèm theo tính chất gây
kích thích mạnh, gia súc và người hay bị nôn oẹ, đau bụng. Do đó, không hay dùng,
những dược liệu chứa anthraquinon ở dạng khử cần được bảo quản 1 năm để các dạng
khử chuyển hết sang dạng oxy hoá rồi mới dùng là tốt nhất.
Một số loại anthraquinone: Chrysophanol, emodin, aloe-emodin, rhein… Căn
cứ vào vòng thơm đính thêm vào nhân quinon mà người ta sắp xếp thành các nhóm:
benzenquinon, naphtoquinon, anthraquinon và naphtacenquinon hay còn gọi là
anthracyclinon [17].
Dẫn xuất anthraquinone có thể chia thành 3 nhóm:
+ Nhóm phẩm nhuộm: Các dẫn chất thuộc nhóm này trong cấu trúc có 2 nhóm
OH kế cận ở vị trí α và β nên được gọi là nhóm 1,2-dihydroxy anthraquinon. Các chất
thuộc nhóm này thường có màu vàng, đỏ đến đỏ tía.
+ Nhóm nhuận tẩy: Những dẫn chất thuộc nhóm này thường có 2 nhóm OH

đính ở vị trí 1,8 và ở vị trí 3 thường là nhóm –CH3, -CH2OH, -CHO hoặc -COOH nên
được gọi là nhóm oxymethylanthraquinon. Người ta hay gặp các dẫn chất có cùng
cấu trúc trong cùng một loài, chỉ khác nhau ở mức độ oxy hóa của nhóm đính vào C3.
Thường có màu vàng nhạt đến vàng.
+ Nhóm dimer: Một số dẫn chất anthranoid dimer do 2 phân tử ở dạng anthron
bị oxy hoá rồi trùng hợp với nhau tạo thành dianthron hoặc tiếp đến các dẫn chất
dehydrodianthron [17].
Hoạt tính của anthraquinon:
-Aloin và emodin tác dụng kích thích ruột và có tính chất kháng sinh, nó dùng
để chống vi khuẩn, virus và như thuốc giảm đau. Aloe-emodin: Giúp da chống lão
hóa. Barbaloin giúp cho da giữ ẩm. Hỗn hợp các anthraquinon tác dụng giảm đau, trị
viêm da, ngăn ngừa tối đa sự xâm nhập của các độc tố, vi khuẩn [17].


-Tác dụng nhuận tràng, hạ hỏa, giải độc, hoạt huyết, tác dụng lợi mật, cầm máu,
kháng khuẩn, lợi tiểu, bảo vệ gan và giảm cholesterol máu. Một số như emodin và
rhein trực tiếp ức chế sự sinh trưởng của tế bào ung thư của hắc lựu (melanoma), ung
thư vú và ung thư gan như cây đại hoàng [18].
Thuốc trị táo bón kích thích gồm các thuốc chứa dẫn chất anthraquinon: có khá
nhiều thuốc là dẫn chất anthraquinon lấy từ dược thảo được dùng trong đông y lẫn tây
y như: Cassia angustifolia (phan tả diệp), rheum palmatum (đại hoàng), aloe (lô
hội)... Thành phần thuốc xổ là thuốc antraglucozit mà chủ yếu là sennoside [18].
Hợp chất anthraglucozit có trong nhiều loại thực vật như: lô hội, đại hoàng,
hoàng tinh, hà thủ ô, dây thìa canh, cây mặt quỉ, cây nhàu, cây muồng trâu, phan tả
diệp…
Anthraquinone còn được sử dụng làm phụ gia nấu bột giấy nhằm giảm lượng
kiềm, rút ngắn thời gian nấu, giảm tải chất thải. Ngoài ra nó còn được sử dụng làm
thuốc nhuộm và nghành công nghiệp phân bón [18].
2.2.3 Hợp chất flavanoid
Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa là màu vàng,

màu của flavonoid trong tự nhiên) là một loại chất chuyển hóa trung gian của thực
vật. Tuy nhiên một số flavonoid có màu xanh, tím đỏ và cũng có một số khác lại
không có màu.
Flavonoid có thể được chia thành:
+ Flavonoids, bắt nguồn từ cấu trúc của 2-phenylchromen-4-one (2-phenyl-1,4benzopyrone)
+ Isoflavonoids bắt nguồn từ cấu trúc của 3-phenylchromen-4-one (3-phenyl1,4-benzopyrone)
+ Neoflavonoids bắt nguồn từ cấu trúc của 4-phenylcoumarine (4-phenyl-1,2benzopyrone).
Chức năng của flavonoid trong thực vật [19]:


+ Flavonoid phổ biến ở nhiều loại thực vật và có nhiều chức năng. Flavonoid là
một sắc tố sinh học, sắc tố thực vật quan trọng tạo ra màu sắc của hoa, cụ thể giúp sản
xuất sắc tố vàng, đỏ, xanh cho cánh hoa để thu hút nhiều động vật đến thụ phấn.
Trong thực vật bậc cao, flavonoids tham gia vào lọc tia cực tím (UV), cộng sinh cố
định đạm và sắc tố hoa.
+ Flavonoids có thể hoạt động như một chất chuyển giao hóa học hoặc điều
chỉnh sinh lý. Flavonoids cũng có thể hoạt động như các chất ức chế chu kỳ tế bào.
Flavonoids được tiết ra bởi rễ các cây chủ để giúp vi khuẩn Rhizobia spp. trong giai
đoạn lây nhiễm của mối quan hệ cộng sinh với các cây họ đậu (legumes) như đậu cô
ve, đậu hà lan, cỏ ba lá (clover), và đậu nành. Rhizobia sống trong đất có thể cảm
nhận được chất flavonoid và tiết ra các chất tiếp nhận.
Ngoài ra, một số chất flavonoid có hoạt tính ức chế chống lại các sinh vật gây
ra như bệnh ở thực vật như Fusarium oxysporum spp [19].
1.3. Các phương pháp hiện đại nghiên cứu cấu trúc:
Cấu trúc của các chất sau khi tách được phân tích được xác định bằng:
- Các phương pháp phổ hiện đại bao gồm: Phổ khối lượng phun mù điện tử (ESIMS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều 1D-NMR (1H-NMR,

13

C-NMR,

jmod và DEPT) và hai chiều 2D-NMR (HMBC, HSQC).
- Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
1.3.1. Phổ khối lượng phun mù điện tử (ESI-MS)
Phổ khối lượng là một phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo chính
xác khối lượng phân tử của chất đó dựa trên điện tích ion. Thiết bị chuyên dụng là
khối phổ kế. Chất nghiên cứu trước tiên được chuyển thành trạng thái hơi, sau đó
được đưa vào nghiên cứu trong bộ phận phân tích của máy khối phổ kế.
Người ta có thể dùng phương pháp phổ khối để nghiên cứu tất cả các nguyên tố
hay hợp chất có thể biến thành dạng khí hay hơi.
Đối với các hợp chất vô cơ, phương pháp phân tích phổ khối thường dùng để
nghiên cứu thành phần đồng vị hoặc để xác định vết các chất nghiên cứu.


Đối với các hợp chất hữu cơ, phương pháp phân tích phổ khối thường được
dùng trong quá trình đồng nhất chất hoặc phân tích cấu trúc.
+ Quá trình ion hóa:
Là quá trình bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa thành các ion phân
tử mang điện tích dương/âm bằng các phần tử mang năng lượng cao:
Sự bắn phá phân tử khảo sát này sẽ làm cho phân tử biến thành ion dương/âm,
được gọi là ion phân tử.
Quá trình ion hóa có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau:
 Phương pháp ion hóa bằng va chạm điện tử: Trong buồng ion hóa, các
điện tử phát ra từ cathode làm bằng vonfram hoặc reni, sẽ bay về anode
với vận
tốc lớn. Các phân tử chất nghiên cứu ở trạng thái hơi sẽ va chạm với điện tử
trong buồng ion hóa, có thể nhận năng lượng điện tử và bị ion hóa.
 Phương pháp ion hóa bằng trường điện từ: Tại buồng ion hóa, người ta
đặt
các bộ phận phát ra từ trường, đó là các “mũi nhọn” đặc biệt dưới dạng dây

dẫn mảnh (2,5 µm) hay các lưỡi mảnh. Người ta đặt điện cực vào các “mũi
nhọn”. Ở tại các “mũi nhọn” sẽ cho một trường điện từ có gradien từ 107 1010 V/cm. Dưới ảnh hưởng của trường điện từ mạnh này, các điện tử bứt
khỏi
phân tử chất nghiên cứu do hiệu ứng đường hầm và ở đây không gây ra sự
kích thích. Vậy trong phương pháp ion hóa này, các ion phân tử được tạo
thành vẫn giữ nguyên ở trạng thái cơ bản, do đó các vạch phổ sẽ rất mảnh.
Ngoài hai phương pháp ion hóa kể trên, người ta còn dùng các phương pháp
khác như: ion hóa hóa học, chiếu xạ bằng các photon, bắn phá nguyên tử nhanh…
Tuy nhiên, các phương pháp ion hóa này ít phổ biến hơn so với hai phương pháp vừa
mô tả trên đây.
+ Quá trình phân mảnh:


Với năng lượng bắn phá rất cao thì ion phân tử vừa tạo thành có thể biến thành
các mảnh ion dương/âm nhỏ hơn, hoặc các ion gốc, hoặc các gốc tự do, hoặc các phân
tử trung hòa nhỏ hơn. Quá trình này gọi là quá trình phân mảnh.


Sự bắn phá này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng
lượng bắn phá.
Ion phân tử và các ion mảnh là các phần tử có khối lượng. Nếu gọi khối lượng
của một ion là m và điện tích của nó là z thì tỷ số m/z được gọi là số khối. Vì số điện
tích trên mỗi ion thường bằng 1 nên giá trị m/z của mỗi ion sẽ đơn giản là khối lượng
của nó. Các mảnh ion mang điện tích sẽ được bộ phận ghi nhận tín hiệu của máy khối
phổ chuyển thành những mũi phổ tùy theo tỷ lệ m/z này.
Ngoài ra trong quá trình phân mảnh còn có sự tạo thành các ion mà thời gian
tồn tại của nó rất nhỏ (< 10-5 giây) gọi là ion giả bền, ký hiệu m*. Khi đó máy không
thể ghi lại sự xuất hiện của nó đầy đủ được. Tuy nhiên, người ta có thể đánh dấu sự
xuất hiện của nó trên phổ và ghi nhận được các ion ban đầu cũng như các ion cuối.
Máy khối phổ có 3 bộ phận chính đó là (i) nguồn ion hóa mẫu, (ii) bộ phận

phân tích khối, (iii) bộ phận ghi phổ (detector)
Hệ thống khối phổ có nhiều loại và được ứng dụng rất đa dạng trong các lĩnh
vực khác nhau. Trong đó, có hai loại hệ thống hay được sử dụng chính trong
proteomics là MALDI-TOF và ESI-MS/MS.
ESI (ElectroSpray Ionization) là thuật ngữ chỉ phương pháp ion hóa mẫu bằng
phương pháp phun chùm ion trong dung dịch tạo thành đám sương mù với các giọt
nhỏ dễ bay hơi. Cơ chế hoạt động của nguồn ESI khá đơn giản. Dưới áp lực dòng liên
tục, đường kính cột bé và hiệu điện thế cao (2500V), chất hữu cơ sẽ được phun tơi
thành các giọt nhỏ đa điện tích ra khỏi đầu kim phun. Kim phun sẽ tạo thành các giọt
nhỏ, như đám sương mù (đám mây khí ion), dễ bay hơi, các giọt này chứa chất hữu
cơ và các thành phần dung môi khác. Quá trình bay hơi được thực hiện bởi nhiệt độ
hoặc màng chắn khí nitơ (curtain gas) làm cho mẫu dễ bay hơi. Kết quả là chỉ còn
chất hữu cơ tích điện và bay vào bộ phận phân tích khối của máy khối phổ liên tục
MS/MS.
Nguồn ESI ion hóa mẫu trong dịch lỏng. Khi đó chất hữu cơ sẽ tồn tại ở dạng
ion bởi vì chúng chứa các nhóm chức, và điện tích của chúng phụ thuộc vào pH của
dung môi. Nguồn ESI hay được kết nối trực tiếp với hệ sắc ký lỏng và phân tích các


chất hữu cơ ở chế độ ion dương/âm. Hệ ESI-MS/MS có ưu điểm là tự động, ion hóa
cao, có khả năng kết nối linh động với sắc ký và khối phổ, chất hữu cơ thường ở trạng
thái đa điện tích (2+, 3+…).
Có ba loại bộ phận phân tách khối liên tục MS/MS (tandem mass analyzer) là
triple quadrupole, ion-trap và quadrupole-time of flight.
Mặc dù các bộ phận phân tích khối này hoạt động khác nhau nhưng chúng có
chung một chức năng là phân tách khối các ion trong điện trường. Hỗn hợp ion được
hình thành từ nguồn ESI sẽ được đi qua bộ phận phân tách khối liên tục để phân tách,
lựa chọn và vào buồng phân mảnh CID (collision-induced dissociation).
Ion chất hữu cơ sẽ bị phân mảnh thành các đoạn nhỏ hơn được đo và ghi phổ tại
detector. Quá trình phân mảnh liên tục được gọi là quá trình thực hiện MS/MS.

Phổ khối lượng được đo trong các dung môi thích hợp trong máy Hewlett
Packard 5989B MS, Varian MAT 44S của Viện hóa học, Viện Hàn Lâm và Khoa Học
Việt Nam.
1.3.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ NMR là phương pháp hiện đại trong việc phân tích cấu trúc các hợp chất
hóa học, dựa trên nguyên tắc cộng hưởng của các hạt nhân của các nguyên tử khi
được đặt trong một từ trường. Các loại phổ cộng hưởng từ hạt nhân:
+ Phổ 1H-NMR: Mỗi loại proton cộng hưởng ở một trường khác nhau và vì vậy
chúng biểu diễn bằng một độ dịch chuyển khác nhau. Dựa vào độ chuyển dịch, diện
tích pic cũng như tương tác spin giữa các hạt nhân từ với nhau mà có thể xác định
được cấu trúc hóa học của phân tử. Độ chuyển dịch hóa học của các proton được xác
định bằng thang TMS từ 0 ppm đến 14 ppm tùy thuộc vào cấu trúc hóa học phân tử.
+ Phổ

13

C-NMR: Phổ này cho tín hiệu phổ vạch của cacbon. Mỗi nguyên tử

cacbon ở một trường khác nhau và cho một tín hiệu phổ khác nhau. Thang đo phổ
13

C- NMR cũng được tính bằng ppm với độ dài thang đo rộng hơn so với phổ proton.


+ Phổ DEPT: phổ này cho tín hiệu phổ phân loại các bậc cacbon khác nhau.
Trên phổ DEPT 90 chỉ cho tín hiệu phổ của CH. Trên phổ DEPT 135 không cho tín
hiệu của cacbon bậc 4, tín hiệu của CH và CH3, nằm về một phía còn CH2 nằm về
phía đối diện.
+ Phổ HSQC: biểu diễn tương tác trực tiếp giữa nguyên tử C và nguyên tử H;
trên phổ này một trục biểu diễn tín hiệu phổ 1H-NMR còn trục kia là 13C-NMR.

+ Phổ HMBC: biểu diễn các tương tác xa của nguyên tử C và nguyên tử H
trong phân tử. Nhờ vào các tương tác trên phổ này mà từng thành phần của phân tử
cũng như toàn bộ phân tử được xác định về cấu trúc.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được đo bằng máy Bruker Avance 500MHz của
viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam. Chất nội chuẩn là
TMS.
1.3.3. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC):
Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp sắc ký tách các chất ra khỏi hỗn
hợp phân tích trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là một chất
rắn dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ trên một chất mang rắn, hay một chất
mang đã được liên kết hoá học với các nhóm hữu cơ. Quá trình sắc ký lỏng dựa trên
cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion hoặc phân loại theo kích cỡ.
Một số thông số đặc trưng của quá trình sắc ký

Hình 2.1: Sắc ký đồ của 2 chất và các thông số đặc trưng
 Thời gian lưu :


- tR: (Thời gian lưu): là thời gian tính từ khi chất phân tích được tiêm vào hệ
thống sắc ký đến khi được phát hiện ở nồng độ cực đại của nó.
- t0 (Thời gian chết): là thời gian cần thiết để pha động chảy qua hệ thống sắc ký
- tR’(Thời gian lưu thực): tR’ = tR – t0
- (Thời gian lưu là thông tin về mặt định tính của sắc ký đồ với một chất nhất
định khi tiến hành sắc ký trong một điều kiện nhất định).
- W : là chiều rộng đáy pic.
- W1/2 : là chiều rộng pic đo ở 1/2 chiều cao pic.
 Hệ số dung lượng k’:
Trong thực nghiệm hệ số dung lượng k’ được tính theo công thức:
'
k'  ttR0  t R  t 0  t R

t0
1 t
0

Hệ số dung lượng cho biết khả năng phân bố của chất đó vào hai pha, tức là tỷ
lệ giữa lượng chất tan trong pha tĩnh và lượng chất tan trong pha động tại thời điểm
cân bằng. Nếu k’ nhỏ thì tR cũng nhỏ, chất bị rửa giải gần với thời điểm bơm mẫu do
đó làm giảm khả năng tách, nếu k’ lớn quá thì sẽ dẫn đến doãng pic, độ nhạy thấp và
thời gian lưu kéo dài. Trong thực tế k’ nằm trong khoảng 2-5 là tốt nhất.
 Hệ số chọn lọc :

α

k'B
k

'
A



t R, B  t 0
t R, A 
t0

’
(k’B  k A)

 khác 1 càng nhiều thì khả năng tách càng rõ ràng. Để tách riêng hai chất
thường

chọn  nằm trong khoảng 1,05 đến 2.
 Hiệu lực cột:
Hiệu lực cột được đánh giá thông qua 2 thông số: số đĩa lý thuyết (N) và chiều
cao đĩa lý thuyết (H). Cột sắc ký được coi như có N tầng lý thuyết, ở mỗi tầng sự
phân bố chất tan vào hai pha đạt đến một trạng thái cân bằng. Mỗi tầng được giả định
như một pha tĩnh có chiều cao H.