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 THỊKIM 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 CH3OH, C2H5OH, C4H9OH và H2O. 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: CH3OH, C2H5OH và H2O. 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 CH3OH: khối lượng gỗ 10,005g, thể tích dung môi 150ml, thời gian chiết 6h. - Đối với dung môi C2H5OH : khối lượng gỗ 10,003g, thể tích dung môi 150ml, thời gian chiết 8h. - Đối với dung môi H2O: 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 CH3OH, C2H5OH và H2O 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 CH3OH:H2O 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 CH3OH Sắc ký đồ của dịch chiết với dung môi CH3OH được trình bày trên hình 2.
Hình 2. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi CH3OH 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 CH3OH 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 CH3OH TT Thời gian lưu (phút) Công thức phân tử Định danh Tỉ lệ % 1 9.4 16.9 C16H12O4 (M= 268) 7-hydroxy-3-(4-hydroxy benzylidene)-4-chromanone 2.25 4.75 2 10.9 16.0 C16H14O5 (M=286) Brazilin hoặc: 3,7-Dihydroxy-3-(4-hydroxy benzyl)-4-chromanone-(R) 9.39 3.26 3 12.4 12.9 C16H14O6 (M=302) Hematoxylin hoặc: 1,4-Dihydrospiro [benzofuran-3(2H),3'-(3H-2]benzofuran]-1',6,6'. 21.47 0.85 4 12.7 C17H14O7 (M=330) Brazilide A 15.5 5 11.8 M=321 Chưa định danh 16.1 6 15.5 C32H26O11 (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 C2H5OH Sắc ký đồ của của dịch chiết với dung môi C2H5OH được thể hiện trên hình 3.
Hình 3. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi C2H5OH Tương tự như trên, thành phần hoá học của dịch chiết bằng dung môi C2H5OH 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 C2H5OH STT Thời gian lưu (phút) Công thức phân tử Công thức cấu tạo – Tên gọi Tỉ lệ % 1 6.9 11.5 16.7 C16H12O4 (M= 268) 7-hydroxy-3-(4-hydroxybenzylidene)-4-chromanone 24,47 2 9.2 15.7 C16H14O5 (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 C16H14O6 (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 H2O Sắc ký đồ của dịch chiết với dung môi H2O được trình bày trên hình 4.
Hình 4. Sắc kí đồ LC-MS của dịch chiết với dung môi H2O Thành phần hoá học của dịch chiết trong dung môi H2O 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 H2O STT Thời gian lưu (phút) Công thức phân tử Định danh Tỉ lệ % 1 7.1 C16H12O5 (M= 284) Brazilein 3.87 2 9.2 C16H14O5 (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 C16H14O6 (M=302) Hematoxylin 3.16 6 15.2 C16H12O6 (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 CH3OH 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 C2H5OH 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 H2O 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 CH3OH, C2H5OH và H2O. 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] http://www.faculty.ucr.edu/~legneref/botany/tandye.htm [9] http://www.ischool.utexas.edu/~cochinea/pdfs/e-hammeke-04-logwood.pdf [10] http://www.vi.wikipedia.org/wiki
. 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. 0.85 4 12.7 C17H14O7 (M=330) Brazilide A 15.5 5 11. 8 M=321 Chưa định danh 16.1 6 15.5 C32H26O11 (M=586) Protonsappanin E1 5.58 7 15.2 M=351