Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.v

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ HỒNG THÁI NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT
CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG
QUẢ KÉ ĐẦU NGỰA
(XANTHIUM STRUMARIUM L.) Chuyên ngành: Hoá học hữu cơ.
Mã số: 60.44.27
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Thỉnh
Thái Nguyên 2007
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ TRONG LUẬN VĂN
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ HỌ CÚC (ASTERACEAE) VÀ CHI XANTHIUM 3
1.1.1. Họ cúc (asteraceae) 3
1.1.2. Chi xanthium 3
1.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÂY KÉ ĐẦU NGỰA 4
1.2.1. Đặc điểm thực vật. 4
1.2.2. Đặc điểm sinh thái 4
1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ THỰC VẬT CHI XANTHIUM 5
1.3.1. Một số nghiên cứu hoá thực vật quả Ké đầu ngựa 5
1.3.2. Sử dụng trong y học dân gian 8
1.3.3. Một số bài thuốc dân gian từ quả Ké đầu ngựa 9

etylaxetat của quả ké đầu ngựa bằng phƣơng pháp sắc ký cột 31
2.4.2.1.

– Sitosterol (KĐN.H8) 31
2.4.2.2. 3-O-

-D-glucopyranosyl-

-Sitosterol (KĐN.E33) 32
CHƢƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. NGUYÊN TẮC CHUNG 35
3.2. PHÁT HIỆN CÁC NHÓM CHẤT CÓ TRONG DỊCH CHIẾT N-HEXAN, DỊCH
CHIẾT ETYLAXETAT VÀ DỊCH CHIẾT METANOL CỦA QUẢ KÉ ĐẦU NGỰA
(XANTHIUM STRUMARIUM L.) 36
3.3. KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH DỊCH CHIẾT
N-HEXAN, DỊCH CHIẾT ETYLAXETAT VÀ DỊCH CHIẾT METANOL CỦA
QUẢ KÉ ĐẦU NGỰA (XANTHIUM STRUMARIUM L) 36
3.4. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA QUẢ KÉ
ĐẦU NGỰA 38
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.4.1. Các axit béo 38
3.4.2. Các hợp chất sterol 41
3.4.2.1. β-sitosterol hay 24R-stigmast-5 en-3-õ-ol (KĐN.H8) 41
3.4.2.2. 3-O-

-D-glucopyranosyl-

-sitosterol (KĐN.E33) 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO 46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lời cảm ơn

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Phạm Văn
Thỉnh người thầy đã chỉ ra hướng nghiên cứu, hướng dẫn tận tình, động viên
và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Quyết Tiến, TS. Phạm Thị
Hồmg Minh, phòng Hoạt chất sinh học, Viện Hoá học - Viện khoa học và
công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để
tôi hoàn thành công việc nghiên cứu của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn Phòng Phân tích cấu trúc - Viện Hóa học,
Phòng Hoá - Sinh Biển Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên, đã giúp tôi
thực hiện các phép phân tích phổ và phân tích thành phần axit béo trong mẫu
nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn hoá hữu cơ, các
thầy, cô trong khoa Hoá học, các phòng ban của trường ĐHSP Thái Nguyên
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong thời gian tôi học tập và hoàn thành luận
văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân trong gia đình,
các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để
tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.

Thái Nguyên , ngày 20 tháng 9 năm 2007
Tác giả

Nguyễn Thị Hồng Thái
MIC : Minimum inhibitory concentration Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
TRONG LUẬN VĂN

Hình
Và sơ đồ
Nội dung
Trang
Hình 1.1
Công thức dạng tổng quát của các chất I, II, III
7
Hình 1.2
Cấu trúc của chất I
8
Hình 2.1
Cây Ké đầu ngựa
19
Hình 2.2:
Quả Ké đầu ngựa
19
Sơ đồ 2.1
Quy trình ngâm chiết mẫu
23
Sơ đồ 2.2:

15
Bảng 2.1
Khối lượng cặn chiết từng phân đoạn của quả Ké đầu ngựa
(Xanthium strumarium L.)
24
Bảng 2.2
Kết quả thử hoạt tính sinh học các dịch chiết từ quả
Ké đầu ngựa
25
Bảng 2.3
Phát hiện định tính các nhóm chất
27
Bảng 2.4
Kết quả thành phần axit béo
30
Bảng 3.1
Các cấu tử có hàm lượng axit béo trên 1% trong quả Ké
đầu ngựa
39
Bảng 3.2
Các cấu tử có hàm lượng axit béo dưới 1% trong quả Ké
đầu ngựa
39
Bảng 3.3
Số liệu phổ
13
C-NMR (CDCl
3
, 125Mhz) của õ-sitosterol
43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chứng bệnh thông thường cũng như các bệnh nan y. Các số liệu gần đây cho
thấy rằng, có khoảng 60% dược phẩm được dùng chữa bệnh hiện nay, hoặc
đang thử cận lâm sàng đều có nguồn gốc từ thiên nhiên [7].
Trong công tác phòng chữa bệnh ở nước ta, Đảng và Nhà nước luôn
chủ trương và khuyến khích Đông Tây y kết hợp để chăm sóc sức khoẻ cho
nhân dân, kế thừa và phát huy vốn quý của nền Y học cổ truyền trong đó có
nhiều cây thuốc quý.
Trong thế giới thực vật muôn màu, nhiều loài cây cỏ đã được sử dụng
như những dược liệu quý. Trong số đó có cây Ké đầu ngựa đặc biệt là bộ
phận quả của cây. Loài cây này mọc rất phổ biến ở Việt Nam, thường mọc ở
vùng đất hoang, bờ ruộng, bờ đường, xen kẽ với các loại cỏ khác.
Dân gian thường dùng Ké đầu ngựa chữa phong hàn, đau đầu, chân tay
đau co rút, phong tê thấp, đau khớp, mũi chảy nước hôi, mày đay, lở ngứa,
chữa đau răng, đau họng, biếu cổ, hủi, eczema [4].
Để góp phần nghiên cứu làm rõ thành phần, tính chất của các chất hoá
học trong thực vật làm thuốc chữa bệnh chúng tôi chọn hướng nghiên cứu hoá
học các hợp chất thiên nhiên.
Tên đề tài là: “Nghiên cứu hoá học các hợp chất có hoạt tính sinh
học trong quả Ké đầu ngựa (Xanthium strumarium L.)”, nhằm làm rõ các
cơ sở khoa học cho việc sử dụng cây Ké đầu ngựa như một nguồn dược liệu
quý, dùng làm thuốc chữa bệnh.
Với ý nghĩa khoa học và thực tiễn nêu trên, nhiệm vụ của đề tài này là
tiến hành phân lập các chất hoá học có trong quả Ké đầu ngựa, nhận dạng cấu
tạo hoá học của một số chất tách được bằng các phương pháp hoá lý hiện đại.
3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. KHÁI QUÁT VỀ HỌ CÚC (ASTERACEAE) VÀ CHI XANTHIUM

1.2.1. Đặc điểm thực vật.
Cây Ké đầu ngựa còn gọi là thương nhĩ (tên Trung Quốc), phắt ma
(Thổ). Tên khoa học là Xanthium strumarium L. thuộc họ cúc (Asteraceae).
Cây Ké đầu ngựa mọc hoang ở khắp nơi trong nước ta, từ vùng núi cao
tới vùng trung du, đồng bằng. Trên thế giới loài này cũng được phân bố ở hầu
hết các nước có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Mọc nhiều ở các nước
Châu Á như Trung Quốc, Malaixia, Ấn độ. Ngoài ra, Xanthium strumarium
còn được biết đến ở Brazin, Mỹ. Ở Việt Nam Xanthium strumarium là một
loài rất phổ biến.
1.2.2. Đặc điểm sinh thái.
Cây Ké đầu ngựa là một cây nhỏ, cao độ 2m, thân có khía rãnh, lá mọc
so le, phiến lá hơi 3 cạnh, mép có răng cưa có chỗ khía hơi sâu thành 3-5
thuỳ, có lông ngắn cứng. Hoa tự hình đầu có thứ lưỡng tính ở phía trên, có thứ
chỉ gồm có 2 hoa cái nằm trong hai lá bắc dầy và có gai. Quả giả hình thoi, có
móc, có thể móc vào lông động vật, cắt đôi ở trong có hai quả thực [4].
Cây Ké đầu ngựa có thể sống trên nhiều loại đất khác nhau, cây bắt đầu
mọc vào mùa Xuân sinh trưởng và phát triển nhanh trong mùa mưa ẩm, sang
Hạ cây ra hoa, kết trái, cuối Hạ sang Thu quả chín. Cây ưa ánh sáng và có thể
chịu hạn, thường mọc thành đám ở ven đường, vùng đồi, bãi hoang, bờ sông .
Mùa Xuân, nhân dân thường trồng cây Ké đầu ngựa bằng cách đào lỗ
nhỏ cho vào 3-4 hạt mỗi hố cách nhau chừng 50-60cm, phủ ít đất lên và tưới
ẩm, độ 10 ngày sau cây mọc [5].
5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ THỰC VẬT CHI XANTHIUM
1.3.1. Một số nghiên cứu hoá thực vật quả Ké đầu ngựa.
Trong quả Ké đầu ngựa có nhiều iốt và vitamin C, ngoài hai chất
này trong quả Ké đầu ngựa còn có các glucoza,

-sitosterol,


-D-glucopyranoside (chất I).
* 2-Hydroxy-7-hydroxymethyl-8,8-dimethyl-4,8-dihydrobenzol
[1,4] thiazine-5,5-dione-11-0-

- D-glucopyranoside (chất II).
Năm chất đã biết được xác định là:
* Xanthiazone (chất III)
* chlorogenic acid (chất IV)
* Ferulic acid (chất V)
* Fomononetin (chất VI)
* Ononin (chất VII).
Trên thế giới chi Xanthium có 25 loài [10]. Các loài Xanthium được sử
dụng như một loại thuốc thảo mộc cổ truyền trong một thời gian dài ở các
nước phương Đông. Xanthium strumarium L. là loài chính được tìm thấy
nhiều ở Trung Quốc, quả của nó là Fructus Xanthi (Tên Trung Quốc là Cang-
Er-Zi), người dân Trung Quốc sử dụng quả này để chữa viêm xoang, đau đầu
do cảm lạnh, viêm khớp [9]. Từ Xanthium strumarium L người ta đã phân lập
và nhận dạng được một số chất thuộc các nhóm sau:
* Diterpenoit
* Secquiterpen lacton
* Caffeoylquinic axit
* Thiazinedion
Các chất trên đã được I. R. Chu công bố năm 1965.
Các hợp chất dầu trong hạt của Xanthium strumarium L. đã được V. K.
Kapoor công bố năm 1976.
Chất I: R
1
=


R
1
O
1
2
3
4a
5
6
7
8a
9
10
11
4 Trong những năm gần đây các nhà khoa học của trường Đại học Y
Thượng Hải tiếp tục nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các hợp chất này.
Họ tách được các chất từ Xanthium strumarium L., bằng cách phân chia
chúng trên cột sắc ký silicagel kết hợp với cột sephadex LH-20 trong các hệ
dung môi khác nhau, kết quả thu được hai chất mới: 7-hydroxymethyl-8,8-
dimethyl-4,8-dihydrobenzol[1,4]thiazine-3,5-dione-11-0-

-D-glucopyranoside
(chất I) và 2-hydroxy-7-hydroxymethyl-8,8-dimethyl-4,8-dihydrobenzol [1,4]
thiazine-5,5-dione-11-0-

-D-glucopyranoside (chất II), cùng với năm chất đã
biết là: Xanthiazone (chất III), chlorogenic acid (chất IV), ferulic acid (chất

Từ các dữ liệu về phổ IR, UV, nhất là phổ NMR và phổ MS, Ting
Han đã đề xuất cấu trúc hợp chất I là glucozit. Liên kết glucozit với gennin
được thực hiện ở nhóm OH tại C-11. Đường tham gia tạo liên kết là đường
glucoza và liên kết glucozit là õ-glucozit.
Hình 1.2: Cấu trúc của chất (I) O
N
S
H
H
O
O
H
H
H
O
OH
HO
HO
CH
2
OH
H
2
1
3
4
5

1.3.3. Một số bài thuốc dân gian từ quả Ké đầu ngựa
Chữa phong tê thấp, tay chân co rút: Quả Ké đầu ngựa 12g giã nát
sắc uống [6].
Chữa đau răng: Sắc nước quả Ké đầu ngựa, Ngậm lâu lại nhổ.
Ngậm nhiều lần [6].
Chữa mũi chảy nước trong, đặc: Quả Ké đầu ngựa sao vàng tán
bột. Ngày uống 4-8g [6].
Chữa thuỷ thũng, bí tiểu tiện (lợi tiểu): Thương nhĩ tử, thiêu tồn tính;
đình lịch. Hai vị bằng nhau, tán nhỏ. Uống với nước mỗi lần 8g, ngày hai
lần [2].
Chữa biếu cổ: Ngày uống 4-5g quả Ké đầu ngựa dưới dạng thuốc sắc
(đun sôi, giữ sôi 15 phút ) (Đỗ tất lợi )
Chữa tổ đỉa: Quả Ké đầu ngựa 50g, hạ khô thảo 50g, vỏ núc nác
30g, sinh địa 20g, hạt dành dành 15g, được tán bột làm viên. Ngày uống
20-25g.
Chữa các bệnh phong, dị ứng gan, mẩn ngứa, mày đay: Ké đầu ngựa 15g,
kinh giới bông 10g, muồng trâu 15g, cỏ mần trầu 15g, cam thảo đất 10g,
bạc hà 10g, cỏ hôI 10g, bèo tai tượng 10g, chổi đực 10g, nghề bà 10g. Các
10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
vị hiệp chung 1 thang, đổ 1 bát nước, sắc còn 8 phần, uống ngày 1 thang
(bài thuốc ở An Giang).
Các bệnh ngoài da do dị ứng, chàm (BS. Nguyễn Xuân Sơn, khoa da
liễu Bệnh viện Việt- Tiệp): Ké đầu ngựa 9kg, thổ phục linh 9kg, cồn
benzoic 10% 300ml. Nước vừa đủ 23lit. Nếu không dùng đường thì nấu
nước, cô cao, tán bột làm viên. Đã điều trị 124 trường hợp cho kêt quả tốt.
Chữa ung thư não: Thương nhĩ tử 15g, thất diệp nhất chi hoa (cây 7 lá 1
hoa) 16g, viễn chi 10g, xương bồ 6g, sắc uống ngày 1 thang [6].
1.4. CÁC DẠNG AXÍT BÉO HAY GẶP TRONG TỰ NHIÊN [7]
Lipit là những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào các

CH
3
(CH
2
)
n
COOH
Trước đây người ta cho rằng số n bao giờ cũng là số chẵn, hiện nay
nhờ các phương pháp phân tích hiện đại, người ta đã phát hiện trong dầu mỡ
tự nhiên có cả các axit béo no có số nguyên tử cacbon n lẻ. Các axit này
chiếm khoảng 1% so với tổng số các axit béo.
Hơn một trăm axit béo một nối đôi được tìm thấy trong tự nhiên,
nhưng hầu hết chúng là những hợp chất hiếm. Thực tế tất cả các axit béo một
nối đôi đều có công thức chung là:
CH
3
(CH
2
)
m
CH=CH(CH
2
)
n
COOH
Đa số các axit béo có một nối đôi tham gia vào thành phần lipit tồn tại ở
dạng cấu hình –cis:
CH
3
(CH

2
)
m
(CH=CHCH
2
)
n
(CH
2
)COOH
Các axit béo đa nối đôi liên hợp (conjugated polyenenoic fatty acids)
là các axit béo không no chứa nhiều liên kết đôi liên hợp tồn tại trong thành
phần.
Các axit béo đa nối đôi liên hợp không có dấu hiệu tồn tại trong lipit
bất kì một loại động vật nào và được thừa nhận có vai trò đáng kể chỉ trong
một số dầu hạt thực vật, trong đó có dầu trẩu là một loại dầu thương mại quan
trọng. Phần lớn các axit béo đa nối đôi liên hợp trong tự nhiên thường tồn tại
dưới 7 dạng đồng phân của axit octadecatrienoic. Trước đây đã có thời gian
người ta cho rằng chỉ có 1dạng của axit này tồn tại, nhưng gần đây nhờ phổ
13
C- NMR phân giải cao và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đã chỉ ra rằng
các axit béo đa nối đôi liên hợp khác nhau bởi chính các dạng đồng phân cis
(Z) hoặc trans (E) của chúng. Điều đó được chỉ ra trên phổ tử ngoại UV,
chúng có nhiệt độ nóng chảy cao và thường tồn tại dưới dạng không no cấu
hình trans (E). Tính đặc biệt của dầu hạt sồi (Sapium sebierum) là trong một
vài dạng glyxerit của nó có chứa 4 nhóm RCO (axyl), bao gồm 2 axit C
18

thông thường, một axit C
8
CH
2
OCO(CH
2
)
3
CH=C=CHCH
2
OCOCH=CHCH=CH(CH
2
)
4
CH
3

13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Mặc dù các axit béo mạch nhánh có mặt nhiều trong tự nhiên, nhưng
chúng thường tồn tại như những thành phần phụ và hiếm khi chúng có số
lượng đáng kể trong các axit béo tổng. Hầu hết kiểu nhánh chỉ là một nhóm
metyl. Các axit với một nhóm metyl ở các vị trí hai hoặc ba [n-2 (izo axit), n-
3 (anteiso axit)], hoặc có thể ở vị trí khác. Các axit có nhiều hơn một nhóm
metyl thường gắn với các nguyên tử cacbon chẵn. Đây là sự giải thích về mặt
sinh tổng hợp cho hầu hết các cấu trúc chung của các axit béo mạch nhánh.
Các axit béo có mạch vòng là các axit béo tồn tại trong tự nhiên mà
trong phân tử có chứa cacbon mạch vòng gồm 3 nguyên tử cacbon (cyclo
propan), chúng thường có mặt trong dầu hạt họ thông, tùng. Các axit béo
cyclopropanyl cũng thường xuất hiện nhiều trong phốtpholipit màng vi khuẩn,

Phổ biến dạng ancol acetate có
14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhiều trong thực vật và một vài
triglycerit thực vật. Thường
they trong dạ cỏ động vật dưới
dạng muối
3
n-Propanoic
Propionic
-22.0
Thường thấy trong dạ cỏ động
vật
4
n-Butanoic
Butyric
-7,9
Thường gặp trong dạ cỏ và sữa
béo của động vật nhai lại
8
n-Octanoic
Caprylic
16,7
Cấu phần thứ yếu trong mỡ
động vật thực vật
10
n-Decanoic
Capric
31,6
Cấu phần thứ yếu

20
n-Eicosanoic
Arachidic
75,4
Là cấu tử thứ yếu đôi khi đóng
vai trò rất quan trọng ở một vài
15
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
đối tượng như sinh vật biển
22
n-Docosanoic
Behenic
80,0
Tham gia vào thành phần
triglycerit của dầu một số hạt
thực vật
24
n-Tetracosanoic
Lignoceric
84,2
Khá phổ biến ở triglycerit của
dầu hạt các loài thực vật biển
26
n-Hexacosanoic
Cerotic
57,7
Phổ biến là cấu của dầu hạt
thực vật và nhựa sáp của côn
trùng, sâu bọ
28


cis-5- hexadecenoic
cis-7- hexadecenoic -Có trong lá cây thực vật, đặc
biệt là cấu phần chính của
phosphatidylglycerol
-Có trong thực vật, khuẩn
que
-Có trong dong tảo, thực vật
bậc cao, vi khuẩn