TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC
BỘ MÔN HÓA HỌC HỮU CƠ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CÂY CỎ THE
CENTIPEDA MINIMA (L).
GVHD: TS. Bùi Xuân Hào
Th.S. Dương Thúc Huy
SVTH: Vũ Thanh Hoài
MSSV: K38.201.035
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến với thầy Bùi Xuân Hào
và thầy Dương Thúc Huy và các thầy cô trong phòng hợp chất thiên nhiên. Những
người thầy, người cô đầy tâm huyết, đã thổi vào tâm hồn em niềm đam mê nghiên
cứu khoa học và truyền dạy lại cho em những kinh nghiệm quý báu. Những bước
đầu còn gặp nhiều khó khăn, kiến thức còn chưa vững nhưng dưới sự chỉ dẫn tận
tình của các thầy cô, em đã hoàn thành tốt được công việc.
Bên cạnh đó, cũng phải kể đến sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn sinh viên
nghiên cứu K38 và K39 trong suốt thời gian qua. Và cuối cùng em xin gửi lời cảm
ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, khích lệ tinh thần giúp em
hoàn thành tốt khóa luận.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..............................................................................................1
1.1. VÀI NÉT VỀ HỌ CÚC - ASTERACEAE ..........................................................1
1.2. CÁC CHI TRONG HỌ CÚC – ASTERACEAE .................................................2
1.3. ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CÂY CỎ THE ............................................................2
1.3.1. Mô tả thực vật của cây cỏ the .......................................................................3
1.3.2. Công dụng của cây cỏ the .............................................................................3
1.4. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÓ TRONG CÂY CỎ THE ...................................4
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................9
2.1. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ .......................................................................................9
2.1.1. Hóa chất ........................................................................................................9
2.1.2. Thiết bị ..........................................................................................................9
2.2. NGUYÊN LIỆU VÀ ĐIỀU CHẾ CÁC LOẠI CAO .........................................10
2.2.1. Thu hái nguyên liệu ....................................................................................10
2.2.2. Điều chế các loại cao ..................................................................................10
2.2.3. Cô lập các chất trong cao Ethyl acetate ......................................................12
2.2.4. Khảo sát phân đoạn A1 ...............................................................................13
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................14
3.1. KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT 1A ........................................................14
3.2. KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT 1B ........................................................16
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................18
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................19
PHỤ LỤC
ii
DANH MỤC CÁC CHỮ KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
Ký hiệu,
Tiếng Anh
Mũi đơn
d
Doublet
Mũi đôi
dd
Double of doublet
Mũi đôi đôi
ddd
Double of doublet of doublet
Mũi đôi đôi đôi
δ
Chemical shift
Độ chuyển dịch hoá học
J
Coupling constant
Cloroform
H
n-Hexane
Hexan
Me
Methanol
Metanol
Bu
Buthanol
Butanol
W
Water
Nước
chữ viết tắt
1
BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Khối lượng của các loại cao và hiệu suất so với bột mẫu nguyên
liệu ban đầu .................................................................................................................
Bảng 2.2 Kết quả sắc ký cột trên cao ethyl acetate (36,5 g) của cây cỏ the.......11
Bảng 3.1 So sánh phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 1A và 3methoxyquercetin ..................................................................................................15
Bảng 3.2 So sánh phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 1B và
quercetin ................................................................................................................17
iv
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1.
Phụ lục 2.
Phụ lục 3.
Phụ lục 4.
Phụ lục 5.
Phụ lục 6.
Phổ 1H-NMR của hợp chất 1A…………
Phổ 13C-NMR của hợp chất 1A
Phổ HMBC của hợp chất 1A
Khối phổ phân giải cao của hợp chất 1B
Phổ 1H-NMR của hợp chất 1B
Phổ 13C-NMR của hợp chất 1B ……………
v
LỜI MỞ ĐẦU
họ thực vật có hai lá mầm. Họ Cúc là họ lớn nhất trong ngành thực vật có hoa, với
khoảng 25.000 loài, gồm 2 phân họ:
- Phân họ hoa ống (Tubuliforae hay Asteroideae): trên cụm hoa chỉ có hoa
hình ống, hoặc hoa hình ống ở giữa, hoa hình lưỡi nhỏ ở xung quanh đầu.
- Phân họ hoa lưỡi nhỏ (Liguiiflorae hay Cichorioideae): tất cả các hoa trong
cụm hoa đầu là hoa lưỡi nhỏ, không bao giờ có hoa ống. Cây có nhựa mủ.
Họ Cúc phân bố rộng khắp thế giới, nhưng phổ biến nhất là tại các khu vực ôn
đới và miền núi nhiệt đới.
Ở Việt Nam, họ Cúc có khoảng 125 chi, trên 350 loài, chủ yếu là cỏ dại, một
số được trồng làm cảnh (các loại hoa cúc), rau ăn (ngải cứu, cải cúc, rau diếp), gia
vị (cúc tần)… Họ Cúc là họ có số loài được dùng làm thuốc lớn nhất trong giới thực
vật. Có khoảng 51 loài của họ Cúc được dùng làm thuốc, trong đó có 18 loài được
dùng trong công nghiệp dược như các loài: atisô, bạch truật, cỏ nhọ nồi, cỏ ngọt,
cúc hoa, cúc tần, hồng hoa, hy thiêm, ké đầu ngựa, khoản đông hoa, mần tưới, mộc
hương, ngải cứu, ngưu bàng, sài đất, thương truật, thanh hao hoa vàng, tử uyển...
• Một số đặc điểm thực vật của họ Cúc:
Thân cỏ hay bụi, sống một năm hay nhiều năm, ít khi là dây leo hay cây gỗ.
Rễ có thể phù lên thành củ, nhưng chất dự trữ ở đây không phải là tinh bột mà
là inulin (ví dụ như cây thược dược).
Lá có hình dạng biến thiên, không có lá kèm, thường mọc đối hoặc tụ thành
hình hoa ở gốc, có những loại lá có gai. Thông thường phiến lá nguyên, xẻ sâu, hình
dạng lá kép hình lông chim.
Cụm hoa: đầu, có thể mang nhiều hoa hay ít hoa. Đầu có thể đứng riêng lẻ hay
tụ thành chùm, gié, xim, nhưng thông thường nhất là tụ thành ngù.
2
Hoa: lưỡng tính, mẫu năm, bầu dưới, không có lá bắc con. Các hoa trên một
đầu có thể giống nhau, có cùng cách cấu tạo, cùng chức năng.
Bao hoa: lá đài thường giảm vì nhiệm vụ bảo vệ đã được đảm nhiệm bởi các lá
khoảng 10-18 mm, rộng khoảng 6-10 mm, gân chính hơi nổi ở mặt dưới lá, gân phụ
không rõ, không có cuống. Cụm hoa hình đầu mọc ở nách lá, hoa cái gồm nhiều
lớp, cánh hoa hình ống màu trắng, trên có răng cưa. Tràng hoa hình chuông, có bốn
răng, hình trứng rộng, màu hơi tím. Quả bế bốn cạnh, trên cạnh có lông mịn nhỏ.
Mùa ra hoa khoảng tháng 2 - 5, mùa quả khoảng tháng 4 - 7.
Để dùng làm thuốc, thường hái toàn cây, gồm cả rễ, dùng tươi hay phơi hoặc
sấy khô. Cây mọc hoang khắp nơi ở vùng đồng ruộng ẩm thấp, ruộng bỏ hoang, bờ
rãnh, ven đường…
Hình 1.1. Cây cỏ the
Hình 1.2. Hoa cỏ the
1.3.2. Công dụng của cây cỏ the
Cây cỏ the có vị cay, mùi hắc, tính ấm, có tác dụng tiêu thũng, tiêu viêm, tiêu
sưng, giải độc. Cỏ the còn được dùng làm thuốc chữa ho, viêm phế quản, mắt đau
đỏ sưng, chảy nước dãi, đau màng mộng mắt, viêm mũi dị ứng, hay dùng ngoài để
chữa bệnh mẫn ngứa (eczema), trị rắn cắn, đắp bó gãy xương.[2]
Phần thân, lá và hoa của cây cỏ the còn được sử dụng phổ biến trong các bài
thuốc dân gian. Ví dụ như trong các bài thuốc dân gian của Trung Quốc, cây cỏ the
được dùng để chữa bệnh đau đầu, cảm lạnh, viêm kết mạc và bệnh sốt rét. Ở Đài
4
Loan, cỏ the được nấu lấy nước để tắm cho trẻ em bị bệnh ghẻ lở, hay uống để trị
các bệnh về hệ tiêu hóa.[9]
• Một số bài thuốc dân gian sử dụng cây cỏ the:
Chữa mẩn ngứa (eczema): cỏ the hai phần, đậu xanh một phần, muối vài hạt.
Cả ba thứ giã nhỏ đắp lên nơi bị mẩn ngứa đã được rửa sạch.
Chữa ho: cỏ the khô 20 g hoặc tươi 30 g, nước 500 ml sắc còn 100 ml chia ba
(17), pulchellin-2α-O-tiglat (18), florilenalin-2α-O-tiglat (19).[4]
5
Năm 2012, Peng Wu và các cộng sự đã cô lập được các chất sau: 4-oxo-2βhydroxy-6α-angeloyloxy-pesudoguaia-8β,12-olid
(20),
4-oxo-2β-ethoxy-6α-
angeloyloxy-pesudoguaia-8β, 12-olid (21), 4,6α-dihydroxy-2α -angeloyloxypesudoguaia-11(13)-en-8α,12-olid (22), 4-hydroxy-2α-angeloyloxy-pesudoguaia11(13)-en-8α,12-olid (23), 4,5-epoxy-2α-angeloyloxy-guaia-11(13)-en-8β,12-olid
(24), 4,5-epoxy-2α-isobutyryloxy-guaia-11(13)-en-8β,12-olid (25), plenolin (26),
arnicolid D (27), pulchellin-2a-O-isovalerat (28), florilenalin-2a-O-isovalerat (29),
florilenalin-2a-O-isobutyrat (30), florilenalin-2a-O-angelat (31) và helenalin (32).[8]
OH
OH
O
OH
OH
HO
OH
O
O
OH
OH
OH
H
O
O
H
OH
O
O
HO
OH
O
(3)
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
OMe
MeO
C
HO
O
HO
HOH2C
OMe
MeO
(8)
(9)
O
OH
HO
OH
OH
H
H
O
O
H
O
O
O
H
O
H
H
H
O
O
O
O
O
O
O
OH
HO
H
O
H
HO
H
HO
(15)
(17)
(16)
O
H
O
H
H
O
O
H
O
O
O
O
H
HO
O
(20)
H
O
H
H
OH
O
O
O
H
O
O
O
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
OH
O
O
H
O
O
O
H
O
O
H
H
HO
H
HO
(29)
(30)
O
O
H
H
H
H
O
O
O
O
H
H 2 SO 4 20% hoặc vanillin/H 2 SO 4 .
2.1.2 Thiết bị
• Các thiết bị dùng để giải ly, dụng cụ chứa mẫu.
• Các cột sắc kí.
• Máy cô quay ở áp suất thấp.
• Bếp cách thuỷ.
• Đèn soi UV: bước sóng 254 nm.
• Cân điện tử.
• Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ghi trên máy Bruker Avance III 500 [500 MHz
(1H) và 125 MHz (13C)] với TMS là chất nội chuẩn, CD 3 OD, DMSO-d 6 là
dung môi. Phổ được ghi tại phòng thí nghiệm Phân tích Trung tâm, trường
Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, số 227, Nguyễn Văn
Cừ, Quận 5, thành phố Hồ Chí Minh.
2.2. NGUYÊN LIỆU VÀ ĐIỀU CHẾ CÁC LOẠI CAO
2.2.1 Thu hái nguyên liệu
Cây cỏ the được thu hái ở tỉnh Vĩnh Long vào tháng 07 năm 2013. Cây tươi
được rửa sạch và để khô tự nhiên trong mát. Sau đó, sấy khô ở 50 – 60oC và được
xay nghiền thành bột mịn thu được 3,2 kg bột thô.
10
2.2.2 Điều chế các loại cao
Đun hoàn lưu 3,2 kg bột thô với dung môi methanol (3 lần x 3 giờ), lọc nóng,
cô quay ở áp suất thấp, thu hồi dung môi được cao methanol. Chiết phân bố lỏng lỏng cao methanol lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần: eter dầu hỏa,
ethyl acetate và n-butanol. Cô quay các dịch chiết, thu được các loại cao tương ứng:
cao eter dầu hỏa (320,2 gam), cao ethyl acetate (36,5 gam), cao butanol (13,6 gam).
Quy trình điều chế các loại cao được trình bày trong sơ đồ 2.1. Hiệu suất điều
chế các loại cao được trình bày trong bảng 2.1.
Butanol
13,6
0,43
2.2.3 Cô lập các chất trong cao Ethyl acetate
Thực hiện sắc ký cột silica gel trên cao ethyl acetate, hệ dung môi giải ly nhexane – ethyl acetate với độ phân cực tăng dần từ hệ hexane – ethyl acetate 9:1;
8:2... (tỷ lệ thể tích) đến ethyl acetate – methanol 1:1. Sau khi cô quay thu hồi dung
môi thu được năm phân đoạn tương ứng, được ký hiệu từ A1 đến A9. Toàn bộ quá
trình được theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng, với thuốc thử hiện hình là Vanilin, dung
dịch acid sulfuric 20% (phun đều lên bản mỏng silica gel và sấy nóng), hoặc phát
hiện vết bằng đèn UV. Kết quả sắc ký cột cao ethyl acetate được trình bày trong
bảng 2.2.
Bảng 2.2. Kết quả sắc ký cột trên cao ethyl acetate (36,5 g) của cây cỏ the
STT
1
2
3
4
5
6
Hệ dung
môi giải ly
Ký hiệu phân doạn
Khối lượng (g)
với hệ dung môi chloroform-methanol có độ phân cực tăng dần (sơ đồ 2.3) thu được
5 phân đoạn phụ. Dựa trên kết quả sắc ký lớp mỏng, phân đoạn CT-IV được chọn
để tách chất.
Thực hiện sắc ký cột nhiều lần phân đoạn CT-IV (1,38 g) với hệ dung môi
giải ly thích hợp, kết hợp với sắc ký lớp mỏng pha đảo điều chế (MeOH-H 2 O 1:1),
đã cô lập được hai hợp chất, ký hiệu 1A; 1B.
Sơ đồ 2.3. Quy trình sắc ký cột silica gel phân đoạn A1
Phân đoạn A1
(8,60g)
SKC silica gel, CHCl3:MeOH
C-M (99:1)
CT-I
(2,56 g)
C-M (98:2)
CT-II
(0,82 g)
C-M (19:1)
CT-III
(1,79 g)
13
C-M (9:1)
CT-IV
Ngoài ra, phổ
13
C-NMR còn cho thấy sự hiện diện của tín hiệu Csp3 gắn
oxygen cộng hưởng tại δ C 59,6.
14
Các dữ liệu phổ trên xác nhận hợp chất 1A có khung sườn flavonol.
Phổ HMBC cho thấy proton của nhóm methoxyl (OCH 3 ) tương quan với
carbon δ C 137,6 xác nhận nhóm OCH 3 gắn với carbon tại δ C 137,6 (C-3).
Khi so sánh dữ liệu phổ hợp chất 1A với 3-methoxyquercetin đã công bố nhận
thấy có sự tương đồng, vì vậy hợp chất 1A có cấu trúc của hợp chất 3methoxyquercetin. Hợp chất 1A lần đầu tiên được tìm thấy trong cây cỏ the.
OH
OH
3'
OH
3'
4'
2'
1'
O
4
6'
3
4
OH
O
Hình 3.1 Cấu trúc hợp chất 1A
5'
OCH3
5
OCH3
O
Hình 3.2 Tương quan HMBC của hợp
chất 1A.
Bảng 3.1 So sánh phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 1A và
3-methoxyquecetin[17]
Hợp chất 1A
2
A
2
9
1'
O
4'
C - NMR
(DMSO)
δC
155,5
137,6
177,8
161,2
98,6
164,
93,6
156,3
104,0
120,7
115,3
145,2
148,7
149,0
116,2
123,0
59,63
3.2. KHẢO SÁT CẤU TRÚC 1B
Hợp chất 1B thu được được từ phân đoạn A1 của cao ethyl acetate với các
đặc điểm như sau:
Chất bột vô định hình màu vàng nhạt.
Hiện hình vết màu vàng khi soi UV.
Khối phổ phân giải cao: Phụ lục 4.
Phổ 13C-NMR (CD 3 OD): Phụ lục 5
Phổ 1H-NMR (CD 3 OD): Phụ lục 6.
Phổ 1H-NMR của hợp chất 1B cho thấy có sự hiện diện của năm proton nhân
thơm trong khoảng 6-8 ppm, trong đó proton nhân thơm ở δ H 6,23 (1H; d; J 2,0; H6) ghép cặp meta với proton ở δ H 6,43 (1H; d; J 2,0; H-8) xác nhận hợp chất có
vòng benzene với bốn nhóm thế; proton nhân thơm ở δ H 7,68 (1H; dd; J 8,5; 2,5; H6′) ghép cặp ortho với proton nhân thơm ở δ H 6,93 (1H; d; J 8,5; H-5′) và ghép cặp
meta với proton nhân thơm ở δ H 7,78 (1H; d; J 2,0; H-2′) chứng tỏ ba proton này ở
các vị trí 1,2,4 trên nhân thơm B.
Phổ
C-NMR cho thấy tín hiệu cộng hưởng của mười lăm carbon, trong đó
13
carbon carbonyl cộng hưởng tại δ C 177,4 (C-4), có năm carbon methine thơm cộng
hưởng tại δ C 116,2 (C-2’); δ C 116,4 (C-5’); 121,8 (C-6’); 99,4 (C-6); 4,6 (C-8).
Khi so sánh dữ liệu phổ hợp chất 1B với quercetin đã công bố nhận thấy có sự
tương đồng, vì vậy hợp chất 1B có cấu trúc của hợp chất quercetin.
.
5
OH
O
Hình 3.3: Cấu trúc hợp chất 1B
16
Bảng 3.2 So sánh phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 1B và quercetin
Hợp chất 1B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1′
2′
3′
4′
5′
6′
17
Hợp chất 1B
13
C - NMR
(CD 3 OD)
δC
148,4
137,2
177,4
162,4
99,4
165,6
94,6
158,3
104,7
124,2
116,2
148,8
146,2
116,4
121,8
Quercetin
13
C - NMR
(CD 3 OD)
δC
9
1'
2'
4'
5'
2
7
6
3'
OH
OH
8
HO
9
6'
5
OH
OH
10
4
3
OH
O
(1B)
Cấu trúc của các hợp chất trên được xác định dựa vào các phương pháp phổ
nghiệm hiện đại như 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của chúng tôi là tiến hành thăm dò hoạt tính sinh
học các hợp chất đã cô lập được và tiếp tục khảo sát các phân đoạn cao còn lại, góp
phần làm sáng tỏ thành phần hóa học và nâng cao giá trị sử dụng của cây cỏ the.
18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Phan Văn Cư (2010), “Phân lập flavonoid từ cao butanol trong cây diếp cá
(Houttuynia cordata thumb) ở tỉnh Thừa Thiên Huế”,Tạp chí khoa học, Đại
học Huế, 63,Trang 30-30.
[2] Lê Đình Bích, Trần Văn Ơn (2007), Thực vật học, NXB Y học Hà Nội, Hà
19