TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

-------------------

NGUYỄN THỊ NGA

KHẢO SÁT SƠ BỘ THÀNH PHẦN HÓA HỌC
PHÂN ĐOẠN NƢỚC CÂY MỎ QUẠ
CUDRANIA TRICUSPIDATA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

PGS.TS NGUYỄN VĂN BẰNG

HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS
Nguyễn Văn Bằng ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời
gian hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời cảm ơn TS. Hoàng Lê Tuấn Anh và các anh chị phòng
Nghiên cứu cấu trúc – Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã nhiệt tình chỉ bảo và giúp đỡ em trong quá trình nghiên
cứu tại Viện.
Qua đây, em cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa
Hóa học, Trƣờng đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ em
trong suốt thời gian học tập ở trƣờng.

1.1.4. Bộ phận dùng .............................................................................. 4
1.1.5. Tính vị và công dụng .................................................................. 5
1.1.6. Thành phần hóa học ................................................................... 6
1.1.7. Hoạt tính sinh học .................................................................... 11
1.2. Các phƣơng pháp chiết mẫu thực vật ............................................... 12
1.2.1 Chọn dung môi chiết.................................................................. 12
1.2.2. Quá trình chiết .......................................................................... 14
1.3. Tổng quan về phƣơng pháp sắc kí ..................................................... 15
1.4. Một số phƣơng pháp hóa lý xác định cấu trúc của các hợp chất
hữu cơ........................................................................................................ 19
1.4.1. Phổ hồng ngoại (Infraed Spectroscopy – IR) ........................... 19
1.4.2. Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy – MS) ............................. 20
1.4.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy – NMR) ........................................................................... 21
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 24
2.1. Mẫu thực vật ...................................................................................... 24
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 24
2.2.1. Phương pháp xử lý và chiết mẫu .............................................. 24


2.2.2. Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân
lập các hợp chất.................................................................................. 24
2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất .......................... 25
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM ...................................................................... 27
3.1. Phân lập các hợp chất ........................................................................ 27
3.2. Hằng số vật lí và dữ liệu phổ các chất ............................................... 29
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 30
4.1 Xác định cấu trúc hợp chất 1 .............................................................. 30
4.2. Xác định cấu trúc hợp chất 2 ............................................................. 36
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 43

DEPT

Distortionless Ebhancement by Polarisation Transfer

ESI-MS

Phổ khối lƣợng phun điện tử.
Electron Sprayt Ionization mass spectroscopy

FAB – MS

Phổ khối lƣợng bắn phá nguyên tử nhanh
Fast Atom Bombing Mass Spectroscopy

FI-MS

Phổ khối lƣợng ion hóa thƣờng Field Ionization

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Connectivity

HMQC

Heteronuclear Multiple Quantum Connectivity

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Coherence


Hình 4.1.4: Phổ HMBC của hợp chất 1 .......................................................... 32
Hình 4.1.5: Phổ HMBC của hợp chất 1 (tiếp) ................................................ 33
Hình 4.1.6: Phổ HSQC của hợp chất 1 ........................................................... 34
Hình 4.2.1: Cấu trúc hóa học và các tƣơng tác HMBC chính của hợp chất 2 .... 36
Hình 4.2.2: Phổ proton 1H của hợp chất 2 ...................................................... 37
Hình 4.2.3: Phổ cacbon 13C của hợp chất 2 .................................................... 37
Hình 4.2.4: Phổ cacbon DEPT của hợp chất 2................................................ 38
Hình 4.2.5: Phổ HMBC của hợp chất 2 .......................................................... 39
Hình 4.2.6: Phổ HMBC của hợp chất 2 (tiếp) ................................................ 40
Hình 4.2.7: Phổ HSQC của hợp chất 2 ........................................................... 40
Hình 4.2.8: Phổ HSQC của hợp chất 2 (tiếp).................................................. 41


MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội hiện nay thì con ngƣời cũng đang
phải đối đầu với nguy cơ mắc các căn bệnh hiểm nghèo. Nguyên nhân đó là
do ô nhiễm bầu không khí, ô nhiễm nguồn nƣớc... Từ đó đòi hỏi việc nghiên
cứu tìm ra các loại thuốc có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên cho hiệu
quả cao, ít tác dụng phụ, ít độc tính lại dễ tìm nguồn nguyên liệu để ứng dụng
trong y học, nông nghiệp và các mục đích khác phục vụ lợi ích của con ngƣời
đã và đang là vấn đề đƣợc các nhà khoa học hết sức quan tâm. Hiện nay có
khoảng 60-70% các loại thuốc chữa bệnh đang đƣợc lƣu hành hoặc đang
trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng có nguồn gốc từ các hợp chất thiên
nhiên [14].
Nƣớc ta nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm,
lƣợng mƣa hàng năm lớn nên có rất nhiều điều kiện thuận lợi cho thảm thực
vật phát triển. Nƣớc ta là một nƣớc có nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng
phong phú và đa dạng. Theo ƣớc tính Việt Nam có khoảng 12000 loài thực
vật, trong đó có rất nhiều loại thảo dƣợc quý hiếm [17]. Từ xa xƣa nhân dân
ta đã biết dùng các loại thảo dƣợc để chữa bệnh và cho đến tận bây giờ vẫn


1.1. Nghiên cứu tổng quan về cây Mỏ quạ
1.1.1. Thực vật học
Cây Mỏ quạ đƣợc phân loại thực vật học theo cách xác định nhƣ sau:
Giới

: Plantae
Angiospermae
Eudicots
Rosids

Bộ

: Rosales

Họ

: Moraceae

Tông

: Moreae

Chi

: Cudrania

Loài

: C. Tricuspidata

rải rác trong các tráng cây bụi ở đồi, đất sau nƣơng rẫy và ven rừng. Ở vùng
đồng bằng, cây thƣờng gặp trong các lùm bụi quanh làng, ra hoa quả nhiều hàng
năm, tái sinh tự nhiên chủ yếu từ hạt, tái sinh cây chồi khỏe sau khi bị chặt [3].
1.1.4. Bộ phận dùng
Lá, rễ - Radix et Folium. Rễ và lá thu hái quanh năm. Lá dùng tƣơi, rễ
phơi khô.

4


1.1.5. Tính vị và công dụng
- Tính vị:
Lá cây Mỏ quạ khi nhấm có vị tê tê ở lƣỡi. Cây có vị đắng và tính mát.
- Công dụng:
Mỏ quạ có nhiều tác dụng dƣợc lý đa dạng: chống dị ứng ở mức độ
nhất định, trị đau nhức, tăng cƣờng thực bào, làm lành nhanh vết thƣơng phần
mềm, trị phong thấp, một số chứng ho...
Lá mỏ quạ tƣơi đã đƣợc dùng chữa vết thƣơng phần mềm theo kinh
nghiệm của cụ lang Long (Hải Dƣơng) nhƣ sau: Chủ yếu dùng lá mỏ quạ
tƣơi, rồi tùy theo vết thƣơng, thêm một hai vị khác. Lá mỏ quạ tƣơi lấy về rửa
sạch, bỏ cọng, giã nhỏ đắp vào vết thƣơng. Nếu vết thƣơng xuyên thủng thì
phải đắp cả hai bên, băng lại. Mỗi ngày rửa và thay băng một lần. Thuốc rửa
vết thƣơng là lá trầu không nấu với nƣớc (40g lá trầu, 2 lít nƣớc, nấu sôi để
nguội, thêm vào đó 8g phèn phi, hòa tan, lọc và dùng rửa vết thƣơng). Sau 3-5
ngày đã đỡ, khi đó hai ngày mới cần rửa và thay băng một lần. Trƣờng hợp
vết thƣơng tiến triển tốt nhƣng lâu đầy thịt thì thay thuốc sau: Lá mỏ quạ tƣơi
và lá thòng bong, hai vị bằng nhau, giã lẫn cả hai thứ đắp lên vết thƣơng, mỗi
ngày rửa và thay băng một lần. 3-4 ngày sau lại thay thuốc sau: lá mỏ quạ
tƣơi, lá thòng bong, lá hàn the (Desmodium heterophyllum DC.) ba thứ bằng
nhau, cứ 3 ngày mới thay băng một lần để vết thƣơng chóng lên da non. Sau

200ml, chia 2 lần uống trong ngày, dùng liền 10 ngày trƣớc chu kỳ kinh [21].
1.1.6. Thành phần hóa học
Các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Mỏ quạ cho thấy, thành
phần hóa học chủ yếu của cây là flavonoid ngoài ra còn có tanin pyrocatechic,
acid hữu cơ và một số hợp chất khác.
Yang Hee Jo cùng các cộng sự đã cô lập đƣợc 30 hợp chất trong đó có
2 hợp chất isoflavonoids mới là hợp chất cudracusisoflavone A và
cudracusisoflavone B. Ngoài ra, hai mƣơi bảy hợp chất đã biết đó là

6


genistein, orobol, 7,4’-dimethoxy-5-hydroxyisoflavone, genistin, oroboside,
3’-O-methylorobol-7-glucoside, sphaerobioside, wighteone, gancaonin A,
4’,5,7-trihydroxy isoflavonone, 5,7,3’,4’ tetrahydroxy-6-8-diprenylisoflavone,
alpinumisoflavone, 4’-O-methylalpinumisoflavone, 5,3’,4’-trihydroxy-6’’,6’’dimethylpyrano-[2’’,3’’;7,6]isoflavone, scandenone, derrone, derrone-4’-Omethylether, isochandalone, ulexin B, ulexone B, (+)-dihydrokaempferol, (+)taxifolin, (2R, 3R)-7-(β-glucopyranosyloxy)-2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-2-(4hydroxyphenyl)-4H-1-benzopyran-4-one,
nicotiflorin, và rutin [15].

7

astragalin,

hirsutrin,

populnin,


Jaeyoung Kwon và các cộng sự đã phân lập từ vỏ rễ của cây Mỏ quạ
thu đƣợc 75 hợp chất, bao gồm 21 hợp chất mới có công thức hóa học nhƣ
sau:

47

43

42

48

49

51

Hợp chất (31) và (32) có cùng công thức phân tử là C23H24O7, hợp chất
(33) có công thức phân tử C23H24O8. Tên gọi của các hợp chất từ 34-42 là:
(34) 16-methoxycudra-trixanthone M, (35) 16-hydroxycudratrixanthone M,
(36)

(cudratrixanthone

R),

(37)

(cudratrixanthone

S),

(38)

7-O-

B,

gentisein,

toxyloxanthon

4'-O-demethylcrotaramin,

4-

B,

2-

brosimine

B,

pinocembrin, euchrestaflavanone C, 4'-hydroxyisoloncho- carpin, naringenin,
6-prenylnaringenin,

tomentosanol

D,

dalenin,

parvisoflavone

A,


(+)-

dihydrokaempferol, steppogenin, cudraflavone C và kuwanon C đã đƣợc xác
định trong các nghiên cứu trƣớc đó [8].
Bằng một số phƣơng pháp sắc kí và tách phân đoạn trong CH2Cl2 và
EtOAc từ rễ của cây mỏ quạ Yang Hee Jo cùng các cộng sự đã cô lập đƣợc
31 hợp chất xanthones trong đó có 3 prenylated xanthones mới có công thức
hóa học nhƣ sau:

9


52 R1 = H, R2 =OH R3 = H
53 R1 = OH, R2 = OCH3 R3 = H
54 R1 = OH, R2 = OCH3 R3 = OH
55 R1 = OH, R2 =OCH3 R3 = OCH3

62 R = OH
63 R = OCH3

56 R = OH
57 R = OCH3

58
59

64

69

61 R1 = H, R2 = OH

78

82

Hợp chất (67) (80) (82) thu đƣợc có tên gọi lần lƣợt

là

cudracuspixanthone E, cudracuspixanthone F và cudracuspixanthone G. Đó là
ba hợp chất mới ngoài ra còn 28 hợp chất đã biết là: 2,6- dihydroxyxanthone
(52),

isogentisin

(53),

alloathyriol

(54),

laxanthone-I

(55),

isocudraniaxanthone A (56), isocudraniaxanthone B (56), 1,3,5-trihydroxy-4prenyl- xanthone (58), cudraxanthone H (59), cudratricusxan- thone K (60),

10



mới từ quả chƣa chín cho thấy sự ức chế mạnh nhất trên lipase tụy. Kết hợp
với nhau, giai đoạn chín là một yếu tố quan trọng để đạt đƣợc hiệu quả tối đa
và trái chƣa chín của C. tricuspidata là một nguồn tốt về các thành phần hoạt
tính sinh học mới để điều chỉnh chứng béo phì [10].
Hoạt tính kháng viêm, một số nghiên cứu về tác dụng của anthocyanin,
leucoanthocyanin và axit phenolic lên vi khuẩn Salmonella cho thấy có tác
dụng kìm hãm rõ rệt. Hầu hết các chất này có khả năng kìm hãm sự hô hấp hay
phân chia của vi khuẩn khi có mặt glucoza. Pilar và các cộng sự đã nghiên cứu
và thấy đƣợc rằng: hầu hết các polyphenol đều có khả năng chống khuẩn.
Trong các nghiên cứu gần đây cho thấy chiết xuất từ C.tricuspidata có
nhiều hoạt tính sinh học nhƣ bảo vệ gan, chống oxi hóa.
1.2. Các phƣơng pháp chiết mẫu thực vật [7], [9], [11]
1.2.1 Chọn dung môi chiết
Tùy thuộc vào đối tƣợng chất có trong các mẫu mà ta chọn dung môi và
hệ dung môi khác nhau. Các dung môi dùng cho quá trình chiết phải đƣợc lựa
chọn một cách cẩn thận.
Yêu cầu với dung môi dùng trong quá trình chiết
Nó phải hòa tan đƣợc những chất chuyển hóa thứ cấp đang nghiên cứu,
có tính trơ (không phản ứng với chất nghiên cứu), không độc, khó bốc cháy.
Trƣớc khi đƣợc sử dụng làm dung môi chiết những dung môi này nên đƣợc
chƣng cất để loại bỏ tạp chất ta sẽ thu đƣợc dạng sạch trƣớc khi sử dụng nếu
chúng có lẫn các chất có thể gây ảnh hƣởng tới chất lƣợng của quá trình chiết.
Có một số chất dẻo thƣờng lẫn trong dung môi nhƣ điankyl phtalat, tri-nbutyl-axetylcitrat và tributylphotphat (bị lẫn trong quá trình sản xuất dung
môi hoặc khâu bảo quản dung môi do các dung môi thƣờng đƣợc đựng trong
các thùng chứa bằng nhựa hoặc các nút nhựa).

12




1-hydroxytropacocain cũng xảy ra khi Erythroxylum novogranatense đƣợc
chiết trong metanol nóng.
Ngƣời ta thƣờng ít sử dụng nƣớc để thu dung dịch chiết thô từ cây mà
thay vào đó là dùng dung dịch nƣớc của metanol.
Đietyl ete là chất rất dễ bay hơi, dễ bốc cháy và độc đồng thời nó có xu
hƣớng tạo ra peroxit dễ nổ, peroxit của đietyl ete dễ gây ra phản ứng oxi hóa
với những hợp chất không có khả năng tạo cholesterol nhƣ các carotenoid. Do
vậy mà rất hiếm khi đietyl ete đƣợc sử dụng cho các quá trình chiết thực vật.
Ngoài ra axeton cũng có thể tạo thành axetonit nếu 1,2-cis-diol có mặt trong
môi trƣờng axit. Quá trình chiết dƣới điều kiện axit hoặc bazơ thƣờng đƣợc sử
dụng đối với các quá trình phân tách đặc trƣng, cũng có khi xử lý các dịch
chiết bằng axit-bazơ có thể tạo ra các sản phẩm mong muốn.
Trong cây thƣờng các chất chuyển hóa thứ cấp sẽ có độ phân cực khác
nhau. Khi biết và hiểu đƣợc những đặc tính của những chất chuyển hóa thứ
cấp trong cây đƣợc chiết sẽ rất quan trọng để từ đó có thể lựa chọn dung môi
thích hợp cho quá trình chiết tránh đƣợc sự phân hủy chất bởi dung môi và
quá trình tạo thành chất mong muốn.
Sau khi chiết dung môi đƣợc cất ra bằng máy cất quay ở nhiệt độ không
quá 300C – 400C, với một vài hóa chất có thể thực hiện ở nhiệt độ cao hơn.
1.2.2. Quá trình chiết
Hầu hết quá trình chiết đơn giản đƣợc phân loại nhƣ sau:
- Chiết ngâm.
- Chiết sử dụng một loại thiết bị là bình chiết Xoclet.
- Chiết sắc với dung môi nƣớc
- Chiết lôi cuốn theo hơi nƣớc.
Một trong những phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong quá
trình chiết thực vật là chiết ngâm bởi nó không đòi hỏi nhiều công sức và thời

14

15


Nguyên tắc của phƣơng pháp này là dựa vào sự khác nhau về ái lực
giữa các chất cần tách với chất hấp thụ. Độ phân cực của dung môi tăng dần
từ ete dầu hỏa đến nƣớc.
Sắc kí bao gồm pha tĩnh và pha động. Khi tiếp xúc với pha tĩnh, các cấu
tử của hỗn hợp sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh tƣơng ứng với các tính
chất của chúng (tính bị hấp thụ, tính tan...). Trong quá trình pha động chuyển
động dọc theo hệ sắc kí hết lớp pha tĩnh này đến lớp pha tĩnh khác, quá trình
hấp phụ và phản hấp phụ sẽ lặp đi lặp lại. Kết quả là chất có ái lực lớn với pha
tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn qua hệ thống sắc kí so với chất tƣơng tác yếu
hơn với pha này. Dựa vào đặc điểm này mà ngƣời ta có thể tách các chất qua
quá trình sắc kí. Trên thế giới hiện nay chủ yếu sử dụng pha tĩnh là chất rắn
(bao gồm các loại chất hấp phụ nhƣ silicagel, YMC, ODS, Al2O3 ...) còn pha
động đƣợc sử dụng là các chất lỏng (sắc kí lỏng), hay chất khí (sắc kí khí).
Pha động đƣợc dùng trong sắc kí lỏng là các dung môi hữu cơ, trên nguyên
tắc là chất phân cực hơn sẽ tan tốt trong dung môi phân cực hơn và ngƣợc lại
chất ít phân cực sẽ tan tốt hơn trong dung môi kém phân cực hơn.
Phân loại các phương pháp sắc kí
Tùy thuộc vào trạng thái tập hợp của pha động, ngƣời ta chia sắc kí
thành 2 loại chính:
- Sắc kí khí.
- Sắc kí lỏng.
Còn dựa vào cách tiến hành sắc kí ngƣời ta chia ra thành các phƣơng
pháp sắc kí chủ yếu sau:
Sắc kí cột (CC)
Đây là phƣơng pháp sắc kí phổ biến nhất, chất hấp phụ là pha tĩnh bao
gồm các loại silicagel (có độ hạt khác nhau) pha thƣờng cũng nhƣ pha đảo
YMC, ODS, Dianion... Chất hấp phụ đƣợc nhồi vào cột (cột có thể bằng thủy


17


1. Phƣơng pháp nhồi cột khô:
Chất hấp phụ đƣợc đƣa trực tiếp vào cột (cột đã rửa sạch bằng hỗn hợp
sunfocromic, sấy khô và lót bông thủy tinh ở dƣới) sau đó dùng đũa thủy tinh
có bọc cao su gõ nhẹ lên thành cột đến khi chất hấp phụ sắp xếp chặt trong cột
không nén xuống đƣợc nữa. Tiếp đến dùng dung môi chạy cột để chạy cột đến
khi cột trong suốt.
2. Phƣơng pháp nhồi cột ƣớt:
Cho chất hấp phụ vào dung môi (thƣờng dùng là dung môi rửa cột sau
này) trộn thành bột nhão sau đó đổ vào cột đến khi đủ lƣợng cần thiết.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm là dễ đồng đều trên cột, không hay bị nứt cột
khi chạy. Lƣu ý khi chuẩn bị cột phải không có bọt khí trong cột (nếu có bọt
khí sẽ gây nên hiện tƣợng chạy rối trong cột, giảm hiệu quả tách) và dung môi
phải khô, cột không đƣợc nứt, gãy, dò, thời gian để cột ổn định phải mất 1012 giờ mới dùng đƣợc.
Tốc độ chảy của dung môi cũng ảnh hƣởng đến kết quả tách. Nếu tốc
độ chảy quá lớn sẽ làm giảm hiệu quả tách. Còn nếu tốc độ chảy quá nhỏ sẽ
kéo dài thời gian tách ảnh hƣởng đến tiến độ công việc.
Ngày nay để chạy nhanh, tách nhanh các chất ngƣời ta dùng phƣơng
pháp sắc kí cột nhanh có hệ thống bơm đẩy trộn dung môi tự động, lấy mẫu tự
động dựa vào phổ tử ngoại. Thời gian để tách rất nhanh, chính xác.
Sắc kí bản mỏng (TLC)
Phƣơng pháp dùng chất hấp phụ tráng thành lớp trên kính để phân tích
hay tinh chế các chất gọi là sắc kí bản mỏng. Sắc kí bản mỏng đƣợc dùng để
phân tích định tính, định lƣợng và tinh chế các chất hay cũng có thể dùng để
theo dõi quá trình chạy cột sắc kí. Chất hấp phụ thƣờng là silicagel.
Việc sử dụng sắc kí bản mỏng điều chế (bản đƣợc tráng sẵn silicagel
dày hơn) có thể đƣa lƣợng chất nhiều hơn lên bản và sau khi chạy sắc kí có