Khảo sát thành phần hóa học của phân đoạn có hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất từ cây cành giao euphorbia tirucallil

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HCM
KHOA HÓA HỌC
------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CỦA PHÂN ĐOẠN
CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN MẠNH NHẤT
TỪ CÂY CÀNH GIAO EUPHORBIA TIRUCALLI L.
CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ

TP. HCM, ngày 05 tháng 05 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HCM
KHOA HÓA HỌC
------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CỦA PHÂN ĐOẠN
CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN MẠNH NHẤT
TỪ CÂY CÀNH GIAO EUPHORBIA TIRUCALLI L.
CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ

GVHD: TS. DƯƠNG THÚC HUY
SVTH: NGUYỄN THU THẢO
MSSV: 41.01.201.068


Xác nhận của Hội đồng phản biện:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

KÍ TÊN VÀ DUYỆT
(Kí và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Bằng sự trân trọng và lòng biết ơn, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Thầy Dương Thúc Huy đã ln nhiệt tình giảng dạy, quan tâm, hướng dẫn, giúp
đỡ, động viên em trong quá trình học tập cũng như trong suốt thời gian thực hiện khóa
luận.
Thầy cơ Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã
nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức khoa học bổ ích, quý báu cho em trong
thời gian học tập tại trường.
Các bạn học tập cùng khóa, các bạn và các anh chị khóa trước trong phịng thí
nghiệm đã giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm học tập cũng như những vui, buồn, khó khăn
trong quá trình làm khóa luận.

Gia đình đã ln động viên, ủng hộ tinh thần cũng như vật chất để em có thể hồn
thành tốt nhất khóa học và khóa luận.

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ ......................................................................... v
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... v
DANH MỤC PHỤ LỤC ................................................................................................ v
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 1
3. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................... 1
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 1
5. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................... 1
6. Những đóng góp mới của đề tài ............................................................................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN.............................................................................................. 3
1.1. Đặc điểm thực vật cây cành giao .......................................................................... 3
1.1.1. Mô tả chung .................................................................................................... 3
1.1.2. Vùng phân bố cây cành giao........................................................................... 3
1.2. Các nghiên cứu về dược tính................................................................................. 4
1.2.1. Cơng dụng của cây cành giao ......................................................................... 4
1.2.2. Nghiên cứu về dược tính................................................................................. 4
1.2.3. Độc tính .......................................................................................................... 5
1.2.4. Ứng dụng khác ................................................................................................ 5
1.3. Các nghiên cứu về thành phần hoá học................................................................. 6

Chương 2. THỰC NGHIỆM ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Hóa chất, máy móc, thiết bị ................................ Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Hóa chất ........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Thiết bị .......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Mẫu nguyên liệu .................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3. Q trình li trích và cơ lập các hợp chất ............. Error! Bookmark not defined.
ii


Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................. Error! Bookmark not defined.
3.1. Khảo sát cấu trúc của hợp chất 1 ........................ Error! Bookmark not defined.
3.2. Khảo sát cấu trúc của hợp chất 2 ........................ Error! Bookmark not defined.
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ...................... Error! Bookmark not defined.
4.1. Kết luận ............................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2. Đề xuất ................................................................ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................... Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC ..................................................................... Error! Bookmark not defined.

iii


DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1

H-NMR

Phổ cộng hưởng từ proton 1H

13

Phổ cộng hưởng từ carbon 13C

Ac

Acetone

AcOH

Acetic acid

br

Mũi dãn rộng (Broad)

C

Chloroform

d

Mũi đôi (Doublet)

dd

Mũi đôi đôi

DMSO

Dimethyl sulfoxide

EA

Ethyl acetate

Et

Ethanol

H

n-Hexane

HMBC

Tương quan 1H-13C qua 2, 3 liên kết (Heteronuclear Multiple Bond

C-NMR

Coherence)
HSQC

Tương quan 1H-13C qua 1 liên kết (Heteronuclear Single Quantum
Correlation)

J

Coupling constant (Hằng số tương tác spin-spin)

m

Mũi đa (Multiplet)

Me

Methanol

NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy)

s

Mũi đơn (Singlet)

SKC

Sắc ký cột

δ

Chemical shift (Độ chuyển dịch hóa học)

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1.1.

Cây cành giao

Hình 1.2.

Các hợp chất cơ lập từ E.tirucalli

Hình 2.1.

Cấu trúc hóa học của hợp chất 1 và 2

Hình 3.1.

Tương quan HMBC của hợp chất 1

Hình 3.2.

Tương quan HMBC của hợp chất 2

Sơ đồ 2.1.

Q trình ly trích và cơ lập các hợp chất từ cây cành giao

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.

Hoạt tính trên nhựa cây và cao chiết của cây

Bảng 1.2.

Thành phần hóa học trên các bộ phận của cây

Bảng 3.1.

Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 1 (acetone-d6)

Bảng 3.2.

Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 2 (acetone-d6)

DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1.

Phổ 1H-NMR của hợp chất 1

Phụ lục 2.

Phổ 13C-NMR của hợp chất 1

Phụ lục 3.

Phổ HMBC của hợp chất 1

Phụ lục 4.

Phổ HSQC của hợp chất 1

Phụ lục 5.

Phổ 1H-NMR của hợp chất 2

Phụ lục 6.

Phổ HMBC của hợp chất 2

v


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việc sử dụng các loại cây để làm các bài thuốc phòng và chữa bệnh là điều khơng
cịn xa lạ. Vì vậy ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học, hóa học các hợp chất
tự nhiên là một trong các lĩnh vực nghiên cứu thành phần hóa học của các loại cây, thảo
dược có trong các bài thuốc dân gian, từ đó giúp tìm ra phương thuốc chữa bệnh. Trong
tự nhiên, có nhiều loại cây thuốc được sử dụng theo kinh nghiệm dân gian mà chưa được
nghiên cứu một cách có hệ thống, trong đó có cây cành giao Euphorbia tirucalli L.
Cành giao Euphorbia tirucalli L nằm trong từ điển cây thuốc Nam, tuy nhiên các
nghiên cứu về thành phần hóa học của cành giao Euphorbia tirucalli L. tương đối ít.
Vì vậy đề tài “Khảo sát thành phần hóa học của phân đoạn có hoạt tính kháng
khuẩn mạnh nhất từ cây cành giao Euphorbia tirucalli L.” được chọn làm đề tài
nghiên cứu nhằm hiểu rõ thành phần hóa học của cây, tìm ra những hợp chất có hoạt
tính sinh học góp phần vào việc nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây và làm đa dạng
kho tàng về các thảo dược ở Việt Nam.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là cô lập một số hợp chất từ thân cây cành giao Euphorbia
tirucalii L.
Điều chế các phân đoạn có độ phân cực khác nhau từ cao ethanol.
Từ các phân đoạn trên thực hiện sắc ký cột để cô lập một số hợp chất tinh khiết.
Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất cô lập được bằng các phương pháp hóa
lý hiện đại (MS, IR, NMR, …).
3. Đối tượng nghiên cứu
Cây cành giao Euphorbia tirucalli L. được thu hái tại huyện Cư Jút, tỉnh Đắc

Nông vào tháng 3 năm 2018.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Cô lập và xác định cấu trúc hóa học của một số hợp chất tự nhiên từ cao ethanol
của thân cây cành giao Euphorbia tirucalli L.
5. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp sắc kí cột pha thường, gel Sephadex, sắc ký cột pha đảo
kết hợp với sắc kí bản mỏng để cơ lập các hợp chất từ cao ethanol của thân cây.
1


Xác định cấu trúc các hợp chất tinh khiết bằng các phương pháp hóa lý với thiết
bị hiện đại: 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC, ....
6. Những đóng góp mới của đề tài
Kết quả của luận văn góp phần làm sáng tỏ thành phần hóa học có trong thân cây
cành giao Euphorbia tirucalli L., nhằm góp phần vào danh mục các hợp chất tự nhiên
được nghiên cứu từ cây này, cung cấp một số thông tin khoa học đáng tin cậy về thành
phần hóa học của cây cành giao Euphorbia tirucalli L.

2


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm thực vật cây cành giao
Tên thông thường: Cành giao.
Tên gọi khác: cây nọc rắn, cây càng tôm, cây xương khô, xương cá hay cây san
hô xanh.
Thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae.
Tên khoa học: Euphorbia tirucalli L.

Hình 1.1. Cây cành giao

1.1.1. Mơ tả chung [1]
Cành giao thuộc lại cây nhỡ, có thể cao tới 4-7 m. Thân to bằng cổ tay, nhiều
cành gần như mọc vòng, hình trụ, dài, màu lục như cành san hơ.
Lá cây nhỏ và mảnh dẻ, hình mác hẹp, rụng rất sớm, dài 12-16 mm, rộng 2 mm.
Hoa rất nhỏ, tập trung ở những chỗ phân nhánh hoặc tận cùng ở đầu cành, hoa
đực và hoa cái ở 2 cây riêng.
Quả nang, hơi có lơng, có 3 mảnh vỏ.
Hạt hình trái xoan, nhẵn, có màu đen khi chín.
1.1.2. Vùng phân bố cây cành giao
Cành giao có nguồn gốc ở đảo Mangat (châu Phi). Năm 1970, được phát hiện
thấy ở Việt Nam.
Cây cành giao được xác định bởi Linnaeus vào năm 1973.

3


Cây cành giao có mặt ở hầu hết các châu lục, đặc biệt các vùng có khí hậu nhiệt
đới hoặc khô như Nam Mỹ, châu Phi, châu Á.
1.2. Các nghiên cứu về dược tính
1.2.1. Cơng dụng của cây cành giao
Ở từng quốc gia khác nhau, cây cành giao có nhiều công dụng chữa bệnh khác
nhau, cụ thể như:
+ Ở Trung Quốc, người ta dùng toàn cây cành giao để trị thiếu sữa, chữa nấm
ngoài da, trị bệnh xương khớp.
+ Ở Ấn Độ, dùng nhựa cây cành giao trị mụn cóc, thấp khớp, đau thần kinh, đau
răng, trị ho, hen suyễn, đau tai,…
+ Ở Thái Lan, dùng nhựa tươi trị mụn cóc.
+ Ở Indonesia, dùng nhựa cây trị bệnh ngồi da, trĩ, mụn mủ, bướu, táo bón.
+ Ở Việt Nam, theo Đơng y, tồn cây cành giao có vị cay, hơi chua, tính mát, hơi
có độc, có tác dụng thúc sữa, sát trùng, khử phong, tiêu viêm, giải độc. Và theo kinh

nghiệm dân gian có thể dùng cây cành giao chữa bệnh ngồi da, chữa liệt dương, điều
trị táo bón, trị bệnh trĩ hay chữa đau răng, chữa viêm xoang, viêm mũi dị ứng.
1.2.2. Nghiên cứu về dược tính
Cao chiết các bộ phận của cây được thử nghiệm các loại hoạt tính sinh học và
dược học, được mơ tả trong Bảng 1.1.

4


Bảng 1.1. Hoạt tính trên nhựa cây và cao chiết của cây
Hoạt tính

Nguồn

Kháng virus [2], [3], [4]

Nhựa cây

Kháng viêm [5]

Nhựa cây

Kháng ung thư và điều trị AIDS [6]

Cao chiết cây

Miễn dịch [7]

Cao chiết cây

Kháng khuẩn [8]

Cao chiết cây

Kháng oxi hóa và chức năng bảo vệ gan [9]

Cao chiết cây

Chất diệt côn trùng và sinh vật gây hại [10]:

Nhựa cây

Brevicoryne brassicae
Aedes aegypti và Culex quinquefasciatus
Biomphalaria gabrata
Lymneae natalensis
1.2.3. Độc tính
Các nghiên cứu cho thấy tất cả các loài Euphorbia đều chứa nhựa nhưng nhựa
cây cành giao là độc nhất. Tuy không gây chết người nhưng nếu tiếp xúc trực tiếp với
chúng có thể làm tổn thương nặng da và mắt.
+ Đối với da: Khi nhựa cây cành giao dính vào da có thể gây phồng rộp da như
mụn nước, gây bỏng hoặc gây ra các vết loét trên da.
+ Đối với mắt: Khi chẳng may bị dính vào mắt sẽ khiến mắt bị đau rát nặng, thậm
chí có thể dẫn đến mù lịa trong vài ngày.
Ngồi ra, các bài thuốc dùng từ cây cành giao có thể gây bỏng rát miệng, lưỡi và
cổ họng, có thể gây buồn nơn và nơn hoặc đau bụng, tiêu chảy, nặng hơn có thể gây loét
dạ dày.
1.2.4. Ứng dụng khác
Làm cây cảnh: cây dễ trồng, được trồng ở hầu hết các tỉnh trong nước.
Nguồn năng lượng thay thế: Nhựa cây chứa hàm lượng lớn triterpenoid có 30

carbon có thể thực hiện cắt mạch để cho xăng có chỉ số octane cao.

5


Nguồn cao su: Nhựa cây chứa nhiều terpene và resin có thể chuyển hóa thành
cao su với giá thành thấp. Trong suốt chiến tranh thế giới thứ II, nhựa cây được sử dụng
ở Nam Phi [11].
Nông lâm nghiệp: Với đặc tính chống, hạn cây được sử dụng ở các vùng đất bán
hạn hán để bảo vệ đất [11].
1.3. Các nghiên cứu về thành phần hố học
Euphorbia tirucalli L. có chứa chất nhựa màu trắng như sữa trong toàn cây khi
cắt ngang. Nhựa cây có thể chiếm tới 28% trọng lượng khơ, trong đó gồm 21-27% các
hợp chất tan trong nước, 59-63% resin và 12-14% các hợp chất như cao su [10].
Cho đến nay, số lượng nghiên cứu về thành phần hóa học của Euphorbia tirucalli
L. tương đối ít và thành phần hóa học chính chủ yếu là các hợp chất phytosterol,
tritepene, diterpene, polyphenol…(Uchida Hidenobu Y.H. và cộng sự, 2009, [15]; Lin
S.-J. và cộng sự, 2001, [11]; Yoshida T. và cộng sự, 1991, [12]). Nhựa của Euphorbia
tirucalli L. cũng được nghiên cứu riêng cho thấy thành phần chính gồm các diterpene
thuộc khung sườn ingenane và tigliane (Fuerstenberger G. và cộng sự, 1985, [14];
Fuerstenberger G., 1977, [13]).
Năm 1977, Fuerstenberger G. và Hecker E. cô lập được 4 hợp chất mới từ mủ
của cây Euphorbia tirucalli. Đó là các hợp chất 12,13,20-tri-O-acetylphorbol (1),
phorbol (2), 3,5,20-tri-O-acetylingenol (3) và ingenol (4) [13].
Năm 2001, Lin S.-J. đã cơ lập được 14 hợp chất, đó là 3,3',4-tri-O-methyl-4-Orutinosyl ellagic acid (22), gallic acid (23), 1-O-galloyl-β-D-glucoside (24), 1,2,3-tri-Ogalloyl-β-D-glucoside (25), corilagin (26), pedunculagin (27), casuariin (28),
quercitrin(29), putranjivain B (30), putranjivain A (31), 3,3'-di-O-methyl gallic acid,
2,3-(S)-hexahydroxydiphenoyl-D-glucopyranoside, rutin và 5-desgalloylstarchyurin
[11].

6

Bảng 1.2. Thành phần hóa học trên các bộ phận của cây [12]
Hợp chất hóa học

Nguồn
(bộ phận)

4-Deoxyphorbol di-ester (5)

Nhựa cây

Cycloeuphordenol (12) (triterpene)

Nhựa cây

Cyclotirucanenol (13) (triterpene)

Nhựa cây

Diterpene ester

Nhựa cây

Euphorbol (17)

Nhựa cây

Serine protease

Nhựa cây

Steroid

Nhựa cây

Trimethylellagic acid

Nhựa cây

Tirucalicine (6) (diterpene)

Nhựa cây

Euphorcinol (16) (pentacyclic triterpene)

Vỏ thân cây

Taraxerane triterpene (18)

Vỏ thân cây

Tirucallin A (19) (tannin) [15]

Thân cây

Tirucallin B (20) và euphorbin F (21) (dimer) [15]

Thân cây

Euphorbin A (polyphenol) [12]

Thân cây

Euphol (14) và β-amyrin (15) (triterpenoid) [15]

Toàn cây

Campesterol (7), stigmasterol (8),

Toàn cây

β-sitosterol (9), isofucosterol (10), cycloartenol (11) [15]

7


Hình 1.2. Các hợp chất cơ lập từ E.tirucalli

8


Hình 1.2. Các hợp chất cơ lập từ E.tirucalli (tiếp)
9


Hình 1.2. Các hợp chất cơ lập từ E.tirucalli (tiếp)

10