Nghiên cứu quy trình chiết tách (+ ) gossypol từ hạt một số loài bông việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

VŨ DUY HƢNG

NGHIÊN CỨU QUY TR NH CHI T T CH

-GOSSYPOL

TỪ HẠT MỘT SỐ LỒI BƠNG VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT HÓA HỌC

HÀ NỘI – 10/2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

VŨ DUY HƢNG

NGHIÊN CỨU QUY TR NH CHI T T CH

-GOSSYPOL

TỪ HẠT MỘT SỐ LỒI BƠNG VIỆT NAM

Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. VŨ Đ NH TI N

HÀ NỘI – 10/2019


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
V D

Họ và tên tác giả luận văn :

H n

Đề tài luận văn:
±T uật H

Chuyên ngành:
M s

V:

Học

C

Tác giả, Người ướng dẫn k o

ọc và Hội đồng c ấm luận văn xác n ận tác

giả đ sử c ữ , bổ sung luận văn t eo biên bản ọp Hội đồng ngày 12/10/2019 với
các nội dung s u:
1. Đán giá tổng qu n t n

n trong nước và qu c t

2.

li u trong bảng bi u

3.

c c r ràng, m c l c

4.

t luận, ki n ng

Ngày
Giáo viên h ớn dẫn

tháng 11 năm 2019
Tác iả l ận văn

V Đ nh Ti n

V D
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

V H n Thái

H n


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đƣa ra trong luận văn này hoàn toàn
trung thực, dựa trên các kết quả thu đƣợc trong quá trình nghiên cứu của riêng tôi,
không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác. Tôi xin chịu
hoàn toàn trách nhiệm nội dung khoa học của đề tài này.

Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2019
Ngƣời thực hiện

Vũ Duy Hƣng

i


LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liền với những sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt
thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đƣờng đại học đến nay, Em đã nhận đƣợc
rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của q thầy cơ, gia đình và bạn bè. Ngƣời thầy
đã dìu dắt Em, đã chắp cánh ƣớc mơ, hồi bão tƣơi đẹp về tƣơng lai, đã cho Em

những giấc mơ về sự thành đạt, về công danh, sự nghiệp và cả niềm tin mãnh liệt
vào cuộc sống. Vâng, ngƣời Thầy đó khơng ai khác chính là TS. Vũ Đình Tiến –
ngƣời Thầy có nhân cách cao quý và giàu lòng vị tha.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất tới thầy, thầy đã là ngƣời dạy
dỗ, hƣớng dẫn tận tình, sâu sắc về kiến thức chuyên môn, và cũng là ngƣời cung
cấp những trang thiết bị cần thiết giúp đỡ em có thể hồn thành luận văn thạc sĩ
này. Nếu khơng có những lời hƣớng dẫn, dạy bảo của Thầy thì Em nghĩ luận văn
này của Em rất khó có thể hồn thiện đƣợc. Một lần nữa, từ tận sâu trong đáy
lòng, Em xin cảm ơn Thầy rất nhiều. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em cũng xin
gửi đến quý Thầy Cô ở Bộ môn Máy & Thiết Bị cơng nghiệp Hóa Chất - Trƣờng
Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền
đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trƣờng.
Cuối cùng, Em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã ln tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2019
Học viên thực hiện

Vũ Duy Hƣng

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

LỜI MỞ ĐẦU

iii

MỤC LỤC

v

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

viii

MỤC LỤC BẢNG

ix

CHƢƠNG I - TỔNG QUAN VỀ GOSSYPOL

1

1.1 Tổng quan về Gossypol

1

1.1.1 Giới thiệu chung về Gossypol

1

1.1.2 Đặc tính lý hóa học của Gossypol

1

1.1.3 Ứng dụng của Gossypol

4

1.1.4 Tình hình nghiên cứu hiện nay

9

1.2

Nguyên liệu chứa Gossypol

14

CHƢƠNG II - TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH
GOSSYPOL

16

2.1 Kỹ thuật chiết tách

16

2.1.1 Giới thiệu về kỹ thuật chiết tách

16

2.1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết xuất

16

2.1.3 Những yếu tố thuộc về dung môi

19

2.1.4 Những yếu tố thuộc về kỹ thuật

22

2.1.5 Các phƣơng pháp chiết xuất

24

2.1.6 Một số kỹ thuật chiết xuất tiên tiến

28

2.2 Phƣơng pháp chiết Gossypol

32
v


2.2.1. Chiết Gossypol từ vỏ và rễ cây bông

32

2.2.2.Chiết Gossypol từ soapstock

32

2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu để chiết Gossypol

33

2.3.1 Phƣơng pháp chiết xuất

34

2.3.2 Phƣơng pháp tinh chế gossypol

36

2.3.3. Các phƣơng pháp kiểm tra cấu trúc và xác định hàm lƣợng G-AA có
trong sản phẩm chiết.

36

2.3.4 Điều kiện bảo quản gossypol

39

CHƢƠNG III - TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM CHIẾT TÁCH VÀ TINH CHẾ
GOSSYPOL

40

3.1. Nguyên liệu và hóa chất

40

3.1.1. Nguyên liệu

40

3.1.2. Hóa chất

40

3.1.3. Dụng cụ thí nghiệm

40

3.2 Gia cơng ngun liệu

40

3.3 Chiết gossypol

42

3.3.1 Thực hiện quy trình 1- chiết Soxhlet

42

3.3.2 Thực hiện quy trình 2-Chiết lạnh

45

3.3.3. Kiểm tra cấu trúc và xác định hàm lƣợng G-AA có trong sản phẩm
chiết

48

3.4 Kết quả thực nghiệm

49

3.4.1 Quy trình 1- chiết Shoxlet

49

3.4.2 Quy trình 2- chiết lạnh

49

3.4.3 Nhận xét

49

CHƢƠNG IV - ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG VÀ XÂY DỰNG QUI TRÌNH
CHIẾT TÁCH TỐI ƢU

51
vi

4.1 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm

51

4.1.1 Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung mơi aceton – nƣớc đến q trình chiết

51

4.1.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ, thời gian chiết, tỷ lệ axit acetic đến việc kết tinh
GAA

53

4.1.3 Chất lƣợng sản phẩm thu đƣợc.

53

4.2 Xây dựng qui trình chiết tối ƣu

54

KẾT LUẬN

57

KIẾN NGH

58

TÀI LIỆU THAM KHẢO

59

vii


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 – Cấu tạo Gossypol

1

Hình 1.2 - Các dạng đồng phân quang học của Gossypol

2

Hình 1.3 - Các dạng đồng phân tautomer của Gossypol

3

Hình 1.4 - Lát cắt ngang của hạt bông với các tuyến chất mầu

14

Hình 2.1 - Các bƣớc chiết Gossypol từ soaptock

33

Hình 2.2 - Sơ đồ quy trình chiết Gossypol bằng phƣơng pháp Shoxlet

34

Hình 2.3 - Sơ đồ quy trình chiết Gossypol bằng phƣơng pháp Carruth

36

Hình 3.2 - Sơ đồ quy trình 1 chiết bằng Soxhlet

42

Hình 3.3 - Chiết bằng Soxhlet trong phịng thí nghiệm

44

Hình 3.4- a) Sau khi chiết bằng axeton; b) Sau khi chiết bằng n-hexan

44

Hình 3.5 – Sau khi cơ quay chân khơng

44

Hình 3.6 - Sơ đồ quy trình 2-chiết lạnh

45

Hình 3.7 - Sau khi chiết 3 lần dung mơi axeton

47

Hình 3.8 - Lọc hỗn hợp bột nhân hạt bơng với dung mơi axeton

47

Hình 3.9 - Pha nƣớc-gossypol

47

Hình 3.10 - Pha dầu thu đƣợc sau cơ quay

47

Hình 3.11 – (a) GAA kết tinh lần đầu; (b) GAA kết tinh lại

48

Hình 3.12 - Kết quả kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng sau khi thu đƣợc sản phẩm

48

Hình 4.1 - Ảnh hƣởng của tỷ lệ thể tích H2O đối với độ hịa tan của Gossypol và dầu
52
Hình 4.2 - Ảnh hƣởng của thời gian chiết đối với tỷ lệ hòa tan của Gossypol so với
lƣợng có trong nhân

53

Hình 4.3 - Sắc ký đồ của gossypol acetic (GAA)

54

Hình 4.4 - Sơ đồ qui trình chiết tối ƣu

55

Hình 4.5 - Sơ đồ hệ thống pilot cho qui trình chiết lạnh

56

viii


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2.1 - Độ nhớt (η) và sức căng bề mặt (δ) của một số dung môi

19

Bảng 2.2 - Một số dung mơi có thể sử dụng cho phƣơng pháp chiết xuất siêu tới hạn29
Bảng 3.1 - Số liệu tách vỏ hạt bông thực tế

41

Bảng 3.2 - Kết quả chiết thu đƣợc từ phƣơng pháp 1

49

Bảng 3.3 - Kết quả thu đƣợc từ phƣơng pháp 2

49

Bảng 4.1 - Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ axeton-nƣớc

51

ix


LỜI MỞ ĐẦU
Ung thƣ là một trong những căn bệnh gây tử vong hàng đầu hiện nay trên thế
giới. Theo thống kê của Bộ Y tế, ƣớc tính mỗi năm ở nƣớc ta có khoảng 150.000
bệnh nhân ung thƣ mới mắc và 75.000 ngƣời tử vong do ung thƣ. Con số này có
xu hƣớng ngày càng gia tăng. Phƣong pháp chủ yếu điều trị ung thƣ là dùng các
liệu pháp hố trị, xạ trị. Tuy nhiên, hóa trị và xạ trị lại làm suy giảm miễn dịch và
ảnh hƣởng đến các tế bào bình thƣịng khác làm cho sức khỏe bệnh nhân dần dần
kiệt quệ. Hiện nay, hƣớng đi mới trong điều trị ung thƣ là các thuốc điều trị ung
thƣ theo hƣớng đích, khơng chỉ cho hiệu quả hơn các thuốc hóa trị truyền thống
mà cịn ít gây độc với các tế bào bình thƣờng. Trong liệu pháp mới này có thể kể
đến các kháng thể đơn dịng, các chất chống tạo mạch máu mới nuôi khối u, các
chất chống proteasome, các chất ức chế Bcl-2 (họ protein gây cái chết theo
chƣong trình của tế bào) nhƣ genasense, gossypol... Gossypol là một hợp chất
polyphenol có nhiều trong hạt của các lồi thuộc chi Gossypỉum, họ Bơng
{Malvaceae). Gossypol đƣợc chứng minh là có nhiều tác dụng sinh học, trong đó
tác dụng gây độc tế bào của nó đã đƣợc biết đến từ lâu. Tuy nhiên, gần đây, các
nhà khoa học mới phát hiện gossypol có tác dụng ức chế các protein antiapoptosis thuộc họ Bcl-2. Từ đó, gossypol đƣợc kì vọng trở thành một thuốc
chống ung thƣ theo hƣớng đích mới.
Ở Việt Nam, bông vải là loại cây công nghiệp đƣợc trồng phổ biến để lấy xơ,
diện tích ƣớc tính đạt 8.500 ha. Đây là một nguồn nguyên liệu sẵn có và vơ cùng
phong phú cho việc sản xuất gossypol. Điều này mở ra hy vọng Việt Nam có thể
tự sản xuất đƣợc một loại thuốc điều trị ung thƣ bắt kịp xu hƣớng điều trị mới với

giá thành rẻ, phù hợp với khả năng kinh tế của ngƣời dân. Từ năm 1997 đến nay,
ở nƣớc ta đã có vài tác giả nghiên cứu về chiết xuất và tinh chế gossypol. Tuy
nhiên phƣơng pháp mà các tác giả này đƣa ra cịn có nhiều nhƣợc điểm, hiệu suất
chƣa cao và qui trình chƣa phù hợp để áp dụng vào sản xuất qui mô lớn.
Xuất phát từ thực tế nêu trên, kế thừa và phát huy những cơng trình nghiên cứu
trong và ngoài nƣớc, dƣới sự hƣớng dẫn, giúp đỡ của TS. VŨ ĐÌNH TIẾN, Em
xin thực hiện đề tài:

iii


Nghiên cứ q

rn

-gossypol từ hạt một số lồi bơng Việt
Nam

Đề tài thực hiện với những nội dung chính nhƣ sau:
-Chƣơng I:

Nghiên cứu tổng quan về Gossypol;

-Chƣơng II: Nghiên cứu tổng quan về các phƣơng pháp chiết tách gossypol;
-Chƣơng III: Tiến hành thực nghiệm chiết tách và tinh chế gossypol;
-Chƣơng IV: Đánh giá chất lƣợng và xây dựng qui trình chiết tách tối ƣu;
-Kết luận;
- Kiến nghị;
-Tài liệu tham khảo.

iv


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

CHƢƠNG I - TỔNG QUAN VỀ GOSSYPOL
1.1 Tổng quan về Gossypol
1.1.1 Giới thiệu chung về Gossypol
Gossypol là một hợp chất polyphenol, và đã đƣợc biết đến với rất nhiều hoạt
tính sinh học có giá trị nhƣ tác dụng chống ơxy hố, tránh thai nam, chống ký
sinh trùng, chống HIV và chống ung thƣ. Gosypol đƣợc tìm thấy chủ yếu trong
các tuyến chất mầu, phân bố bên trong nhân của hạt cây bơng. Ngồi ra,
Gossypol cịn đƣợc tìm thấy trong các bộ phận khác của cây bông nhƣ vỏ, hoa và
rễ. Với những ứng dụng trong y học, với nguồn nguyên liệu dồi dào, cùng với
nghành khoa học nghiên cứu phát triển, tinh chế và tách Gossypol ở nƣớc ta đã
đƣợc quan tâm nhiều hơn trong các năm gần đây.
1.1.2 Đặc tính lý hóa học của Gossypol
Gossypol(1,1’6,6’,7,7’-hexahydroxy-5,5’-di-isopropyl-3,3’-dimethyl-(2,2’binaphthalene)-8,8’-dicarboxaldehyde) là một hợp chất polyphenol màu vàng.
Gossypol có cấu tạo gồm 2 khung naphtalene đối xứng, mỗi khung chứa 3 nhóm
-OH và 1 nhóm –CHO nhƣ Hình 1.1

OH

CHO OH
HO 7 8

2'

1

6

HO

OH

2
5

4

3

OH

CHO

Gossypol
Hình 1.1 – Cấu tạo Gossypol
Do có chứa các nhóm phân cực (6 nhóm hydroxyl và 2 nhóm aldehyde) nên
Gossypol tan trong nhiều dung môi hữu cơ nhƣ methanol, ethanol, isopropanol,
dioxane, diethyl ether, acetone, ethyl acetate, chloroform, carbon tetrachloride,
phenol, pyridine, naphthalene nóng chảy, và dầu thực vật nóng. Nó ít tan trong
glycerine, cyclohexane, benzene, gasoline và ete dầu. Tuy nhiên do sự có mặt

1


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

của 2 nhóm dialkylnaphthalene làm cho nó khơng tan trong nƣớc. Điểm chảy của
tinh thể gossypol tinh sạch phụ thuộc vào dung môi dùng để kết tinh nó.
Gossypol kết tinh trong diethyl ether có điểm chảy là 184ºC, trong chloroform có
điểm chảy là 199ºC, trong ligroin có điểm chảy là 214ºC.
Gossypol tồn tại ở hai dạng đồng phân quang học là R hay (-)-Gossypol và S
hay (+)-Gossypol do sự giới hạn khả năng quay của cầu liên kết 2, 2’-binaphthyl
nhƣ Hình 1.2. Cả hai dạng đồng phân này đều có nhiều trong hạt bơng tuy nhiên
tỷ lệ của chúng là khác nhau tùy theo từng giống và lồi. Ví dụ trong các giống
bơng Gossypium barbadense, (-)-Gossypol thƣờng chiếm ƣu thế, trong khi đó
đồng phân (+)-Gossypol lại chiếm ƣu thế hơn trong Gossypium hirsutum.

Hình 1.2 - Các dạng đồng phân quang học của Gossypol
Gossypol tồn tại ở 3 dạng tautomeric khác nhau là: aldehyde, ketone và
hemiacetal trong các dung mơi khác nhau nhƣ Hình 1.3. Trong các hệ dung môi
thông dụng, Gossypol tồn tại chủ yếu ở dạng ketone, nhƣng trong các loại dung
môi trơ nhƣ chloroform, acetone, dioxane hay trong điều kiện acid, gossypol tồn
tại chủ yếu ở dạng aldehyde. Trong các dung môi phân cực nhƣ dimethyl
sulfoxide (DMSO) trong môi trƣờng kiềm, Gossypol tồn tại ở trạng thái cân bằng
giữa các dạng hemiacetal, dạng aldehyde và dạng ketone. Vì vậy, Gossypol
thƣờng đƣợc hịa tan trong DMSO khi nghiên cứu hoạt tính sinh học, khi đó các
dạng tautomeric của Gossypol có thể cùng đóng góp vào hoạt tính sinh học của
nó.

2


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

Hình 1.3 - Các dạng đồng phân tautomer của Gossypol
Hoạt tính sinh dƣợc học của (-)-Gossypol và (+)-Gossypol khác nhau nên độ

bền của các đồng phân quang học này rất đƣợc quan tâm nghiên cứu.
Jaroszewski đã tiến hành thí nghiệm racemic hố (+)-Gossypol bằng nhiệt độ, sử
dụng hệ dung môi nƣớc : dioxane (1 : 3). Kết quả cho thấy khơng có q trình
racemic hố xảy ra sau khi gia nhiệt kéo dài (15 giờ) ở 90ºC. Do (-)-Gossypol
không thể trực tiếp phân lập từ nguồn nguyên liệu thực vật nên các phƣơng pháp
phân lập (-)-Gossypol tinh khiết quang học đƣợc phát triển dựa trên phƣơng pháp
kết tinh hay sắc ký các hỗn hợp racemic của Gossypol sau khi đã tạo dẫn xuất
diastereoisomer của Gossypol, đặc biệt là dẫn xuất bazơ Schiff .
Marchlewski, ngƣời đầu tiên phân lập Gossypol acetic acid (G-AA) cho thấy
Gossypol dễ bị ơxy hố trong dung dịch kiềm, có mầu đỏ sáng với dung dịch
H2SO4 đậm đặc, mầu xanh đậm trong FeCl3. Tính chất hố học của Gossypol chủ
yếu là do các nhóm carbonyl, hydroxyl cũng nhƣ là cấu trúc cồng kềnh của
khung binaphthlene quyết định. Gossypol có thể phản ứng với các hợp chất khác
để tạo thành Gossypol liên kết (bound gossypol). Một số nghiên cứu đã chỉ ra
rằng, phần lớn Gossypol tồn tại ở dạng bazơ Schiff bởi phản ứng giữa nhóm
aldehyde của Gossypol với nhóm amino của các protein trong q trình chế biến
hạt bơng. Bên cạnh đó, Gossypol có thể tạo phức càng cua với sắt trong các sản
phẩm từ hạt bông để tạo thành phức kim loại khơng tan, nó cũng có thể bị ơxy
hóa hoặc tạo thành dạng Gossypol polymer. Các nhóm –OH phenol của
Gossypol có thể phản ứng với các acid carboxylic và các phenol khác trong hạt
bông để tạo thành các este hoặc ether tƣơng ứng.

3


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

1.1.3 Ứng dụng của Gossypol
Gossypol là một hợp chất đã đƣợc biết đến với rất nhiều hoạt tính sinh học có
giá trị. Tác dụng dƣợc học Gossypol trong y học đã đƣợc nghiên cứu và chứng

minh nhƣ tác dụng tránh thai, chống ung thƣ, chống virut,…
1.1.3.1 Tác dụng chống ung thư
Tác dụng chống ung thƣ của gossypol đƣợc phát hiện đã tạo ra một sự thay đổi
cơ bản trong nhận thức của các nhà khoa học. Gossypol khơng cịn bị coi là một
hợp chất bất lợi có trong hạt bơng, mà là một hợp chất tự nhiên có các tính chất
dƣợc lý và hóa học có giá trị khai thác. Có rất nhiều báo cáo về tác dụng chống
ung thƣ của gossypol trên nhiều dòng tế bào ung thƣ ngƣời khác nhau nhƣ ung
thƣ buồng trứng, ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ tuyến thƣợng thận, ung thƣ cổ
tử cung, ung thƣ tế bào phổi nhỏ...
Các nghiên cứu đã chứng minh rằng đồng phân (-) có hiệu lực mạnh hơn trên
hầu hết các hệ thống sinh học khi so sánh với đồng phân (+) và hỗn hợp racemic.
Nguyên nhân là đồng phân (-) ở nồng độ thấp ảnh hƣởng đến q trình biệt hóa
tế bào, điều này không thấy ở (+)-gossypol và nồng độ cao của (-)-gossypol . (-)Gossypol có tác dụng gây độc tế bào mạnh hơn so với hỗn hợp racemic và (+)gossypol. Nghiên cứu cho thấy (-)-gossypol gây độc tế bào mạnh hơn 2- 14 lần
so với (+)-gossypol trên tất cả các dòng tế bào ung thƣ. Tác dụng gây độc tế bào
của gossypol cũng đã đƣợc quan sát trên các tế bào kháng lại adriamycin,
vinblastin, và cisplatin. Các nghiên cứu so sánh cho thấy (-)-gossypol có hoạt
tính chống ung thƣ mạnh hơn cisplatin, melphalan và dacarbazin trên dòng ung
thƣ sắc tố, cispaltin và daunorubicin trên dòng ung thƣ phổi, và mạnh hơn
hydroxyure và busphalan trên một số dòng ung thƣ máu. Một số dẫn chất của
gossypol cũng đƣợc tổng hợp và so sánh với gossypol về tác dụng gây độc tế bào.
Dẫn xuất base Schiff của (-)gossypol với L-phenylalanin methyl ester đƣợc
chứng minh là có hoạt tính mạnh hơn (-)-gossypol trên các dịng tế bào ung thƣ
sắc tố ác tính, ung thƣ cổ tử cung (Sihas), ung thƣ tế bào phổi nhỏ và ung thƣ
bạch cầu nguyên bào tủy.
Nhiều thử nghiệm lâm sàng về tác dụng gây độc tế bào của gossypol đã đƣợc
thực hiện. Nghiên cứu lâm sàng pha 1 trên 34 bệnh nhân ung thƣ đã kháng thuốc
4


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

ở nhiều type khác nhau, dùng theo đƣờng uống gossypol racemic 30-180
mg/tuần; kết quả cho thấy có hiệu quả lâm sàng tối thiểu nhƣng khơng có bằng
chứng của ức chế tủy xƣơng. Trong thử nghiệm với 21 bệnh nhân ung thƣ tuyến
thƣợng thận di căn, cho uống gossypol với liều 30- 70 mg/ngày, cho thấy đã có
dung nạp tốt với chỉ một tác dụng phụ nguy hiểm nhất là tắc ruột. Nghiên cứu
trên bệnh nhân u thần kinh đệm ác tính tái phát, cho uống gossypol 20 mg/ngày,
kết quả là đã có sự dung nạp, tỉ lệ đáp ứng tuy thấp nhƣng có thể đo đƣợc.
Nghiên cứu trên 20 bệnh nhân nữ ung thƣ vú di căn đã kháng, các thử nghiệm
lâm sàng pha I/ II bao gồm cho uống gossypol 30-50 mg/ngày , kết quả cho thấy
sự đáp ứng không đáng kể ở một bệnh nhân, có độ ổn định bệnh với sự giảm trên
50% các maker ung thƣ ở 2 bệnh nhân.
Nghiên cứu về cơ chế tác dụng chống ung thƣ của gossypol đã đƣa ra nhiều
giả thuyết. Nghiên cứu của Floridi và cộng sự năm 1983 chỉ ra rằng sự gián đoạn
của q trình chuyển hóa năng lƣợng có thể là cơ chế mà gossypol ảnh hƣởng
đến các tế bào phân chia nhanh với u cầu chuyển hóa cao, thay vì thơng qua
tác động trực tiếp đến sự nhân đôi của ADN. Các nghiên cứu khác trên nhiều
dòng tế bào ung thƣ đã quan sát đƣợc tác dụng ức chế của gossypol trên các đến
sự tổng hợp và sửa chữa ADN, đặc biệt là ADN-polymerase, nucleotide
reductase và ADN potoisomerase, và trên các enzyme giúp các dòng tế bào này
chống lại việc bị phá hủy bởi sự oxy hóa. Gossypol ức chế một số enzym, có thể
là kết quả của sự hình thành base Schiff thơng qua phản ứng của nhóm aldehyd
của gossypol với nhóm amin của lysin có trong các enzym, thơng qua liên kết
hydro hình thành với catechol hydroxyl. Gossypol ức chế các loại khác nhau của
NAD(P) liên kết enzym xúc tác cho q trình oxy hóa và NAD(P)H liên kếtenzym xúc tác cho sự khử, quá trình tạo thành năng lƣợng cho tế bào, ví dụ con
đƣờng đƣờng phân, chu trình Kreb xảy ra trong ty thể, và chuỗi vận chuyển
electron xảy ra bên trong màng ty thể. Các enzym dehydrogenase trong bào
tƣơng và trong ty thể đều bị ức chế bởi gossypol.
Nghiên cứu của Flack và cộng sự năm 1993 đƣa ra giả thuyết gossypol ức chế
nitơ oxy, do đó gây ra sự co mạch và làm giảm dịng máu đến mô và tế bào ung

thƣ. Với sự phát triển của sinh học phân tử, các nhà khoa học gần đây đã phát
hiện ra tác dụng gây độc tế bào của gossypol có liên quan đến các protein Bcl-2.
5


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

Đây là một họ protein có vai trị kiểm sốt cái chết theo chƣơng trình của tế bào
(apoptosis) theo con đƣờng ty thể. Sự biểu hiện quá mức của các protein này, chủ
yếu là Bcl-2 và Bc1-Xl, ngăn cản apoptosis thông qua con đƣờng ty thể, thƣờng
đƣợc thấy trong các dòng tế bào ung thƣ đã kháng thuốc. Gossypol có hoạt động
nhƣ một chất bắt chƣớc domain BH3, liên kết với các domain BH3 của các
protein anti-apoptosis, phát động quá trình apoptosis. (-)-Gossypol làm giảm biểu
hiện của Bcl-2, Bc1-Xl và Mcl-1 trên dòng tế bào ung thƣ bàng quang đã kháng
thuốc (ƢM-UC9), và do đó làm cho các dòng tế bào ung thƣ bàng quang đã
kháng với các thuốc hóa trị liệu nhƣ carboplatin, gemcitabin, và paclitaxel trở
nên nhạy cảm trở lại.
Tóm lại, gossypol đƣợc hứa hẹn nhƣ là một trong những họp chất đi đầu trong
nhóm các thuốc chống ung thƣ mới, đặc biệt để chống lại tính kháng với liệu
pháp hóa học và xạ trị của các tế bào ung thƣ.
1.1.3.2 Tác dụng chống thai nam
Vào năm 1978, một thử nghiệm lâm sàng với qui mô lớn tại Trung Quốc trên
10.000 nam giới tình nguyện khỏe mạnh, họ đƣợc uống gossypol 20mg/ngày
trong vịng 75 ngày (liều tấn cơng), và 50mg/tuần (liều duy trì). Tƣơng đối ít các
tác dụng phụ quan sát đƣợc, 0,75% số ngƣời phát triển nghiêm trọng chứng hạ
kali máu, và có 10% số ngƣời uống gossypol trên 1 năm khơng hồi phục đƣợc
quá trình sinh tinh trùng. Một cuộc nghiên cứu mang tính quốc tế bao gồm 151
ngƣời Brazil, Nigeria, Kenya và Trung Quốc đƣợc uống gossypol 15 mg/ ngày
trong 12 đến 16 tuần, sau đó duy trì liều 7,5 hoặc 10 mg/ ngày trong 40 tuần.
Khơng có ai trong số những ngƣời tham gia phải ngừng gossypol do hạ kali máu,

và sự sinh tinh trùng phục hồi ngay sau khi ngừng gossypol. Tác dụng tránh thai
nam của gossypol đƣợc cho là do sự ức chế LDHC4 của ty thể (LDH-X), enzym
mà chỉ có ở tinh hồn, tinh trùng và là thiết yếu cho sự sản xuất năng lƣợng, (-)gossypol chống lại sự phát triển của tinh trùng in vivo, lí do là sự liên kết của
gossypol với hàng rào máu ống sinh tinh bằng cơ chế tạo phức hợp albumin
gossypol. Cơ chế của tác dụng tránh thai nam cũng đồng thời do ức chế nhiều hệ
enzym khác, ví dụ ribonucleotide reductase, malate dehydrogenase(MDH),
kinase glyceraldehyde-3-phosphat dehydrogenase (GA3PDH), protein và

6


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

cytoplasmic phospholipase A2 (cPLA2). Enzym cuối cùng đóng vai trị quan
trọng trong phản ứng khử cực đầu của tinh trùng trong sự trƣởng thành của tinh
trùng. Một cơ chế khác là gossypol ức chế mạnh các enzyme hủy đầu tinh trùng
nhƣ acrosin, azocoll proteinase, arylsulfatase, neuraminidase, và hyaluronidase.
Vai trò của các enzyme này là phá vỡ màng ngồi của trứng, nhờ đó tinh trùng có
thể thâm nhập vào trứng để thụ tinh.
1.1.3.3 Tác dụng chống oxy hóa
Giống nhƣ nhiều hợp chất phenolic khác nhƣ coumaric acid, gallic acid,
quercetin, myricetin, catechin, gallocatechin, Gossypol cũng là một chất chống
ơxy hố tự nhiên hiệu quả. Ví dụ, Gossypol có khả năng bảo vệ caroten chống lại
các peroxide béo in vitro. Các sản phẩm từ hạt bông chứa Gossypol có khả năng
ức chế q trình phân huỷ và ơi của carotene in vitro. Gossypol cũng có thể đóng
vai trị là chất chống ơxy hố bảo vệ caroten in vivo. Gossypol có khả năng ức
chế q trình peroxy hố các vi thể gan chuột khi ủ với ferric/ascorbate (IC50 <
0,1 µM). Gossypol cịn có tác dụng làm bền dầu biodiesel hạt bông. Với nồng độ
0,1% Gossypol, chỉ số bền với q trình ơxy hố (oxidation stability indices) của
dầu biodiesel hạt bông tăng từ 4,15 h lên đến 17,2 h ở 110ºC.

Hoạt tính chống ơxy hố của các dẫn xuất bazơ Schiff của Gossypol nhƣ
Gossypol-urê, Gossypol-benzene-thiol và Gossypol glycineindicate cũng có hoạt
tính chống ơxy hố tƣơng đƣơng với Gossypol. Ngƣợc lại, khi thay đổi các nhóm
–OH phenol của gossypol lại làm giảm hoạt tính chống ơxy hố, khả năng thu
dọn gốc tự do, lực khử và khả năng ngăn cản sự phá huỷ ADN của Gossypol.
Điều này đã chứng tỏ rằng các nhóm hydroxyl đóng vai trị quyết định hoạt tính
chống ơxy hố của Gossypol. Ví dụ, 6-methoxy Gossypol có hoạt tính thu dọn
gốc tự do tƣơng tự nhƣ 6, 6’-dimethoxy Gossypol, trong khi đó Gossypol có hoạt
tính thu dọn gốc tự do mạnh hơn các dẫn xuất methyl hoá của nó. Tác dụng của
Gossypol và các dẫn xuất methyl hố của nó chống lại sự phá huỷ ADN gây bởi
tia cực tím và hydrogen peroxyde cũng phù hợp với tác dụng chống ơxy hố của
chúng. Điều này đã chỉ ra rằng tác dụng bảo vệ ADN của Gossypol một phần nào
đó là do q trình dập tắt các gốc tự do, từ đó làm giảm bớt stress ơxy hố. Trong
một nghiên cứu trƣớc đây cũng chứng minh Gossypol có tác dụng phụ thuộc theo

7


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

liều, bảo vệ ADN plasmid siêu xoắn khỏi bị phá huỷ dƣới tác động của Fe3+
/ascorbate.
1.1.3.4 Tác dụng chống Virut
Lin và cộng sự (1989) đã báo cáo Gossypol ức chế quá trình tái bản của virus
HIV loại 1 (HIV-1) và ông nhận thấy rằng (-)-Gossypol (IC50 = 5,2 µM) ức chế
mạnh hơn (+)-Gossypol (IC50 = 50,7 µM) [33]. Bên cạnh đó, Gossypol cũng cho
thấy khả năng chống lại các loại virus khác bao gồm virus herpes simplex loại 2
(HSV-2), virus cúm.
Đặc tính chống vi sinh vật của Gossypol cũng đã đƣợc nghiên cứu. Gossypol
có hoạt tính kháng nấm với giá trị LD50 khoảng từ 20-100 ppm và có tác dụng

ức chế mạnh các vi sinh vật bao gồm bào tử trong khơng khí, lactobacilli và một
số nấm. Vadehra và cộng sự (1985) đã nghiên cứu tác động của Gossypol lên sự
sinh trƣởng của một số loại vi khuẩn, sự hình thành và nảy mầm của bào tử
Bacillus cereus. Các tác giả đã nhận thấy rằng Gossypol có tác dụng kháng các vi
khuẩn gram dƣơng (ví dụ: Streptococus spp, Bacillus spp, Staphylococus aureus)
mạnh hơn so với các vi khuẩn gram âm nhƣ Pseudomonas aeruginosa,
Salmonella spp, Shigela spp và Escherichia coli. Nhóm nghiên cứu cũng nhận
thấy các loại nấm nhƣ Saccharomyces cereviseae, S. uvarum, S. diasticu cũng
nhạy cảm với Gossypol, sự sinh trƣởng của chúng bị ức chế hoàn toàn ở nồng độ
50 ppm gossypol.
Bệnh sốt rét ở ngƣời thƣờng đƣợc gây ra bởi sự lây nhiễm của các ký sinh
trùng nhƣ Plasmodium falciparum, P. malariae, P. ovale và P. vivax. Hàng năm
có khoảng 350-500 triệu trƣờng hợp lây nhiễm với hơn 1 triệu ngƣời chết vì bệnh
sốt rét. Gossypol cho thấy khả năng kháng ký sinh trùng sốt rét P. falciparum với
giá trị IC50 trong khoảng 7 đến 28 µM. Một số dẫn xuất của nó cũng cho thấy
khả năng kháng ký sinh trùng sốt rét (IC50 trong khoảng 12 đến 83 µM), trong
đó tác dụng mạnh nhất là dẫn xuất 1,1’ nitrile gossylic của nó với IC50 là 13 µM
trên P. falciparum. Hoạt tính chống sốt rét của Gossypol và dẫn xuất thông qua
sự ức chế LDH, một enzyme quan trọng nhất trong chu trình sống kỵ khí của P.
falciparum. Nghiên cứu trên Entamobea histolytica cũng cho thấy Gossypol có
khả năng ức chế alcohol dehydrogenase và các malic enzyme, (-)-Gossypol có

8


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

hoạt tính mạnh hơn Gossypol racemic và (+)-Gossypol. (-)-Gossypol có hoạt tính
ức chế malic enzyme mạnh hơn 3,6 và 13 lần so với Gossypol racemic và (+)gossypol. Tác dụng ức chế alcohol dehydrogenase của (-)-Gossypol mạnh gấp
1,9 và 2,9 lần so với Gossypol racemic và (+)-Gossypol. Gossypol cũng đã đƣợc

báo cáo là có khả năng ức chế Trypanosome, một ký sinh trùng gây bệnh mãn
tính đƣợc gọi là ốm ngủ (sleeping sickness) với IC50 khoảng 7,8 ppm sau 24h xử
lý với gossypol. Trên T. crizi gossypol ức chế các oxidoreductase nhƣ alphahydroxyacid và malate dehydrogenase, các enzyme liên kết với NAD và
glutamate dehydrogenase, malic enzyme, glucose-6-phosphate dehydrogenase,
các enzyme phụ thuộc vào NADP. Theo đó, cơ chế chống ký sinh trùng của
Gossypol có thể là sự ức chế chọn lọc các enzyme thiết yếu của ký sinh trùng.
4
Nươ

n

n n

n ứ

ện n

n o

Các phân tử gossypol có năng lƣợng nghịch đảo với 2 dạng đối quang ở liên
kết 2,2'-binaphthyl ở 50 kcal / mol. Việc xử lý (+) - gossypol trong hỗn hợp H2O
/ dioxan (1: 3) khơng chuyển thành bất kỳ dạng racemic hóa nào trong 15 giờ ở
90 °C.
Về cơ bản, các dẫn xuất có thể có đƣợc thơng qua một số phản ứng hóa học.
Hai bài tổng quan gần đây đã đề cập đến nhiều cơng bố khoa học cũng nhƣ qua
tìm kiếm bằng phần mềm Scifinder cho thấy nhiều công bố khoa học rất giá trị
liên quan đến hợp chất gossypol. Việc ete hóa nhóm OH dẫn đến các dẫn xuất ete
khác nhau (methyl và ethyl). Các tài liệu công bố cho thấy các nhóm OH ở vị trí
1,1' có khả năng phản ứng khác với các nhóm OH ở các vị trí 6,7,6',7'. Các
tetramethyl- và hexamethyl ete có thể đƣợc tổng hợp bằng cách sử dụng

dimethylsulfate tùy thuộc vào điều kiện phản ứng khác nhau. Sản phẩm
hexatrimethylsilyl-gossypol dễ bay hơi có thể thu đƣợc bằng cách silyl hóa các
nhóm hydroxy thơng qua phƣơng pháp phân tích sắc ký khí.
Q trình este hóa của nhóm OH dẫn đến các hexaacetate. Các nhóm
aldehyde của gossypol có thể đƣợc tách ra bởi dung dịch kiềm nóng. Lúc đầu,
gossypol khơng ổn định đƣợc chuyển thành dạng hợp chất ổn định thơng qua
phản ứng methyl hóa hoặc acyl hóa 6 lần. Các q trình oxy hóa của gossypol
9


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

cho quinon. Sự dễ dàng oxy hóa này cho phép sử dụng phân tử gossypol nhƣ là
chất trung gian chuyển điện tử (ETM) trong xúc tác oxy hóa phỏng sinh học.
Các nhóm aldehyde của gossypol đƣợc khử hóa bởi các tác nhân khử hiđrua
kim loại thành nhóm methyl và nhóm hydroxymethyl. Các hexamethyl ete của
gossypol đƣợc khử với Pt/H2 thành tiền chất để tổng hợp các phối tử. Hầu hết
các dẫn xuất hóa học của gossypol đều bắt nguồn từ các phản ứng của các nhóm
aldehyde và amin để cho các bazơ Schiff. Hoạt tính sinh học của các dẫn xuất đã
đƣợc nghiên cứu ở các quy mô khác nhau. Nhiều amin thơm và amin mạch thẳng
đã đƣợc sử dụng cho các nghiên cứu tạo dẫn xuất bazơ Schiff. Phản ứng của
nhóm aldehyde nhóm với các hydrazine cho các hydrazone. Hợp chất có proton
linh động cũng có thể đƣợc phản ứng với các nhóm aldehyde để cho các dẫn xuất
của gossypol.
Các phản ứng thế ái nhân thơm cũng có thể cho các nhóm azo ở vị trí 4,4'. Do
tính axit của các nhóm phenolic ở vị trí 1,1' và do sự gần kề nhau của các nhóm
aldehyde, một loạt các phức với kim loại có thể đƣợc tổng hợp.
Cho đến nay, tất cả các dẫn xuất của gossypol chủ yếu là cho mục đích tìm
kiếm các chất có hoạt chất sinh học. Cho đến nay các biến đổi để tổng hợp các
phối tử và các xúc tác cho các ứng dụng trong các phản ứng xúc tác chƣa đƣợc

nghiên cứu. Về mặt cấu trúc lập thể đã biết đối với các chất chứa 1,1'-binaphthol
và 1,1'-dihydroxy-biphenyls, thì việc đƣa các nhóm phosphine, phosphite hoặc
nhóm acid phosphoric chƣa đƣợc nghiên cứu trƣớc đó là cơ sở cho sự phát triển
của nhiều loại chất xúc tác lập thể mới có tính ứng dụng cao và có thể đăng ký
đƣợc các sáng chế và phát minh mới.
ron nướ
Tại Việt Nam, theo thống kê của Bộ Y tế, hàng năm cả nƣớc có hàng trăm
nghìn bệnh nhân ung thƣ. Với số lƣợng bệnh nhân ung thƣ rất lớn nhƣ vậy, giá
thành thuốc điều trị ung thƣ lại rất đắt và thƣờng phải điều trị dài nên chi phí mua
thuốc điều trị bệnh ung thƣ hàng năm ở nƣớc ta là rất lớn. Trong số các loại
thuốc điều trị ung thƣ đang đƣợc sử dụng ở Việt Nam hiện nay, hầu nhƣ chúng ta
chƣa sản xuất đƣợc loại nguyên liệu nào. Trong khi trên thế giới đã có hàng trăm
cơng trình nghiên cứu về độc tính, tác dụng chống ung thƣ của gossypol trên in

10


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

vitrro, in vivo, cơ chế tác dụng của gossypol, cũng nhƣ tác dụng của gossypol
trên lâm sàng thì ở Việt Nam, cho đến nay, có rất ít nghiên cứu đƣợc tiến hành.
Với nguồn nguyên liệu hạt bông vô cùng dồi dào, hàm lƣợng gossypol trong hạt
bông khá lớn, và (-)-gossypol đang là một trong những đối tƣợng có triển vọng
trở thành thuốc chống ung thƣ thế hệ mới tác dụng tại đích nên tơi cho rằng cần
sớm nghiên cứu (-)-gossypol tiến tới làm thuốc điều trị bệnh ung thƣ ở Việt Nam.
Hiện nay, diện tích bông vải đƣợc trồng tại Việt Nam ƣớc đạt 8.500 ha, dự
kiến đến năm 2020 diện tích bơng vải tại Việt Nam lên đến 76.000 ha. Ƣớc tính
mỗi hecta có thể cung cấp 1 tấn hạt bơng. Vì vậy lƣợng hạt bông nguyên liệu là
vô cùng dồi dào trong khi nhu cầu dùng làm nguyên liệu chiết xuất gossypol là
bằng không. Đặc biệt, hạt bông sau khi ép lấy dầu để tinh chế làm dầu ăn hoặc

làm nguyên liệu diesel sinh học thì bã hạt bơng có thể dùng làm nguyên liệu để
chiết xuất gossypol.
Mặc dù nguồn nguyên liệu dồi dào và có giá trị lớn về sinh dƣợc học nhƣng
gossypol từ hạt bông vẫn chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều ở nƣớc ta. Theo
nghiên cứu của Nguyễn Đăng Quân và cộng sự cho thấy hỗn hợp gossypol
racemic phân lập từ hạt bông Gossypium hirsutum trồng tại Việt Nam có tác
dụng ức chế phân bào trên hai dịng tế bào ung thƣ ngƣời là dòng tế bào ung thƣ
cơ RD (Rhabdomyosarcoma) và dịng tế bào ung thƣ biểu bì HEp2 (Epidermoid
carcinoma). Tuy nhiên, các tác giả không đƣa ra giá trị IC50 của hỗn hợp
gossypol racemic trên 2 dòng tế bào đƣợc khảo sát.
Từ năm 1997 đến nay, đánh giá đƣợc tiềm năng to lớn về nguồn bông vải
cũng nhƣ triển vọng phát triển thành thuốc trong tƣơng lai. Trong nƣớc có hai
nhóm tác giả (PGS. TS. Nguyễn Kim Phi Phụng – Đại học KHTN – ĐH Quốc
Gia TPHCM và TS. Nguyễn Văn Tài – Viện Dƣợc liệu) đặc biệt quan tâm đến
vấn đề này, từ việc chiết tách gossypol từ nguồn nguyên liệu hạt bông trong nƣớc,
tách đồng phân quang học từ gossypol racemic cũng nhƣ hoạt tính sinh học của
chúng. Một số kết quả ban đầu về chiết xuất gossypol và tách đồng phân (-)gosypol đã đƣợc đăng trên một số tạp chí uy tín trong nƣớc. Tuy nhiên, cả hai
nhóm tác giả đều chƣa đƣa ra đƣợc quy trình đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tế để có
thể áp dụng với quy mơ lớn.

11


Chương 1- Tổng quan về Gossypol

Trƣớc đây, các tác giả trong nƣớc đã từng chiết xuất (±)-gossypol từ hạt một
số lồi bơng của Việt Nam. Tác giả Nguyễn Kim Phi Phụng sử dụng phƣơng
pháp chiết Carruth từ nguyên liệu là nhân hạt bông, với các dung môi ether dầu
nhiệt độ sơi thấp để loại dầu béo, sau đó dùng diethylether để chiết lấy gossypol,
phƣơng pháp này đơn giản nhƣng sử dụng lƣợng lớn dung môi dễ cháy nổ nên

không thể áp dụng ra quy mô lớn, thời gian chiết tách dài có thể làm gossypol bị
ơxy hóa, hiệu suất chiết thấp. Tác giả Lê Thị Xoan – Viện Dƣợc liệu, trong luận
văn tốt nghiệp thạc sỹ năm 2009 đã tiến hành chiết gossypol từ nhân hạt bông
bằng phƣơng pháp Carruth cải tiến, chiết gossypol toàn phần bằng thiết bị chiết
Soxhlet, sử dụng ether dầu nhiệt độ sôi thấp để loại dầu, dùng diethyl ether để
chiết lấy gossypol, phƣơng pháp sử dụng ít dung mơi nhƣng vẫn phải sử dụng hai
dung môi dễ cháy nổ và thiết bị chiết Soxhlet không cho phép áp dụng cho mẻ
lớn nhƣ mong muốn.
Gần đây, nhóm của TS. Nguyễn Văn Tài, Dƣợc sĩ Lê Nguyên Thùy, trong
luận văn Đại học năm 2011 đã trình bày kết quả nghiên cứu mới nhất về phƣơng
pháp chiết xuất gossypol từ hạt bơng. Quy trình sử dụng phƣơng pháp chiết hồi
lƣu, hỗn hợp dung môi sử dụng là acetone : nƣớc đã chiết xuất đƣợc gossypol từ
hạt bông G. hirsutum với hiệu suất khá cao. Đây là một phƣơng pháp đơn giản,
hiệu quả cao và có tính khả thi cao khi triển khai ở quy mô lớn. Đặc biệt, các tác
giả đã sử dụng acid H3PO4 trong quá trình chiết tách để lấy đƣợc gossypol dƣới
dạng liên kết trong hạt bông.
Cho đến nay, việc tách đồng phân quang học tại Việt Nam vẫn cịn rất mới mẻ
và ít đƣợc nghiên cứu. Trong các báo cáo của tác giả Nguyễn Kim Phi Phụng, tác
giả chƣa đề cập đến vấn đề tách đồng phân quang học, mà tác giả chỉ mới dừng
lại ở việc tạo ra các dẫn xuất bazơ Schiff là sản phẩm trung gian trong quá trình
tách đồng phân quang học. Tác giả Lê Thị Xoan đã tiến hành tách hai đồng phân
(-)-gossypol và (+)-gossypol ra khỏi hỗn hợp gossypol racemic bằng sắc ký cột
sillicagel pha thƣờng thông qua dẫn xuất bazơ Schiff với các amin bất đối. Đây là
cơng trình đầu tiên cơng bố về việc tách đồng phân quang học tại Việt Nam. Tuy
nhiên, phƣơng pháp này chỉ có thể tiến hành trong phịng thí nghiệm với lƣợng
nhỏ, việc sử dụng sắc ký cột sillicagel ra quy mô lớn với đối tƣợng gossypol dễ

12

Chương 1- Tổng quan về Gossypol

bị ơxy hóa bởi ánh sáng và khơng khí là khó khả thi và giá thành sản phẩm tạo ra
cũng sẽ rất cao.
Năm 2012, đề tài “Xây dựng quy trình chiết xuất và tách đồng phân quang
học (-)-gossypol từ lồi bơng vải thuộc chi Gossypium trồng ở Việt Nam” đã góp
phần phát triển KH&CN của ngành, làm chủ đƣợc kỹ thuật và công nghệ tiên
tiến. Mặc dù đây là một đề tài đòi hỏi kỹ thuật tinh vi, trình độ KH&CN cao (quy
trình gồm nhiều giai đoạn, tách các đồng phân quang học, sản phẩm có độ tinh
khiết cao…) nhƣng hồn tồn đƣợc thực hiện ở Việt Nam.
Tuy nhiên, đề tài còn một số hạn chế, quy mơ của quy trình tách chiết
gossypol racemic cịn nhỏ (chỉ mới thực hiện trong phịng thí nghiệm). Quy trình
đạt hiệu suất khá cao tuy nhiên vẫn chƣa đánh giá đƣợc hiệu suất chiết và hiệu
suất kết tinh từ nguyên liệu đầu. Quá trình tách đồng phân quang học sử dụng kỹ
thuật kết tinh dựa vào độ phân cực khác nhau của các chất, quy trình đơn giản, dễ
thực hiện tuy nhiên hiệu suất chƣa cao và quy trình chƣa ổn định. Quy trình chỉ
mới tách (-)-gossypol từ hỗn hợp racemic gossypol chứ chƣa đề cập đến việc thu
đồng phân (+)-gossypol. Quá trình thủy phân sản phẩm trung gian, và kết tinh lại
thu (-)-gossypol hiệu suất thấp dẫn đến hiệu suất tồn bộ q trình tách đồng
phân cịn thấp.
Ngồi nội dung chiết tách (±)-gossypol, (-)-gossypol từ hạt bông, hiện nay
trong nƣớc chƣa có bất kỳ hƣớng nghiên cứu nào nhằm sử dụng (±)-gossypol, ()-gossypol cũng nhƣ (+)-gossypol trong các lĩnh vực khác nhau. Nguồn hạt bông
ở trong nƣớc vô cùng dồi dào trong khi lại chƣa có hƣớng nghiên cứu sử dụng
gossypol và các đồng phân quang học của gossypol một cách rộng rãi và hiệu
quả.
Việc chế tạo các xúc tác mới, có hoạt tính cao và chọn lọc lập thể là hƣớng
nghiên cứu đƣợc thế giới đặc biệt quan tâm và là xu hƣớng của thế kỷ 21, hƣớng
đến công nghệ xanh, hiệu quả cao, tiết kiệm nguyên nhiên liệu. Việc sử dụng một
hợp chất từ thiên nhiên nhƣ là chất scaffold để tổng hợp xúc tác là hƣớng nghiên
cứu mới và độc đáo. Vì vậy, đề tài nghiên cứu quy trình chiết xuất đồng phân (-)gossypol từ nguồn hạt thực vật của Việt Nam vừa có ý nghĩa khoa học và thực

tiễn, có tính mới và mang tính đột phá ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới.

13