Tiểu luận Xác định thành phần hoá học của tinh dầu cây ngãi cứu

Theo ước tớnh của cỏc nhà thực vật học, ở Việt Nam cú khoảng 12.000loài cõy trong đú khoảng 3.200 loài được sử dụng làm thuốc và 600 loài cõycho tinh dầu phõn bố trong 244 họ thực vật nh

2.2.2.Địa điểm và thời gian lấy mẫu.

2.3.Thí nghiệm tách tinh dầu

2.3.1 Phương pháp thu hái và bảo quản mẫu cây

2.3.2 Phương pháp định lượng tinh dầu

2.3.3.Ph¬ng ph¸p x¸c định thành phần hoá học của tinh dầu

Phần III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1.Xác định thành phần hóa học của tinh dầu cây Ngải cứu ở thành phố Nghệ An

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Nớc ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa , nhiệt độ hằngnăm khá cao (từ 22-29o C), lợng ma hàng năm lớn (trung bình từ 1.200-2.800mm) và độ ẩm tơng đối cao(80%).Vì vậy đã tạo cho nớc ta một hệthực vật phong phú và đa dạng , đặc biệt là cây cho tinh dầu

Theo ước tớnh của cỏc nhà thực vật học, ở Việt Nam cú khoảng 12.000loài cõy trong đú khoảng 3.200 loài được sử dụng làm thuốc và 600 loài cõycho tinh dầu (phõn bố trong 244 họ thực vật) nhưng chưa được điều tra vànghiờn cứu một cỏch cú hệ thống về thành phần húa học cũng như dược lý

Chỳng ta đều biết hệ thực vật của mỗi quốc gia được coi như là mộttrong những nguồn tài nguyờn quý giỏ Khỏc với tài nguyờn húa thạch (cỏc loạiquặng, khoỏng vật, dầu mỏ, khớ đốt ), giỏ trị vụ tận của tài nguyờn sinh học

là ở chỗ nú cú thể tỏi tạo (tỏi sinh) được, biết bảo vệ và sử dụng hợp lý tàinguyờn này thỡ nú sẽ khụng bị cạn kiệt, mà trỏi lại nú sẽ cú khả năng làm phongphỳ thờm về lượng và chất để đỏp ứng nhu cầu đời sống của con người Tuyvậy ở nước ta hiện nay diện tớch rừng tự nhiờn (nguyờn sinh) bị suy giảm,nguồn tài nguyờn thực vật đang đứng trước nguy cơ bị suy giảm nghiờm trọng

về số lượng và loài, trong đú cú nhiều cõy thuốc

Trong hệ thực vật Việt Nam, cỏc cõy họ Cỳc rất phong phỳ và đa dạngvới 336 loài trong đú cú 96 loài được dựng làm thuốc chữa bệnh nờn được rấtnhiều người quan tõm

nơi trong nước ta, ngoài ra còn thấy mọc ở nhiều nước khác ở châu Á, ch©u Âu

Ở Nghệ An c©y Ngải cứu mọc hoang ở các nơi đất hơi ẩm ướt, venđường, bãi hoang hoặc được trồng xung quanh nhà Nhưng cho đến nay thànhphần hóa học của tinh dầu cây ngải cứu chưa được nghiên cứu cụ thể Vì vậy đểgóp phần vào việc nghiên cứu tinh dầu ngải cứu chúng tôi chọn đề tài: "Nghiên

cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.) ở

Nghệ An",nh»m gãp phÇn vào việc phân loại thực vật bằng hóa học

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

+ Xác định hàm lượng tinh dầu trong cây Ngải cứu

+ Xác định thành phần hóa học trong tinh dầu cây Ngải cứu

+ Phát hiện những hợp chất có giá trị để giới thiệu chúng với tư cách lànguồn nguyên liệu cho công nghiệp hương liệu và hóa dược…

Phần 1 :TæNG QUAN

1.1 Đặc điểm thực vật trong cây họ Cúc (Asteraceae) [1],[2],[3],[4],[5]

Họ Cúc là họ có đặc điểm tiến hoá cao và hiện nay là họ lớn nhất, phổbiến rộng rãi nhất: bao gồm khoảng 1.150-1.300 chi với hơn 20.000 loài phổbiến khắp mọi nơi trên thế giới, sống được ở rất nhiều môi trường khác nhau Ởnước ta, họ Cúc có 2 phân họ, 13 tông, 125 chi và hơn 350 loài phân bố rộng rãi

từ cực nam đến cực bắc, từ vùng ven biển đến các vùng núi cao tới 3.000m so

với mặt nước biển

Trong hơn 350 loài thì có hơn 160 loài đã biết giá trị kinh tế (chiếm gần

50%) như: cây thuốc :69 loài; cây cho tinh dầu :12 loài, cây cảnh :28 loài…

Các cây họ Cúc thường là cây thân cỏ, lá đơn và thường mọc cách so le,phiến lá thường khía răng hoặc chia thùy Trong thân và rễ của 1 số loài có ốngtiết nhựa mủ trắng có chứa chất Insulin Hoa nhỏ, tập hợp thành cụm hoa hìnhđầu, phía ngoài đầu có các lá bắc xếp khít nhau làm thành tổng bao Số hoa

bởi bao phấn thành 1 ống bao lấy vòi nhụy Bộ nhụy gồm 2 lá noãn luôn luôndính lại thành bầu dưới, 1 ô và 1 noãn Quả đóng, chứa 1 hạt, mang chùm lông

do đài tồn tại, để phát tán Ở những vùng đất hoang hay dạng địa hình thoái

hóa, các cây họ Cúc tạo nên những quang cảnh, đặc biệt với các chiEupatorium, Erigeon, Artemisia … Các chi có nhiều loài nhất ở nước ta làBlumea, Vernonia, Latuca, Eupatorium, Ginura, Senecio, Artemisia, Crepis vàAinsliaea

F Bohlmann và cộng sự đã phân lập từ họ Cúc 2.500 hợp chất mới vàxác định cấu trúc của chúng Trong các công trình này ông đã nghiên cứu cácloại thực vật họ Cúc ở Châu Âu, ở Trung và Nam Mỹ, ở Nam Phi

Gần đây số chi họ Cúc ở Việt Nam đã được nghiên cứu nhiều nhưArtemisia, Ageratum, Eupatorium, Pluchea và Blumea Đặc trưng của họ Cúc

là các hợp chất:secquitecpen, Secquitecpen Lacton, ancaloit…

từ 200÷400 loài ,tùy thuộc vào những tác giả khác nhau

Chi Artemisia có thể được chia ra nhiều phân chi tuỳ thuộc từng hệ thống

gian gần đây có người cho rằng chỉ có 2 phân chi là Dracunculus và Artemisia(với phân chi Artemisia bao gồm 3 phân chi trước đây:Abrotanum, Absinthium,Seriphidium) Một cách chia khác xuất phát từ đề nghị của Rydbergn chuyểncác phân chi của De Candolle thành các chi nhá và thêm vào một chi mới:Tridentatae được tách ra từ một phần của dòng Seriphidium Đến bây giờ việcphân loại cũng chưa được thống nhất.Để phân loại thực vật chi Artemisia mộtcách rõ ràng ,ta cần dựa vào thành phần hóa học của chi này.

Sau đây là một số loài cây thuộc chi Artemisia có ở Việt Nam đã, đang

và cần được nghiên cứu gồm :

6 A vulgaris L (Ngải cứu).

7 A vulgaris L var vulgatissima Bess (Ngải dại).

1.3.Thành phần hóa học của những thực vật chi Artemisia.

[15],[16],[17],[18]

Trong số những loài thuộc chi Artemisia được nghiên cứu về thành phầnhóa học đã phát hiện nhiều loại chất khác nhau, nhưng các hợp chấtsecquitecpen lacton được coi là đặc trưng cho các thực vật của chi này Ngoài

axờtylen cũng rất phổ biến trong chi Artemisia

1.3 1 Tinh dầu

Trong số 7 loài thuộc chi Artemisia ở Việt Nam, đó được nghiờn cứu cúcác loài chứa tinh dầu trong đú:

* A annua L cú 0.4% ữ 0.6% tinh dầu với thành phần húa học chớnh

campho (23,75%); 1, 8-xineol (15,44%); ò - myrxen, ò - carophylen,

ò-cubeben Thành phần húa học của tinh dầu A.annua đợc ghi ở bảng1

*A vulgaris var Indica(Willd) maxim chứa 0, 2% tinh dầu với thành

phần hóa học chính là: ß-caryophylen (24,1%), ß-cubeben(12%) (thành phần

chính), butylfuran,  pinen, camphen, 1octen3ol, ßpinen, myrxen,  phelandren, -tecpinen, ß-xymen, 1,8 - xineol, 2-metyl-2-octen-4-on,

-tecpinolen, linalol, campho, trans-pinocarveol, carvon, bocnyl axetat, geranyl

format,  elemen,  copaen, ßelemen,  humulen,  muurolen,  elemen,  - muurolen,  -farnesen,  - cadinen, calamen,  - cadinen, nerolidol,spathulenol, caryophylen oxit,  - và  - cadinol…

không nhiều trong đó chủ yếu là bốn khung cacbon sau đây: germacran (I),

eudesman(II), guaian(III) và pseudo-guaian (IV)

(I) (II) (III) (IV)

Về phần chi Artemisia đã tách ra được 357 secquitecpen lacton vàsecquitecpen axit trong đó có 310 secquitecpen lacton thuộc một trong ba loạikhung (I), (II) và (III) với đặc điểm :

- Có một lượng lớn -metyl lacton Thí dụ: taurin(1) và những chất

- metylen lacton như artemorin(2)



(A) (B) (C)

(D) (E)

Hầu hết những hợp chất được tìm thấy đều thuộc một trong hai cấu trúc(A),( E) và một số ít hơn là cấu trúc(C) Trong khi đó cấu trúc (D) chưa được

tìm thấy trong chi này, còn chất đầu tiên thuộc cấu trúc (B) là (L-6)(3) trong

A.gupsacea ; chất đầu tiên của cấu trúc (E) là (L-41) (4) được tách ra từ A.

judaica.

Hầu hết các lacton đều có khả năng bị oxi hoá đặc biệt tại c¸c nguyêntử: C-1, C-3, C-8 và tất cả chúng đều sinh ra các este axetat

Gần đây đã cã th«ng b¸o vÒ viÖc t¸ch được một loại thuộc cấu trúc

(E): Germacranolit 2-hydroxy artemorin (5) từ A hispainica chất mà cùng với

tamaulipin A (6) lập nên những trường hợp đầu tiên về 2-oxygenat

germacranolit

Germacran-12, 8-olit cũng được tìm thấy trong số loài của chi

A ,nhưng không đa dạng bằng trans-12, 6-lacton Tất cả chúng đều có 1 nhóm-hydroxyl

Thí dụ: argentiolit (7) và spiciformin (8)



 6

1.3.2.2 Eudesmanolit

Khung Eudesman được chuẩn hoá trực tiếp từ khung Germacran bằng cáchtạo vòng olephin vì khung eudesmanolit chứa 2 vòng nên không có khả năngtạo đồng phân hình học ở vị trí liên kết đôi, nó có thể có đồng phân lập thể(quang học) tại nguyên tử C-4, C-8 và C-11 Hai dạng của vòng lacton đều thấy

xuất hiện tương ứng với eudesman - 12, 6-olit (F) và eudesman-12, 8 - olit (G)

Edesman là nhóm lớn thứ hai của secquitecpen lacton và axit trong chiArtemisia với 118 hợp chất đã được tách ra, trong đó 89 chất là eudesman-12,6-olit và 22 chất là eudesman- 12, 8-olit và 7 chất là eudesman axit

Thí dụ: -santonin(9), granilin(10), axit vachalic(11)

(9) (10) (11)

Trong các eudesman- 12, 6-olit chỉ có 6 chất không có vòng trans-lacton

đó là: finitin (L-107), -santonin, deoxi--santonin (12)và 3 dẫn xuất của

tournefortiolit được tách từ A tournefortiana như (chất 13)

1.3.2.3 Guaianolit

Khung guaian cũng như khung eudesman là dẫn xuất vòng hoá từ

germacran và nó cũng có 2 cấu trúc chính là guaian 12, 6olit(H) và guaian

-12, 8-olit (I) (4 chất)

với 125 guaianolit được phát hiện trong chi Artemisia hầu hết chúng là

trans-12, 6 - lacton, chỉ có 4 guaian -trans-12, 8-olit Guaianolit phổ biến trong tất cả cáccây của chi Artemisia (Trừ những cây thuộc phân chi Seriphidium)

Xét về cấu trúc thì Guaianolit trong Artemisia không có nhiều đặc điểm

đặc biệt , đáng chú ý nhất là andalucin (14)và cloroklotzchin (15) được tách từ

A klotzchiana bởi vì chúng là 2 halogenlacton duy nhất được tìm thấy trongchi này

Một trường hợp đặc biệt khác của khung guaian là những chất guaianolit đó là với những hợp chất chứa C30 được tạo thành do sự đime hoácủa 2 phân tử guaianolit Với 12 chất đã được tách ra từ 4 loài, trong đó có

đime-nhiều chất trong A absinthium và A sieversiana Thí dụ: absinthin (16).

Ngoài ra cũn cú 2 chất dime - guaianolit được sinh ra từ 2 loài A.

anomala và A leucodes Phản ứng liờn kết 2 phõn tử guaian thường và phản

ứng Đinxơ-Anđơ (Diels-Alder)

1 3 3 Cỏc hợp chất axetylen

Những năm gần đõy đó cú những nghiờn cứu cho thất sự xuất hiện củacỏc hợp chất dẫn xuất axetylen trong tự nhiờn Theo Bohlmann và cỏc cộng sựthỡ trong chi Artemisia cú 64 chất thuộc loại hợp chất dẫn xuất axetylen Đếnnay lại phỏt hiện thờm 40 chất nữa của chi Artemisia H.Greger đó đặc biệt chỳ

ý đến việc tỡm kiếm cỏc hợp chất dẫn xuất axetylen từ những cõy trong tụngAnthemideae Trong chi Artemisia, ụng đó tỡm ra những loại cấu trỳc chớnh

như: dehydro matri caria este, centaur X3(17) hoặc artemisia xeton; cỏc

spiroketal enol ete như A-23 ; dehydro falcarinone và cỏc dẫn xuất của nú ; cỏcthiophen như A-39 ; cỏc chất vũng mựi thơm như capillene ; và cỏc iso-cumarinnhư capillarin

(17)

Gần đõy người ta đó tỡm thấy chất điaxetylen cú hoạt tớnh diệt cụn trựng

trong tinh dầu của cõy A monosperma nhưng những số liệu về phổ NMR đó

được đưa ra hoàn toàn trựng với số liệu của capillen một chất đó xác định

1 3 4 Cumarin

với 49 cumarin đã được tách ra từ chi này Ngoài những dẫn xuất

hydroxy/metoxy như hecniarin(18), scopoletin(19), hoặc glicozit như scopolin(20) có thể được tìm thấy ở nhiều họ thực vật, thì đặc trưng nhất đó là

những cumarin – tecpen ete

Thí dụ: laccinartin(21) và artanin(22) trong đó phần tecpen là iso propenyl

(cumarin-hemitecpen ete) Các cumarin khác có gốc secquitecpen không vòng

hoặc một vòng như scopofarnol ( 23), tripartol (24).

Những loại cumarin-tecpen ete này thường xuất hiện chỉ ở một số loàitrong chi Artemisa Cỏc cumarin-secquitecpen ete lại cú trong rễ của cõy

A abrotanum Trong số 49 cumarin đó được tỡm ra cú hai chất cú cấu tạo tương

đối khỏc so với cấu trỳc chung của cỏc coumarin, đú là pimpinellin (25)và

dihydro cumarin (26) đợc tỏch từ A compacta.Đây là các iso cumarin.

Isocumarin cú cấu trỳc giống cumarin nhưng nguồn gốc sinh vật lại hoàntoàn khỏc Cumarin thường bắt nguồn từ axit sikinic (C7H10O5) cũn iso cumarinlại thường bắt nguồn từ poli keticle, ngoài ra cú một vài iso cumarin cú nguồngốc từ sự đúng vũng của poli axetylen

1 3 5 Flavonoit

Flavonoit là một chỉ tiờu phõn loại rất tốt trong tụng Anthemideae Cỏcflavon apigenin, luteolin và cỏc dẫn xuất của chỳng là những hợp chất phổ biếnrộng rói nhất trong tụng này, nhưng cỏc flavonoit isorhamnetin, kaempferol

(26), quercetin và cỏc dẫn xuất của chỳng cũng khỏ phổ biến Một đặc điểm

khỏc lạ là sự xuất hiện nhiều của cỏc dẫn xuất với nhiều cấp độ O - metyl húakhỏc nhau

Chi Artemisia núi riờng cũng cú xu hướng đú nhưng dẫn xuất 8 – hydroxy

(vớ dụ: salvitin(28)) khụng nhiều bằng dẫn xuất 6-hydroxi (vớ dụ:artemetin(27))

O

OH

OOH

H CO

OCH

OCH

333

H CO33

Những dẫn xuất flavon và flavonol rất phổ biến trong chi này và thường tồn tại

dưới dạng liên kết glycozit Ví dụ: isoetin 5’-glucozit (29) Trong các hợp chất

này thì gốc của đường thường là mono hoặc disacarit;

phần không chứa đường thì khả năng metyl hóa thấp; và ngược lại nếu dẫn xuất

flavonoit có mức độ metyl hóa cao thì thường không chứa đường

Dẫn xuất chalcon đã được tìm ra trong cây A palustris như

F-143(30) Mặc dù sự xuất hiện của chúng trong các loài cây khác đã được xác

minh Nhưng đáng chú ý hơn là có thông báo về sự có mặt của một C-metyl

flavon trong cây A austriaca(31) Loại này hầu như chỉ xuất hiện ở hai họ

Myrtaceae và ericaceae nên sự xuất hiện của nó trong một loài Asteraceae làmột điều hoàn toàn bất ngờ

O

OH

OOH

OH

OHOGlc

Thuộc họ Cúc : Asteraceae (Compositae)

1.4.1 Đặc điểm thực vật học:

Ngải cứu là loại cỏ sống lâu năm cao từ 50 đến 60 cm Thân có rãnh dọc

và có nhiều lông màu trắng Lá mọc so le, không có cuống, màu lá ở hai mặt rấtkhác nhau: mặt trên nhẵn, màu lục sẫm; mặt dới màu trắng tro do có rất nhiềulông nhỏ màu trắng

Cây Ngải cứu mọc hoang ở nhiều nơi trong nớc ta và nhiều nớc khác ởchâu á , châu Âu ở nớc ta có một số gia đình trồng xung quanh nhà Thờng thuhái vào tháng 6 và đem phơi khô

1.4.2 Thành phần hoá học

Cây ngải cứu là loại cây phổ biến của chi Artemisia, nhng thành phần hoá họccha đợc nghiên cứu nhiều

Theo Đỗ Tất Lợi, cây Ngải cứu cha đợc nghiên cứu cụ thể, chỉ biết trong ngải

cứu có tinh dầu và tanin Thành phần chủ yếu của tinh dầu là 1,8 – xineol vàthujon Ngoài ra còn có một ít ađênin cholin

Theo Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự, cây Ngải cứu chứa 0,08% tinh dầu, tong

tinh dầu có 35 chất đã đợc xác định nh : α – pinen, camphen, β – pinen, 1,8—xineol, campho, bocneol…

Theo J A Marco và cộng sự thì ngoài tinh dầu trong cây Ngải cứu còn thấy

xuất hiện các hợp chất :

- Dẫn xuất axetilen:

1 trans-CH=CH-CH=CH2 (32) Pontica trien

2 -COOCH3 (33) Trans-dehydromatricarria este

-Hîp chÊt flavonoit

1 5,3 ’-diOH ; 3,7,4 ’-triOCH3 (45) ayanin

2 5,7,3 ’,4 ’-tetraOH ; 3-Oglc (46) isoquercitrin

3 5,7,4’-triOH ; 3’-OCH3 , 3- Oglc (47) Isohamnetin 3-glucozit

4 5,7,4’-triOH; 3’-OCH3, 3- Oglc(6,1α)Rha (48) Isohamnetin 3-rutinozit

1 – ( 39) cumarin

2 7-OH (40) umbelliferon

3 6,7-diOH (41) aesculetin

4 6-Oglc,7-OH (42) aesculin

5 6-OCH3 ,7-OH (43) scopoletin

6 6-OCH3 ,7,8-OCH2O (44) dracunculin

O

OH

OOH

H CO

OCH

OCH

333

H CO33