Phân lập và xác định cấu trúc từ củ giềng Lào

Phân lập và xác định cấu trúc từ củ giềng Lào.

Tạp chí Hóa học, T 41, số 1, Tr 104 - 107, 2003

phân lập và xác định cấu trúc của 3-(p-axetylphenyl)

laosensis gagnep) việt nam

Đến Tòa soạn 4-11-2002

văn ngọc h ớng, phan minh giang

Tr ờng đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia H( Nội

Summary

The different components of the rihzomes of Alpinia laosensis Gagnep was extracted by petroleum ether, ethyl acetate and methanol From residue of the extract of petroleum ether,

3-(p-acetylphenyl)-3-metylcacboxyl-1-propen was isolated fraction distillation The structure of the compound determined methods

I - Mở đầu

Chi Riềng (Alpinia) l một chi lớn của họ

Gừng (Zingiberaceae), cho đến nay ng#ời ta đ%

tìm thấy 35 lo i riềng có ở Việt Nam [1] Nhiều

cây trong chi Riềng l cây thuốc dân tộc, ng#ời

ta dùng chúng để kích thích tiêu hóa, chữa các

bệnh về đ#ờng ruột nh# đau dạ d y, đầy hơi,

khó tiêu [2] Riềng cũng l cây đ#ợc dùng phổ

biến trong chế biến thực phẩm để l m gia vị v

chất thơm

Riềng l o l cây đặc hữu của n#ớc L o,

nh#ng cũng mọc ở một số vùng của Việt Nam,

đặc biệt ở biên giới Việt-L o nh# các huyện

Đacrông v H#ơng Hóa, tỉnh Quảng Trị Nhân

dân địa ph#ơng, đặc biệt l dân tộc Vân Kiều

coi cây riềng l o l cây thuốc gia đình nh n o

cũng có một khóm riềng l o để sử dụng khi đau

bụng, ăn khó tiêu, ngâm cồn để xoa chống đau

khớp hay dùng trong chế biến thực phẩm, đặc

biệt cho v o muối rang để ăn lâu ng y Rõ

r ng, giềng l o l cây đặc dụng với dân địa

ph#ơng Nh#ng vì đây l một loại cây đặc hữu

nên các t i liệu về cây n y hầu nh# không có

Đó l điều m chúng tôi quan tâm

II - Kết quả v Thảo luận Trong công trình tr#ớc, chúng tôi đ% khảo sát tinh dầu của củ riềng l o về h m l#ợng, các hằng số vật lý, các chỉ số hóa học, về th nh phần chính v hoạt tính kháng khuẩn [3] v nhận thấy tinh dầu củ riềng l o có th nh phần phức tạp, phổ kháng khuẩn rộng v đặc biệt

h m l#ợng các sesquitecpen khá lớn Điều n y gợi ý rằng tinh dầu đ#ợc điều chế theo ph#ơng pháp cuốn hơi n#ớc có thể ch#a bao h m hết các hoạt chất sinh học của củ riềng l o, nhất l các dẫn xuất của sesquitecpen có nhiệt độ sôi cao, m cất cuốn hơi n#ớc không cất ra đ#ợc

Để khắc phục điều n y, chúng tôi tiến h nh chiết phân lập các lớp chất trong củ riềng l o theo độ phân cực tăng dần của dung môi Lúc

đầu chiết các chất không phân cực hoặc kém phân cực bằng ete dầu hỏa (sôi ở 30 - 60oC, sau

đó chiết các chất phân cực trung bình bằng etylaxetat v cuối cùng chiết các chất phân cực mạnh bằng metanol theo ph#ơng pháp chiết ngâm Kết quả chiết trình b y trong bảng sau:

Rõ r ng, các hợp chất không phân cực chiết

đ#ợc bằng ete dầu hỏa có hiệu suất cao

(1,98%), trong khi đó các hợp chất không phân

cực cất cuốn hơi n#ớc tinh dầu chỉ chiếm

0,031%

Để tiến h nh nghiên cứu th nh phần các

chất trong cặn chiết ete dầu hỏa, chúng tôi khảo

sát chúng bằng sắc ký lớp mỏng với hệ dung

môi ete dầu hỏa etylaxetat 9 : 1 (v : v) Kết quả

cho 8 vệt chất khi hiện bằng vanilin trong

H2SO4 đặc 0,5% Khi hiện với thuốc thử

Dragendop v FeCl3 các vệt n y đều cho phản

ứng âm tính v không thêm vệt mới, điều n y

chứng tỏ trong cặn chiết n y không có các hợp

chất ancaloit, phenolic v axit cacboxylic

Trong đó, 4 vệt chất có Rf= 0,74; 0,72; 0,10 v

0,30 có đ#ờng kính lớn v đậm m u, đặc biệt

lớn l vệt có Rf= 0,30 Điều n y cho thấy trong

cặn chiết ete dầu hỏa của củ riềng l o có 4 chất

chính, trong đó có 1 chất có h m l#ợng lớn

nhất Kiểm tra nhận xét n y bằng cách phân

tích cặn chiết bằng GC cho thấy cặn n y có

th nh phần phức tạp, 50 th nh phần, nh#ng chỉ

có 4 th nh phần chính với thời gian l#u l 1,36;

4,27; 6,27 v 10,91 v h m l#ợng l 26,77%;

1,29%; 2,33% v 62,58% tổng các th nh phần

chính n y chiếm tới 92,90% cặn Trong các

th nh phần còn lại, có 4 th nh phần có h m

l#ợng 0,42% Có thể 4 th nh phần n y cùng

với 4 th nh phần chính l m nên 8 vệt chất trong

sắc ký lớp mỏng đ% nêu ở trên

Các kết quả phân tích bằng sắc ký lớp

mỏng v GC cặn chiết bằng ete dầu hỏa cho

thấy để phân lập các chất trong cặn n y tốt nhất

có thể l ph#ơng pháp cất phân đoạn trong chân

không Với cột nhồi thủy tinh d i 35 cm, đ#ờng

kính 3 cm, chất nhồi v nh khuyên sứ d i 0,5

cm, đ#ờng kính 0,4 cm cất ở áp suất 5 mmHg,

tỷ lệ hồi hữu 1/10, chúng tôi thu đ#ợc 6 phân

đoạn, trong đó đáng chú ý l phân đoạn III có

nhiệt độ sôi ổn định 158 - 160oC/5 mmHg

chiếm tới 60% tổng thể tích cặn Cất lại phân

đoạn III trên cột 35 cm, đ#ờng kính 1,5 cm,

chất nhồi lò xo thủy tinh d i 0,5 cm, đ#ờng

kính 0,3 cm thu 3 phân đoạn trong đó phân

đoạn sôi ổn định nhất ở 160oC/5 mmHg chiếm

56% tổng thể tích cặn v ký hiệu l A.L.II

Kiểm tra độ tinh khiết của A.L.II bằng GC cho

thấy có có độ tinh khiết 99,05%, d420 0,8167,

nD20 1,4321

Phổ khối l#ợng của A.L.II có [M] 218, đặc biệt có mảnh với khối l#ợng 43 đặc tr#ng cho nhóm axyl, [CH3C O]+ Phổ IR của A.L.II có các pic hấp thụ 1671 cm-1 đặc tr#ng cho nhóm xeto , -không no, 1744 cm-1 đặc tr#ng cho nhóm este, 1608 cm-1 đặc tr#ng cho nhân thơm

v 1648, 1421, 911 cm-1 đặc tr#ng cho nhóm metylen cuối mạch Phổ 13C-NMR (khử ho n

to n t#ơng tác C-H) v phổ APT cho chất phân

tử A.L.II có 13 nguyên tử C, trong đó có 2 nhóm cacbonyl có = 70,3 s v 169,9 s v một nhóm CH2, 8 nhóm CH v CH3, 2 cacbon bậc 4,

có = 150,6 (s) v 136 (s) ppm Trong phổ 1 H-NMR chúng ta dễ d ng nhận thấy có 2 pic đơn, với 3H mỗi nhóm đặc tr#ng cho các nhóm metyl có độ chuyển dịch hóa học 2,11 (3H, s)

v 2,28 (3H, s) Nhóm metylen cuối mạch có 2H v 5,25 dd (J: 1,1 Hz v 10,0 Hz) v 5,35

dd (J: 1,1 Hz; 10,0 Hz) Pic đa bội (1H) 5,99, pic đôi (1H) 6,25 (J: 5,9) đặc tr#ng cho các proton ở C2v C3 Đáng chú ý nhất trong phổ

1H-NMR của A.L.II l 2 nhóm pic đôi kiểu AB

có 7,0 d (5,84) v 7,37 d (J: 8,4 Hz, mỗi nhóm có 2H nằm ở vùng tr#ờng thấp (vùng nhân thơm)

Tất cả các dữ kiện quang phổ ở trên cho phép chúng tôi xây dựng công thức cấu tạo của A.L.II (hình 1) v gọi nó l 3-(p-axetylphenyl)-3-metylcacboxyl-1-propen

CH CH CH2

O

O

1 2 3

4 5 6 7

12 13 10

11

Hình 1

III - thực nghiệm

1 Mẫu thực vật

Thân củ riềng l o (Alpinia laosensis

Gagnep) đ#ợc thu mua tại vùng biên giới

Việt-L o thuộc huyện H#ơng Hóa, tỉnh Quảng Trị

v o tháng 11 năm 2001 Mẫu đ#ợc giám định bởi Phòng T i nguyên thực vật, Viện Sinh thái

v T i nghuyên sinh vật

2 Xử lý mẫu thực vật

Thân, rễ của riềng l o sau khi thu mua về

20 ml cặn E

I

< 37oC

0,5 ml

2,5%

II

40 - 50oC 1,5 ml 2,5%

III

157 - 162oC 12,0 ml 2,5%

IV

165 - 170oC 3,0 ml 5,0%

V

170 - 180oC 2,0 ml 10,0%

VI

< 180oC 1,0 ml 50,0%

I

160oC

0,70 ml

5,83%

II

160oC 10,0 ml 83,33%

III

161 - 162oC 1,0 ml 8,33%

IV

162oC 0,3 ml 2,5%

Chất nhồi lò xo thủy tinh l: 0,5 cm, : 0,3 cm

áp suất 5 mmHg, hồi l#u 1/10

Cột thủy tinh L: 35 cm : 1,5 cm

Chất nhồi lò xo thủy tinh l: 0,5 cm, : 0,4 cm

áp suất 5 mmHg, hội l#u 1/10

Cột thủy tinh L: 35 cm : 1,5 cm

1 L m khô

2 Ngâm trong etylaxetat, 72 giờ

Ngâm trong ete dầu hỏa

30o- 60oC trong 7 giờ

1000 g nguyên liệu

2 Loại dung môi 19,70 g cặn E, hiệu suất 1,79%

1 L m khô

2 Ngâm với MeOH, 72 giờ

Dịch chiết etylaxetat 1 L m khô

2 Loại dung môi 22,80 g cặn A, hiệu suất 2,28%

Dịch chiết MeOH

Loại dung môi 24,60 g cặn M, hiệu suất 2,46%

đ#ợc rửa sạch, cắt bỏ phần rễ con v những chỗ

h# thối, chỉ lấy phần thân rễ d#ới mặt đất, thái

ngang rễ, d y 3 - 4 mm, hong khô trong không

khí, sấy ở 43oC v nghiền th nh bột

3 Chiết các hợp chất

Chúng tôi tiến h nh chiết phân lớp các hợp chất trong củ riềng l o theo độ phân cực tăng dần của dung môi nh# chỉ ra trong sơ đồ sau:

4 Khảo sát cặn E bằng sắc ký lớp mỏng v*

GC

a) Sắc ký lớp mỏng bằng E trên bảng

silicagel 60 F254 với hệ dung môi ete dầu hỏa

etylaxetat 9/1 (v/v), hiện bằng vanilin trong

H2SO4 đặc 5% cho 8 vệt chất có Rf = 0,79;

0,72; 0,60; 0,47; 0,35; 0,30; 0,29 v 0,22

b) Kết quả phân tích cằn bằng GC

Kết quả phân tích cặn bằng GC đựoc thực hiện trên detector FID, trong môi tr#ờng nitơ, ở nhiệt độ 140 - 160oC, tốc độ 3dC/min

5 Cất phân đoạn cặn E của củ riềng l*o

6 Kiểm tra độ tinh khiết của phân đoạn sôi

160 o C/5 mmHg ký hiệu A.L.II

Kết quả kiểm tra độ tinh khiết của phân

đoạn sôi 160oC/5 mmHg ký hiệu A.L.II đ#ợc

trình b y trên hình 2

Hình 2

7 Các số liệu phổ của A.L.II

a) Phổ hồng ngoại ghi trên máy Avatotar

360ET-IR Nicolet d#ới dạng viên nén với KBr

có các pic hấp thụ cm1/max 1671, 1741, 1648,

1608, 1421, 911

b) Phổ khối l#ợng: m/z 218 (M+: C13H14O3)

c) 1H-NMR (Bruker Avance-500 MHz,

CDCl3+ 5% CD3OD); 2,11 (3H, s); 2,28 (3H,

s); 5,25 (1H, dd J: 1,1; 10,6 Hz) 5,35 (1H, dd,

J: 1,1 v 10,6 Hz), 5,99 (1H, dd), 6,25 (1H, d, J:

5,9 Hz); 7,08 (2H, d, J: 8,4 Hz); 7,37 (2H, d, J:

8,4 Hz)

d) 13C-NMR (Brucker Avance 125 MHz), CDCl3+ 5% CD3OD : 170,3 (s, C10); 169,9 (s,

C12); 150,6 (s, C7); 136,6 (s, C4); 136,0 (d, C2); 121,8 (d, C5); 128,5 (d, C9); 121,8 (d, C0); 121,8 (d, C8); 117,2 (t, C1); 75,9 (d, C3); 21,2 (q, C11); 21,1 (q, C13)

III - kết luận

Đ% chiết phân lớp các hợp chất trong của riềng l o theo độ phân cực tăng dần của dung môi ete dầu hỏa, etylaxetan, metanol Phân tích

th nh phần của cặn chiết ête dầu hỏa bằng sắc

ký lớp mỏng v GC v từ cặn n y phân lập đ#ợc một chất có độ tinh khiết 99,05% v ký hiệu l A.L.II

Bằng các ph#ơng pháp vật lý IR, MS, 1 H-NMR, 13C-NMR, 13C-NMR-DEPT135, 13 C-NMR-DEPT90 đ% xác định đ#ợc công thức cấu tạo của A.L.II v tên gọi l 3-(p-axetylphenyl) - 3-metylcacboxyl-1-propen

T i liệu tham khảo

1 Nguyễn Quốc Bình Tạp chí Sinh học, T

17, số 4, Tr 143 - 145 (1995)

2 Đỗ Tất Lợi Những cây thuốc v vị thuốc Việt Nam, NXB Khoa học v Kỹ thuật, Tr

440 (1991)

3 Văn Ngọc H#ớng v cộng tác viên Tuyển tập các công trình Hội nghị khoa học v công nghệ hóa hữu cơ Hội nghị to n quốc lần thứ nhất, Tr 197 (1999)