Tách 6 metoxy 8 hydroxy flavanon và 5,7 dihydroxy flavanon từ cây gioi [eugenia jambos] ở nghệ an

Trong số các loại cây cho tinh dầu, các cây họ Sim Myrtaceae nh: Tràm Melaleuca leucadendra L., bạch đàn Eucaulyptus camdulensis, đinh hơng Eugenia caryophylla Thunb., chổi xể Breackea f

Lời cảm ơn

*****

Luận văn này đợc hoàn thành tại: Phòng thí nghiệm hoá học -Đại học Vinh, Viện hoá học trung tâm Khoa học tự nhiên-Công nghệ quốc gia.

Qua đây, em xin bày tỏ sự kính trọng và biết ơn sâu sắc tới:

Tiến sĩ: Hoàng Văn Lựu

Đã giao và tận tình hớng dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình làm luận văn:

- GS-TSKH: Nguyễn Xuân Dũng

- PGS-TS: Lê Văn Hạc

- GVC: Lê Qúy Bảo

Đã giúp đỡ và góp nhiều ý kiến quan trọng.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa hoá - Đại học Vinh Thầy cô của phòng thí nghiệm Khoa Hoá và Viện

thuận lợi nhất giúp em hoàn thành luận văn này.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình và bạn bè nơi luôn là chỗ dựa vững chắc cho em trong thời gian làm luận văn./.

Mở đầu

Lí do chọn đề tài : Nớc ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, thích hợp cho

nhiều loại thực vật phát triển Thảm thực vật nớc ta rất phong phú, đa dạng, trong

đó có nhiều loại cây dùng làm thuốc, lấy tinh dầu, cây công nghiệp và nhiều loạicây có giá trị kinh tế cao

Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đang đóng vai trò hết sứcquan trọng trong đời sống con ngời Chúng đợc dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh,thuốc bảo vệ thực vật, nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹphẩm… Ngày nay, thảo d Ngày nay, thảo dợc vẫn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sản xuất d-

ợc phẩm nh là nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp hoặc cung cấp những chất dẫn

đờng cho việc tìm kiếm các biệt dợc mới Các số liệu cho thấy rằng, khoảng 60%các loại thuốc đang đợc lu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệmlâm sàng cuối cùng có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên

Tuy vậy, do diện tích rừng bị suy giảm nhanh chóng, nguồn tài nguyên thựcvật ở nớc ta đang đứng trớc nguy cơ bị suy giảm nghiêm trọng về số lợng và tính

đa dạng sinh học, nhiều loài cây dã trở nên khan hiếm, trong đó có nhiều cây làmthuốc Nhiều loài đã bị tuyệt chủng hoặc có nguy cơ bị tuyệt chủng

Việc nghiên cứu thành phần hoá học, hoạt tính sinh học của cây cỏ nớc tatrong những thập kỷ qua còn nhiệu hạn chế, cha đáp ứng đợc yêu cầu điều tra tàinguyên thiên nhiên cũng nh đóng góp vào việc định hớng sử dụng, bảo tồn và pháttriển tài nguyên thực vật một cách hợp lý

Thảm thực vật của rừng ma nhiệt đới khu vực Đông Nam á, trong đó cóViệt Nam là vùng đợc rất nhiều nhà khoa học trongvà ngoài nớc quan tâm nghiêncứu

Trong số các loại cây cho tinh dầu, các cây họ Sim (Myrtaceae) nh: Tràm

(Melaleuca leucadendra L.), bạch đàn (Eucaulyptus camdulensis), đinh hơng (Eugenia caryophylla Thunb.), chổi xể (Breackea frutescens L.), cây vối (Cleistocalyx operculatus) đợc nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu thành

phần hoá học của tinh dầu và đã công bố nhiều kết quả

Cây gioi ( Eugenia jambos L Alston ) thuộc họ Sim, đã đợc các tác giả ở

Mỹ, Tây Ban Nha, Đài Loan công bố một số chất cơ bản khi tách từ hoa, bột gỗcủa cây gioi Cho đến nay ở Việt nam rất ít công trình nghiên cứu về thành phầnhoá học của cây Gioi Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “ Tách 6-Metoxy-8-hydroxyflavanon và 5,7-dihydroxy flavanon từ hoa cây gioi ”

một số hợp chất từ dịch chiết hoa cây gioi trong metanol

Chơng I : Tổng quan tài liệu 1.1 Vài nét về thành phần hoá học của chi Eugenia thuộc họ Sim

Eugenia là một chi lớn nhất, trên thế giới có khoảng 600 loài, ở nớc ta có 26loài Hoa của chúng mẫu 4 - 5, có rất nhiều nhị xếp thành nhiều hàng và bầu dới có

2 - 3 ô, trong mỗi có nhiều noãn đính theo lối đính noãn trung trụ, nhng về sau chỉ

có vài noãn tạo hạt Những cây trong chi phần lớn là cây hoang dại

- Eugenia aromaticum Merr Et Perry (đinh hơng) là một cây thuốc quý có

nụ dùng làm thuôc, làm gia vị, làm nguyên liệu cất lấy tinh dầu có tác dụng diệtkhuẩn, sâu bọ mạnh Thờng tinh dầu đinh hơng đợc dùng trong nha khoa làmthuốc tê và diệt tuỷ răng Trong công nghiệp, đinh hơng đợc dùng để chiết xuất lấyeugenol, từ eugenol ngời ta bán tổng hợp chất thơm vanilin Muốn vậy, ngời ta cấtcả cuống (chứa 5- % tinh dầu có hàm lợng 80 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiện95% eugenol) Quả đinh hơng(antofle) chứa ít tinh dầu, hàm lợng eugenol thấp, ít sử dụng ở nớc ta cha có đinhhơng, ngời ta dùng hơng nhu trắng làm nguyên liệu cất tinh dầu chứa eugenol

Nụ đinh hơng chứa từ 10 12% nớc, 5 6% chất vô cơ, rất nhiều gluxit, 6 10% lipit, 13%tanin Năm 1948 - 1949, Meijer và Schmid đã chiết đợc từ cao etecủa đinh hơng mọc hoang dại các chất chromon: eugenin, eugenitin và một số dẫnxuất xeton gọi là eugenon ( trimetoxy 2, 4, 6 benzoylaxenton ) Ngời ta cho rằng,hoạt chất chính của đinh hơng là tinh dầu chiếm tới 15 - 20% Đây là nguồnnguyên liệu thực vật chứa hàm lợng tinh dầu vào loại cao nhất Tinh dầu đinh hơngnặng hơn nớc (1,043 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiện 1,068), nhng khi bắt đầu chng cất, có một lợng tinh dầunhẹ hơn nớc bốc sang trớc Trong tinh dầu, thành phần chủ yếu là 80 - 85%eugenol kèm theo 2 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiện3 % axetyl eugenol, các hợp chất cacbon, trong đó có mộtchất secquitecpen là caryophylen, một ít dẫn xuất xeton (metylamylxeton) ảnh h-ởng tới mùi của tinh dầu và các este

-1.2 Cây vối (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr et Perry (Eugenia operculatus

Roxb.); (Syzygium nervosum ), thuộc họ Sim (Myrtaceae).

1.2.1 Thực vật học

Phân bố: Mọc hoang và đợc trồng tại hầu khắp các tỉnh ở nớc ta, chủ yếu để

lấy lá và nụ nấu nớc uống Còn thấy ở các nớc nhiệt đới châu á, Trung Quốc

Mô tả cây: Cây nhỡ, cao 5 - 6m, có khi hơn, cành non tròn hay hơi hình 4

cạnh, nhẵn Lá có cuống dài dai, cứng, hình trứng rộng, dài 8 20 cm, rộng 5 10cm Hai mặt có những đốm nâu, cuống 1 - 1,5cm Hoa gần nh không cuống, nhỏmàu lục trắng nhạt, hợp thành hoa tự hình tháp toả ra ở kẽ những lá đã rụng Quảhình cầu, hay hơi hình trứng, đờng kính 7 - 12 mm, xù xì Toàn lá và cành non, nụ,

-vỏ có mùi thơm dễ chịu đặc biệt của vối [1]

1.2.2 Thành phần hoá học

Các nhà khoa học Trung Quốc đã nghiên cứu thành phần hoá học của tinhdầu lá, tinh dầu nụ vối ở vùng Quảng Đông, Quảng Tây và Vân Nam Lá vối chứa0,08% tinh dầu (mẫu lấy ở Quảng Châu) với 20 thành phần chính sau:

geraniol 2,28%

bicyclo[4,4,0]-deca-1,4-dien

B¶ng 3 Thµnh phÇn ho¸ häc cña tinh dÇu l¸ vèi cña Vinh - NghÖ An.

Các kết quả này chỉ ra rằng 4 thành phần chính là myrcen (24,6%); (Z)- oximen (32,1%); (E)- - oximen (9,4%) và - caryophylen (14,5%) chiếm khoảng80% tinh dầu Các axetat nh neryl axetat và geranyl axetat đóng góp cho mùi thơm

-dễ chịu của tinh dầu lá vối

Bảng 4 Thành phần hoá học của tinh dầu nụ vôí non và già.

Hợp chất

%

Hợp chất

% Trong

vối non

Trong vối già

Trong vối non

Trong vối già

trồng rải rác hoặc mọc hoang trên các vùng ở nớc ta Một số vùng trên thế giớicũng trồng loại gioi này nh: Trung Quốc, ấn Độ, Irắc, Guatemala, các nớc vùng

Đông Nam á… Ngày nay, thảo d

- Mô tả cây: Gioi là cây thân gỗ, cao 6 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiện10m, cành hẹp hay vuông Lá

thuôn ngọ giáo, dài, nhọn ở đỉnh, phiến có tuyến mờ trong suốt và có mùi thơm.Hoa màu trắng lục, tập trung thành cụm ở đầu cành; mỗi nhánh tận cùng chỉ cómột hoa Nụ hình cầu Đài có bốn thuỳ, tràng có -bốn cánh rời, lõm ở mặt trong.Nhị nhiều, bao phấn hình trái xoan thuôn Bầu hạ, có hốc lõm ở đỉnh, vòi cong ởgiữa dài hơn nhị Quả mọng gần hình cầu, mang đài dài tồn tại có 1 - 2 hạt

- Công dụng của gioi: cho đến nay, ở nớc ta, gioi đợc trồng để lấy quả ăn là

chính ở Guatemala, thổ dân đã dùng lá làm thuốc nhuận tràng và chữa cảmcúm… Ngày nay, thảo d vì lá cây gioi có tính kháng viêm mạnh nên đợc dùng trong y học dân tộccủa Guatemala

1.3.2 Thành phần hoá học của cây gioi:

Các tác giả Karla Slowing, Monica Sollhuber, Emilia Carrterro và AngelVillar [4] đã lấy lá của cây gioi ở miền Trung và Tây Guatemala và tách dịch chiếttrên cột LH20 cho hai phân đoạn chứa Flavonol Từ phân đoạn nhiều hơn, bằngphơng pháp sắc ký đẩy chớp nhoáng bằng silicagel cho hai hợp chất, sau khi thuỷphân axit, bằng các phơng pháp phổ UV trong metanol, thêm CH3ONa,

CH3COONa, AlCl3 + HCl để phát hiện dịch chuyển bath-chromic hoặchypsochromic, phổ 1H-NMR, 13C-NMR, 1H-NMR COSY, 13C-NMR DEPT, 1H-13CCOSY,đã chứng minh đợc cấu trúc Flavonol là quercetin (3,3’, 4’,5,7-pentahydroxy flavonol - C15H10O7) và myricetin (3,3’, 4’,5,5’, 7- hexahydroxyflavon) Gốc đờng trong các glycozit là Rhamnoza và xyloza

Quả gioi có mùi thơm ngọt hoa hồng P.L Lee, G.Swords và G.L.K Hunter

đã nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu quả Eugenia jambos L trồng ở

miền nam Florida (Mỹ) Bằng phơng pháp GC/MS, đã nhận diện đợc 17 chấtsau[3]:

1 Rợu izo butylic 7 cis-2-hexen-1-ol 13 Rợu benzylic

2 Hexanal 8 Trans-3-hexen-1-ol 14 Rợu 2-phenyl etylic

3 Rợu butylic 9 cis-linalol 15 Andehyt xinamic

4 Rợu izoamylic 10 Trans-linalol 16 Rợu3-phenyl-1-propanol

5 3-hydroxy-2-butanol 11 Linalol 17 Rợu xinamic

Điều đáng chú ý là trong thành phần hoá học của tinh dầu quả gioi không cóeste Thành phần chính là 12 rợu, trong đó, cis-hexen-1-ol là thành phần có hàm l-ợng cao nhất, sau đó là hexanal, anđehit xinamic chỉ có

ở dạng vết Mùi thơm hoa hồng của quả gioi do hai chất là cis và trans-linalol

Một số nhà khoa học Trung Quốc đã nghiên cứu thành phần hoá học của bột

gỗ gioi, xác đinh đợc 4 chất chính có hàm lợng cao là[5]:

1 Etoxy etyl axetat CH3-COO-CH2-CH2-OC2H5 39,16%

2 3-Hexen-1-ol CH3-CH2 _-CH=CH2-CH2-CH2-OH 9,3%

3 Linalol (CH3)2-C=CH-CH-CH2-C(OH) (CH3)-CH2=CH2

4 Rîu xinamic C6H5 - CH=CH-CH2-OH

18 trans- nerolidol 0,5 1,8

Thành phần hoá học của tinh dầu lá cây gioi nhận diện đợc 18 chất, chủ yếu

là các tecpen và rợu không no Các chất có hàm lợng lớn là:

4 -tecpinen 11,8

Kết quả cho thấy -pinen ở mẫu hoa thấp (2,1%), thấp hơn nhiều so với mẫulá (trung bình là 17%); -oximen (4,6%) và -tecpinen (11,3%) cũng thấp hơn sovới lá bình quân là 19%; riêng -caryophyllen (8,3%) có hàm lợng trung bình caohơn lá (7,3%)

Nhìn chung thành phần chính của tinh dầu trong hoa đều thấp hơn ở tronglá Điều này cho thấy khả năng bay hơi của tinh dầu hoa gioi là rất lớn so với tronglá Để lấy mẫu tinh dầu cây gioi thì nên lấy ở thành phần lá là tốt hơn so với hoa

Dựa vào sắc đồ của phổ phân tích mẫu gỗ và hoa đã nhận diện đợc các chấtgần giống với mẫu của lá

Thành phần hoá học dịch chiết ete dầu hoả hoa cây gioi

Dịch chiết có hai flavonoit chiếm hàm lợng khá cao là

8-hydroxy, 6-metoxy flavanon (14,5%)

5,7-dimetoxy flavanon (9,59%)

Phần chính còn lại là các axit béo nh:

axit 9,12-octadecadienoic, metyl este (8,31%)

axit hexadecanoic, metyl este (8,20%)

Các tecpenoit chiếm tỷ lệ thấp, trong đó chất có hàm lợng tơng đối cao là

Thành phần hoá học dịch chiết metanol hoa cây gioi

Thành phần chính của dịch chiết metanol của hoa gioi là flavonoit gồm 6hợp chất:

8-hydroxy, 6-metoxy flavanon (19,84%)

8-dihydroxy, 5-metyl flavanon (4,55%),

6,8-dihydroxy, 5-metyl flavanon (3,64%)

5-hydroxy, 7-metoxy, 6,8-dimetyl flavanon (1,8%)

Ngoài ra, còn xác định đợc một ancaloit là xeton:

phenyl 2-phenylpyaolo [1,5-a] pyridin-3-yl.

Thành phần hoá học dịch chiết ete dầu hoả vỏ cây gioi

Thành phần chính của dịch chiết ete dầu hoả của vỏ cây gioi chủ yếu là cácaxit béo, thành phần chính là:

axit 9,12-octadecadienoic (23,53%)

axit 9-octadecenoic (15,39%)

axit n- hexandecanoic (13,67%)

Thành phần hoá học dịch chiết metanol gỗ cây gioi

Thành phần chính của dịch chiết metanol của gỗ cây gioi là

Vì đứng về mặt hoá học chúng có cùng một lọai khung, khung Flavonoit.Những hợp chất flavonoit đều có cùng khung cấu tạo theo kiểu C6 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiện C3 – Công nghệ Quốc gia đã tạo điều kiệnC6 haynói cách khác khung cơ bản của flavonoit bao gồm hai vòng benzen A và B đợcnối với nhau qua một mạch 3 các bon

C CC

Trong đa số trờng hợp thì mạch ba cacbon đóng vòng với A tạo nên một dịvòng có oxi là vòng cacbon Đây là trờng hợp có nhân là flavan

Dihydro -  - pyron Pirilium

Flavonoit đợc chia thành các nhóm khác nhau: flavanon, flavon, iso flavon,flavonol, chalcon, auron và anthocyanidin

6

7 8

2' 3' 4' 5' 6' 1'

(II) iso Flavon

O

O

1 2 3 4 5

O

O

1

2 3 4 5

4 5 6 7

(V) Chalcon (VI) auron

O

OH

(VII) Anthocyanidin

Đánh số thứ tự bắt đầu từ dị vòng, số 1 từ dị tố rồi tiếp đến vòng A, vòng B

đánh số phụ (trong các nhóm Flavanon, izoflavon, flavon, flavonol vàanthocyanidin trong trờng hợp không có vòng C(mạch 3C hở) thì đánh số bắt đầu

từ vòng B (nhóm Chalcon)

Nhóm flavanon: cho đến nay ngời ta đã biết khoảng 50 chất có trong tự

nhiên, trong đó khoảng một nửa ở thể glucozit Flavanon không có nhóm thế cha

đợc tìm thấy trong tự nhiên Flavanon khác flavon ở chổ mất nối đôi ở vị trí 2-3,

nh vậy mất hiệu ứng liên hợp giữa vòng B với nhóm cacbonyl Vòng dihydropirontrong flavanon kém bền nên dễ bị mở vòng để tạo thành chalcon do đó mà trongmột cây ngời ta thờng gặp chalcon bên cạnh flavanon tơng ứng Sự chuyển qua lạigiữa hai nhóm này xảy ra khi có xúc tác kiềm hoặc axit Thờng ở môi trờng axitthì có xu hớng tạo thành flavanon, còn ở môi trờng kiềm thì tạo thành chalcon cómàu đậm lên

Cl

Chalcon thờng có màu vàng sẫm (do chữ chalcos có nghĩa là đồng) khi tácdụng với kiềm sẽ cho màu đỏ Chalcon đun với HCl sẽ đồng phân hoá thànhflavanon

- Tính chất của các hợp chất flavonoit:

Tính chất đặc trng của các hợp chất flavonoit là phản ứng xianidin (hỗn hợpMg+HCl trong môi trờng etanol), hớng H+ vào nối đôi của vòng C Khi tiến hànhphản ứng xianidin, flavon cho màu vàng đến đỏ, flavonol cho màu hồng đến đỏ

Phản ứng phân huỷ kiềm: các hợp chất flavonoit tham gia phản ứng phân

huỷ kiềm (đun hồi lu với dung dịch KOH 30-50 %) sẽ mở vòng piron (đối với cácnhóm có sự đóng vòng C) rồi dẫn đến tạo thành các dẫn xuất axit thơm phenol vàaxit axetic Tuỳ theo nhóm thể và vị trí thế vào vòng A và B mà có dẫn xuất axitthơm và phenol khác nhau.

- Tác dụng của flavonoit:

Một số chất flavonoit có tác dụng thông tiểu nh quecxitrin có trong lá diếpcá, seopeozit có trong cây sarothammus scoparius K Một số có tác dụng khángkhuẩn nh avicu larin, guajavcrin

Các flavonoit của cam thảo có tác dụng chống loét dạ dày và tá tràng

Một số flavonoit có tác dụng chống dị ứng

1.5 Các phơng pháp phổ để xác định cấu trúc của Flavonoit.

- Phổ tử ngoại : có một sự khác nhau đều đặn trong  max của phổ tửngoại và khả kiến của các nhóm flavonoit khác nhau (trong metanol hoặc metanolHCl đối với anthoyanin) nguyên nhân là sự thay đổi các mức độ khác nhau của sựliên hợp Điều này đợc thấy rõ trong bảng sau:

350-385

4.30-4.60 2.20-4.30 4.20-4.40

4.20-4.40

475-545

4.42-4.49 4.44-4.48

4.35-4.50

Thờng có sự tăng  maxnếu nh các nhóm OH trong vòng tăng lên (trừflavanon và izoflavon vòng A và B không liên hợp) Phổ tử ngoại của falvonoitcung cấp rất nhiều thông tin về loại flavonoit và số nhóm hydroxyl trong phân tử

Sự đo phổ bổ sung ở các PH khác nhau, hoặc có mặt ion kim loại chelat (đặc biệtnhôm) hoặc anion có thể liên kết với hai nhóm hydroxyl octo, cung cấp rất nhiềucác thông tin phụ, vì vậy hợp chất thờng đợc nhận diện một cách rõ rệt Đo phổ tửngoại của flavonoit trong dung dịch kiềm (pH=11 - 12, khi đó các nhóm OHphenolic đợc ion hoá, ngời ta thấy các  max dịch chuyển về phía sóng dài hơn

Độ rộng của sự dịch chuyển bathochrom này phụ thuộc vào nhóm flavonoit vàkiểu thay thế Anthocyanin kém bền trong dung dịch kiềm, vì vậy mà sự thay đổimàu sắc (chuyển đổi sang màu xanh hơn) thoáng qua nhanh và không dễ dàng đo

đợc

Đối với chalcon và auron, sự dịch chuyển từ 50-100nm xảy ra với pic có bớcsóng dài (pic này đo đợc sự liên hợp giữa các nhóm hydroxyl của Vòng B vớinhóm carbonyl) cùng với dịch chuyển nhỏ hơn đối với pic không rõ (bờ vai) ở bớcsóng ngắn hơn Đối với flavon và flavanol tất cả pic đều dịch chuyển, pic ở bớcsóng dài (cũng do sự liên hợp các nhóm hydroxyl ở vòng B với nhóm cacbonyl)dịch chuyển từ 40-60nm.Trong khi đó pic ở bớc sóng ngắn do sự liên hợp giữacác nhóm hydroxyl ở vòng A với nhóm cacbonyl, dịch chuyển từ 5-20nm.Flavanon chứa nhóm 7-OH tự do có dịch chuyển của pic chính từ 30-40nm kiềmtheo sự tăng gấp đôi của cờng độ Đôi khi dị vòng mở ra trong dung dịch kiềmcho chalcon ion hoá tơng ứng và xảy ra sự dịch chuyển rất lớn Với izoflavon, picchính ở bớc sóng ngắn dịch chuyển từ 10-15nm (nhỏ hơn nhiều so với flavano), picnhỏ hơn (bờ vai) dịch chuyển từ 10-30nm, không có sự thay đổi cờng độ Tất cả sựdịch chuyển bazơ này sẽ giảm bớt các nhóm OH bị thay thế (ví dụ bởi các gốc

CH3 hoặc các gốc đờng) Thêm dung dịch muối (AlCl3 ngậm nớc(1%) vào dung