LUẬN văn CHUYÊN NGÀNH HÓA HỌC NGHIÊN cứu THÀNH PHẦN HOÁ học THÂN rễ LOÀI NGHỆ TRẮNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC THÂN RỄ LOÀI NGHỆ TRẮNG (CURCUMA SP.) Ở QUẢNG NGÃI VIỆT NAM LUẬN VĂN KHOA HỌC HÓA HỌC .................................................................................................................... tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần hoá học thân rễ loài nghệ trắng (Curcuma sp.) ở Quảng Ngãi Việt Nam nhằm góp phần vào việc phân loại thực vật dựa trên TPHH, bổ sung thêm những nghiên cứu về chi Curcuma nói riêng và họ Zingiberaceae nói chung. Qua đó góp phần giải thích tác dụng chữa bệnh của loại nghệ này mà người dân đã sử dụng.

BỘ GIÁ DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SI

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC THÂN RỄ LOÀI NGHỆ TRẮNG (CURCUMA SP.) Ở QUẢNG NGÃI

- VIỆT NAM

LUẬN VĂN KHOA HỌC HÓA HỌC

Đà Nẵng năm 20

MỤC LỤC

Trang

BỘ GIÁ DỤC VÀ ĐÀO TẠO 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG 1

1

LUẬN VĂN THẠC SI 1

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC THÂN RỄ LOÀI NGHỆ TRẮNG (CURCUMA SP.) Ở QUẢNG NGÃI - VIỆT NAM 1

LUẬN VĂN KHOA HỌC HÓA HỌC 1

Đà Nẵng năm 20 1

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3

MỞ ĐẦU 4

1 Lý do chọn đề tài 4

2 Đối tượng và mục đích nghiên cứu 5

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 5

4 Bố cục luận văn 6

5 Kết quả và giá trị thực tiễn của luận văn 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7

1.1 Phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae 7

1.2 Sơ lược tình hình nghiên cứu về mặt hóa học của một số loài nghệ có đặc điểm thực vật gần giống với đối tượng nghiên cứu và công dụng của mỗi loài 7

1.2.1 Curcuma aromatica Salisb [Nghệ trắng, Uất kim (Trung Quốc), Ngải trắng, Nghệ sùi, Bạch tỵ uất kim] [2], [5],[7], [15], [16] 8

1.2.3 Curcuma angustifolia Roxb (Nghệ lá hẹp) 14

1.2.4 Curcuma zedoaria (Berg.) Rosc 14

1.3 Công dụng của một số chất chiết tách từ nghệ 18

1.4 Tình hình nghiên cứu về hóa học loài Curcuma sp ở Quảng Ngãi 20

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 21

2.1 Phương pháp xử lý mẫu thực vật 21

2.1.1 Mô tả đặc điểm thực vật của cây 21

2.1.2 Thu và xử lý mẫu thực vật 21

2.2 Thu, định lượng, xác định TPHH của tinh dầu 21

2.3 Phương pháp chiết, tách và xác định TPHH của các dịch chiết từ thân rễ 22

2.4 Phân lập và xác định cấu trúc của các cấu tử tách được 24

2.4.1 Phân lập các cấu tử 24

2.4.2 Xác định cấu trúc của các cấu tử tách được 25

2.5 Thử hoạt tính sinh học 25

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Xác định tên khoa học 27

3.2 Tinh dầu thân rễ Nghệ trắng ở Quảng Ngãi 28

3.2.1 Xác định hàm lượng tinh dầu 28

3.2.2 TPHH tinh dầu vỏ thân rễ nghệ trắng thu bằng phương pháp chưng cất 28

3.2 TPHH dịch chiết trong n-hexan của thân rễ nghệ trắng 30

3.3 TPHH dịch chiết etylaxetat từ bã thân rễ nghệ trắng 33

3.4 Xác định cấu trúc của các cấu tử tách được 34

3.6 Kết quả thử hoạt tính sinh học ( xem P2, P3 phụ lục) 39

KẾT LUẬN 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

13C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C

1H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hóa học các hợp chất thiên nhiên nói chung và hóa học các hợp chất tách ra

từ thực vật nói riêng là một lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm không những của cácnhà Hóa học hữu cơ mà còn hấp dẫn các nhà Dược học, Nông học, Sinh thái học,Môi trường học Trong thảm thực vật đa dạng và phong phú bốn mùa xanh tốt thuộckhu vực nhiệt đới gió mùa của nước ta các cây dược liệu và cây có tinh dầu rất dồidào và có giá trị cao Nguồn tài nguyên quý giá này cần được điều tra, nghiên cứu

để tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng nó một cách hợp lý và có hiệu quả

Họ Zingiberaceae là thảo dược không có độc tính, được sử dụng làm gia vịcho nhiều món ăn và làm dược liệu điều trị được khá nhiều bệnh Phần lớn chúng cóthể cho tinh dầu có mùi thơm, trong đó một số có thể được dùng làm chất thơmtrong hương liệu, mỹ phẩm Ở nước ta Gừng, Riềng và Nghệ là những loài cây cỏquen thuộc gắn bó với đời sống hàng ngày

Chi Nghệ (Curcuma) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) là một chi có nhiều cây thuốc có giá trị, là cây rất phổ biến ở nước ta, chúng mọc hoang rất nhiều nơi, một số

loài được trồng khá phổ biến để dùng làm gia vị, làm thuốc nhuộm màu và chất chốngoxi hóa cho thực phẩm và nhất là trong các vị thuốc dân tộc chữa các bệnh về gan, mậtvà đường tiêu hóa Các công trình nghiên cứu gần đây cho thấy nghệ tác dụng tốt tớinhiều hệ thống cơ quan trong cơ thể như chống oxy hóa, điều trị khối u, ung thư, HIV,chống dị ứng, chống thụ thai, có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, trị vết thươngchống viêm nhiễm, chữa viêm loét dạ dày, hành tá tràng, ăn không tiêu, nôn mửa, ho

Ở địa phương, loài nghệ trắng chủ yếu được dùng để chữa vết thương ( giúpmau lành da, liền sẹo), chữa đau bụng, đau dạ dày mà chưa tận dụng, phát huy hếtcông dụng, ích lợi từ cây nghệ

Theo chúng tôi được biết, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã cónhiều công trình khoa học nghiên cứu về thành phần hóa học (TPHH) và công dụngcủa nhiều loài nghệ nhằm lựa chọn nâng cao giá trị sử dụng của mỗi loài Cácnghiên cứu cho thấy mỗi loại cây, mỗi vùng đất thì thành phần, hàm lượng trongcây là khác nhau và do đó ứng dụng cũng khác nhau

Tuy nhiên sự nghiên cứu các loài nghệ về TPHH, công dụng cũng như sốlượng các loài nghệ còn chưa đầy đủ và không đồng nhất ở một số tài liệu Để gópphần vào việc nghiên cứu một cách sâu hơn và rộng hơn các loài nghệ có ở trong

nước, chúng tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu thành phần hoá học thân rễ loài nghệ

trắng (Curcuma sp.) ở Quảng Ngãi - Việt Nam" nhằm góp phần vào việc phân loại

thực vật dựa trên TPHH, bổ sung thêm những nghiên cứu về chi Curcuma nói riêng và họ Zingiberaceae nói chung Qua đó góp phần giải thích tác dụng chữa bệnh của

loại nghệ này mà người dân đã sử dụng

2 Đối tượng và mục đích nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Tinh dầu và dịch chiết từ thân rễ nghệ trắng

(Curcuma sp.) ở Quảng Ngãi.

- Mục đích nghiên cứu: Xác định TPHH tinh dầu và các dịch chiết từ thân

rễ, phân lập và xác định cấu trúc của một đến hai cấu tử trong dịch chiết từ thân rễ

cây nghệ trắng (Curcuma sp.) ở Quảng Ngãi, thử hoạt tính sinh học của các dịch

chiết và của các cấu tử tách được

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

* Nội dung nghiên cứu:

- Xác định tên khoa học loài nghệ trắng ở Quảng Ngãi.

- Xác định TPHH tinh dầu bay hơi của thân rễ cây nghệ trắng

- Xác định TPHH dịch chiết n-hexan từ thân rễ cây nghệ trắng

- Xác định TPHH dịch chiết etylaxetat từ thân rễ cây nghệ trắng

- Thử hoạt tính sinh học của một số dịch chiết và các cấu tử tách được trênmột số chủng vi khuẩn

- Phân lập và xác định cấu trúc của cấu tử từ dịch chiết thân rễ cây nghệ

trắng trong một số dung môi hữu cơ.

* Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý thuyết: Phương pháp tách biệt các hợp chất tự nhiên, tổngquan các tài liệu về đặc điểm thực vật, xác định TPHH, công dụng của một số cây

thuộc chi Nghệ (Curcuma) họ Gừng (Zingiberaceae).

- Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

- Xác định TPHH tinh dầu bằng sắc ký khí - khối phổ liên hợp (GC/MS)

- Thu dịch chiết như sau:

+ Xử lí mẫu: từ thân rễ tươi gọt vỏ, rửa sạch đem xay, lọc, ép

+ Sử dụng các dung môi hữu cơ có độ phân cực khác nhau để chiết

- Xác định TPHH dịch chiết n-hexan bằng GC/MS

- Phân lập cấu tử từ dịch chiết bằng các phương pháp sắc ký bản mỏng(SKBM), sắc ký cột (SKC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), phương pháp kếttinh lại

- Xác định cấu trúc của các cấu tử tách được bằng các phương pháp phổ: MS,

IR, UV, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HMBC, HSQC, NEOSY

4 Bố cục luận văn

- Luận văn gồm 42 trang, trong đó có 7 bảng và 11 hình

Ngoài phần mục lục (2 trang), kí hiệu chữ viết tắt (1 trang), bảng biểu hình ảnh (13 trang), phần mở đầu (3 trang), kết luận (2 trang) và tài liệu tham khảo(3 trang, gồm 26 tài liệu), nội dung của luận văn được chia làm 3 chương:

-+ Chương 1: Tổng quan tài liệu (13 trang)

+ Chương 2: Thực nghiệm (6 trang)

+ Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (12 trang)

5 Kết quả và giá trị thực tiễn của luận văn

Từ các kết quả nghiên cứu, luận văn đã thu được một số kết quả với nhữngđóng góp thiết thực sau:

- Xác định tên khoa học loài nghệ trắng ở Quảng Ngãi là Curcuma aromatica

Salisb

- Xác định hàm lượng tinh dầu và TPHH tinh dầu

- Xác định TPHH dịch chiết từ thân rễ trong dung môi n-hexan, etylaxetat

- Tách và xác định cấu trúc của 1 hợp chất từ dịch chiết thân rễ nghệ trắngtrong dm: n-hexan

- Nghiên cứu hoạt tính sinh học cao n-hexan, cao butanol từ đó thấy đượccông dụng của chúng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Phân loại thực vật chi Curcuma, họ Zingiberaceae

Theo tài liệu [7], chi Curcuma gồm tới 40 loài ở các vùng nhiệt đới châu Á, ở

nước ta có 16 loài Theo tài liệu [6], [9] thì ở Việt Nam và các nước Đông Dương

chi Curcuma gồm 19 loài Theo tài liệu [24] thì chi Curcuma có đến 97 loài Theo tài liệu [22] chi Curcuma ở Bangladesh có từ 16-20 loài; ở Trung Quốc, Ấn Độ và

Đông Dương có từ 20-25 loài, ở Malaysia có từ 20-30 loài, ở Nepal có từ 10-15loài, ở Philipin có từ 12-15 loài, ở Thái Lan có từ 30-40 loài và cả thế giới có từ 70-

80 loài Do đó nhìn chung chưa có sự thống nhất giữa các tài liệu về số lượng các

loài trong chi Curcuma.

Curcuma - tiếng Ả Rập là kurkum: cây nghệ tây, màu vàng nghệ Đặc điểm

thực vật chung của chi Curcuma, chúng là loài cây thảo có thân rễ dạng củ, nạc,

phân nhánh, có thịt thường có màu, mang củ ở cuối các rễ, có khi là thân rễ yếu,không có rễ phình ở cuối Lá xếp hai dãy, có cuống có bẹ, phiến hình dải, hình ngọngiáo hay trái xoan, hình tim ở gốc nhiều hay ít, màu lục nhạt, toàn cây có dạng nhưcây chuối hoa Cán hoa có lá ở gốc, hoặc tách biệt với thân có lá Cụm hoa là mộtbông mọc đứng, hình trụ, tạo thành bởi các lá bắc lõm xếp sít nhau, thường màu lục,

ở nách của lá bắc có hoa mau tàn, màu vàng hay hồng, có khi nằm thụt trong lá bắc.Đài hình ống có 3 răng, tràng hình ống, loe ở đỉnh, với 3 thùy bằng nhau với mộtmôi to trải ra, 3 nhị với chỉ nhị dạng cánh, với bao phấn có sừng mảnh và dài Ởngọn của bông, các lá bắc đều bất thụ nhưng lại có màu, thường là vàng, hồng hoặc

đỏ tùy từng loài Cánh môi thường rộng và ngắn Bầu 3 ô, noãn nhiều, nhụy lép 2,với nhụy dạng sợi, đầu nhụy dạng chén Quả nang có vỏ mỏng, hạt nhiều, có áo hạt

1.2 Sơ lược tình hình nghiên cứu về mặt hóa học của một số loài nghệ có đặc điểm thực vật gần giống với đối tượng nghiên cứu và công dụng của mỗi loài

Theo chúng tôi được biết hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu củanhiều tác giả trong nước và trên thế giới về TPHH và công dụng của các loài nghệ

Các công trình nghiên cứu cho thấy TPHH của tinh dầu các loại nghệ chủyếu là sesquiterpen và dẫn xuất của chúng, monoterpen chiếm phần nhỏ hơn nhiều[12]

Dưới đây, chúng tôi tổng hợp đặc điểm thực vật, một số kết quả nghiên cứu

về TPHH và phương pháp nghiên cứu cũng như công dụng của một số loài nghệ cóđặc điểm thực vật gần giống đối tượng nghiên cứu

1.2.1 Curcuma aromatica Salisb [Nghệ trắng, Uất kim (Trung Quốc), Ngải

trắng, Nghệ sùi, Bạch tỵ uất kim] [2], [5],[7], [15], [16]

* Đặc điểm thực vật

Cây thảo cao đến 1m, có thân rễ to và các củ hình trụ, toả hình bàn tay, màuvàng và rất thơm Lá thuôn hoặc hình mũi mác rộng, hơi có lông nhung ở mặt dưới,dài 30-60cm, rộng 10-20cm; cuống ngắn, bẹ ôm lấy nhau và tạo thành thân Cán hoamọc từ rễ, bên cạnh lá và thường xuất hiện trước lá, dài tới 20cm Cụm hoa hình trụ,dày hoa, dài tới 20cm, rộng 7cm; lá bắc màu lục, lợp lên nhau, kèm theo 3-4 hoa liêntiếp, hình mũi mác - trái xoan; các lá bắc trên không sinh sản, màu hồng hồng

Phân bố ở Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Campuchia Ở nước ta, cây mọchoang và cũng được trồng trong các vườn gia đình vùng núi Cây mọc dưới tánrừng, ra hoa vào tháng 4-6 [7]

* Về mặt hóa học

Theo tác giả Lương Sĩ Bỉnh, tinh dầu thân rễ Curcuma aromatica Salisb Việt

Nam được phân tích bằng GC/MS kết quả thu được: 1,8–cineol (1,55%); terpinolen

(2,12%), β–elemen (1,52%), humulen (2,56%), curzerenon (38,78%), germacron

(11,22%)… [1], [15]

TPHH chính của các phần chiết trong ete dầu hỏa (petroleum ether) và etyl

axetat của thân rễ nghệ trắng thu hoạch tháng 11 năm 1996 tại Sóc Sơn, Hà Nộitheo tài liệu [9] cho thấy chủ yếu là các sesquiterpenoic, trong đó thành phần cóhàm lượng lớn là các sesquiterpenoic có khung germacran Ở phần chiết trong etedầu hỏa định danh được 20 cấu tử, trong đó các cấu tử chính furanodien (4,7%),furanodienon và curzerenon (30,7%), (E,E)-germacron (8,2%), neocurdion (5,0%),zederon (6,2%) Ở phần chiết trong etyl axetat định danh được 15 cấu tử trong đócác cấu tử chính gồm furanodien (4,7%), furanodienon và curzerenon (20,7%),(E,E)-germacron (4,2%), neocurdion (3,0%), zederon (14,9%)

Các cấu tử trong tinh dầu thân rễ loài Curcuma aromatica Salisb trồng ở

Nhật Bản và Ấn Độ được phân tích bằng phương pháp GC và GC/MS Các loại tinhdầu này khác hẳn nhau Các cấu tử chính trong tinh dầu ở Nhật Bản là curdion,germacron, 1,8-cineol, (45,5S)-germacron-4,5-epoxid, β-elemen và linalool Trongkhi đó các cấu tử chính trong tinh dầu ở Ấn Độ là β-curcumen, ar-curcumen,xanthorhizol, germacron, campho và curzerenon [10]

Thành phần chính của tinh dầu thân rễ loài Curcuma aromatica Salisb mọc ở Thái Lan là camphor (26,94%), α-curcumen (23,18%) và xanthorhizol (18,70%) [17]

Các hợp chất chính có trong tinh dầu thân rễ loài Curcuma aromatica Salisb.

ở Indonesia gồm α-curcumen (18,6%), β-curcumen (25,5%), xanthorhizol

(25,7%) [7]

* Công dụng

Nghệ trắng có tác dụng làm liền sẹo, chữa trị vết thương, vết bỏng và các

bệnh về dạ dày, hệ tiêu hóa tương tự nghệ vàng Trong dân gian, thân rễ Curcuma

aromatica Salisb được dùng phối hợp với các loài nghệ khác làm thuốc điều kinh,

chữa tê thấp; thường được ngâm trong rượu cùng với một số loại nghệ khác để xoabóp chữa thấp khớp Người ta cũng ăn nghệ trắng trộn với mật ong hoặc đường đểđiều trị các bệnh tim mạch, điều hòa nhịp tim

Ở Trung Quốc, thân rễ nghệ trắng dùng để trị bệnh tức ngực, trướng bụng,nôn ra máu, chảy máu cam, tiểu tiện ra máu, viêm gan mạn, xơ gan, hoàng đản,kinh nguyệt không đều, đau bụng kinh và động kinh Ở Nhật Bản, thân rễ dùng làmthuốc để tăng sự tiết mật, kích thích tiêu hóa

1.2.2 Curcuma aeruginosa Roxb (Nghệ xanh, Nghệ ten đồng, Nga truật

(Trung Quốc), zédoaire (Pháp), zedoray (Anh) ) [6], [8]

* Đặc điểm thực vật

Cây thảo cao đến 2m hoặc hơn Thân rễ to, hình trái xoan, phân nhánh, màulục xám Lá hình ngọn giáo rộng, không lông, dài 30-70cm hoặc hơn, rộng 9-13cm,dọc theo gân giữa có một dải màu đỏ nhạt; bẹ dài không lông; không có cuống hoa.Cán hoa ở bên; bông hình trụ, chóp màu hồng đẹp

Phân bố ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt Nam, Campuchia, Malaysia,Indonesia Ở nước ta, cây mọc hoang và được trồng ở các vườn gia đình từ HàGiang, Tuyên Quang vào thành phố Hồ Chí Minh Ra hoa tháng 4-7 [2]

* Về mặt hóa học

Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb ở Việt Nam có hơn 24 chất được

xác định gồm: β-pinen (1,23%); 1,8-cineol (2,98%); camphor (1,61%); β-elemen(2,82%); Phan Tống Sơn và cộng sự đã xác định được 37 cấu tử trong tinh dầu thân

rễ nghệ xanh trồng ở Phú Thụy (Hà Nội) thu hoạch vào tháng 3 âm lịch hiệu suất tinhdầu 0,3% so với nguyên liệu tươi trong đó có curzerenon chiếm hàm lượng 20%trong tinh dầu Tinh dầu này có n :1,5132;d :1,0040;30D 2020 22 0

D : 9,1

Theo S.Zhang và cộng sự, tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb ở

Trung Quốc chứa curcumenol, isocurcumenol, germacron và curzerenon Trước đócác tác giả này đã xác định trong tinh dầu này có chứa α-pinen, limonen, linalol,caryophyllen và curzerenon với hàm lượng cao

Tinh dầu thân rễ Curcuma aeruginosa Roxb ở Indonesia có chứa các hợp

chất sau: isocurcumenol (8,5%); β-eudesmol (6,5%); curdion (3,6%); curcumenol(9,9%); curcumanolid A và B (11,4%); dehidrocurdion (9,4%) và curcumol (1,9%)

Tinh dầu thân rễ loài Curcuma aeruginosa Roxb ở Kerala, Ấn Độ được phân

tích bằng GC và GC/MS 50 hợp chất được phát hiện trong đó các cấu tử chính làcurzerenon (16,7%), dehidrocurdion (13,9%); 1,8-cineol (13,6%) và camphor(10,1%) Việc phát hiện dehidrocurdion được khẳng định bằng phổ 1H- NMR

Tinh dầu được chưng cất từ thân rễ loài Curcuma aeruginosa Roxb ở Thái

Lan chứa các cấu tử chính là β-pinen (7,71%); 1,8-cineol (9,64%) và curzerenon(41,63%)

Theo tài liệu [6], Phan Minh Giang, Văn Ngọc Hướng và Phan Tống Sơnnghiên cứu TPHH của dịch chiết ete dầu hỏa (sau khi chiết bằng etanol) từ thân rễ

nghệ xanh “var B” (Curcuma aff aeruginosa Roxb.) thu thập vào tháng 11 dương

lịch ở Phú Thụy, Gia Lâm ngoại thành Hà Nội năm 1998 thu được các sesquiterpenvà sesquiterpenoic sau: β-elemen (1,3%); isocaryophyllen (0,3%); γ-elemen(1,3%); α-curcumen (0,1%); α-humulen (0,5%); β-guaien + γ-muurolen (0,2%);(E)-β-farnensen (0,4%), furanodien (2,7%); virdifloren (0,6%); β- chamigren(0,1%); δ-cadinen (0,1%); β-sesquiphellandren (0,3%); humulen epoxit II (0,1%);furanodienon + curzerenon (23,1%); β- eudesmol (0,6%); guaiazulen (1,3%); (E,E)-gemacron (5,2%); curdion (15,3%); curcumol (3,2%); curcumenol (2,7%) Bảy cấu

tử đã được phân lập từ dịch chiết trên là furanodien, (E,E)-gemacron, furanodienon,curdion, curzerenon, curcumol và curcumenon

O

1

4 14

15

7 11 13 12

1

4

15 7

11 12 13 14

15

7 11 13 12

1

4

15 7

11 12 13 14

O O

15

7 11 13 12 10

O

2 3

H

H O

4 1

Nhận được dưới dạng dầu Nhận được dưới dạng tinh thể Đnc:1410C GC-MS:m/z 230 (M+, C15H18O2) GC-MS:m/z 236 (M+, C15H24O2)

H O 4

1

CurcumenolNhận được dưới dạng tinh thể Đnc: 1160CGC-MS:m/z 234 (M+, C15H22O2) Cũng loài này, khi ngâm chiết thân rễ bằng metanol thu được: Zedoalacton

A, zedoalacton B, zedoarondiol [24]

O 1

4 5

6 78 9 10

Zedoalacton A Zedoalacton B Zedoarondiol

Theo tài liệu [6], [8] Phan Minh Giang và các cộng sự đã phân lập, nhậndạng và thử hoạt tính sinh học của các sesquiterpenoic từ thân rễ nghệ xanh

Curcuma aff aeruginosa Roxb Thân rễ nghệ xanh (Curcuma aff aeruginosa

Roxb.) (30kg) được thu thập ở Phú Thụy, ngoại thành Hà Nội vào tháng 2 năm

2004 Sau khi được rửa sạch và thái lát mỏng, nguyên liệu này được hong khô ngoàikhông khí, rồi sấy khô ở nhiệt độ 40-500C và xay thành bột mịn Kết quả thu được

5 kg bột khô thân rễ nghệ xanh 5 kg bột thân rễ nghệ xanh khô được ngâm chiếtvới metanol ở nhiệt độ phòng (3 lần, mỗi lần trong 3 ngày) Các dịch chiết metanolđược gộp chung và cô quay dưới áp suất giảm cho đến còn 1/10 thể tích Pha loãngdịch metanol bằng nước, rồi chiết lần lượt với n-hexan, etyl axetat và n-butanol.Các dịch chiết được làm khan bằng Na2SO4, cất loại kiệt dung môi dưới áp suấtgiảm để thu được các phần chiết tương ứng: phần chiết n-hexan (H, 157g), etylaxetat (E, 30g) và n-butanol (B, 7g)

Tiến hành SKC với 10 gam phần chiết n-hexan (H) trên 100 gam silicagel( cỡ hạt 63-100µm) Giải hấp phụ bằng hệ dung môi n-hexan: etyl axetat ( tỷ lệ

100:0, 98:2, 90:1, 80:2, 50:50, ), thu 189 phân đoạn ( mỗi phân đoạn 20ml), đượcgom thành 17 phân đoạn (H1-H17)

Nhóm phân đoạn H3 ( pđ 28-33; 0,2g) được tinh chế bằng SKC nhanh (FC)với silicagel (15-40µm), rửa giải bằng n-hexan: etyl axetat ( tỷ lệ 98:2, 90:10, ),

rồi kết tinh lại trong n-hexan, thu được 70mg curdion

Nhóm phân đoạn H7 (pđ 68-77; 0,4g) được kết tinh lại trong axeton, thuđược 150 mg zederon Đây là lần đầu tiên zederon, một hợp chất epoxyxeton kiểufuranogermacran được phân lập từ cây nghệ xanh

Năm 2007, Trần Thanh Lương và các cộng sự đã công bố phân lập được một

số hợp chất hóa học từ thân rễ nghệ xanh Curcuma aeruginosa trồng ở Tam Đảo,

Vĩnh Phú Thân rễ tươi (6,4kg) sau khi lấy tinh dầu được sấy khô ở nhiệt độ 50

-60oC còn lại 604g, xay nhỏ và ngâm với EtOH nhiều lần ở nhiệt độ phòng CaoEtOH được chiết lần lượt qua ete dầu, EtOAc thu được 22,4g và 18,6g cao tươngứng [11]

Lấy 10g cao ete dầu hỏa tiến hành SKC silicagel (100g) với dung môi rửagiải lần lượt là ete dầu hỏa/CHCl3 từ 100:0 → 90:10 → 0:100 và CHCl3 - EtOAc từ100:0 → 80:20 thu được 10 phân đoạn Tiếp tục tinh chế các phân đoạn SKC với hệdung môi ete dầu hỏa - CHCl3 với tỉ lệ 1:1 đối với phân đoạn 6 thu được zederon; tỉ

lệ 25:75 cho phân đoạn 7 (682mg) thu được hỗn hợp stigmasterol và β-sistosterol và

tỉ lệ 20:80 cho phân đoạn 8 (99,5mg) thu được rutaecarpin [11]

Đối với cao EtOAc (5g) tiến hành SKC silicagel (50g) với hệ dung môi etedầu/EtOAc (100:0 → 90:10 → 0:100) thu được 12 phân đoạn Tinh chế phân đoạn 3(225mg) bằng SKC silicagel với dung môi CHCl3 thu được evodiamin

N

N N

O

N

N N

H 3 C H

to, kinh bế và ăn uống không tiêu Ở Inđonesia, Malayxia dùng sắc nước cho phụ

nữ uống sau khi sinh, trị ho, hen suyễn, trị vảy da và trị gàu

1.2.3 Curcuma angustifolia Roxb (Nghệ lá hẹp)

* Đặc điểm thực vật

Thân thảo cao 40-50cm; thân rễ nhỏ 2-3cm, màu trắng ngà, ngoài bìa hơivàng, vị đắng; lá hình xoan hẹp, phiến lá thẳng, dày và cứng, dài 45 cm, rộng 5-7

cm, các lá trên có cuống dài 15 cm; phát hoa ở đất, xuất hiện trước lá, cụm hoa dài

10 cm, gắn trên trục dài 8-10 cm; thân mang hoa và thân mang lá khác nhau, các láhoa trên chóp cụm hoa có màu tím hồng, lá hoa dưới màu xanh có chót tía; hoa cómàu hồng cam, cánh hoa môi màu vàng Phân bố ở Ấn Độ, Lào và Việt Nam Ởnước ta có gặp tại Tây Ninh

* Về mặt hóa học:

Tinh dầu thân rễ Curcuma angustifolia Roxb trồng ở trung tâm và miền

nam Ấn Độ được phân tích bằng phương pháp GC/MS nhận ra 81 và 78 cấu tử,chiếm 95% và 99% hàm lượng tinh dầu tương ứng Những cấu tử chính của tinhdầu thân dễ cây này ở trung tâm Ấn Độ gồm các đồng phân của xanthorrhizol(12,7%), methyl eugenol (10,5%), axit palmitic (5,2%) và camphor (4,2%) Tinh

dầu thân rễ cây này ở Travancore (miền nam Ấn Độ) chứa germacron (12,8%),

camphor (12,3%), isoborneol (8,7%), curdion (8,4%) và 1,8-cineol (4,8%)

Theo tài liệu [18], Nguyễn Thị Bích Tuyết đã so sánh TPHH tinh dầu thân rễ

nghệ lá hẹp Curcuma angustifolia Roxb ở Việt Nam ở hai mẫu tươi và khô theo

phân tích GC/MS, cho thấy thành phần chính là Camphor (12,6% ở thân rễ tươi;12,11% ở thân rễ khô); đặc biệt hàm lượng curzerenon rất cao (57,3% ở thân rễ tươivà 38,01% ở thân rễ khô) Các cấu tử khác thường gặp trong tinh dầu nhưgermacren, ar-curcumen, curzerenen cũng có mặt, đặc biệt ở tinh dầu thân rễ khô.Một số chất thường gặp ở tinh dầu gừng cũng được tìm thấy chẳng hạn α-hulumen,borneol, camphen [18]

1.2.4 Curcuma zedoaria (Berg.) Rosc

(Nghệ đen, Nga truật, Ngải tím, Tam nại, Nghệ tím) [10], [13], [14]

* Đặc điểm thực vật

Cây thảo cao chừng 1-1.5m, có thân rễ hình nón, có khía dọc, củ toả ra theohình chân vịt, dày, nạc, màu vàng nhạt ở trong; củ già có những vòng màu đen.Ngoài những củ chính ra, còn có những củ phụ có cuống trái xoan hay hình quả lê,màu trắng Lá có bẹ dài ở gốc, phiến hình mũi mác, dài tới 60cm, rộng 8cm, cónhững đốm đỏ dọc theo gân chính; không có cuống hay có cuống ngắn Cánh hoa ởbên cạnh thân có lá, mọc từ rễ, dài tới 20cm, thường xuất hiện trước khi ra lá.

Mọc hoang ở Himalaya, Xrilanca và Chittagong (Ấn Độ) Ở nước ta cũnggặp cây mọc hoang và thường được trồng khắp nơi từ Bắc vào Nam.[10]

Tinh dầu thân rễ của loài Curcuma zedoaria Rosc ở huyện Đô Lương tỉnh

Nghệ An (mẫu 1) và ở huyện Hương Sơn tỉnh Hà Tĩnh (mẫu 2) được chưng cấtbằng phương pháp lôi cuốn hơi nước với hàm lượng tinh dầu 0,22% Các mẫu đượcphân tích bằng phương pháp GC và GC/MS hơn 50 cấu tử được xác định Các cấu

tử chính là epicurzerenon (15,0%; 38,8%), germacron (22,6%; 14,8%), β-pinen(2,9%; 2,5%); 1,8-cineol (4,8%; 0,2%), camphor (2,0%; lượng vết), isoborneol(1,0%; lượng vết), β-elemen (1,2%; 0,3%), zingiberen (1,0%; 0,3%), benzofuran 6-ethyxyl-4,5,6,7-tetrahydro-3,6-dimethyl-5-isopropenyl (2,09%; 2,8%), 2,4-diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl-xyclohexan (1,3%; 1,3%), germacren (1,8%; 2,3%),α-cadinol (1,4%; 0,9%), T-muurolol (1,5%; 1,3%), dẫn xuất furanodien (1,6%;3,8%) tương ứng với mẫu 1 và mẫu 2 [14]

Theo tài liệu [25] tinh dầu thu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi

nước từ lá cây C zedoaria Rosc được nghiên cứu bằng phương pháp GC/MS xác định được 23 cấu tử, chiếm 75% lượng tinh dầu Tinh dầu C zedoaria Rosc chủ

yếu chứa mono- và sesquiterpenoic, các monoterpen hydrocarbon (2,3%), cácmonoterpen oxy (26%), cấu tử chính của tinh dầu lá gồm α-terpinyl axetat (8,4%),isoborneol (7%), dehydrocurdion (9%) và selina-4(15),7(11)-dien-8-on (9,4%)

Những khảo sát hóa học trên tinh dầu thân rễ C zedoaria Rosc (ở Ấn Độ)

của các tác giả Gurdip Singh, Om Prakash Singh, Y R Prasad, M P Lampasona và CCatalan (09/2003) sử dụng kỹ thuật HPLC, GC và GC/MS cho thấy cấu tử chính

gồm 1,8-cineol (18,5%), o- và p-cymen (18,42%) và α-phellandren (14,93%),

terpinolen (4,11%), α-pinen (3,28%), turmeron (3,1%), pinen (2,93%), phellandren (2,0%)… Tinh dầu này được sử dụng để sản xuất thuốc diệt côn trùng

β-Odontotermes obesus Rhamb, với liều tối thiểu 2 µL dùng trong khoảng thời gian

24 giờ, côn trùng bị tiêu diệt 100% [23]

Năm 1985, Yoshinori Shiobara và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu các

bộ phận của Curcuma zedoaria Roscoe mua từ đảo Yahushima, Nhật Bản Đối với

bộ phận thân rễ khô (16kg), các tác giả đem chiết với CH2Cl2 trong 3 ngày, cô đuổidung môi thu được 500g cao Lấy 5g thực hiện SKC silicagel (100g) với hệ dungmôi n-hexan - EtOAc có nồng độ tăng tuyến tính từ 99:1 (n-hexan, 400ml) → 98:2(200ml) → 97:3 (750ml) → 95:5 (1500ml) thu mỗi phân đoạn 50ml Phân đoạn 14

cô đuổi dung môi và tiến hành SKC Sephadex LH-20 (CHCl3 - MeOH, 1:1) thuđược germacron (22mg, mp50 - 51o) Cao của phân đoạn 15-17 thực hiện SKCsilicagel với n-hexan - EtOAc (2:1) thu được curzeremon Phân đoạn 19-22 xử lýtương tự thu được furanodienon (127mg, mp89 - 91o) Phân đoạn 23-25 chứa haispirolacton (124mg) được tinh chế bằng HPLC điều chế cho curcumanol A (23mg)và curcumanol B (14mg) Các phân đoạn 28-32 và 34-40 tiến hành SKC silicagel(n-hexan - CH2Cl2, 1:2) thu được dehydrocurdion (502mg)và isocurcumenol (61mg)tương ứng Tương tự, đối với phân đoạn 44-46 rửa giải bằng CH2Cl2 thu đượczederon (180mg); phân đoạn 54-57 thu được curcumenol (104mg) và phân đoạn 61-

69 với hệ dung môi CH2Cl2 - CHCl3 (1:1) thu được curcumenon (136mg)

Đối với chồi non (58g) tác giả cắt nhỏ và chiết với CH2Cl2 trong 3 ngày Caothu được (130mg) tiến hành SKC trên silicagel (5g) với CH2Cl2 thu mỗi phân đoạn20ml Phân đoạn 8-10, cô đuổi dung môi, sau đó tiến hành SKC Sephadex LH-20với hệ dung môi rửa giải là CHCl3 - MeOH (1:1) thu được (+)-germacron-4,5-epoxit(4,4mg)

Cũng với Curcuma zedoaria Roscoe lấy ở đảo Yakushima, Nhật Bản, Isao

Louo và Nobusuke chiết thân rễ tươi với MeOH Cao MeOH (214g) hòa tan trong1lít H2O và chiết lần lượt với đietyl ete (300ml) và n-BuOH (300ml) Dịch n-BuOH

cô đuổi dung môi và chạy Amberlite XAD-2CC, rửa giải với H2O → H2O - MeOH(1:1) → MeOH Hai phân đoạn sau được gộp lại và cô kiệt dung môi thu được 11gcao, tiến hành SKC silicagel (CHCl3 - MeOH, 4:1) thu mỗi phân đoạn 50ml Gộpphân đoạn 10-15 và tiếp tục SKC với EtOAc (9:1) thu mỗi phân đoạn 30ml Phânđoạn 10-13 kết tinh lại trong CHCl3 thu được zedoarondiol (324mg)

H Makabe và cộng sự chiết thân rễ tươi Curcuma zedoaria Roscoe (3,6kg,

cây trồng ở Okinawa, Nhật Bản) với MeOH Cao thô thêm nước và chiết lần lượtvới benzen, EtOAc thu được hai cao tương ứng với khối lượng 7,8g và 0,6g Phầncao benzen có hoạt tính chống viêm được chạy SKC silicagel (400g) với hệ dungmôi EtOAc - n-hexan nồng độ tăng theo kiểu bậc thang (10%) Phân đoạn 20%EtOAc - n-hexan (1,6g) tiếp tục tinh chế bằng TLC thu được furanodien (8mg),furanodienon (384mg), urfurenon (4mg), curzedon (7mg), germacron (10mg) vàmột hợp chất dạng dẻo, không màu (8mg), có công thức như sau

O

O

1 2 3

8 9 10

11 12

13 14

15

Xử lý tương tự đối với phân đoạn 30% EtOAc - n-hexan (3,4g) thu đượcdehydrocurion (33mg); phân đoạn 40% (0,88g) thu được zederon (70mg) vàcurcumenon (22mg)

Phân đoạn EtOAc (0,6g) cũng tiến hành SKC silicagel (30g) với hệ dung môi

có nồng độ tăng tiến theo kiểu bậc thang 10% EtOAc - n-hexan Phân đoạn 70%(25mg) được tinh chế bằng TLC thu được zedoarinediol (20mg).[24]

Năm 2003, Hideo Etoh và cộng sự chiết rễ (800g) Curcuma zedoaria

Roscoe trồng ở Okinawa, Nhật Bản Cao n-hexan (3,47g) được SKC silicagel với

hệ dung môi n-hexan - EtOAc (9:1) thu được isoprocurmenol (29mg, 0,0033%)

Isoprocurcumenol có khả năng ức chế đối với the Blue Musel (0,7mg/ đường kính

4cm) Mạnh gấp 2 lần so với chuẩn CuSO4[20]

* Công dụng

Thân rễ được dùng làm thuốc chữa đau ngực, đau bụng, ăn uống không tiêu, giúp

sự tiêu hoá, chữa ho, làm thuốc điều kinh và còn dùng làm thuốc kích thích và bổ [16]

Ở Ấn Độ, thân rễ được dùng làm thuốc giúp kích thích tiêu hóa, làm mát,làm thơm, dùng đắp lên vết thâm tím và các chỗ đau, hoặc dùng phối hợp với hồtiêu, quế và mật ong sắc uống trị bệnh cảm lạnh Ở Vân Nam ( Trung Quốc), thân rễdùng chữa bế kinh đau bụng, ăn uống không tiêu, biếng ăn, đòn ngã tổn thương

1.3 Công dụng của một số chất chiết tách từ nghệ

Thành phần chính của tinh nghệ là hoạt chất curcumin Hoạt chất curcumintrong nghệ vàng có hoạt tính sinh học khá độc đáo như giải độc gan, ngăn cản sựphát triển của vi trùng lao, hàn gắn vết thương trong và ngoài cơ thể, chống viêmloét dạ dày, hành tá tràng, đường tiết niệu Curcumin còn là chất chống oxi hóamạnh, có khả năng tiêu diệt các gốc tự do và các loại men hại gây ung thư có trongthức ăn, nước uống hằng ngày [17]

Một nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học thuộc Đại học Haward (Mỹ)cho thấy curcumin có tác dụng kháng virus HIV ở cả hai thể cấp và mãn tính của tếbào Hy vọng rằng curcumin được điều chế từ nghệ vàng sẽ là một trong những loạithuốc hiệu lực chống lại bệnh HIV-AIDS với mức phí tổn mà nhiều người có thểchấp nhận được

Theo các nghiên cứu mới đây, Curcumin có hoạt tính chống viêm và là mộtchất có khả năng ức chế phản ứng oxi hóa do các enzym sinh ra Curcumin có thểtriệt tiêu sự phát triển của khối u bởi việc ngăn chặn những con đường truyền tínhtrạng trong những tế bào Sự phân hủy của curcumin phụ thuộc vào pH của môitrường, Curcumin phân hủy nhanh chóng trong môi trường huyết thanh tự do Trên

cơ sở phân tích phổ khối lượng và đo quang (sự giảm cấp của curcumin trong dungdịch đệm phốt phát 0.1 M ở pH 7.2), xác định được trans-6-(4’-hydroxy-3’-methoxy-phenyl)-2,4-dioxo-5-hexenal là sản phẩm giảm cấp chính; vanillin, axitferulic và feruloylmethane là những sản phẩm giảm cấp phụ

Vanillin xuất hiện làm tăng thêm ức chế sự phát sinh đột biến trong vi khuẩnvà những tế bào loài động vật có vú Nó có thể đóng vai một chất kháng đột biếnbằng việc sửa đổi sự sao chép ADN và phục hồi những hệ thống ADN sau thiệt hại

tế bào ADN gây ra bởi những đột biến xuất hiện Vanillin là một chất thu dọn cácgốc superoxide và hidroxyl [25]

Chất (4S,5S)-(+)gemeron-4,6-epoxid trích ly từ cây nghệ trắng (Curcuma

aromatica) đã được đăng ký bằng sáng chế ở Nhật Bản để trị bệnh tiểu đường Tinh

dầu nghệ Curcuma aromatica đã dùng vào điều trị các khối u não được phát hiện sớm.

Thử nghiệm các dịch chiết từ thân rễ cây nghệ xanh (Curcuma aeruginosa)

mọc ở Việt Nam cho thấy, chúng có tác dụng ức chế 8 loại vi khuẩn gây bệnh.Riêng curdion- một loại sesquiterpendiceton thường gặp trong nhiều loại nghệ- kìm

hãm sự phát triển của Escherichia coli, Salmonellatyphi, Kieb pneumoniac và

Staphylococus aureus là các loại vi khuẩn gây bệnh, đifurocumenon được phân lập

từ C.aeruginosa có thể dùng làm thuốc [17] Các nghiên cứu mới đây cho thấy

curdion có khả năng kháng vi nấm Aspergillus niger (MIC 50=µg/ml) và vi khuẩn

Staphyococcus aureus (MIC 50µg/ml) trong khi zederon lại thể hiện hoạt tính

kháng Candida albicans (MIC 50µg/ml) Cả hai hợp chất này đều ức chế Fusarium

oxysporum (MIC 25µg/ml) [8]

Curzerenon và các đồng phân epicurzerenon, furanodienon, isofuradienonđều là những chất có tính kháng khuẩn đã được nghiên cứu ở Nhật Bản qua các

chiết xuất của nghệ xanh (C aeruginosa Roxb.) Furanodien và furanodienon có

hoạt tính chống viêm chứng phù tai trên Đây là phát hiện đầu tiên về nhữngsesquiterpenoic khung germacron có hoạt tính chống viêm [26]

Nghệ còn giúp chống lão hóa da, ngăn ngừa sự hình thành các nếp nhăn, vếtnám, làm cho da mịn màng, tươi trẻ Nghệ còn hỗ trợ chống viêm, loét do ức chế cácchất trung gian gây viêm như cyclooxygenaza (COX - 2), lipooxy-genaza (LOX)… Hỗtrợ chống xơ vữa động mạch do cholesterol và tăng độ bền mao mạch ngoại vi.[25]

1.4 Tình hình nghiên cứu về hóa học loài Curcuma sp ở Quảng Ngãi

Hiện nay ở Quảng Ngãi mới chỉ có công bố kết quả nghiên cứu về loài nghệ

xanh (Curcuma aeruginosa Roxb.) của tác giả Vũ Thị Liên Hương, chưa có tài liệu nào cho thấy sự nghiên cứu về mặt hóa học loài Curcuma aromatica Salisb ở

Quảng Ngãi

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

2.1 Phương pháp xử lý mẫu thực vật

2.1.1 Mơ tả đặc điểm thực vật của cây

- Địa thực vật, cĩ thân khí sinh cao 1 -1,5 m, thân ngầm (củ) màu vàng tái, rấtthơm Lá cĩ phiến dài 30-60 cm, rộng 15 cm, gân chính lõm sâu ở mặt trên, lồi mặtdưới; cuống ngắn Hoa tự (cụm hoa) mọc độc lập từ thân ngầm ở đất, khơng qua trụcthân khí sinh, thường cao khoảng 20 cm, rộng khoảng 6-8 cm, lá hoa cĩ đỉnh màuphớt hồng; cánh hoa màu hồng, dài 1-1,5 cm, cánh mơi trịn; bầu nỗn cĩ lơng

Hình 2.1 Một số hình ảnh về lá và thân rễ nghệ trắng

2.1.2 Thu và xử lý mẫu thực vật

Mẫu cây nghệ trắng (Curcuma aromatica Salisb.) được lấy ở huyện Tây

Trà, tỉnh Quảng Ngãi

Mẫu sau khi lấy được rửa sạch, để ráo nước tự nhiên ở nhiệt độ phịng Thân

rễ tươi đem xay, lọc, ép rồi chưng cất để thu TD, rồi lần lượt chiết trong các dungmơi hữu cơ khác nhau

2.2 Thu, định lượng, xác định TPHH của tinh dầu

Tiến hành thu tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước cĩgắn ống sinh hàn hồi lưu tại phịng thí nghiệm hợp chất thiên nhiên trường ĐHSPHuế Lấy 400g vỏ thân rễ cho vào bình cầu đáy trịn 1000ml, đổ nước cất đến 2/3bình, lắp ống sinh hàn và bình hứng cĩ thiết bị hồi lưu nước, đun trên bếp điện 6giờ, thu được 1,2ml tinh dầu sánh, màu tím (1,07g)

- Xác định hàm lượng tinh dầu theo phương pháp dược điển Việt Nam.

- Xác định TPHH tinh dầu bằng phương pháp GC/MS.