Nghiên cứu thành phần hóa học và xác định cấu trúc một số chất trong dịch chiết thân rễ của cây riềng (alpinia purpurata) ở thành phố hội an quảng nam

Để góp phần vào việc nghiên cứu một cách sâu hơn và rộng hơn các loài riéng có ở trong nước, chúng tôi chọn để tài: “Wghiên cứu thành phân hóa học và xác định cấu trúc một số chất trong

-]-

BQ GIAO DUC VA DAO TAO DAI HOC DA NANG

LE vU CHAU

NGHIEN CUU THANH PHAN HOA HOC VA XAC DINH

CAU TRUC MOT SO CHAT TRONG DICH CHIET

THAN RE CUA CAY RIENG (ALPINIA PURPURATA) O

THANH PHO HOI AN - QUANG NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ

Mã số : 60.44.27

TOM TAT LUAN VAN THAC Si KHOA HOC

Da Nang - Năm 2011

_2- Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN THỊ BÍCH TUYẾT

Phản biện 1: PGS.TS LÊ TỰ HẢI

Phản bién 2: GS.TSKH TRAN VAN HOANG

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học họp tại Đại Học Đà Nẵng vào ngày 28

tháng 10 năm 2011

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Sư phạm

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng

-3-

MO DAU

1 Lido chon dé tai

Nước Việt Nam chúng ta nằm trong vùng nhiệt đới cho nên những

điều kiện khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng .và hơn hết

điều kiện thổ nhưỡng đặc trưng thích hợp cho nhiễu loài thực vật có

giá trị tồn tại và phát triển Đó là nguồn tài nguyên sinh học quý giá,

thuộc loại tài nguyên tái tạo được Từ thời xa xưa cho đến xã hội loài

người hiện nay đều khai thác nguồn tài nguyên này để làm thực

phẩm, thuốc chữa bệnh, các vật liệu cũng như nhiên liệu cho cuộc

sống thường ngày

Trong số các loài cây cỏ quen thuộc gắn bó với cuộc sống thường

ngày của nhân dân ở nước ta phải kế đến riềng Riêng là các thực vật

thudc chi Alpinia, ho Zingiberaceae rất phô biên ở nước ta Chúng

không những mọc hoang rất nhiều mà còn được trồng khá phổ biến

để dùng làm gia vị cho nhiều món ăn phổ biến hằng ngày Ngoài ra

nó còn được như là một loại thuốc được dùng cả trong y học hiện đại

và y học cô truyền để làm thuốc kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngon,

chữa đây hơi, các chứng đau bụng do lạnh, bụng day trướng, nôn

mửa, tiêu chảy Ngày nay, người ta còn trồng riểng như là một loại

cây cảnh quanh nhà

Do tính chất sử dụng rộng rãi, nên đã có nhiều công trình khoa

học nghiên cứu về thực vật cũng như hóa học, nhăm lựa chọn nâng

cao giá trị sử dụng của mỗi loài Tuy nhiên sự nghiên cứu các loài

riêng vê thành phân hoá học, công dụng cũng như sô lượng các loài

-4- riỀng còn chưa đầy đủ và không đông nhất ở một số tài liệu Để góp

phần vào việc nghiên cứu một cách sâu hơn và rộng hơn các loài

riéng có ở trong nước, chúng tôi chọn để tài: “Wghiên cứu thành phân hóa học và xác định cấu trúc một số chất trong dịch chiết thân rễ của cây riêng (Alpiia purpurata) ở thành phố Hội An - Quảng Nam” và từ đó có thể đưa ra hướng khai thác và ứng dụng loại riéng nay trong đời sống

2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu thành phan hoá học của dịch chiết thân rễ Alpinia purpurafa trong dụng môi hexan, cloroform, thử hoạt tính sinh học các dịch chiết của cây Alpinia purpurata trong cao cloroform va cao nước

3 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu Dịch chiết từ thân rễ (Alpimia purpurara) ở thành phố Hội An, tỉnh Quang Nam bang dung môi n-Hexan, cloroform, metanol

4 Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lí thuyết Phương pháp nghiên cứu các hợp chất tự nhiên, tổng quan các tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành phan hoá học, ứng dụng của các cây thuộc chỉ: Aipimia, họ Z1ngiberaceae, các phương pháp tách chiết, phương pháp xác định thành phần hóa học VV

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp chiết: Phương pháp ngâm chiết

- Phương pháp vật lí:

_5- + Sắc kí khí khối phô (GC- MS): để xác định thành phân, cấu tạo

và hàm lượng một số chất trong dịch cô n - hexan

+ Sắc kí lỏng cao áp khối phô (LC/MS): đề xác định thành phần

hoá học, cấu tạo và hàm lượng một số chất trong địch cô cloroform

và địch cô nước

+ Thử hoạt tính sinh học của các dịch chiết

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Từ các nghiên cứu trên, luận văn đã thu được một số kết qua voi

những đóng góp thiết thực sau:

- Cung cấp thông tin khoa học vẻ thành phần, cấu tạo một số hợp

chất chính có trong dịch chiết thân rễ (Alpinia purpurata) cay riéng

ở thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam trong dung môi n-hexan góp

phân nâng cao giá trị sử dụng của cây riéng

- Định hướng cho việc ứng dụng các dịch chiết trong dung môi

cloroform và nước dựa trên kết quá hoạt tính sinh học của các dịch

chiết này

6 Cấu trúc luận văn

Phần mở đầu 3 trang, kết luận 1 trang va tdi liệu tham khảo 3

trang

Nội dung luận văn chia làm 3 chương

Chương I1: Tổng quan (31 trang)

Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm ( 7 trang)

Chương 3: Kết quả và thảo luận (21 trang)

Chuong 1: TONG QUAN 1.1 Sơ lược về một số loại cây họ Gừng (Zingiberaceae) 1.2 Đặc điểm hình thái thực vật và thành phần hóa học của một

số cây thuộc chỉ Riềng (Alpinia) 1.2.1 Đặc điểm hình thái thực vật của một số cây thuộc chỉ Alpimia [1], [3]

1.2.2 Chi Alpinia 6 Viét Nam

Ở nước ta chi Aipinia khá phong phú Chúng sinh trưởng trong vùng rừng núi ở hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam Một số loài được coi 1a dac httu, vi du nhu Alpinia phuthoensis Gagnep., Alpinia tonkinensis Gagnep

Theo Phạm Hoàng Hộ [II], ở Việt Nam có hơn 20 loài Aipinia khác nhau Các loài này được liét ké trong Bang 1.1

Bang 1.1 Cac loai Alpinia 6 Viét Nam [3], [4], [11], [14]

Nam

Alpima bracteata’ Roxb | Riêng bẹ, Tuyên Quang,

1 (Alpinia blepharocalyx K.| Riểngdài | Ninh Binh, Lâm

Riêng lưỡi ngăn

Kontum, Lâm

_8-

Riêng Phú

Thọ

(Vieill) K Schum

Riéng Bac

Ré Băc bộ

17 | Alpinia venlutina Ridl Riéng long Alpinia zerumbet (Pers.), Các tỉnh miên

Alpinia speciosa (WalL) oo, Bắc, Thừa

Schum Burtt et Sm., Alpinia Thién-Hué, Ba

Riéng tau, Déng, Lang Alpinia chinensis (Retz.)

Roscoe

khuong Tĩnh, Thừa

Thiên -Huế

4 | Alpinia conchigera Griff Riêng rừng Đông Nai

Alpinia gagnepainii K Riéng

6 | Alpinia galanga (L.) Willd Riéng nép ,

Bac Cao Bang, Lang Alpinia —globosa_ (Lour.)

Horan

Vĩnh Phúc Riêng

Henry

Riéng Lao, | Ha Tién, Quang

9 | Alpinia laoensis Gagnep e

10 Alpinia malaccensis (Burm Riéng Ha Giang, Ha

Riéng Sài Gòn, Đông I1 | Alpinia mutica Roxb

Riéng, Các tỉnh phía

Riêng thuôc Bac

1.2.3 Cong dung m6t sé lodi Alpinia 1.2.4 Thanh phan héa hoc ciia mét sé lodi Alpinia da nghién citu 1.2.4.1

1.2.4.2

1.2.4.3

1.2.4.4

1.2.4.5

1.2.4.6

1.2.4.7

1.2.4.8

Alpinia chinensis Rosc-Riéng tau Alpinia galanga Willd-Riéng nép (riéng am, hong ddu khẩu) Alpinia katsumadai Hayt — Thao dau

Alpima officinarum Hance — Riêng (riêng thuốc) Alpinia oxyphylla Mig-Ich trí nhân

Alpinia speciosa Schumanm-Riéng dm(meé tré ba) Alpimia tonkinenesis Gagnep- Riêng Bắc bộ Catimbium latilabre (Rild) Holtt- Riéng gid (mé tré phat)

_0- 1.2.4.9 Alpinia breviligulata Gagnep-Riéng mép ngắn

1.2.4.10 Alpinia conchigera Griff - Riéng ring

1.2.4.11, Alpinia calcarata Rose

1.2.4.12 Alpinia hainanensis - Riêng Hải Nam

1.2.4.13 Alpinia smithiae

1.3 Cơ sở lý thuyết các phương pháp tách chiết các hợp chất hữu

cơ [19]

1.3.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp chưng cất lôi cuỗn hơi nước

1.3.2 Cơ sở của phương pháp chiết Soxklet

1.3.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp sắc kí

1.3.3.1 Sơ lược về sắc kí

1.3.3.2 Sắc ký khí (ŒC: gas chromatography)

1.3.3.3 Khoi pho (MS: mass spectroscopy)

1.3.3.4 Sắc ký khí ghép khối phổ ( GC-MS)

-10- CHUONG 2: NGHIEN CUU THUC NGHIEM 2.1 Đặc điểm chung về cây Alpinia purpurata ở thành phố Hội

An, tỉnh Quảng Nam 2.1.1 Nguôn gốc, sự phân bố

Ở Hội An, người dân trồng cây Alpinia purpurafa trong vườn nhà

để làm cây cảnh ở chậu hay bổn hoa 2.1.2 Đặc điểm thực vật

se Tên khoa học: Alpinia

® Tên thực vật: Alpinia purpurata

® Họ: Zingiberaceae (Gừng)

e Chi: Alpinia Alpinia purpurata (Vieill ) K.Schum.- Riéng tia, Se dé, Ving hồng, Đuôi chỗn đỏ, Vừng hồng

Cây có thân rễ mập, đẻ nhiều nhánh Thân thắng cao 1 - 1,5m Lá lớn, có cuống dạng bẹ dài; phiến lá dài 40 - 50cm, rộng 14 - 16cm, màu xanh bóng, cứng

Cụm hoa ở ngọn, dạng bông, dài 30cm lá bắc nhiều, màu đỏ tươi,

xếp sát nhau, dạng lòng thuyền Hoa màu trắng, cao 5 - 6cm; đài cao 2,5cm; tràng có ống cao; nhị lép cao 1,3cm Hoa nhỏ đã bị trụy nằm trong nách các lá hoa to có màu đỏ tươi hay màu hồng nhạt — tụ tập ở đầu cành thành hình chùy khá đẹp và bên, có thể vài tháng Nếu cắt cắm cũng bên được 5 — 7 ngày Cây sống nhiều năm nhờ thân ngầm ở đất gọi là căn hành, dạng như chuối hoa, gừng, riềng củ mang

nhiều chổi Mỗi chỗi phát triển lên trên mặt đất một thân giả hình trụ

- 11-

do bẹ lá bọc lây nhau, cao đến 1 —- 2 mét mang hai hàng lá hai bên Lá

to như lá riêng, thơm

ee - 2

Hình 2.1 Cây Alpinia purpurafa ở thành phố Hội An

Nhờ hoa bên và đẹp, lại siêng hoa, hầu như quanh năm nên được

trông đề cắt cành hoặc chưng chậu Đất trông cân âm mát nhưng phải

dễ thoát nước Ngay gốc chùy hoa sắp tàn ta thây các chôi cây con

xuất hiện ở nách các lá hoa Khi hoa héo khô các chôi này có rễ, có

thé tach trong dé gây giông Ta gọi đó là những truyện thê

Đây là loài cây khá kinh tế, cho hoa quanh năm mà không cân

chăm sóc nhiêu, chỉ cân lưu ý trị sâu kèn ăn lá, rây bông bám ở hoa —

và nhât là bệnh thôi vào mùa mưa ở nơi dễ ting ngap

2.2 Phương pháp xử lý mẫu thực vật, thiết bị, dụng cụ và hóa

chất

2.2.1 Phương pháp xử lí mẫu thực vật

Mau (Alpinia purpurata) duoc lây tại thành phô Hội An, tỉnh

Quảng Nam (05/2010) Sau đó, mẫu được rửa sạch, dé ráo nước, cắt

lát mỏng, cho vào máy xay sinh tô để nghiên nhỏ, ép lây dịch và bả

-12- tươi sau đó tiễn hành ngâm tronø metanol (phương pháp chiết ngâm

dâm)

2.2.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.2.2.1 Hóa chất

Đề thực hiện đê tài này, chúng tôi sử dụng một số hóa chất sau:

- Clorofom: CHC]:, có M = 119,38 g/mol; t’,.= -63,5°C; t’, = 61,2°C; ti trong: 1,48 g/cm’; 14 chat long khéng màu, dễ bay hơi, rất

it tan trong nuoc, hoa tan duoc nhiéu hop chất hữu cơ, khá trơ vê mặt

hóa học nên được dùng làm dung môi đề chiết nhiêu hợp chất

- n- hexan: CH3(CH>)4CH; c6 M = §6,172g/mol, t„= -95”C; t = 68,7°C Là hidrocacbon no, chât lỏng, không màu, dễ bay hơi, không

tan trong nước, tan trong rượu, ete, axeton Dùng làm dung môi pha

sơn, biên tính rượu, tronø các nhiệt kế đo ở nhiệt độ thấp

- Dung dich C,H;OH, dung dich NH; 27%, axit H;ŠO¿ 95%, n- hexan, axeton, dung dịch HCI 36,5%, nước cat, dung dich KOH chuẩn Na›SOx khan NaOH

2.2.2.2 Thiết bị thí nghiệm

Bộ chưng cat don, may đo sắc kí khí ghép nỗi khối pho GC-MS

Máy quay li tâm, máy cô quay chân không, tủ sây, lò nung, cân phân tích, cộc thuỷ tinh, bình tam giác, ông nghiệm, bếp cách thủy,

bếp điện, cốc sứ, các loại pipet, buret, bình định mức, bình hút âm

2.3 Chuẩn bị các mẫu dịch chiết thân rễ riêng tía

Cân 5kg thân rễ đã xử lý và tiên hành ngâm chiết ở nhiệt độ

phòng nhiêu lân băng dung môi metanol Dịch chiết thu được đem lọc trên giây lọc rôi tiễn hành cât thu hôi dung môi trên máy cat quay

-13-

thu được cao metanol Cho nước vào cao metanol và tiến hành lắc

nhiều lần với n-hexan mỗi lần 30ml thu được 2 phân:

- Dịch trong n-hexan có màu vàng nâu Cô đuổi dung môi trên

máy cất quay được dịch có màu vàng nâu Cân khối lượng dịch cô

được 10 gam

- Phần dịch nước không tan trong n-hexan màu nâu đỏ lại được

thêm nước vào Sau đó, tiễn hành lắc và chiết nhiều lần với Clorofom

thu được 2 phân:

+ Dịch tan trong Clorofom có màu nâu đen (RỌC)

+ Phần dịch tan trong nước:

- Phần dịch cô n-hexan, tiễn hành chưng cắt lôi cuốn hơi nước, thu

được 2 phân:

+ Phần không tan trong nước, còn lại trong bình cầu được chiết lại

với n — hexan được dịch chiết n-hexan (RQH2)

+ Phần bị lôi cuốn theo hơi nước (RQH1) mau xanh nhạt

2.4 Xác định thành phần hóa học các dịch chiết

Thành phần hóa học dịch chiết thân rễ được xác định dựa trên sắc

kí khí ghép khối phổ GC/MS (đối với dịch chiết RQHI) và sắc kí

lỏng ghép khối phổ LC/MS (đối với các dịch chiết RỌC,RQH2)

+ GŒ/MS : Được thực hiện trên hệ thống may MS Agilent 5973N

được ghép với thiết bị sắc ký khí GC HP689D với các điều kiện: Cột

HP5-MS (dài 30m, đường kính trong 0,25mm, lớp phim dày

0,25m); chương trình nhiệt 49;

0 "¬

-14- + Phd LC/MS ghi trên máy ESI-LC/MS 1100 MSD Trap spectrometer

2.5 Thử hoạt tinh sinh học các dịch chiết trong dung môi clorofom và nước

* Đối tượng thử: Các chủng vi sinh vật và nắm gây bệnh kiểm định

- Bacillus subtilis: Truc khuén gram (4+), sinh bao tử, thường không gây bệnh

- Sfaphylococcus aureus: Cầu khuẩn gram (+), gây mủ các vết thương, vết bỏng, gây viêm họng, nhiễm trùng có mủ trên da và các

Cơ quan nội tạng

- Lactobacillus fermentum: Vi khuẩn gram (+), là loại vi khuẩn đường ruột lên men có ích, thường có mặt trong hệ tiêu hóa của người

và động vật

-Escherichia coli: Vi khuân gram (-), gây một số bệnh về đường

tiêu hóa như viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, viêm lỊ trực

TIHhẩnoạt tính sp omonas aeruginosa: Vi khuan gram (-), truc khuan mi

hoc ~ ~ xanh, gay nhiém trung fhuyeets, các nhiém tring 6 da va niém mac,

gây viêm đường tiết niệu, viêm màng não, màng trong tim., viêm ruột

- Salmonella enterica: Vi khuan gram (-), gay bénh thương hàn, nhiễm trùng đường ruột ở người và động vật

- Candida albicans: Nẵẫm men, thường gây bệnh tưa lưỡi ở trẻ em

và các bệnh phụ khoa

* Chất tham khảo:

-15-

- Kháng sinh Ampicillin cho các chủng vi khuan Gram (+) voi

các giá trị MIC trong khoáng 0,004 - 1,20 ug/ml

- Kháng sinh Cefotaxim cho các chủng vi khuẩn Gram (-) với các

giá trị MIC trong khoảng 0,Ø7 - 9,6 ug/ml

- Kháng nắm Nystatin cho chủng nắm với các giá trị MIC trong

khoảng 1,8- 3,0 ug/ml

* Môi trường nuôi cấy

MHB (Mueller-Hinton Broth), MHA (Mueller-Hinton Agar),

TSB (Tryptic Soy Broth), TSA (Tryptic Soy Broth) cho vi sinh vat;

SAB, SA cho nam

* Phương pháp thử :

Bước1I: Pha loãng mẫu thử bằng phương pháp pha loãng đa nồng

độ

Mau ban đầu có nông độ 20mg/ml được pha loãng bằng các nồng

độ khác nhau để thử hoạt tính với các chủng có từ nồng độ 128§ug/ml;

32ug/ml; §ug/ml; 2ug/ml; 0,5ug/ml đối với chất sạch, 256ug/ml;

64ug/ml; 16ug/ml; 4ug/ml; 1ug/ml đối với dịch chiết

Bước 2: Thử hoạt tính: Chuẩn bị dung dịch vi sinh vật hoặc nam

với nồng độ 5.10” khi tiễn hành thử

Lấy 10u1 dung dịch mẫu thử theo các nồng độ đã được pha loãng

thêm 200Ul dung dịch vị sinh vật hoặc nam, u 37°C sau 24 gid, doc

độ đục tế bào trên máy Tecan

Bước 3: Xử lí kết quả

- Giá trị MIC được xác định tại giếng có nông độ chất thử thấp

nhât ức chê sự phat trién của vi sinh vật

-16-

- Gid tri ICs) duoc tinh todn dua trén sé liéu do độ đục của môi

trường nuôi cấy bằng máy quang phổ TECAN và phần mềm raw data

- Giá trị MBC được xác định bằng số khuẩn lạc trên đĩa thạch

_17-

CHUONG 3: KET QUA VA BAN LUAN

3.1 Thành phân hóa học dịch chiết RQHI trong dung môi n -

hexan

Dịch chiết thân rễ trong dung môi n - hexan được xác định TPHH

dựa vào kết quả phân tích GC/MS

File : C:\MSDCHEM\1\DATAXTD1A10102707.D

tor : Phong PTHC, Vien Hoa HCTN -

Acquired - 27 Oct 2010 15:58 using AcqMethod TINHDAU1

1 Instrument 5 GC_MSD#

Sample Name: Chau- ROH1

TIC: 10102707.D Abundance

2400000

34.63

2200000

2000000

38.60

Hình 3.1 Sac ki dé GC/MS cia dich chiét ROH1 trong n -

hexan

Dựa trên sắc kí đồ GC/MS của dịch chiết thân rễ trong dung môi

n- hexan, thây có 61 chất Trong đó, câu tử có hàm lượng cao nhất là

este methyl Hexadecanoat (23,85%) voi thoi gian lưu là 34,63 phút

Ngoài ra, những cấu tử có hàm lượng lớn phải kế đến đó là ester

methyl 9,12-Octadecadienoat (21,05%) với thời gian lưu 38,6 phút,

-_18- este methyl 9,12,15-Octadecatrienoat (10,24%) voi thoi gian luu

38,74 phút, B - Himachalene (4,38%) với thời gian lưu 27,74 phút, Germacrene B(CAS) (2,74%) với thời gian lưu 27,62 phút, B —

Elemene (2,05%) với thời gian lưu 19,77 phút Các câu tử còn lại có

hàm lượng không vượt 2% Kết quả cụ thể thể hiện ở bảng 3.1

Bang 3.1 Thành phân hóa học dịch chiết thân rễ (ROHI)

trong n — hexan

16 11,69 Campho 1,25

-10-

-20-

48 29,46 Tetradecanoic acid,methyl este 0,48

50 29,98 7-Octylidenebicyclo[4.1.0]heptane 0,30

51 32,09 Pentadecanoic acid, methyl este 0,67

55 35,74 Phosphoric acid, 4-methoxypheny 0,63

56 36,12 Oxirane, 2-bromo-3-chloro-2-(1- 0,47

58 38,6 Ester methyl 9,12-Octadecadienoat 21,05

59 38,74 ester methyl 9,12,15 Octadecatrienoat 10,24

25 20,09 Naphthalene, 1 ,6-dimethyl 0,96

34 23,79 Naphthalene, 1,4,6-trimethyl 0,56

35 23,88 1,1-Biphenyl, 2,3-đimethyl 0,53

36 23,92 2,3,5-Trimethyl Naphtalene 0,13

4I 26,97 B -Maaliene 0,34

3.2 Thành phân hóa học dịch chiết RQH2 trong dung môi n-

hexan