Nghiên cứu thành phần hóa học thân rễ cây Alpinia ở tỉnh Kontum

Nghiên cứu thành phần hóa học thân rễ cây Alpinia ở tỉnh Kontum

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC THÂN RỄ

CÂY ALPINIA.SP Ở TỈNH KONTUM

A STUDY ON CHEMICAL CONSTITUENTS OF THE ALPINIA.SP RHIZOMES

FROM KONTUM PROVINCE

Nguyễn Thị Bích Tuyết

Trường Đại học Sư phạm,

Đại học Huế

Giang Thị Kim Liên, Trần Văn Hơn

Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT

Thân rễ cây Alpinia.sp được thu hái ở ĐăkTô – KonTum Tinh dầu từ thân rễ thu được

bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, chứa các cấu tử chính: 1,8-cineol (20,04%), 4-allylphenyl axetat (12,59%), β-bisabolen (6,97%), β-sesquiphellandren (5,12%), α-pinen (5,46%), mốt số cấu tử đã được định danh và chưa định danh khác

Đồng thời, dịch chiết trong dung môi n-hexan từ mẫu đã được xác định thành phần hóa

học Cấu tử chính với hàm lượng rất lớn là 1' -axetoxychacvicol Axetat (78,89%) đã được

phân lập và xác định cấu trúc bằng các phương pháp hiện đại: MS, 13 C-NMR anh 1 H-NMR Ngoài ra, trong dịch chiết còn có một số cấu tử khác cũng có hàm lượng tương đối cao như: α-zingiberen (5,63%), β-sesquiphellandren(4,07%), 8-heptadecan (2,28%), α-curcumen (2,1%), 4-allyphenyl axetat (1,05%) và các cấu tử chưa định danh khác chiếm 5,85%

SUMMARY

Rhizomes of Alpinia.sp have been harvested in DakTo, KonTum Province The oil extracted from rhizomes by a steam distillation method contains the main components: 1,8-cineol (20,04%), 4-allylphenyl axetat (12,59%), β-bisabolen (6,97%), β-sesquiphellandren (5,12%), α-pinen (5,46%) and other components that have been identified or not

Also, the constituents of n-hexane extracted from Alpinia.sp rhizomes have been investigated by GC/MS From the n-hexane extract of the rhizomes of the wild Alpinia.sp, the compound 1' -axetoxychacvicol axetat was isolated and its structure has also been determined

by spectroscopic methods: MS, 13C-NMR and 1H-NMR Moreover, in the extracts there are some other components that also have relatively high levels such as: α-zingiberen (5.63%), β sesquiphellandren(4.07%), 8-heptadecan (2.28%), α-curcumen (2.1%), 4-allyphenyl axetat (1.05%), and unidentified components that account for 5.85%

I Đặt vấn đề

Chi Alpinia, họ Zingiberaceae rất phổ biến 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 hàng ngày Ngoài ra nó còn được sử dụng như là một loại thuốc giảm đau, chống viêm nhiễm, chữa bệnh cúm, chữa chứng khó tiêu, tẩy mùi hôi…[1,2,3,4] Do tính chất sử dụng rộng rãi, nên đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về thực vật cũng như hóa học, nhằm lựa chọn nâng cao giá trị sử dụng của mỗi loài

Để đóng góp một phần vào việc nghiên cứu chi Alpinia, chúng tôi chọn một loài

Alpinia mọc hoang khá phổ biến ở vùng rừng Tây Nguyên (Đắc Lắc, Kon Tum ) và ở

một số vùng người dân tộc Đây là một loài cây mà người dân ở đây thường sử dụng hàng ngày để làm gia vị và một số vị thuốc, theo chúng tôi được biết chưa có công trình nào nghiên cứu về nó Vì vậy để tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn tài nguyên này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học của nó [5,6,7,8,9]

II Thực nghiệm

1 Xử lí mẫu thực vật

Các mẫu thân rễ Alpinia.sp được thu hái ở ĐăkTô – KonTum Mẫu thân rễ chia

hai phần

Phần 1: Chưng cất lôi cuốn hơi nước thu tinh dầu

Phần 2: Thái mỏng, sấy khô và xay nhỏ, chiết Soxhlet trong dung môi n-hexan

2 Thiết bị và hóa chất

Bản mỏng nhôm tráng sẵn silicagel Merck 60F254 độ dày 0,2mm dùng cho sắc

ký bản mỏng Silicagel Merck 60, cỡ hạt 0,040-0,063 mm dùng cho sắc ký cột

Phổ khối kết hợp sắc kí khí ( GC-MS): hệ GC có model 5898 series II ( cột tách mao quản HP-5MS có kích thước: 30m x 0,25mm x 0,25µm, khí mang nito, dung môi n-hexan) ghép máy MS-MD kèm ngân hàng dữ liệu WILEY275.L

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) ghi trên máy Bruker Avance 500MHz, dung môi CDCl3 tại viện Hóa Học Việt Nam

3 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu [5,6,7]

Tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, được phân

tích bằng thiết bị Phổ khối kết hợp sắc kí khí ( GC-MS) So sánh các thông số về thời

gian lưu của các cấu tử thu được với thư viện các chất chuẩn, độ trùng lặp đạt trên 98%

4 Nghiên cứu thành phần dịch chiết trong n-hexan, phân lập cấu tử chính [7,8,9]

Dịch chiết trong n-hexan được phân tích bằng thiết bị Phổ khối kết hợp sắc kí

khí ( GC-MS) So sánh các thông số về thời gian lưu của các cấu tử thu được với thư viện các chất chuẩn, độ trùng lặp đạt trên 98% Cấu tử chính với hàm lượng lớn nhất được phân lập và xác định cấu trúc bằng việc kết hợp các phương pháp phổ cộng hưởng

từ 13C-NMR, 1H-NMR, phổ MS

III Kết quả nghiên cứu và thảo luận

1 Thành phần hóa học tinh dầu thân rễ Alpinia.sp

Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu được trình bày trên bảng 1

Bảng 1 Thành phần hoá học của tinh dầu thân rễ Alpinia.sp

TT (phút) RT Hợp chất 

Hàm lượng

RT (phút) Hợp chất 

Hàm lượng (%)

sesquiphellandren  5,12

3 12,16 1,8-cineol 20,04 13 34,23 8‐heptadecen  1,17

4 17,48 3-cyclohexen-1-ol 1,89 14 34,44 α‐bisabolol  1,09

5 17,98 α-terpineol 1,02 15 Cấu tử khác 22,19

6 23,85 4-allylphenyl axetat 12,59 16 Cấu tử chưa định 

Từ bảng 1 cho thấy: hàm lượng cấu tử chính trong tinh dầu là 1,8-cineol

(20,04%), một số cấu tử có hàm lượng tương đối cao là: 4-allylphenyl axetat (12,59%),

β-bisabolen (6,97%), β-sesquiphellandren (5,12%), α-pinen (5,46%), còn lại là các cấu

tử đã được định danh và chưa định danh khác

2 Thành phần hóa học dịch chiết thân rễ Alpinia.sp trong dung môi n –hexan

Thành phần hóa học của dịch chiết trong dung môi n-hexan được trình bày trên

bảng 2

Bảng 2 Thành phần hoá học của dịch chiết thân rễ Alpinia.sp trong dung môi n‐Hexan 

Tổng cộng 100

Thành phần chính của dịch chiết thân rễ Alpinia.sp trong n-hexan là chất có thời

gian lưu 33,73 phút chiếm hàm lượng rất lớn (78,89%) và chưa được định danh ( kí hiệu

H1).Ngoài ra còn có một số cấu tử khác cũng có hàm lượng tương đối cao như: α-zingiberen (5,63%), β-sesquiphellandren(4,07%)

3 Phân lập và xác định cấu trúc chất H1

Dịch chiết n –hexan được cho qua cột nhồi silicagel, giải hấp bằng dung môi n – hexan với đietyl ete tăng dần từ 0-100% về thể tích Các phân đoạn kiểm tra bằng sắc kí bản mỏng Phân đoạn chứa chất H1 tiếp tục tinh chế bằng sắc kí cột với hệ dung môi n-hexan : đietyl ete (90:10) thu được chất kết tinh hình kim, màu trắng, có Rf = 0,27, nhiệt

độ nóng chảy 66,5oC Khi so sánh phổ MS của chất H1 chúng tôi nhận thấy nó hoàn toàn đồng nhất với cấu tử có thời gia lưu 33,73 phút Như vậy có thể khẳng định chất H1

chúng tôi phân lập được chính là cấu tử chính trong dịch chiết n-hexan thân rễ

alpinia.sp Kết quả phân tích để xác định cấu trúc H1 bằng việc kết hợp các phương

pháp phổ như sau:

* Phổ 13 C-NMR (CDCl3, 500MHz) và DEPT:

Dựa trên phổ 13C-NMR chúng tôi thấy xuất hiện 13 tín hiệu điều này chứng tỏ chất H1 có 13 C Kết hợp với phổ DEPT90 và DEPT135 cho thấy có 4 C bậc IV trong đó

có 2 C của nhóm cacboxyl xuất hiện ở vùng trường thấp (δ=169,910 ppm và δ = 169,373 ppm) Các giá trị độ dịch chuyển ứng với vòng Benzen bao gồm:1C bậc IV (δ=150,475 ppm ), chúng tỏ có sự liên kết với nhóm có hiệu ứng hút electron mạnh; 1 C bậc IV có δ=136,459 ppm tương ứng với C của vòng benzen.Ngoài ra trên phổ đồ chúng tôi nhận thấy có hai vân phổ có cường độ lớn gấp đôi xuất hiện ở vùng δ= 128,418ppm và δ=121,677 ppm chứng tỏ đây là 4 nhóm CH của vòng benzen đối xứng từng đôi một Từ

đó có thể khẵng định vòng benzen có 2 nhóm thế ở vị trí 1 và 4

Thông tin phổ DEPT 135 cho chúng tôi thấy có một nhóm =CH2 có độ dịch chuyển ở vùng trường thấp δ=117,083 ppm và một nhóm CH có độ dịch chuyển hóa học là δ=136,036ppm điều này chứng tỏ trong phân tử có nhóm anlyl (-CH-CH=CH2)

Trên phổ còn có tín hiệu của nhóm CH ở vùng trường thấp δ=75,523 ppm điều này chứng tỏ nhóm CH này liên kết với nguyên tử có hiệu ứng hút electron ; ngoài ra còn có hai tín hiệu của 2 nhóm CH3 tương ứng với độ dịch chuyển hóa học là δ=21,200ppm và δ=21,109ppm

* Phổ 1 H-NMR:

Dựa trên phổ 1H-NMR của chất H1 chúng tôi thấy: có 2 vân phổ xuất hiện ở vùng trường cao chứng tỏ đây là các vân phổ của 2 nhóm CH3 có δ=2,287ppm (3H, s) và δ=2,100ppm(3H,s) chứng tỏ đây là 2 nhóm CH3 liên kết với nhóm cacboxyl nên không

có tương tác spin; vân phổ ở δ=7,373 ppm (2H,d) ; đây chính là hai proton tương đương nhau của vòng benzen; tương tự vân phổ ở δ=7,062ppm (2H,d) cũng là hai proton tương đương nhau của vòng benzen; vân phổ ở vùng trường thấp δ=6,269ppm(1H,d) cho thấy đây là proton của C liên kết với nguyên tử hút electron mạnh Sự xuất hiện vân phổ ở δ= 5,984ppm (1H, ddd ) chứng tỏ cạnh proton này có 3 proton khác tương tác gây ra sự

tách vân phổ Ngoài ra các vân phổ ở δ=5,315ppm ( 1H,d) và δ=5,258 ppm (1H,d) đây chính là hai proton của nhóm =CH2

Dựa trên các kết quả đã phân tích chúng tôi dự đoán trong hợp chất này phải có nhóm Axetat ( CH3-COO-) ; nhóm anlyl CH-CH=CH2 và vòng benzen có hai nhóm thế

ở vị trí đối xứng

* Phổ MS:

Qua phân tích phổ MS ta thấy chất H1 có khối lượng phân tử ứng với mảnh ion phân tử [ M]+* = 234 và các mảnh có :m/z = 77( C6H5)+ ; m/z = 192 = 234 - (CH3-CO+)

; m/z = 150 = 234 - 2 (CH3-CO+) ; m/z = 132 = 150 - 18(H2O) ; m/z = 83 ( C3H3-COO-)+

Kết hợp các dữ kiện đã phân tích ở trên cùng với các tài liệu tham khảo khác chúng tôi dự kiến chất H1 có cấu trúc là:

C

H CH C H2

O

C C H 3

O

O C

C H3

O

So sánh 13C-NMR và 1H-NMR của chất H1 với các dữ liệu 13C-NMR và 1H-NMR thu được từ các tài liệu[8] và [9] được kết quả như trên bảng 4 và bảng 5

Bảng 4 So sánh độ dịch chuyển hóa học phổ 13C-NMR của chất H1 và phổ 13 C-NMR theo tài liệu [8,9]

Độ dịch chuyển hóa học của 13 C δ (ppm)

Vị trí

C

13

12

9

11

10

6

5

4

3

8 7

2

1

Bảng 5 So sánh độ dịch chuyển hóa học phổ 1 H-NMR của chất H 1 và phổ 1 H-NMR theo tài liệu [8,9]

Độ dịch chuyển hóa học của 1 H-NMR δ(ppm)

Vị trí H

Đo được Theo tài liệu [10] Theo tài liệu[11]

Dựa vào kết quả phân tích các phổ MS,1H-NMR và 13C-NMR của chất H1 và các số liệu mà các tác giả đã công bố trong các tài liệu chúng tôi khẳng định cấu trúc chất H1 là chất

1' -axetoxychacvicol Axetat, có cấu trúc là:

C

H CH CH2

O

C CH3 O

O C

CH3

O

IV KẾT LUẬN

Như vậy chúng tôi đã nghiên cứu được thành phần hóa học tinh dầu, dịch chiết trong dung môi n-hexan và xác định được cấu tử chính trong dịch chiết từ thân rễ cây

Alpinia.sp được thu hái ở ĐăkTô – KonTum

- Tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, chứa các cấu tử chính: 1,8-cineol (20,04%), 4-allylphenyl axetat (12,59%), β-bisabolen (6,97%),

β-sesquiphellandren (5,12%), α-pinen (5,46%), một số cấu tử đã được định danh và

chưa định danh khác

- Dịch chiết trong dung môi n-hexan chứa cấu tử chính với hàm lượng rất lớn là

1' -axetoxychacvicol Axetat (78,89%) đã được phân lập và xác định cấu trúc bằng các

phương pháp hiện đại, đó là:

1

4

5 6

H CH CH2

O

C CH3 O

O C

CH3

O

Ngoài ra còn có một số cấu tử khác cũng có hàm lượng tương đối cao như: α-zingiberen (5,63%), β-sesquiphellandren(4,07%), 8-heptadecan (2,28%), α-curcumen (2,1%), 4-allyphenyl axetat (1,05%) và các cấu tử chưa định danh khác chiếm 5,85%

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bộ Y Tế(1987), Dược liệu Việt Nam, Nxb Y học,tr.483-485;686-689

[2] GS.TS Đỗ Tất Lợi, Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Tr 227-230, 377-378 -

NXB Y học - 2004

[3] Văn Ngọc Hướng, Phan Minh Giang, Phan Tống Sơn - Hoạt chất sinh học từ một

số loài Curcuma (Zingiberaceae) của Việt Nam đóng góp vào việc nghiên cứu các

chất có hoạt tính chống vi khuẩn từ thân rễ nghệ xanh (VAR B) - Tạp chí Hóa học, T.35, số 2, Tr 52-56, 1997

[4] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, tập 1, NXB

Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội

[5] Akira Kondo, Hajime Ohigashi and Koichi Koshimizu (1993)," Acetoxychavicol Acetate as a Potent Inhibitor or Tumor Promoter-induced Epstein-Barr Virus

Activation from Languas galanga, a Traditional Thai Condiment", Department of

Bioresource Science,Faculty of Agriculture, Kagawa University, Japan

[6] Dung N.X, Chinh T.D, RangD.D (1994), "Constituents of the rhizome and root oils

of Alpinia breviligulata Gagnep from Viet Nam", Journal of Essential Oil

Research, Sept/ Oct, V.6(5), p.499-501

[7] Dung N.X.,Phuong D.L.,Pha N.M., Leclereq P.A.(1994), "Constiuents of flower

oils of Alpinia speciosa Schumann from Viet Nam", Journal of Essential Oil

Research, V.6, p 263-265

[8] Janssen A.M., Scheffer J.J.C.(1985), "Acetoxylchavicol acetate and antifungal componenti of Alpinia galanga" Planta Medica, V6,p 507-511

[9] Noriki Watanabe, Takao Kataoka, Tatsuharu Tajika (1995),"Acetoxychavicol Acetate as an Inhibitor of Phagocytosis of Macrophages", Department of

Bioengineering, Tokyo Institute of Technology, Tamawaga University, Japan

1

4

5 6