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

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 57 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 r ất 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. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 58 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 d ụng 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 60F 254 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 CDCl 3 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 d ịch 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 cộ ng hưởng từ 13 C-NMR, 1 H-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. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 59 Bảng 1. Thành phần hoá học của tinh dầu thân rễ Alpinia.sp TT RT (phút) Hợp chất  Hàm lượng (%) TT RT (phút) Hợp chất  Hàm lượng (%) 1 8,46 α-pinen 5,46 11 29,07 β-bisabolen 6,97 2 9,86 β-pinen 1,22 12 29,55 β ‐ 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  danh  22,13 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  TT RT (phút) Hợp chất Hàm lượng (%) 1 23,45 4-allyphenyl axetat 1,05 2 28,06 α-curcumen 2,10 3 28,48 α-zingiberen 5,63 4 29,38 β-sesquiphellandren 4,07 5 33,73 Chưa định danh 78,89 6 34,22 8-heptadecan 2,28 7 cấu tử chưa định danh khác 5,85 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 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 60 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 H 1 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 R f = 0,27, nhiệt độ nóng chảy 66,5 o C. Khi so sánh phổ MS của chất H 1 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 H 1 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 (CDCl 3 , 500MHz) và DEPT: Dựa trên phổ 13 C-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 nh ận 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 =CH 2 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=CH 2 ). 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 CH 3 tương ứng với độ dịch chuyển hóa học là δ=21,200ppm và δ=21,109ppm. * Phổ 1 H-NMR: Dựa trên phổ 1 H-NMR của chất H 1 chúng tôi thấy: có 2 vân phổ xuất hiện ở vùng trường cao chứng tỏ đây là các vân phổ của 2 nhóm CH 3 có δ=2,287ppm (3H, s) và δ=2,100ppm(3H,s) chứng tỏ đây là 2 nhóm CH 3 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 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 61 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 =CH 2 . Dựa trên các kết quả đã phân tích chúng tôi dự đoán trong hợp chất này phải có nhóm Axetat ( CH 3 -COO-) ; nhóm anlyl CH-CH=CH 2 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( C 6 H 5 ) + ; m/z = 192 = 234 - (CH 3 -CO + ) ; m/z = 150 = 234 - 2 (CH 3 -CO + ) ; m/z = 132 = 150 - 18(H 2 O) ; m/z = 83 ( C 3 H 3 -COO-) + Kết hợp các dữ kiện đã phân tích ở trên cùng với các tài liệu tham khảo khác chúng tôi dự kiến chất H 1 có cấu trúc là: C H C H CH 2 O C CH 3 O OCCH 3 O So sánh 13 C-NMR và 1 H-NMR của chất H 1 với các dữ liệu 13 C-NMR và 1 H-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 13 C-NMR của chất H 1 và phổ 13 C- NMR theo tài liệu [8,9] Độ dịch chuyển hóa học của 13 C δ (ppm) Vị trí C Đo được Theo tài liệu 1 21,200 21,2 (q,-CH 3 ) 2 169,910 169,9 (s,-C=O) 3 150,475 150,4(s,C) 4 128,418 128,4(d,CH) 5 121,677 121,7(d,CH) 6 136,459 136,4(s,C) 7 121,677 121,7(d,CH) 8 128,418 128,4(d,CH) 9 75,523 75,5(d,CH) 10 169,373 169,3(s,-C=O) 11 21,109 21,1(q,-CH 3 ) 12 136,036 136,0(d,CH) 13 117,083 117,0(t,CH 2 ) 13 12 9 11 10 6 5 4 3 8 7 2 1 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 62 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] 1 2,287(s) 2,28(3H,s,H-1) 2,29(3H,s,H-1) 4 và 8 7,062(d) 7,07(2H,d,H-4,H-8) 7,07(2H,d,H-4,H-8) 5 và 7 7,373(d) 7,38(2H,d,H-5,H-7) 7,37(2H,d,H-5,H-7) 9 6,269(d) 6,28(1H,d,H-9) 6,27(1H,d,H-9) 12 5,948(ddd) 6,01(1H, ddd,H-12) 5,98(1H, ddd,H-12) 13 5,258(d) 5,24(1H,d,H-13) 5,25(1H,d,H-13) 13 5,315(d) 5,29(1H,d,H-13) 5,30(1H,d,H-13) 11 2,100(s) 2,08(3H,s,H-11) 2,1(3H,s,H-13) Dựa vào kết quả phân tích các phổ MS, 1 H-NMR và 13 C-NMR của chất H 1 và các số liệu mà các tác giả đã công bố trong các tài liệu chúng tôi khẳng định cấu trúc chất H 1 là chất 1' -axetoxychacvicol Axetat, có cấu trúc là: C H C H CH 2 O C CH 3 O OCCH 3 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 ch ưa 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' 2' 3' 1 2 3 4 5 6 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 63 C H C H CH 2 O C CH 3 O OCCH 3 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 - Ho ạt 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' 2' 3' 1 2 3 4 5 6 . TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 57 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC THÂN RỄ CÂY ALPINIA. SP Ở TỈNH KONTUM A STUDY. hưởng từ 13 C-NMR, 1 H-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