LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT, TỔNG HỢP DẪN XUẤT VÀ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, HOẠT TÍNH CỦA TINH DẦU VÀ CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONG L.) BÌNH DƯƠNG

  TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT, TỔNG HỢP DẪN XUẤT VÀ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, HOẠT TÍNH CỦA TINH DẦU VÀ CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONG L.) BÌNH DƢƠNG  2013  HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT, TỔNG HỢP DẪN XUẤT VÀ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT, HOẠT TÍNH CỦA TINH DẦU VÀ CURCUMIN TỪ CÂY NGHỆ VÀNG (CURCUMA LONG L.) BÌNH DƢƠNG Chuyên ngành:   62 52 75 05             1. PGS.  2. GS. TSKH.  i LỜI CAM ĐOAN       __________________________________  ii TÓM TẮT LUẬN ÁN au:                vàng (Curcuma longa L.)  sát quy trình tách curcuminoid       curcuminoid là: curcumin, demethoxycurcumin và                   MS, IR, NMR.   19 có ng   iii ABSTRACT In this thesis, the content and composition of essential oil and curcuminoids from Curcuma longa L.rhizomes collected in Binh Duong province were determined. The combining process for extraction of curcuminoids and essential oil from the rhizomes was studied. The separation and purification of three curcuminoid components was investigated. Thirty derivatives of curcuminoids including 22 curcumin derivatives, 1 demethoxycurcumin derivative and 7 bisdemethoxycurcumin derivatives were synthesized, characterized and determined the structure by the MS, IR, NMR spectroscopy. Among 30 synthesized compounds, there were 10 novel derivatives. Some biological activities including anti-bacterial, anti-fungal, antioxidant and cytotoxic activites of curcuminoids and their derivatives were also examined. Curcuminoids and their derivatives showed potentials in the cytotoxicity against prostate cancer PC3 cell line. Derivative 19, which exhibited thirty-eightfold higher cytotoxicity than curcumin against PC3 cell line, high selectivity index SI=26 and  as a good candidate for further research in finding drug for prostate cancer treatment. . iv LỜI CẢM ƠN                                      v MỤC LỤC  1 1  3 1.1  3 1.2  3 1.2.2  7 1.2.3  13 1.2.4  16 1.3  18 1.3.1  19 1.3.2  24 1.4   29 1.4.1  vàng (Curcuma longa L.) 29 1.4.2 Tng quan mt s nghiên cu v trích ly curcuminoid t c Ngh vàng 31 2  34 2.1  34 2.2  34 2.2.1  34 2.2.2  34 2.2.3  35 2.3  36 2.3.1              36 2.3.2   40 2.3.3  41 2.3.4       48 3 -  53 3.1  53 3.1.1             53 vi 3.1.2  -MS, HPLC và LC-MS 54 3.1.3   57 3.2   60 3.2.1  60 3.2.2  62 3.2.3  62 3.2.4  64 3.3  66 3.3.1  66 3.3.2  68 3.4        115 3.4.1   115 3.4.2   117 3.4.3   118 3.4.4   124 4  129 5 CÁC TÀI LIU CÔNG B CA TÁC GI 131 6 TÀI LIU THAM KHO 132 vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cu trúc ca các thành phn curcuminoid [1] 3 Hình 1.2. a) Ph UV-Vis ca curcumin. ___ dung dch curcumin 3.09×10 -5 M trong NaOH 0.5M, dung dch curcumin 3.04 × 10 -5 M trong acid acetic  UV-Vis ca dung dch curcumin 4.99 × 10 5 M trong NaOH 0.091M theo thi gian [7] 4 Hình 1.3. Các sn phm phân hng kim [8] 5 Hình 1.4. Phn  xu> 400 nm) 6 Hình 1.5. S phân hy ca curcumin trong isopropanol (> 400 nm) [11] 6 n khác nhau trong quá trình phát tri 8 Hình 1.7.   ngh cho phn ng to phc ca curcumin-Fe 2+ 10 Hình 1.8. DHZ( 4-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-buten-2-one )  half curcumin 11 Hình 1.9. Phn ng trung hòa gc t do ca curcumin. 13 Hình 1.10. Chuyn hóa sinh hc và các sn phm chuy   ngh cho curcumin trong huyt thanh chung i.p. [63] 15   -di-O-(glycinoyl-di-N-  -di-O-acetyl -di-O-piperoyl curcumin [108] 24 Hình 1.12. Diester ca curcumin vi valine, glycine, glutamic acid và demethylen piperic acid [109] 25 Hình 1.13. Các dn xut ca curcumin trong nghiên cu ca nhóm Chen [39] 25 Hình 1.14. S hình thành gc t do ortho-hydroxyphenol [39] 26 Hình 1.15. Các dn xut trong nghiên cu ca nhóm Selvam [101] 26 Hình 1.16. Các dn xut trong nghiên cu ca nhóm Zang [93] 27 Hình 1.17. Các dn xut (4)-(9) trong nghiên cu nhóm Ishida [91] 27 Hình 1.18. Các dn xut trong nghiên cu [95] 28 Hình 2.1. Quy trình 1 37 Hình 2.2.  lp ráp h thng trích ly có s h tr ca vi sóng 40 Hình 2.3. Phn ng quét gc t do DPPH ca cht kháng oxy hoá [138] 49 Hình 3.1. Ph HPLC  MS ca mc t quy trình 1 56 Hình 3.2. Kt qu SKBM cu và sau kt tinh 61 Hình 3.3. S HPLC (ph lc 7a ) ca mu (A) 61 Hình 3.4. n sau chy ct (CH 2 Cl 2 :CH 3 OH:98:2 (v/v)) 62 Hình 3.5. (A) curcumin, (B) DMC, (C) BDMC 62 Hình 3.6. S HPLC ca (A) curcumin, (B) DMC, (C) BDMC (ph lc 8) 63 viii Hình 3.7. Ph UV-vis (trong ethanol) ca (A) curcumin, (B) DMC, (C) BDMC 63 Hình 3.8. a) Cu trúc dn xut 8 (4FPHC), b) SKBM ca curcumin (vt 1) và 4FPHC (v dung môi DCM:EA 96/4, c) SKBM hin màu b 68 Hình 3.9. Cu trúc ca dn xut isoxazole curcumin (dn xut 1). 68 Hình 3.10. Cu trúc ca dn xut pyrazole curcumin (dn xut 2) 70 Hình 3.11. Hot tính quét gc t do DPPH (so sánh IC 50 ) ca curcumin, DMC, BDMC và mt s dn xut ca curcumin và BDMC 119   ngh trong phn ng trung hòa gc t do ca curcumin 120  trung hòa gc t do DPPH thông qua tách H methylene [40] 120 Hình 3.14. Cu trúc c ng ca gc t do curcumin khi tách H ca OH phenol [56] 121 Hình 3.15. Liên kt H ni phân t gia OH và OCH 3 trên vòng phenyl ca curcumin 121 [...]... ng Nghệ vàng phía Bắc nhƣ ở H a Bình, V nh Phúc, Hƣng Yên Chính vì vậy, để góp phần vào việc tìm hiểu thêm về các nguồn Nghệ vàng khác trong nƣớc, trong đề tài này, chúng tôi chọn đối tƣợng nghiên cứu là củ Nghệ vàng Bình Dƣơng, với đề tài Nghiên cứu quy trình tách chiết, tổng hợp dẫn xuất và xác định tính chất, hoạt tính của tinh dầu và curcumin trích từ cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) Bình Dương ... giúp tăng hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ của curcumin với nhiều d ng tế bào khác nhau Chính vì vậy trong đề tài nghiên cứu này, các dẫn xuất isoxazole và pyrazole curcuminoid được định hướng tổng hợp, đồng thời khảo sát một số hoạt tính sinh học của các dẫn xuất này so với curcumin như hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxy hóa và kháng ung thư 2 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về curcumin Cây Nghệ vàng có tên... Bình Dương Quy trình phân lập curcuminoid từ củ nghệ đƣợc định hƣớng khảo sát là trích ly curcuminoid kết hợp tách tinh dầu và không qua giai đoạn loại béo So với những quy trình hiện sử dụng để tách curcuminoid từ củ nghệ, quy trình này sẽ giúp tận thu đƣợc nguồn tinh dầu từ củ Nghệ vàng, giảm lƣợng dung môi hữu cơ sử dụng mà vẫn đảm bảo thu đƣợc curcuminoid từ củ nghệ với hiệu suất và độ tinh khiết... có rất nhiều nghiên cứu đã đƣợc công bố về hoạt tính sinh học và dƣợc học của củ Nghệ vàng c ng nhƣ các thành phần chiết xuất từ củ nghệ, trong đó curcuminoid và tinh dầu nghệ đã đƣợc chứng minh là những thành phần chính tạo nên dƣợc tính cao của củ Nghệ vàng Việt Nam có nguồn Nghệ vàng phong phú, phân bố ở nhiều tỉnh thành nhƣ V nh Phúc, Hải Dƣơng, Hƣng Yên, Nghệ An, Quảng Nam, Đồng Nai, Bình Dƣơng…... tiếp theo 1.3 Các nghiên cứu về tổng hợp và hoạt tính sinh học của dẫn xuất curcumin Các dẫn xuất và hợp chất tƣơng tự curcumin đƣợc tổng hợp thông qua việc biến đổi các nhóm chức đặc trƣng trên curcumin gồm các phản ứng biến tính nhóm OH, OCH3 trên 2 vòng phenyl, biến tính nhóm methylene trung tâm, hệ liên hợp enone và cấu trúc -diketone Ngoài ra, các dẫn xuất c ng có thể đƣợc tổng hợp thông qua phản... hy vọng sẽ góp phần tìm ra một quy trình mới có tính ứng dụng cao để có thể mở rộng ở quy mô sản xuất lớn hơn 1 Một hƣớng nghiên cứu thứ hai quan trọng và trọng tâm của công trình này là tổng hợp dẫn xuất của curcuminoid và khảo sát hoạt tính sinh học Curcumin mặc d đã đƣợc chứng minh có rất nhiều hoạt tính mạnh và đa dạng, một trong những nhƣợc điểm lớn của curcumin là tính khả dụng sinh học (bioavailability)... Bảng 3.44 Giá trị IC50 của curcuminoid và dẫn xuất trong thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa DPPH 119 Bảng 3.45 Hoạt tính kháng oxy hóa theo phƣơng pháp MDA của curcuminoid và dẫn xuất 123 Bảng 3.46 Hoạt tính gây độc tế bào với 3 dòng tế bào Hep-G2, RD, Lu của curcuminoid và các dẫn xuất 124 Bảng 3.47 Giá trị IC50(M) và SI trong thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào với... lý của các thành phần curcuminoid [6] 4 Bảng 1.2 Tỉ lệ của các thành phần curcuminoid trong một số sản phẩm curcumin trên thị trƣờng (phân tích HPLC) [1] 33 Bảng 2.1 Danh mục tác chất, điều kiện phản ứng, phƣơng pháp tinh chế từng dẫn xuất 43 Bảng 3.1 Kết quả khảo sát quy trình tách curcuminoid và tinh dầu từ củ nghệ 53 Bảng 3.2 Các chỉ số hóa lý của tinh dầu Nghệ vàng Bình. .. phần, hàm lƣợng curcuminoid và tinh dầu trong củ Nghệ vàng ở các v ng khác nhau có sự thay đổi lớn do ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu, thổ nhƣ ng, điều kiện trồng trọt, chăm sóc Việc nghiên cứu về đặc trƣng củ Nghệ vàng của mỗi v ng sẽ giúp đánh giá đầy đủ hơn giá trị sử dụng, từ đó có đƣợc sự định hƣớng tốt hơn cho việc phát triển nguồn Nghệ vàng trong nƣớc Các nghiên cứu về Nghệ vàng ở trong nƣớc... trúc hóa học của curcumin đóng vai tr quan trọng hàng đầu tạo nên hoạt tính sinh học cao của hợp chất này Việc điều chỉnh cấu trúc curcumin nhằm cải thiện hoạt tính và sinh khả dụng của curcumin c ng là một trong những hƣớng nghiên cứu đang rất đƣợc quan tâm trong thời gian gần đây Phƣơng pháp tổng hợp, cấu trúc, hoạt tính và tính khả dụng sinh học của các dẫn xuất curcuminoid sẽ đƣợc trình bày kỹ