nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học trong một số loài cây thuộc chi gừng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG (ZINGIBER) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG (ZINGIBER) Chuyên ngành : Hóa Hữu cơ Mã số : 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VĂN NGỌC HƯỚNG Chân thành cảm ơn sự tài trợ của đề tài CNHD-ĐT-018/10-11 thuộc chương trình Hoá-Dược MỤC LỤC Lời cảm ơn Danh mục các bảng dùng trong luận văn Danh mục các hình dùng trong luận văn Danh mục các sơ đồ dùng trong luận văn LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 2 1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER) …2 1.1.1. Họ gừng và chi gừng 2 1.1.2. Nghiên cứu các loài của chi gừng (Zingiber). 5 1.1.2.1. Nghiên cứu về cây Gừng nhà (Zingiber officinale Roscoe). 5 1.1.2.2. Nghiên cứu về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.). 10 1.1.2.3.Các nghiên cứu về cây Gừng tía (Zingiber montanum (koeng) Dietrich). 20 1.2. KHÁI QUÁT VỀ CÂY GỪNG LÔNG HUNG (ZINGIBER RUFOPILOSUM GAGN.). 26 1.2.1. Xuất xứ. 26 1.2.2. Đặc điểm thực vật 26 1.2.3. Phân bố và ứng dụng 27 1.2.4. Các nghiên cứu hoá học và hoạt chất sinh học của cây gừng lông hung (Z. rufopilosum Gagn.) 28 1.3. KHÁI QUÁT VỀ CÂY GỪNG ZINGIBER SP. 26 CHƢƠNG 2- ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 29 2.1. ĐỀ TÀI 29 2.1.1. Xuất sứ và tiêu chí lựa chọn đề tài 29 2.1.2. Mục tiêu của đề tài 30 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.2.1. Dụng cụ và hoá chất 30 2.2.2. Thiết bị nghiên cứu 31 2.3. THỰC NGHIỆM 31 2.3.1 Mẫu thực vật 31 2.3.2.Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.). 32 2.3.2.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết thu đƣợc. 32 2.3.2.2. Sắc kí lớp mỏng khảo sát cặn chiết của thân rễ cây gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.). 34 2.3.2.3.Phân lập các chất có trong các cặn chiết H, C và E 35 2.3.3. Chiết các hợp chất từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. 38 2.3.3.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chiết thu đƣợc 39 2.3.3.2. Phân tích cặn chiết hexan bằng sắc kí khí nối ghép khối phổ (GC- MS) 39 CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1.NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG LÔNG HUNG (ZINGIBER RUFOPILOSUM GAGN.). 41 3.1.1. Mẫu thực vật và xử lý 41 3.1.2. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ gừng lông hung 41 3.1.3. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết từ thân rễ gừng cây gừng lông hung 43 3.1.4. Khảo sát các cặn chiết của thân rễ gừng lông hung bằng sắc kí lớp mỏng (SKLM). 44 3.1.5. Phân lập các chất có trong cặn chiết H, C, E. 45 3.1.5.1. phân lập các chất có trong cặn H. 46 3.1.5.2. phân lập các chất trong cặn C. 47 3.1.5.3. Phân lập các chất trong cặn E 47 3.1.6. Xác định cấu trúc phân tử các chất phân lập đƣợc. 48 3.1.6.1. Xác đinh cấu trúc phân tử của ZRH4 48 3.1.6.2. Xác định cấu trúc phân tử của ZR5. 49 3.1.6.3. Xác định cấu trúc của ZRE2.2 51 3.2. NGHIÊN CỨU CÂY GỪNG ZINGIBER SP. 53 3.2.1. Chiết chọn lọc các hợp chất trong thân rễ cây gừng Zingiber sp. 53 3.2.2. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của các cặn chiết thu đƣợc 55 3.2.3. Phân tích thành phần cặn chiết hexan (H) của gừng Zingiber sp. bằng sắc kí khí (GC-MS). 56 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 62 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DÙNG TRONG LUẬN VĂN Sơ đồ 3.1. Qui trình điều chế các cặn chiết từ thân rễ cây Gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagn.) 42 Sơ đồ 3.2. Tách các chất tinh khiết trong cặn H 46 Sơ đồ 3.3. Tách các chất tinh khiết trong cặn C 47 Sơ đồ 3.4. Tách chiết các chất tinh khiết trong cặn E 48 Sơ đồ 3.5. Qui trình điều chế các cặn chiết từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. 54 DANH MỤC CÁC HÌNH DÙNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1. Thân rễ Gừng Lông Hung 27 Hình 1.2 Thân rễ và hoa cây Gừng Zingiber sp. 28 Hình 3.1…………………………………………………………………………… 49 Hình 3.2 50 DANH MỤC CÁC BẢNG DÙNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1 Các loại Gừng Việt Nam 3 Bảng 1.2. Thành phần hóa học chính ở tinh dầu Gừng thu từ Ethiopia 7 Bảng 1.3.Thành phần hóa học tinh dầu Gừng thu từ Malaixia 8 Bảng 1.4. Thành phần hoá học của tinh dầu Gừng Nhật bản (Zingiber officinale Roscoe var Kintoki) trồng tại Đắc Lắc- Việt Nam 8 Bảng 1.5. Thành phần hoá học của tinh dầu củ Gừng gió vùng BTT-VN 12 Bảng 1.6. Thành phần hóa học của tinh dầu thân,lá Gừng gió vùng BTT-VN 13 Bảng 1.7. Thành phần hoá học của hoa tinh dầu Gừng gió vùng BTT- Việt nam 15 Bảng 1.8. Thành phần hoá học 2 mẫu tinh dầu Gừng tía tại Inđônêxia 21 Bảng 1.9. Thành phần hoá học chính trong tinh dầu Gừng dại ở Bình Định 23 Bảng 1.10. Thành phần hoá học cặn chiết n-hexan cây Gừng dại tỉnh Kon Tum 24 Bảng 2.1. Bảng kết quả SKLM cặn H 36 Bảng 2.2. Bảng kết quả SKLM cặn C 37 Bảng 2.3. Bảng kết quả SKLM cặn C 38 Bảng 3.1. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng lông hung …….43 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật các cặn chiết thân rễ gừng lông hung 43 Bảng 3.3. Kết quả SKLM cặn chiết n-hexan. 44 Bảng 3.4. Kết quả SKLM cặn chiết Cloroform. 44 Bảng 3.5. Kết quả SKLM cặn chiết E . 45 Bảng 3.6. Số liệu 1 H-NMR của ZR5 50 Bảng 3.7. Số liệu 13 C-NMR của 2 gốc axit của ZR5 51 Bảng 3.8. Số liệu phổ 1 H& 13 C-NMR của ZRE2.2 52 Bảng 3.9. Hiệu suất của các chiết thu đƣợc từ thân rễ cây Gừng Zingiber sp. 54 Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hoạt tính sinh học của các cặn chiết thân rễ gừng Zingiber sp. 55 Bảng 3.11. Thành phần hoá học của cặn H gừng Zingiber sp. 57 1 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam là nƣớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm ƣớt quanh năm. Đây là điều kiện thuận lợi cho thảm thực vật phát triển phong phú và đa dạng. Trong đó, có nhiều loài thực vật không chỉ có ý nghĩa trong hệ sinh thái, môi trƣờng, nông lâm nghiệp mà còn có những đặc tính dƣợc lý rất quí báu và đã đƣợc sử dụng trong nền y học cổ truyền và vào các mục đích khác nhau phục vụ đời sống của nhân dân ta. Việc tìm kiếm, phát hiện và nghiên cứu các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên, có hoạt tính sinh học cao để ứng dụng trong y dƣợc là một trong những nhiệm vụ quan trọng đã và đang đƣợc các nhà khoa học trong nƣớc và quốc tế đặc biệt quan tâm. Nó đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn nguyên liệu thiên nhiên một cách hợp lý và hiệu quả. Trong Y học hiện đại nhiều hợp chất thiên nhiên đƣợc phân lập từ cây thuốc đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc chữa bệnh, theo báo cáo hàng năm của chuyên ngành Hoá y cho thấy 60% thuốc đƣợc chấp thuận điều trị bệnh cho con ngƣời có nguồn gốc thiên nhiên, trong đó 77% xuất phát từ cây thuốc dân tộc [28]. Trong tài nguyên thực vật của Việt Nam thì Gừng là một cây rất quen thuộc, nó đƣợc xem là nguồn nguyên liệu có giá trị để làm gia vị trong chế biến thực phẩm và làm thuốc chữa bệnh. Một trong những loài có giá trị thuộc chi Gừng đó là cây Gừng lông hung (Zingiber rufoliposum Gagn.) và cây gừng Zingiber sp. Gừng lông hung mới tìm thấy ở Tuyên Quang ( Na Hang), Phú Thọ (Xuân Sơn), Hoà Bình (Mai Châu), Hà Nội (Ba Vì), Đăk Lăk. Đây là một trong những cây thuốc dân tộc đƣợc dùng để chữa bệnh và là một loài Gừng quí hiếm cần đƣợc bảo tồn gen theo quyết định số 80/2005/BNN của Bộ Nông nghiệp. Cây Gừng Zingiber sp. đƣợc tìm thấy ở tỉnh Lâm Đồng, nó có mùi thơm đặc trƣng nhất trong chi gừng. Để góp phần làm tăng thêm sự hiểu biết về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học trong nguồn thực vật phong phú, quí giá của Việt nam, chúng tôi chọn cây Gừng lông hung và cây gừng Zingiber sp. làm đối tƣợng nghiên cứu và đây là loài lần đầu tiên đƣợc nghiên cứu tại Việt Nam. [...]... nhà nghiên cứu Nhật Bản Huffington Post cho biết Gừng đỏ đƣợc sử dụng trong y học truyền thống của Indonesia nhƣ một loài thuốc giảm đau cho các bệnh viêm khớp” Bên cạnh đó gừng giúp tăng cƣờng lƣu thông máu, có lợi cho hệ tim mạch, làm giảm mỡ trong máu, giảm quá trình oxi hoá… 4 1.1.2 Nghiên cứu các loài của chi Gừng (Zingiber) Trong 12 loài thuộc chi Gừng (Zingiber), có những loài không chỉ là cây. .. và một số cây thuộc chi Gừng Cuối năm 1999 khi Vimala và cộng sự công bố kết quả điều tra sàng lọc các hoạt chất chống ung thƣ trong 7 cây thuốc dân tộc nổi tiếng của Malaisia thuộc họ gừng (Zingiberaceae) thì phát hiện thấy gừng gió (Zingiber zerumbet Sm.), Nghệ (Curcuma longa) và Gừng dại (Zingiber cassumuna) có hoạt tính mạnh nhất Các kết quả nghiên cứu trên thúc đẩy mạnh mẽ các nghiên cứu về hoạt. .. 1.1.TỔNG QUAN VẾ CHI GỪNG (ZINGIBER) 1.1.1 Họ gừng và chi gừng Họ Gừng (Zingibeaceae) có nhiều chi và nhiều loài khác nhau Hầu hết các cây thuộc họ Gừng chủ yếu phân bố ở các nƣớc Đông Nam Á, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản … Theo các tác giả Võ Văn Chi và Dƣơng Đức Tiến đã tổng kết họ Gừng có 45 chi gồm hơn 1300 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới Ở Việt Nam, họ Gừng có 12 chi và 61 loài đƣợc phân... dịch chi t CH2Cl2 của rễ cây gừng Z.officinale Rose (Trung quốc) đã tách đƣợc hai flavonoit, glucozit và hai flavonol, zerumbone, zerumbone epoxit, curcumin…[25] Trong những năm gần đây các nhà khoa học đã nghiên cứu thêm về thành phần hoá học của một số loài thuộc chi Gừng nhƣ: Gừng môi tím đốm (Zingiber penisulare I Theilade), gừng Eberhardt (Zingiber eberhardtii Gagn.)… 1.1.2.1 Nghiên cứu về cây Gừng. .. [10] Thân rễ các loại cây thuộc chi Gừng phát triển rất nhanh Từ một chồi giống ban đầu, chúng có thể phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối và phát triển thành một bụi lớn chỉ trong một vài năm Mùa ra hoa, chín quả của các loài trong chi Gừng cũng rất khác nhau Tại Malaixia, loài Gừng đen (Z spectabile) thƣờng ra hoa từ tháng 7 đến tháng 9 và quả thƣờng chín vào tháng 11 Trong khi đó, loài Gừng gió (Z... -phellan-dren 1,3 1,4 24 -Bisabolen 1,1 1,1 Các chất khác 11,7 37,9 Từ bảng số trên ta thấy, thành phần hóa học trong tinh dầu Gừng tía gồm nhiều hợp chất có cấu tạo phức tạp, đồng thời có những sai khác nhất định về thành phần chất cũng nhƣ hàm lƣợng của các hợp chất chính trong tinh dầu Một trong những thành phần chính là terpinen-4-ol , đây là hợp chất có mùi thơm hấp dẫn đƣợc dùng để thay thế hƣơng... số hợp chất phân lập từ cây Gừng tía (Z montanum Koenig) Hợp chất đƣợc phân lập từ cặn n- hexan có cấu trúc nhƣ sau: [4] , 2‟,4‟,5‟ trimethoxyphenbutadien Đây là chất lần đầu tiên đƣợc phân lập từ cây Alpinia flabellat sau đó, chất này đƣợc phân lập từ cây gừng tía là chất có hoạt tính kháng côn trùng mạnh Năm 1991 theo các nhà khoa học ngƣời Nhật Bản Ozaki Y, Kawahara M đã phân lập đƣợc 3 hợp chất: ... Stahlianthus…), ở một số loài, rễ thẳng, cứng, đâm sâu xuống đất, phần trên lộ trên mặt đất Thân rễ (thƣờng đƣợc gọi là củ) to, nạc, nằm ngang dƣới mặt đất Cây thƣờng có chứa mùi thơm, đôi khi mùi hắc nhƣ một số loài trong chi Gừng (Zingiber) Chi Gừng (Zingiber) có khoảng 100 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới Châu Á và Châu Úc Các nƣớc Đông Nam Á là nơi trung tâm phong phú và đa dạng nhất của chi Gừng. .. cho thấy zerumbone có hoạt tính kém hơn cisplatin một ít nhƣng lại không gây độc tính và gây tác dụng phụ nhƣ cisplatin [11] Các curcuminoit Curcuminoit là các sắc tố màu vàng tƣơi cho đến vàng thẫm Nó rất phổ biến trong các cây thuộc họ Gừng, đặc biệt là chi Nghệ (Curcumin) Do đó việc các nhà nghiên cứu Matthes.H.W.D, Luu.B và Ourisson.G (năm 1980) đã phân lập từ cặn chi t ete của củ Gừng gió Trung Quốc... thành bột làm thuốc chữa bệnh tiêu chảy, dùng củ Gừng gió sắc làm thuốc uống chữa ho và đặc biệt là điều trị bệnh viêm thấp khớp [10] 1.1.2.3 .Các nghiên cứu về cây Gừng tía (Zingiber montanum (koeng) Dietrich) Cây Gừng tía tên khoa học là Zingiber montanum (koenig) Dietrich là một loài thuộc chi Gừng (Zingiber), họ Gừng (Zingiberaceae), Cây Gừng tía còn có tên đồng nghĩa là Amomum montanum Koenig(1783), . ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI CÂY THUỘC CHI GỪNG. KHOA HỌC Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG MỘT SỐ LOÀI. 2.3.2.3.Phân lập các chất có trong các cặn chi t H, C và E 35 2.3.3. Chi t các hợp chất từ thân rễ cây gừng Zingiber sp. 38 2.3.3.1. Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các cặn chi t thu