Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài Alpinia (Zingiberaceae) Việt Nam

3.1.3 Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học của các phần chiết 47 3.1.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain 51 3.1.5 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập đ

Đại học quốc gia hμ nội trường đại học khoa học tự nhiên

-” -

Lê huyền trâm

Nghiên cứu THμNH PHầN HóA HọC Vμ HOạT TíNH SINH HọC CủA MộT Số LOμI

alpinia (Zingiberaceae) Việt nam

Luận án tiến sĩ hóa học

Đại học quốc gia hμ nội trường đại học khoa học tự nhiên

-” -

Lê huyền trâm

Nghiên cứu thμnh phần hóa học vμ hoạt tính sinh học của một số loμi

Alpinia (Zingiberaceae) Việt nam

Chuyên ngành : Hóa hữu cơ

Lêi cam ®oan

«i xin cam ®oan ®©y lμ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu,kÕt qu¶ nªu trong luËn ¸n lμ trung thùc vμ ch−a ®−îc c«ng bè trong bÊt k× c«ng tr×nh nμo kh¸c

T

T¸c gi¶ luËn ¸n

Lª HuyÒn Tr©m

Lời cảm ơn

uận án nμy được hoμn thμnh tại Phòng thí nghiệm Hoá học các hợp chất thiên nhiên, Bộ môn Hoá Hữu cơ, Khoa Hoá học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hμ Nội

L

Tôi xin bμy tỏ lòng biết ơn đến:

GS TSKH Phan Tống Sơn, người đã giao đề tμi, tận tình hướng dẫn

vμ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình lμm luận án

TS Phan Minh Giang, người đã tận tình hướng dẫn tôi hoμn thμnh

bản luận án nμy

Tôi cũng xin chân thμnh cảm ơn nhμ thực vật học Nguyễn Quốc Bình (Viện Sinh thái vμ Tμi nguyên Sinh vật, Viện Khoa học vμ Công nghệ Việt Nam), TS Nguyễn Hoμnh Côi (Trung tâm Kiểm nghiệm Dược Quân đội), TS Chu Đình Kính (Viện Hóa học, Viện Khoa học vμ Công nghệ Việt Nam), ThS

Đặng Vũ Lương (Viện Hóa học, Viện Khoa học vμ Công nghệ Việt Nam), TS

Lê Mai Hương (Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học vμ Công nghệ Việt Nam), TS Đμo Thị Kim Nhung (Viện Nghiên cứu đμo tạo vμ Tư vấn khoa học Hμ Nội) về sự giúp đỡ trong việc thu thập vμ giám định mẫu thực vật, ghi các phổ vμ thử hoạt tính sinh học

Tôi xin cảm ơn tất cả các thầy, các cô, các cán bộ công nhân viên cùng toμn thể các bạn đồng nghiệp trong Bộ môn Hoá Hữu cơ vμ Khoa Hoá học

về sự giúp đỡ nhiệt tình trong thời gian tôi thực hiện luận án nμy

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình, nguồn động viên rất lớn giúp tôi hoμn thμnh giai đoạn học tập vμ nghiên cứu nμy

Lê Huyền Trâm

1.1.4 Kh¶o s¸t ho¹t tÝnh sinh häc cña c¸c loµi Alpinia 32

1.1.5 C«ng dông cña c¸c loµi Alpinia trong y d−îc häc 35

1.2 Tæng quan vÒ c¸c loµi c©y ®−îc nghiªn cøu trong luËn ¸n 36

1.2.1 Thùc vËt häc vµ c«ng dông trong y d−îc häc 36

2.1 §èi t−îng nghiªn cøu vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ c¸c phÇn chiÕt 40

3.1.3 Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học của các phần chiết 47

3.1.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain 51

3.1.5 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ

3.2 Nghiên cứu hóa học cây Riềng rừng (Alpinia conchigera Griff.) 61

3.2.2 Điều chế các phần chiết từ nguyên liệu thực vật Riềng rừng 61

3.2.3 Phân tích các phần chiết từ thân rễ Riềng rừng 62

3.2.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ và quả của Riềng rừng 64

3.2.5 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ

3.3 Nghiên cứu hóa học cây Sẹ (Alpinia globosa (Lour.) Horan.) 72

3.4.2 Điều chế các phần chiết từ rễ con và thân rễ của Riềng Malacca 76

3.4.3Phân tách các phần chiết từ thân rễ Riềng Malacca 77

3.4.4 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các chất phân lập được từ thân rễ

3.5.1 Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 80

3.5.2 Thử hoạt tính chống oxi hoá theo phương pháp khảo sát ảnh hưởng

lên độ hoạt động của enzym peroxidase trong máu người 82

3.5.3 Thử hoạt tính chống oxi hoá theo phương pháp dọn gốc DPPH• 83

Chương 4 Kết quả vμ thảo luận 85

4.1 Điều chế các phần chiết từ các loài Alpinia được nghiên cứu trong

4.2 Nghiên cứu hóa học cây Riềng Gagnepain (Alpinia gagnepainii

4.2.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain 88

4.2.3 Thử định tính các lớp chất có trong các phần chiết 89

4.2.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain 90

4.2.5 Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ thân rễ Riềng Gagnepain 91

4.3 Nghiên cứu hóa học cây Riềng rừng (Alpinia conchigera Griff.,

4.3.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ và quả Riềng rừng 102

4.3.3 Thử định tính các lớp chất có trong các phần chiết 103

4.3.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ và quả Riềng rừng 104

4.3.5 Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Riềng rừng 105

4.3.6 Xác định hàm lượng cardamomin trong thân rễ Riềng rừng bằng

4.5 Nghiên cứu hóa học cây Riềng Malacca (Alpinia malaccensis

4.5.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ Riềng Malacca 123

4.5.3 Khảo sát các thành phần dễ bay hơi của rễ cây Riềng Malacca bằng

4.5.4 Phân tách các phần chiết từ thân rễ Riềng Malacca 127

4.5.5 Cấu trúc của các hợp chất phân lập đ−ợc từ thân rễ Riềng Malacca 127

4.6 Khảo sát hoạt tính sinh học của các sản phẩm từ các loài Alpinia

4.6.1 Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 130

Danh sách các bảng

Trang

Bảng 1.2 Các hợp chất tecpenoit đã đ−ợc tìm thấy trong các loài Alpinia 12

Bảng 1.3 Các hợp chất diarylheptanoit đã đ−ợc tìm thấy trong các loài Alpinia 17

Bảng 1.4 Các flavonoit và hợp chất phenolic khác đã đ−ợc phân lập từ các loài

Bảng 1.5 Các hợp chất khác đã đ−ợc phân lập từ các loài Alpinia 29

Bảng 3.1 Khảo sát TLC phần chiết n-hexan (GH) từ thân rễ Riềng Gagnepain

Bảng 3.2 Khảo sát TLC phần chiết etyl axetat (GE) từ thân rễ Riềng Gagnepain

Bảng 3.3 Khảo sát TLC phần chiết n-hexan (CH) từ thân rễ Riềng rừng (Alpinia

Bảng 3.4 Khảo sát TLC phần chiết etyl axetat (CE) từ thân rễ Riềng rừng(Alpinia

Bảng 4.1 L−ợng cân của các mẫu thân rễ Riềng Gagnepain 88

Bảng 4.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ của cây Riềng Gagnepain (Alpinia

Bảng 4.5 Kết quả thử định tính các lớp chất trong các phần chiết thân rễ Riềng rừng 103

Bảng 4.7 Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Sẹ (Alpinia globosa (Lour.) Horan.) 119

Bảng 4.8 L−ợng cân của các mẫu rễ con và thân rễ Riềng Malacca 123

Bảng 4.9 Điều chế các phần chiết từ thân rễ Riềng Malacca (Alpinia malaccensis

Bảng 4.10 Các thành phần dễ bay hơi trong phần chiết diclometan (AMR) của rễ

Bảng 4.11 Kết quả thử hoạt tính kháng VSVKĐ của các sản phẩm từ các loài Alpinia

Bảng 4.12 ảnh hưởng của các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain (mẫu 1, Quảng Nam)

lên độ hoạt động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 137

Bảng 4.13 ảnh hưởng của các phần chiết từ thân rễ Riềng Gagnepain (mẫu 2, Quảng Bình)

lên độ hoạt động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 137

Bảng 4.14 ảnh hưởng của phần chiết (4) GE từ thân rễ Riềng Gagnepain (mẫu 4, Điện

Biên) lên độ hoạt động của peroxidase trong máu người (nhóm máu AB) 138

Bảng 4.15 ảnh hưởng của phần chiết CE từ thân rễ Riềng rừng lên độ hoạt động

của peroxidase trong máu người (nhóm máu AB) 139

Bảng 4.16 ảnh hưởng của các phần chiết GLE và GLB từ thân rễ Sẹ lên độ hoạt

động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 139

Bảng 4.17 ảnh hưởng của phần chiết ME từ thân rễ Riềng Malacca lên độ hoạt động

của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 140

Bảng 4.18 ảnh hưởng của phần chiết MB từ thân rễ Riềng Malacca lên độ hoạt động

Bảng 4.19 ảnh hưởng của chất G2 [(ư)-pinocembrin] lên độ hoạt động của

Bảng 4.20 ảnh hưởng của chất AC4 (chalconarigenin 2’-O-metyl ete) lên độ hoạt

Bảng 4.21 Kết quả thử hoạt tính chống oxi hóa bằng phương pháp DPPH của các

phần chiết và chất phân lập được từ các loài Alpinia được nghiên cứu 144

Danh sách các Hình

Trang

Hình 2.1 Thiết bị sắc ký lỏng trung áp (MPLC) 42

Hình 4.1 Cây Riềng Gagnepain (Alpinia gagnepainii K.Schum.) 87

Hình 4.2 Các tương quan HMBC và 1H-1H COSY chọn lọc của G2 93

Hình 4.3 Sơ đồ phân mảnh của G2trong phổ EI-MS 94

Hình 4.4 Các tương quan HMBC và 1H-1H COSY chọn lọc của G4 95

Hình 4.5 Các mảnh chủ yếu trong phổ EI-MS của G4 96

Hình 4.6 Các tương quan chọn lọc HMBC của G6 98

Hình 4.7 Sơ đồ phân mảnh của G6 trong phổ EI-MS 99

Hình 4.8 Cây Riềng rừng (Alpinia conchigera Griff.) 102

Hình 4.9 Các tương quan 1H-1H COSY và HMBC chọn lọc của AC4 108

Hình 4.10 Cây Sẹ (Alpinia globosa (Lour.) Horan.) 118

Hình 4.11 Cây Riềng Malacca (Alpinia malaccensis (Burm f.) Roscoe) 122

Hình 4.12 Công thức một số thành phần của rễ Riềng Malacca 126

Danh sách các Sơ đồ vμ Đồ thị

Sơ đồ 3.1 Phân tách phần chiết n-hexan ((2) GH) của thân rễ Riềng Gagnepain

Sơ đồ 3.2 Phân tách phần chiết etyl axetat ((2) GE) của thân rễ Riềng

Gagnepain thu hái ở Quảng Bình (mẫu lấy đợt 2) 55

Sơ đồ 3.3 Phân tách phần chiết n-hexan ((4) GH) của thân rễ Riềng Gagnepain

Sơ đồ 3.4 Phân tách phần chiết etyl axetat ((4) GE) của thân rễ Riềng

Gagnepain thu hái ở Điện Biên (mẫu lấy đợt 4) 56

Sơ đồ 3.5 Phân tách phần chiết n-hexan (CH) từ thân rễ Riềng rừng 66

Sơ đồ 3.6 Phân tách phần chiết etyl axetat (CE) từ thân rễ Riềng rừng 66

Sơ đồ 3.7 Phân tách phần chiết n-hexan (GLH) từ thân rễ cây Sẹ 74

Sơ đồ 3.8 Phân tách phần chiết etyl axetat (GLE) từ thân rễ cây Sẹ 75

Sơ đồ 3.9 Phân tách phần chiết n-hexan (MH) từ thân rễ Riềng Malacca 78

Sơ đồ 3.10 Phân tách phần chiết etyl axetat (ME) từ thân rễ Riềng Malacca 78

Sơ đồ 4.1 Quy trình chung điều chế các phần chiết từ thân rễ các loài Alpinia 86

Đồ thị

Đồ thị 4.1 Mối quan hệ giữa diện tích pic và nồng độ cardamomin trong mẫu

Đồ thị 4.2 ảnh hưởng của các phần chiết thân rễ Riềng Gagnepain (mẫu 1 và mẫu

2) lên độ hoạt động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 137

Đồ thị 4.3 ảnh hưởng của phần chiết (4) GE (mẫu 4, Điện Biên) lên độ hoạt

động của peroxidase trong máu người (nhóm máu AB) 138

Đồ thị 4.4 ảnh hưởng của phần chiết CE từ thân rễ Riềng rừng lên độ hoạt

động của peroxidase trong máu người (nhóm máu AB) 139

Đồ thị 4.5 ảnh hưởng của các phần chiết GLE và GLB từ thân rễ Sẹ lên độ

hoạt động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O) 140

Đồ thị 4.6 ảnh hưởng của các phần chiết từ thân rễ Riềng Malacca lên độ hoạt

động của peroxidase trong máu người (nhóm máu O và AB) 140

Đồ thị 4.7 ảnh hưởng của các chất G2 (a) và AC4 (b) lên độ hoạt động của

peroxidase trong máu người (nhóm máu O và AB) 142

Đồ thị 4.8 So sánh ảnh hưởng lên hoạt độ peroxidase trong máu người với

nhóm máu O (a) và AB (b) của các mẫu chất G2 và AC4 142

Đồ thị 4.9 Biểu diễn các giá trị SC% của các mẫu nghiên cứu từ các loài Alpinia

được thử hoạt tính chống oxi hoá bằng phương pháp DPPH 145

Danh môc Nh÷ng Ký hiÖu vμ ch÷ viÕt t¾t

dïng trong luËn ¸n

C¸c ph−¬ng ph¸p s¾c ký:

FC : S¾c ký cét nhanh (Flash Chromatography)

DCCC : S¾c ký giät ng−îc dßng (Droplet Countercurrent Chromatography)

GC-MS : S¾c ký khÝ-khèi phæ (Gas Chromatography- Mass Spectrometry) TLC : S¾c ký líp máng (Thin-layer Chromatography)

C¸c ph−¬ng ph¸p phæ:

MS : Phæ khèi l−îng (Mass Spectrometry)

EI-MS : Phæ khèi va ch¹m electron (Electron Impact Mass Spectrometry) ESI-MS : Electrospray Ionization Mass Spectrometry

IR : Phæ hång ngo¹i (Infrared Spectroscopy)

UV : Phæ tö ngo¹i (Ultraviolet Spectroscopy)

HMQC : Heteronuclear Multiple Quantum Coherence

HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence

δ (ppm) : §é chuyÓn dÞch hãa häc (parts per million)

C¸c dung m«i:

C¸c ký hiÖu kh¸c:

Si gel : Silica gel

Lời Mở đầu

Việt Nam là một trong những nước có thảm thực vật rất phong phú và

đa dạng Nhiều loài thực vật đã được sử dụng cho các nhu cầu khác nhau của cuộc sống, đặc biệt là để làm thuốc chữa bệnh Tuy nhiên, việc sử dụng các vị thuốc có nguồn gốc thực vật trong y học cổ truyền ở Việt Nam cũng như một

số nước châu á khác chủ yếu dựa trên kinh nghiệm dân gian về công dụng của các loại thảo dược Các loại thuốc chữa bệnh từ thảo mộc ngày càng được coi trọng, vì chúng thường ít có tác dụng phụ, ít gây độc hại cho người sử dụng Việc đi sâu nghiên cứu thành phần hoá học và khảo sát các hoạt tính như chống nhiễm khuẩn, chống oxi hoá, chống ung thư, v.v… của các cây thuốc đã trở thành một lĩnh vực thu hút mạnh mẽ sự chú ý của giới khoa học ở nhiều quốc gia Trong những năm qua, ngành Hoá học các hợp chất thiên nhiên đã có những bước phát triển vượt bậc trong việc phân lập các hoạt chất

từ cây cỏ cũng như xác định cấu trúc của chúng và đã cung cấp cho nền y học thế giới nhiều loại thuốc có giá trị

Trên thế giới chi Alpinia, thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) từ lâu đã là

đối tượng quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc lĩnh vực các hợp chất thiên nhiên bởi tác dụng chữa bệnh của các loài cây này trong y học cổ

truyền Trong số các loài Alpinia phải kể đến loài Alpinia officinarum Hance

(Riềng) được sử dụng trong dân gian làm thuốc chữa bệnh và làm gia vị, cây này đã được nghiên cứu khá chi tiết về thành phần hóa học và hoạt tính sinh

học Một số loài khác cũng được nghiên cứu khá sâu như Alpinia galanga (L.) Willd., Alpinia blepharocalyx K Schum., v.v… Ngoài ra thành phần hóa học của tinh dầu một số loài Alpinia, như Alpinia breviligulata Gagnep., Alpinia

chinensis (Retz.) Roscoe, Alpinia galanga (L.) Willd., Alpinia speciosa (Wall.)

K Schum cũng đã được khảo sát

Các loài Alpinia thường thích nghi với điều kiện khí hậu ẩm, có gió

mùa ở nước ta và phân bố rộng rãi ở hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam Nhiều

loài mới chỉ được phát hiện trong những năm gần đây hoặc được dùng trong

các bài thuốc dân gian mà còn chưa được nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học Xuất phát từ lý do này

chúng tôi chọn đối tượng nghiên cứu của luận án là một số loài thuộc chi

Alpinia (Zingiberaceae) của Việt Nam có giá trị và triển vọng được sử dụng

cho các ngành dược phẩm và thực phẩm, đồng thời cũng là những loài cây cho

đến nay còn ít hoặc chưa được nghiên cứu:

1- Riềng Gagnepain (Alpinia gagnepainii K Schum.);

2- Riềng rừng (Alpinia conchigera Griff.);

3- Sẹ (Alpinia globosa (Lour.) Horaninov);

4- Riềng Malacca (Alpinia malaccensis (Burm f.) Roscoe)

Những nội dung chính của luận án là:

1 Tìm phương pháp thích hợp để điều chế các phần chiết giàu flavonoit

(và polyphenol khác) và tecpenoit từ các loài Alpinia được nghiên cứu

2 Phân tách các phần chiết và phân lập các hợp chất

3 Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được

4 Đánh giá hoạt tính sinh học (kháng vi sinh vật, chống oxi hoá in

vitro) của các phần chiết và hợp chất nhận được trong luận án

Chương 1

Tổng quan

1.1 Tổng quan về chi Alpinia, họ Gừng (Zingiberaceae)

1.1.1 Vài nét về họ Gừng, Zingiberaceae [8]

Họ Gừng có tên khoa học là Zingiberaceae Theo phân loại thực vật Họ

Gừng (Zingiberaceae) thuộc Bộ Gừng (Zingiberales) trong Liên bộ Gừng

(Zingiberanae)

Đặc điểm thực vật của họ Gừng (Zingiberaceae) là cây thân cỏ, sống

nhiều năm, thân rễ khỏe có khi phồng lên thành củ Lá có lưỡi nhỏ Bẹ lá có

thể xếp khít nhau thành một thân giả Gân lá song song Cụm hoa bông dày

đặc, ở sát đất hay trên một cán hoa dài hoặc ở ngọn cây Hoa không đều,

lưỡng tính, to đẹp, có màu sắc sặc sỡ Ba lá đài liền nhau, ba cánh hoa liền

nhau; một nhị hữu thụ, mang bao phấn hai ô; chỉ nhị rộng, cong hình lòng

máng ôm lấy vòi nhụy Trung đới có phần phụ thành mào ở đỉnh, ba nhị thoái

hoá họp thành cánh môi, ba lá noãn; bầu hạ ba ô, đính noãn trung trục; một

vòi đi luồn qua khe giữa hai ô phấn của nhị, đầu nhụy hình phễu Quả nang

Hạt có áo hạt bao bọc và có ngoại nhũ kèm theo nội nhũ

Họ Gừng có nhiều chi, các chi thường gồm có nhiều loài Các loài họ

Gừng thường phân bố rải rác ở vùng khí hậu nhiệt đới hai bán cầu, chủ yếu ở

các nước Đông Nam á, ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia, v.v

Dưới đây là một số chi thuộc họ Gừng (Zingiberaceae):

1.1.2 Thực vật học của chi Alpinia [6, 8, 9, 11]

Cùng với các chi khác như Amomum (Sa nhân), Curcuma (Nghệ),

những chi lớn thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) Chi Alpinia gồm khoảng 200

loài khác nhau mọc rải rác ở vùng Đông á và Đông Nam á, từ ấn Độ đến Nhật Bản, châu úc và khu vực Thái Bình Dương…

Dưới đây là một vài hình ảnh của một số loài Alpinia trên thế giới

Alpinia galanga Alpinia katsumadai Alpinia nutans Alpinia zerumbet

Các loài trong chi Alpinia thường thích nghi với điều kiện ẩm, được che

bóng và nhiệt độ không khí không quá cao (khoảng 27-300C về ban ngày và 17-180C về ban đêm) Chúng sinh trưởng dưới tán rừng thứ sinh, rừng cây bụi, rừng tre, rừng tếch, ở khe núi, thung lũng hoặc ven rìa rừng… Chúng ưa đất

tốt, màu mỡ và sinh trưởng tốt ở những khu vực có độ cao dưới 1.500 m so với mặt nước biển

Thân rễ chi Alpinia sinh trưởng rất nhanh Từ một chồi giống ban đầu,

chúng có thể phân nhánh, đâm chồi, tăng sinh khối, phát triển tạo thành một bụi lớn chỉ trong vòng một vài năm

ở nước ta, chi Alpinia cũng khá phong phú Chúng sinh trưởng trong vùng rừng núi ở hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam Một số loài được coi là đặc

hữu, ví dụ như Alpinia phuthoensis Gagnep.- Riềng Phú Thọ (phân bố ở tỉnh Phú Thọ), Alpinia tonkinensis Gagnep.- Riềng Bắc Bộ (phân bố ở các tỉnh phía Bắc nước ta), Alpinia breviligulata Gagnep.- Riềng mép ngắn (phân bố ở

tỉnh Thừa Thiên), v.v…

Một số loài Alpinia của Việt Nam được chỉ ra ở bảng 1.1

10 Alpinia latilabris Ridl Ry [4]

12 Alpinia malaccensis (Burm f.)

Roscoe

16 Alpinia pinnanensis T L Wu &

Senjen

19 Alpinia strobiliformis Wu & Senjen Riềng bông tròn [4]

Ré Bắc Bộ

[8]

22 Alpinia zerumbet (Pers.) Burtt et Sm

= Alpinia speciosa (Wall.) K Schum

Riềng gió, riềng ấm, riềng đẹp, sẹ nước

[6]

1.1.3 Nghiên cứu hoá học chi Alpinia

Các loài thuộc chi Alpinia (Zingiberaceae) mọc phổ biến ở các nước

vùng nhiệt đới châu á, trong số đó có một số loài đã ít nhiều được nghiên cứu

trên thế giới về mặt hóa học Được nghiên cứu nhiều nhất là cây Alpinia

officinarum Hance (Riềng), do cây này được sử dụng từ lâu trong y học cổ

truyền của nhiều nước và cũng là một gia vị được ưa thích

Theo các công trình nghiên cứu đã công bố, từ các bộ phận khác nhau

của các loài Alpinia (như lá, hoa, thân rễ và rễ con…), người ta đã thu nhận

được tinh dầu, và phân lập được nhiều hợp chất thuộc các lớp tecpenoit,

diarylheptanoit, flavonoit, …

1.1.3.1 Khảo sát thành phần hóa học các tinh dầu

Tinh dầu của các loài Alpinia thường được lấy ra bằng phương pháp

chưng cất lôi cuốn hơi nước các mẫu thực vật tươi Tinh dầu ở mỗi loài

Alpinia cũng như ở các bộ phận khác nhau (thân rễ, lá, hoa, quả, hạt, bẹ lá…)

của cùng một loài đều có đặc trưng riêng về màu sắc, mùi và thành phần hóa học

Thành phần hoá học của tinh dầu các loài Alpinia được xác định chủ

yếu bằng phương pháp sắc ký khí mao quản hoặc sắc ký khí-khối phổ liên hợp (GC-MS)

Y Saiki và cộng sự [94] nghiên cứu về tinh dầu hạt của cây Alpinia

katsumadai Hayata đã xác định được 22 hợp chất, trong số đó các thành phần

chính đã được phân lập và nhận dạng là 1,8-cineol, α-humulen và trans,

trans-farnesol bằng việc so sánh các dữ kiện phổ

C N S D Siquira và cộng sự [96] đã thông báo tinh dầu lá của Alpinia

speciosa K Schum trồng ở Nam Rio Grand có chứa các thành phần chính là

α-pinen, β-pinen, 1,8-cineol, camphor và borneol

Phan Tống Sơn và cộng sự [15] đã thông báo thành phần chính của tinh

dầu Alpinia officinarum Hance (Riềng thuốc) Việt Nam chiếm tới 54,6% là

1,8-cineol

Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự [7] đã nghiên cứu tinh dầu của một số

loài Alpinia ở Việt Nam Bằng phương pháp sắc kí khí mao quản và sắc kí khí

-khối phổ liên hợp (GC-MS) đã xác định thành phần tinh dầu từ các bộ phận

khác nhau của các loài Alpinia:

+ Alpinia breviligulata Gagnep (Riềng mép ngắn, ở Thừa Thiên-Huế):

Thành phần chính của tinh dầu thân, lá, hoa và quả của cây tương tự nhau, gồm α-, β-pinen và caryophyllen oxit Tinh dầu của hạt cây có chứa hai hợp

chất thơm đặc trưng là geranyl axetat (8,8%) và (E, E)-farnesol (65,0%)

+ Alpinia chinensis (Retz.) Roscoe (Riềng tàu, ở Thừa Thiên-Huế):

Tinh dầu của các bộ phận rễ, thân rễ, thân, lá và hoa quả của cây đều có chứa

hợp chất β-bisabolen (10,4 %-47,9%) Thành phần sesquitecpen chiếm tỷ lệ cao trong tinh dầu rễ cây và tinh dầu hoa (83%)

+ Alpinia galanga (L.) Willd (Riềng nếp, ở Từ Liêm, Hà Nội): Thành

phần sesquitecpen trong tinh dầu thân rễ khá cao (63,7%), các ancol và este chiếm tỷ lệ 20,5% Thành phần chính của tinh dầu thân rễ là β-caryophyllen

(9,1%), (Z)-α-bergamoten (8,9%), β-bisabolen (12%) và β-sesquiphellandren (8,3%)

+ Alpinia speciosa (Wall.) K Schum (Riềng ấm, ở Thừa Thiên, Huế):

Thành phần hoá học chính của tinh dầu thân, lá và hoa là α-pinen, β-pinen và 1,8-cineol Trong đó tinh dầu của rễ có hai thành phần chính đặc trưng là 1,8-cineol (12,4%) và fenchyl axetat (27,1%), tinh dầu thân rễ có các thành phần chính là α-pinen (15,4%) và β-pinen (26,2%)

Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự [84] cũng đã nghiên cứu thành phần

tinh dầu của Alpinia laosensis Gagnep Tinh dầu nhận được bằng cách chưng

cất lôi cuốn hơi nước thân rễ tươi của cây có màu vàng sáng và mùi đặc trưng Bằng cách kết hợp phân tích sắc ký khí mao quản và sắc ký khí-khối phổ liên hợp (GC-MS) 82 thành phần được phát hiện, trong số đó có 64 hợp chất đã

được nhận dạng Các hợp chất chứa oxi chiếm 74,3% tinh dầu, cao hơn hợp chất không chứa oxi (12,6%) Thành phần chính của tinh dầu là 1,8-cineol (43,9%)

Văn Ngọc Hướng và cộng sự [12] đã nghiên cứu về tinh dầu của cây

Alpinia tonkinensis Gagnep (Riềng Bắc Bộ) Việt Nam Các tác giả đã nghiên

cứu tinh dầu của các bộ phận hạt, quả bằng phương pháp sắc kí khí mao quản

và sắc kí khí-khối phổ (GC-MS) Trong tinh dầu hạt và quả của cây Riềng Bắc

Bộ có các thành phần chính là farnesol (15,92%), eugenol (14,86%), cinamoyl axetat (9,59%) Nhóm nghiên cứu của Văn Ngọc Hướng [14] cũng đã nghiên

cứu tinh dầu của thân rễ Alpinia pinnanensis T L Wu & Senjen (Riềng

Pinnan) ở vùng Tam Đảo, Việt Nam Khảo sát bằng phương pháp sắc ký

khí-khối phổ liên hợp (GC-MS) đã cho thấy tinh dầu của loài này chứa chủ yếu là các sesquitecpen và các dẫn xuất oxi của chúng, trong số đó có các thành phần

có hàm lượng lớn như α-bergamoten (5,8%), β-bisabolen (4,74%), δ-cadinen (5,02%), zerumbon (7,12%), và đặc biệt là farnesol có hàm lượng cao nhất trong tinh dầu (17,41%)

Ly Ngoc Tram và cộng sự [69] đã nghiên cứu thành phần tinh dầu từ

thân rễ tươi và khô của cây Alpinia officinarum Hance (Riềng thuốc) Kết quả

cho thấy thành phần chính trong tinh dầu thu được từ phần rễ tươi và khô tương đối giống nhau, tuy nhiên hàm lượng các chất lại có sự sai khác nhau rõ rệt Các hợp chất hidrocacbon trong tinh dầu từ rễ khô chiếm hàm lượng lớn hơn (42%); trong khi đó các hợp chất chứa oxi lại nằm chủ yếu trong phần rễ tươi (75%), với hợp chất 1,8-cineol có hàm lượng lớn nhất là 50%

L Jirovetz và cộng sự [56] đã khảo sát tinh dầu của lá, thân, thân rễ và

rễ của Alpinia galanga Willd trồng ở Nam ấn Độ bằng phương pháp GC-FID

và GC-MS Tinh dầu của lá giàu các thành phần 1,8-cineol (28,3%), camphor (15,6%), β-pinen (5,0%), (E)-metyl xinnamat (4,6%), bornyl axetat (4,3%) và

guaiol (3,5%) Tinh dầu của thân chứa 1,8-cineol (31,1%), camphor (11,0%),

(E)-metyl xinnamat (7,4%), guaiol (4,9%), bornyl axetat (3,6%), β-pinen (3,3%) và α-terpineol (3,3 %) 1,8-Cineol (28,4%), α-fenchyl axetat (18,4 %),

camphor (7,7%), (E)-metyl xinnamat (4,2%) và guaiol (3,3%) là những thành

phần chính trong tinh dầu của phần thân rễ Tinh dầu rễ chứa α-fenchyl axetat (40,9%), 1,8-cineol (9,4%), borneol (6,3%), bornyl axetat (5,4%) và elemol (3,1%) Như vậy, trong tất cả các mẫu khảo sát đều chứa mono- và sesquitecpen, đó là những thành phần làm cho tinh dầu có mùi thơm đặc trưng

Các mẫu tinh dầu từ rễ tươi và khô của Alpinia galanga trồng ở

Malaysia được H L De Pooter và cộng sự [31] khảo sát bằng các phương pháp sắc ký khí mao quản và sắc ký khí-khối phổ liên hợp (GC-MS) Các tác giả đã nhận dạng được 40 thành phần, tuy nhiên hàm lượng các thành phần

trong tinh dầu được xác định phụ thuộc vào mẫu thân rễ tươi hay khô và phương pháp điều chế tinh dầu Trong tinh dầu ngoài các monotecpen, monotecpen ancol và este, các sesquitecpen, còn có metyleugenol, eugenol axetat, chavicol và chavicol axetat

P Nan và cộng sự [82]đã nghiên cứu tinh dầu của hai loài Alpinia trồng ở

đảo Hải Nam, Trung Quốc là Alpinia hainanensis và Alpinia katsumadai bằng

phương pháp sắc ký khí-khối phổ (GC-MS) Các thành phần chính từ tinh dầu lá

của Alpinia hainanensis là ocimen (27,4%), β-pinen (10,1%), axit 9-octadecenoic

(6,5%), axit n-hexadecanoic (5,8%), axit 9,12-octadecanoic và terpinen (4,3%) Các thành phần nhận được từ tinh dầu hoa của Alpinia hainanensis là ocimen

(39,8%), β-pinen (17,7%), terpinen (5,5%), p-menth-1-en-ol (4,9%), caryophyllen (4,9%) và phellandren (4,4%) Đối với Alpinia katsumadai thì các thành phần chính của tinh dầu lá là p-menth-1-en-ol (22,0%), terpinen (19,0%), 4-caren

(9,1%), 1,8-cineol (8,3%) và camphor (5,6%); thành phần chính của tinh dầu hoa

là p-menth-1-en-ol (21,3%), 1,8-cineol (20,2%), terpinen (12,6%), phellandren

(7,0%), 4-caren (6,4%), và β-pinen (5,2%)

Dưới đây là công thức hóa học của một số thành phần chính trong tinh

dầu của các loài Alpinia

C = C

COOCH3

H H

OH O

1.1.3.2 Phân lập và khảo sát cấu trúc các hợp chất

Nhiều công trình khoa học nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc các

hợp chất có trong các loài Alpinia, đáng chú ý nhất là các tecpenoit, các hợp

chất phenolic thuộc các nhóm diarylheptanoit và flavonoit, steroit, glycozit,… Các hợp chất này được phân lập từ các phần chiết của các bộ phận dưới mặt đất (thân rễ, rễ) hoặc các bộ phận trên mặt đất (lá, hoa và hạt,…) của các

loài Alpinia Cấu trúc của những hợp chất phân lập được đã được xác định chủ

yếu thông qua việc sử dụng kết hợp các phương pháp phổ

a/ Các hợp chất tecpenoit

Tecpenoit là một lớp chất thiên nhiên có cấu trúc có thể phân chia thành các đơn vị isopren Căn cứ vào số đơn vị isopren hợp thành người ta phân biệt các monotecpen C10, sesquitecpen C15, ditecpen C20, sestertecpen C25, tritecpen

C30, tetratecpen C40 và polytecpen Các tecpen này có thể có cấu tạo mạch hở, hoặc một, hai, ba, bốn và năm vòng, các vòng có thể có từ ba đến mười bốn mắt vòng

Các tecpenoit được tìm thấy trong các loài Alpinia chủ yếu là các

monotecpen (trong tinh dầu, được nhận dạng bằng phương pháp GC-MS, xem mục 1.1.3.1), các ditecpenoit có khung labdan và các sesquitecpenoit thuộc khung eudesman, bisabolan, v.v…

10

14 20

1

4

1 4 6 14

15 10

9 7

7

12 13

13 16

15 17

11 11

18 19

12

6

5 9

8 8

Bảng 1.2 nêu các thành phần tecpenoit được phân lập từ một số loài Alpinia

Tài liệu Nguồn gốc Các hợp chất tecpenoit phân lập được

-hydroperoxy-β-eudesmol (1); 10-epi-5αhydroperoxy-β-eudesmol (2); 4,10-epi-5β-

sesquitecpen: hanalpinon (4); alpinenon (5);

secoguaian sesquitecpen: alpinolit peroxit

(6) và 6-hydroxyalpinolit (7)

[51] Thân rễ, Alpinia sesquitecpen peroxit: hanalpinol peroxit (8);

intermedia Gagnep. isohanalpinol (9);

(E)-8(17), 12- labdien-15,16-dial (13); (E)-8

β (17)-epoxi labd-12-en-15, 16-dial (14)

12 ditecpenoit, trong đó 9 labdan ditecpenoit

12-dien-16-al (E) (17); labda-8(17), 12-dien-15, 16-di12-dien-16-al (E) (18); coronarin E (19), 15-hydroxylabda- 8(17) ; 11, 13-trien-16-al [E,E] (20) ; 15,16-

epoxilabda-8(17), 11, 13-trien-16-ol [E]

(21); 15-hydroxylabda-8(17), 11,

15-dihydroxylabda-8(17), 12-dien-16-al [E]

(23); 12ξ, 15-dihydroxylabda-8(17),

13-dien-16-al [E] (24); 12ξ,

15-dihydroxylabda-8(17), 13-dien-16-al [E] (25);

[53] Thân rễ của Alpinia

formosana

(Nhật Bản)

labda-8(17), 12-dien-15-ol-16-al (37),

(E)-15,16-bisnorlabda-8(17),11-dien-13-on (38), furopelargon B (39), humulen epoxit II (40)

[40] RÔ, Alpinia galanga (E)-8β,17-epoxilabd-12-en-15,16-dial (41)

hydroxy-11-hydroperoxi-bisabola-1,9-dien (46);

3-hydroxy-10-hydroperoxy-bisabola-1,10-dien

(47); 1,3 (15),9-trien (48); 3,4-dihydroxy-

Me H

Me

O O

1 : R = β -OOH

2 : R = α -OOH

3

OH Me

Me R

Me

Me O

Me Me

OH

H MeMe

Me H

Me

O

O OH

O O Me

O

Me Me

10 R = OH , R1= H

11 R = H , R1 = OH Me

H CHO CHO

O O

13

Me

Me

Me H

CH2CHO

H

H O

33

CHO

CH 2 OH H

H O

39

O O

47

OOH OH

48

OOH HO

53

O O

O OCH 3

OCH 3

CH 3 O

b/ Các hợp chất phenolic thuộc nhóm diarylheptanoit

Các diarylheptanoit là các chất thiên nhiên rất thú vị đ−ợc tìm thấy

trong nhiều loài Alpinia Lớp chất này đặc tr−ng bởi hai nhóm aryl riêng rẽ

nối với nhau bởi một mạch gồm 7 nguyên tử cacbon, chúng có cấu tạo khung nh− sau:

1,7-diarylheptan

Chất diarylheptanoit đầu tiên đ−ợc phân lập là curcumin hydroxy-3-metoxyphenyl)-1,6-heptadien-3,5-dion (từ cây Nghệ vàng, Curcuma

(1,7-bis-(4-longa Linn)

C¸c diarylheptanoit ®−îc cho lµ c¸c hîp chÊt t¹o nªn vÞ cay cña c¸c loµi

Alpinia, t−¬ng tù nh− vÞ cay cña cñ gõng (Zingiber officinale) lµ do chÊt

zingeron t¹o nªn VÝ dô, hîp chÊt diarylheptanoit

1-(4’-hydroxy-3’-metoxyphenyl)-7-phenyl-3-heptanon ®−îc ph©n lËp tõ qu¶ cña Alpinia

oxyphylla cã vÞ cay gÊp 125 lÇn so víi zingeron [47]

Tµi liÖu Nguån gèc C¸c hîp chÊt ph©n lËp ®−îc

5-hydroxy-7-(4”-hydroxy-3”-metoxyphenyl)-1-phenyl-3-heptanon (65);

5-hydroxy-7-(4”-hydroxyphenyl)-1-phenyl-3-heptanon (66); metoxyphenyl)-7-phenyl-3-heptanon (67)

1-(4”-hydroxy-3”-vµ dÉn xuÊt dehydro cña nã (68)

1,7-

hydroxy-metoxyphenyl)-1-phenyl-3-heptanon (75) vµ metoxyphenyl)-1-phenylhept-4-en-3-on (76);

C¸c diarylheptanoit cã chøa vßng tetrahydropyran: (3S,7R)-5,6-dehydro-1,7- bis-(4-hydroxyphenyl)-de-O-metylcentrolobin

(82); (3S,5S,6S,7R)-5,6-dihydroxy-1,7-bis hydroxyphenyl)-de-O- metylcentrolobin (83);

(3S,5R,6S,7R)-5,6-dihydroxy-1,7-bis

(4-hydroxyphenyl)-de-O- metylcentrolobin (84);

(3S,5S,6R,7R)-5,6-dihydroxy-1,7-bis

(4-hydroxyphenyl)-de-O- metylcentrolobin (85).

[91] H¹t, A blepharocalyx

(Trung Quèc)

calyxin B (86); epicalixin B (87); calyxin C (88); epicalixin C (89); calyxin D (90); epicalixin D (91);

D−íi ®©y lµ c«ng thøc ho¸ häc cña mét sè hîp chÊt diarylheptanoit ®−îc

R1

R2

O O

OMe OH

OMe HO

68 67

69 70 : R1 = Me; R2 = OH; R3 = H;

71 : R1 = Me; R2 = R3 = H;

OH O

O O

H O

OH O

83 5S, 6S

84 5R, 6S

85 5S, 6R

OH OH

2'''

8'' 11''

13''

HO

OH

OH OH

OH

OH

O H

11'' 13''

OMe

O HO

O

94vµ95

OH OH

OH

OH

O OH HO

O H

OH

O

O OH

O

OH HO

MeO

O HO

O H

MeO

O RO

O H

OR

96 R=H 96a R=Ac

OMe H

HO

O O

OH

O O

H H

101 vµ 102

HO HO

O

OH

HO

OMe O

O

O HO

HO

O HO

OMe

OH

OH

OH HO

OMe O O

HO

OH

5 3

OH OH

OMe HO

3R 7S

H

OMe HO

OH

OH

c/ C¸c flavonoit vµ hîp chÊt phenolic kh¸c

Flavonoit lµ mét trong c¸c nhãm hîp chÊt polyphenol th−êng gÆp trong thùc vËt Flavonoit t¹o mµu s¾c hÊp dÉn cho c©y, nhÊt lµ cho hoa gióp thu hót ong b−ím cÇn thiÕt cho sù thô phÊn ë hoa Tuú theo tõng lo¹i c©y vµ ®iÒu kiÖn sinh th¸i mµ ë c¸c bé phËn kh¸c nhau cña c©y cã sù tÝch luü flavonoit kh¸c

nhau Trong c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu ho¸ häc cña c¸c loµi Alpinia, c¸c

flavonoit ®−îc ph©n lËp chñ yÕu lµ c¸c dÉn xuÊt cña chalcon, flavanon vµ

flavanonon… Ngoµi ra, ë c¸c loµi Alpinia cßn cã mÆt c¸c lo¹i hîp chÊt phenolic

khác, ví dụ các α-pyron thiên nhiên nh− là dihydro-dehydrokawain, dehydrokawain, các phenylpropanoit, các phenylbutanoit,… Flavonoit và các hợp chất polyphenol nói chung là những lớp chất thiên nhiên có các hoạt tính sinh học thú vị, đặc biệt là tác dụng chống oxi hóa và làm bền thành mạch Bảng 1.4 nêu một số flavonoit và hợp chất phenolic khác đã đ−ợc phân lập từ

Wall (Malaysia) 2’,3’,4’,6’-tetrahydroxychalcon (128)

[78] Qu¶, Alpinia oxyphylla

1 flavanon: 5-O-metyl naringenin (134).

dihydro-5,6-[34] L¸ t−¬i, A speciosa α-pyron: dihydro-5,6-dehydrokawain (138)