Phân lập và xác định cấu trúc từ củ giềng Lào.
104Tạp chí Hóa học, T. 41, số 1, Tr. 104 - 107, 2003 phân lập và xác định cấu trúc của 3-(p-axetylphenyl) -3-metylcacboxyl-1-propen từ củ riềng lào (alpinia laosensis gagnep) việt nam Đến Tòa soạn 4-11-2002 văn ngọc hớng, phan minh giang Trờng đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia H( Nội Summary The different components of the rihzomes of Alpinia laosensis Gagnep was extracted by petroleum ether, ethyl acetate and methanol. From residue of the extract of petroleum ether, 3-(p-acetylphenyl)-3-metylcacboxyl-1-propen was isolated fraction distillation. The structure of the compound determined methods. I - Mở đầu Chi Riềng (Alpinia) l một chi lớn của họ Gừng (Zingiberaceae), cho đến nay ng#ời ta đ%tìm thấy 35 loi riềng có ở Việt Nam [1]. Nhiều cây trong chi Riềng l cây thuốc dân tộc, ng#ời ta dùng chúng để kích thích tiêu hóa, chữa các bệnh về đ#ờng ruột nh# đau dạ dy, đầy hơi, khó tiêu [2]. Riềng cũng l cây đ#ợc dùng phổ biến trong chế biến thực phẩm để lm gia vị vchất thơm. Riềng lo l cây đặc hữu của n#ớc Lo, nh#ng cũng mọc ở một số vùng của Việt Nam, đặc biệt ở biên giới Việt-Lo nh# các huyện Đacrông v H#ơng Hóa, tỉnh Quảng Trị. Nhân dân địa ph#ơng, đặc biệt l dân tộc Vân Kiều coi cây riềng lo l cây thuốc gia đình nh nocũng có một khóm riềng lo để sử dụng khi đau bụng, ăn khó tiêu, ngâm cồn để xoa chống đau khớp hay dùng trong chế biến thực phẩm, đặc biệt cho vo muối rang để ăn lâu ngy. Rõ rng, giềng lo l cây đặc dụng với dân địa ph#ơng. Nh#ng vì đây l một loại cây đặc hữu nên các ti liệu về cây ny hầu nh# không có. Đó l điều m chúng tôi quan tâm. II - Kết quả v Thảo luận Trong công trình tr#ớc, chúng tôi đ% khảo sát tinh dầu của củ riềng lo về hm l#ợng, các hằng số vật lý, các chỉ số hóa học, về thnhphần chính v hoạt tính kháng khuẩn [3] vnhận thấy tinh dầu củ riềng lo có thnh phần phức tạp, phổ kháng khuẩn rộng v đặc biệt hm l#ợng các sesquitecpen khá lớn. Điều nygợi ý rằng tinh dầu đ#ợc điều chế theo ph#ơng pháp cuốn hơi n#ớc có thể ch#a bao hm hết các hoạt chất sinh học của củ riềng lo, nhất lcác dẫn xuất của sesquitecpen có nhiệt độ sôi cao, m cất cuốn hơi n#ớc không cất ra đ#ợc. Để khắc phục điều ny, chúng tôi tiến hnhchiết phân lập các lớp chất trong củ riềng lo. theo độ phân cực tăng dần của dung môi. Lúc đầu chiết các chất không phân cực hoặc kém phân cực bằng ete dầu hỏa (sôi ở 30 - 60oC, sau đó chiết các chất phân cực trung bình bằng etylaxetat v cuối cùng chiết các chất phân cực mạnh bằng metanol theo ph#ơng pháp chiết ngâm. Kết quả chiết trình by trong bảng sau: Dung môi Ete dầu hỏa Etylaxetat Metanol Hiệu suất, % 1,79 2,28 2,46 105Rõ rng, các hợp chất không phân cực chiết đ#ợc bằng ete dầu hỏa có hiệu suất cao (1,98%), trong khi đó các hợp chất không phân cực cất cuốn hơi n#ớc tinh dầu chỉ chiếm 0,031%. Để tiến hnh nghiên cứu thnh phần các chất trong cặn chiết ete dầu hỏa, chúng tôi khảo sát chúng bằng sắc ký lớp mỏng với hệ dung môi ete dầu hỏa etylaxetat 9 : 1 (v : v). Kết quả cho 8 vệt chất khi hiện bằng vanilin trong H2SO4đặc 0,5%. Khi hiện với thuốc thử Dragendop v FeCl3các vệt ny đều cho phản ứng âm tính v không thêm vệt mới, điều nychứng tỏ trong cặn chiết ny không có các hợp chất ancaloit, phenolic v axit cacboxylic. Trong đó, 4 vệt chất có Rf= 0,74; 0,72; 0,10 v0,30 có đ#ờng kính lớn v đậm mu, đặc biệt lớn l vệt có Rf= 0,30. Điều ny cho thấy trong cặn chiết ete dầu hỏa của củ riềng lo có 4 chất chính, trong đó có 1 chất có hm l#ợng lớn nhất. Kiểm tra nhận xét ny bằng cách phân tích cặn chiết bằng GC cho thấy cặn ny có thnh phần phức tạp, 50 thnh phần, nh#ng chỉ có 4 thnh phần chính với thời gian l#u l 1,36; 4,27; 6,27 v 10,91 v hm l#ợng l 26,77%; 1,29%; 2,33% v 62,58% tổng các thnh phần chính ny chiếm tới 92,90% cặn. Trong các thnh phần còn lại, có 4 thnh phần có hml#ợng 0,42%. Có thể 4 thnh phần ny cùng với 4 thnh phần chính lm nên 8 vệt chất trong sắc ký lớp mỏng đ% nêu ở trên. Các kết quả phân tích bằng sắc ký lớp mỏng v GC cặn chiết bằng ete dầu hỏa cho thấy để phân lập các chất trong cặn ny tốt nhất có thể l ph#ơng pháp cất phân đoạn trong chân không. Với cột nhồi thủy tinh di 35 cm, đ#ờng kính 3 cm, chất nhồi vnh khuyên sứ di 0,5cm, đ#ờng kính 0,4 cm cất ở áp suất 5 mmHg, tỷ lệ hồi hữu 1/10, chúng tôi thu đ#ợc 6 phân đoạn, trong đó đáng chú ý l phân đoạn III có nhiệt độ sôi ổn định 158 - 160oC/5 mmHg chiếm tới 60% tổng thể tích cặn. Cất lại phân đoạn III trên cột 35 cm, đ#ờng kính 1,5 cm, chất nhồi lò xo thủy tinh di 0,5 cm, đ#ờng kính 0,3 cm thu 3 phân đoạn trong đó phân đoạn sôi ổn định nhất ở 160oC/5 mmHg chiếm 56% tổng thể tích cặn v ký hiệu l A.L.II. Kiểm tra độ tinh khiết của A.L.II bằng GC cho thấy có có độ tinh khiết 99,05%, d4200,8167, nD20 1,4321. Phổ khối l#ợng của A.L.II có [M]+218, đặc biệt có mảnh với khối l#ợng 43 đặc tr#ng cho nhóm axyl, [CH3C O]+. Phổ IR của A.L.II có các pic hấp thụ 1671 cm-1 đặc tr#ng cho nhóm xeto ,-không no, 1744 cm-1 đặc tr#ng cho nhóm este, 1608 cm-1 đặc tr#ng cho nhân thơm v 1648, 1421, 911 cm-1đặc tr#ng cho nhóm metylen cuối mạch. Phổ 13C-NMR (khử honton t#ơng tác C-H) v phổ APT cho chất phân tử A.L.II có 13 nguyên tử C, trong đó có 2 nhóm cacbonyl có = 70,3 s v 169,9 s v một nhóm CH2, 8 nhóm CH v CH3, 2 cacbon bậc 4, có = 150,6 (s) v 136 (s) ppm. Trong phổ 1H-NMR chúng ta dễ dng nhận thấy có 2 pic đơn, với 3H mỗi nhóm đặc tr#ng cho các nhóm metyl có độ chuyển dịch hóa học 2,11 (3H, s) v 2,28 (3H, s). Nhóm metylen cuối mạch có 2H v 5,25 dd (J: 1,1 Hz v 10,0 Hz) v 5,35 dd (J: 1,1 Hz; 10,0 Hz). Pic đa bội (1H) 5,99,pic đôi (1H) 6,25 (J: 5,9) đặc tr#ng cho các proton ở C2v C3. Đáng chú ý nhất trong phổ 1H-NMR của A.L.II l 2 nhóm pic đôi kiểu AB có 7,0 d (5,84) v 7,37 d (J: 8,4 Hz, mỗi nhóm có 2H nằm ở vùng tr#ờng thấp (vùng nhân thơm). Tất cả các dữ kiện quang phổ ở trên cho phép chúng tôi xây dựng công thức cấu tạo của A.L.II (hình 1) v gọi nó l 3-(p-axetylphenyl)-3-metylcacboxyl-1-propen. CH CH CH2O C CH3OCH3CO12345678912131011 Hình 1 III - thực nghiệm 1. Mẫu thực vật Thân củ riềng lo (Alpinia laosensis Gagnep) đ#ợc thu mua tại vùng biên giới Việt-Lo thuộc huyện H#ơng Hóa, tỉnh Quảng Trị vo tháng 11 năm 2001. Mẫu đ#ợc giám định bởi Phòng Ti nguyên thực vật, Viện Sinh thái v Ti nghuyên sinh vật. 2. Xử lý mẫu thực vật Thân, rễ của riềng lo sau khi thu mua về 10620 ml cặn E I< 37oC0,5 ml 2,5% II40 - 50oC1,5 ml 2,5% III157 - 162oC12,0 ml 2,5% IV165 - 170oC3,0 ml 5,0% V170 - 180oC2,0 ml 10,0% VI< 180oC1,0 ml 50,0% I 160oC0,70 ml 5,83% II160oC10,0 ml 83,33% III161 - 162oC1,0 ml 8,33% IV 162oC0,3 ml 2,5% Chất nhồi lò xo thủy tinh l: 0,5 cm, : 0,3 cm áp suất 5 mmHg, hồi l#u 1/10 Cột thủy tinhL: 35 cm : 1,5 cm Chất nhồi lò xo thủy tinh l: 0,5 cm, : 0,4 cm áp suất 5 mmHg, hội l#u 1/10 Cột thủy tinhL: 35 cm : 1,5 cm 1. Lm khô2. Ngâm trong etylaxetat, 72 giờ Ngâm trong ete dầu hỏa 30o- 60oC trong 7 giờ 1000 g nguyên liệuDịch ete dầu hỏa1. Lm khô2. Loại dung môi 19,70 g cặn E, hiệu suất 1,79% 1. Lm khô2. Ngâm với MeOH, 72 giờ Dịch chiết etylaxetat1. Lm khô2. Loại dung môi 22,80 g cặn A, hiệu suất 2,28% Dịch chiết MeOHLoại dung môi 24,60 g cặn M, hiệu suất 2,46% đ#ợc rửa sạch, cắt bỏ phần rễ con v những chỗ h# thối, chỉ lấy phần thân rễ d#ới mặt đất, thái ngang rễ, dy 3 - 4 mm, hong khô trong không khí, sấy ở 43oC v nghiền thnh bột. 3. Chiết các hợp chất Chúng tôi tiến hnh chiết phân lớp các hợp chất trong củ riềng lo theo độ phân cực tăng dần của dung môi nh# chỉ ra trong sơ đồ sau: 4. Khảo sát cặn E bằng sắc ký lớp mỏng v*GC a) Sắc ký lớp mỏng bằng E trên bảng silicagel 60 F254 với hệ dung môi ete dầu hỏa etylaxetat 9/1 (v/v), hiện bằng vanilin trong H2SO4đặc 5% cho 8 vệt chất có Rf= 0,79; 0,72; 0,60; 0,47; 0,35; 0,30; 0,29 v 0,22. b) Kết quả phân tích cằn bằng GC Kết quả phân tích cặn bằng GC đựoc thực hiện trên detector FID, trong môi tr#ờng nitơ, ở nhiệt độ 140 - 160oC, tốc độ 3dC/min. 5. Cất phân đoạn cặn E của củ riềng l*o 1076. Kiểm tra độ tinh khiết của phân đoạn sôi 160oC/5 mmHg ký hiệu A.L.II Kết quả kiểm tra độ tinh khiết của phân đoạn sôi 160oC/5 mmHg ký hiệu A.L.II đ#ợc trình by trên hình 2. Hình 2 7. Các số liệu phổ của A.L.II a) Phổ hồng ngoại ghi trên máy Avatotar 360ET-IR. Nicolet d#ới dạng viên nén với KBr có các pic hấp thụ cm1/max 1671, 1741, 1648, 1608, 1421, 911. b) Phổ khối l#ợng: m/z 218 (M+: C13H14O3). c) 1H-NMR (Bruker Avance-500 MHz, CDCl3+ 5% CD3OD); 2,11 (3H, s); 2,28 (3H, s); 5,25 (1H, dd J: 1,1; 10,6 Hz) 5,35 (1H, dd, J: 1,1 v 10,6 Hz), 5,99 (1H, dd), 6,25 (1H, d, J: 5,9 Hz); 7,08 (2H, d, J: 8,4 Hz); 7,37 (2H, d, J: 8,4 Hz). d)13C-NMR (Brucker Avance 125 MHz), CDCl3+ 5% CD3OD. : 170,3 (s, C10); 169,9 (s, C12); 150,6 (s, C7); 136,6 (s, C4); 136,0 (d, C2); 121,8 (d, C5); 128,5 (d, C9); 121,8 (d, C0); 121,8 (d, C8); 117,2 (t, C1); 75,9 (d, C3); 21,2 (q, C11); 21,1 (q, C13). III - kết luận Đ% chiết phân lớp các hợp chất trong của riềng lo theo độ phân cực tăng dần của dung môi ete dầu hỏa, etylaxetan, metanol. Phân tích thnh phần của cặn chiết ête dầu hỏa bằng sắc ký lớp mỏng v GC v từ cặn ny phân lập đ#ợc một chất có độ tinh khiết 99,05% v ký hiệu lA.L.II. Bằng các ph#ơng pháp vật lý IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR, 13C-NMR-DEPT135, 13C-NMR-DEPT90 đ% xác định đ#ợc công thức cấu tạo của A.L.II v tên gọi l 3-(p-axetylphenyl) - 3-metylcacboxyl-1-propen. Ti liệu tham khảo 1. Nguyễn Quốc Bình. Tạp chí Sinh học, T. 17, số 4, Tr. 143 - 145 (1995). 2. Đỗ Tất Lợi. Những cây thuốc v vị thuốc Việt Nam, NXB Khoa học v Kỹ thuật, Tr. 440 (1991). 3. Văn Ngọc H#ớng v cộng tác viên. Tuyển tập các công trình Hội nghị khoa học vcông nghệ hóa hữu cơ. Hội nghị ton quốc lần thứ nhất, Tr. 197 (1999). . 41, số 1, Tr. 104 - 107, 2003 phân lập và xác định cấu trúc của 3-(p-axetylphenyl) -3-metylcacboxyl-1-propen từ củ riềng lào (alpinia laosensis gagnep). tiến hnhchiết phân lập các lớp chất trong củ riềng lo. theo độ phân cực tăng dần của dung môi. Lúc đầu chiết các chất không phân cực hoặc kém phân cực bằng