Đề tài tách, tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của các dẫn xuất curcumin từ bột curcuminoid thương phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA – THỰC PHẨM -E D - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÁCH, TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC DẪN XUẤT CURCUMIN TỪ BỘT CURCUMINOID THƯƠNG PHẨM CAO THỊ KIM ANH LƯU THỊ NGỌC VĨNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA – THỰC PHẨM -E D - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÁCH, TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC DẪN XUẤT CURCUMIN TỪ BỘT CURCUMINOID THƯƠNG PHẨM Sinh viên thực : CAO THỊ KIM ANH LƯU THỊ NGỌC VĨNH Giáo viên hướng dẫn : ThS HOÀNG MINH HẢO ThS PHAN THỊ HỒNG ANH BIÊN HỊA, THÁNG 11/2010 LỜI CẢM ƠN Chúng xin chân thành cảm ơn Thầy Hồng Minh Hảo, Khoa Cơng Nghệ Hóa -Thực Phẩm, Trường Đại học Lạc Hồng Cơ Phan Thị Hồng Anh, Bộ Môn Kỹ thuật Hữu cơ, Trường Đại học Bách Khoa, Tp.HCM hướng dẫn tận tình chúng tơi suốt trình thực đề tài nghiên cứu khoa học Xin cảm ơn phịng thí nghiệm hóa hữu cơ, Trường Đại Học Bách Khoa phịng thí nghiệm Trường Đại học Lạc Hồng hỗ trợ dụng cụ, máy móc thiết bị Cảm ơn gia đình người thân động viên tạo điều kiện tốt cho chúng tơi hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Biên Hòa, ngày 22 tháng 11 năm 2010 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục hình Danh mục bảng biểu Danh sách sơ đồ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Curcuminoid 1.1.1 Đặc điểm phân bố nghệ 1.1.1.1 Đặc điểm nghệ 1.1.1.2 Sự phân bố nghệ 1.1.2 Thành phần hóa học thân rễ nghệ 1.1.3 Cấu trúc dẫn xuất curcuminoid .6 1.1.4 Tính chất hóa lý curcuminoid 1.1.4.1 Lý tính .9 1.1.4.2 Hóa tính 1.1.5 Hoạt tính sinh học curcuminoid 17 1.2 Các nghiên cứu imin dẫn xuất imin-curcumin 20 CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Nội dung nghiên cứu .25 2.2 Phương pháp thực 26 2.2.1 Phân lập curcumin 26 2.2.1.1 Quy trình phân lập curcumin 26 2.2.1.2 Kết tinh bột Curcuminoid thương phẩm .26 2.2.1.3 Sắc ký mỏng (TLC) 27 2.2.1.4 Sắc ký cột .29 2.2.2 Tổng hợp dẫn xuất imin – curcumin 29 2.2.2.1 Tổng hợp 3,5- Difluorophenylhydrazinocurcumin 29 2.2.2.2 Tổng hợp 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin 34 2.2.3 Phân tích độ tinh khiết cấu trúc dẫn xuất vừa tổng hợp 38 2.2.3.1 Phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) 38 2.2.3.2 Khối phổ (MS) 39 2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 39 2.2.4 Khảo sát hoạt tính sinh học 39 2.2.4.1 Đánh giá hoạt tính kháng oxy hố 39 2.2.4.2 Đánh giá hoạt tính kháng ung thư 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .43 3.1 Phân lập curcumin .43 3.1.1 Kết tinh curcumin 43 3.1.2 Sắc ký cột phân lập curcumin 44 3.2 Tổng hợp dẫn xuất 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin 46 3.2.1 Theo dõi phản ứng .46 3.2.2 Sắc ký cột phân lập sản phẩm 48 3.2.3 Nhận danh cấu trúc 49 3.2.3.1 Tính chất vật lý đặc trưng .49 3.2.3.2 Biện luận cấu trúc hóa học 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin .50 3.3 Tổng hợp dẫn xuất 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin 52 3.3.1 Theo dõi phản ứng .52 3.3.2 Sắc ký cột phân lập sản phẩm 54 3.3.3 Nhận danh cấu trúc 55 3.3.3.1 Tính chất vật lý đặc trưng 55 3.3.3.2 Biện luận cấu trúc 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin .57 3.4 Kết khảo sát hoạt tính sinh học .59 3.4.1 Hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH 59 3.4.2 Hoạt tính kháng tế bào gây độc 60 Kết luận kiến nghị 62 Danh mục tài liệu tham khảo Phụ lục DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT BDMC: Bisdemethoxycurcumin Cur: Curcumin DMC: Demethoxycurcumin 3,5-DFPHC: 3,5 –Difluorophenylhydrazinocurcumin 4-FPHC: 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin HTCO: Hoạt tính kháng oxi hố IC50: Nồng độ hoạt chất để ức chế 50% vi khuẩn, vi nấm, tế bào ung thư gốc tự (half maximal (50%) inhibitory concentration) CS: Khả sống sót tế bào nồng độ chất thử tính theo % so với đối chứng DPPH: Chất thử 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl MS: Khối phổ (Mass spectrometry) NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance spectroscopy) TLC: Sắc ký mỏng (Thin layer chromatography) DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 Cây nghệ vàng Curcuma longa L Hình 1.2 Cơng thức hóa học chung curcuminoid Hình 1.3 Đồng phân cis – trans curcumin Hình 1.4 Các đồng phân enol − ceton curcumin Hình 1.5 Q trình tautomer hóa hợp chất curcuminoid Hình 1.6 Các dạng phân ly curcuminoid 10 Hình 1.7 Phân hủy tác dụng ánh sáng .11 Hình 1.8a Sự phân hủy curcumin môi trương kiềm .12 Hình 1.8b Sự phân hủy curcumin mơi trường kiềm 12 Hình 1.9 Phản ứng cộng H2 13 Hình 1.10 Phản ứng imin hóa 14 Hình 1.11 Phản ứng curcuminoid với gốc tự .15 Hình 1.12 Phản ứng tạo phức với kim loại 16 Hình 1.13 Anion dicetonat .16 Hình 1.14 Cơng thức cấu tạo curcumin 17 Hình 1.15 Phản ứng tổng hợp hydrazinocurcumin 20 Hình 1.16 Phản ứng tổng hợp hydrazinobenzoylcurcumin 20 Hình 1.17 Phản ứng tổng hợp số dẫn xuất imin từ curcuminoid 22 Hình 1.18 3-Nitrophenylpyrazolecurcumin .22 Hình 1.19 Hydrazinocurcumin .22 Hình 1.20 Cơng thức cấu tạo curcuminsemicarbazone 23 Hình 3.1 TLC kiểm tra hỗn hợp curcuminoid sau lần kết tinh 44 Hình 3.2 Sắc ký cột phân lập curcumin 45 Hình 3.3 TLC phân đoạn tinh từ sắc ký cột .45 Hình 3.4a Phản ứng 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin 46 Hình 3.4b Phản ứng tổng hợp 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin 47 Hình 3.5 Theo dõi mỏng TLC 47 Hình 3.6 Sắc ký cột thô 48 Hình 3.7 Sắc ký cột tinh 48 Hình 3.8 TLC 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin .49 Hình 3.9 Phổ UV-Vis 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin 50 Hình 3.10 Cơng thức phân tử 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin, C27H22N2F2O4 (M=477,04) 51 Hinh 3.11a Phản ứng tổng hợp 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin .53 Hình 3.11b Phương trình phản ứng tổng hợp 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin 53 Hình 3.12 TLC tổng hợp 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin 54 Hình 3.13 Sắc ký cột thô 54 Hình 3.14 Sắc ký cột tinh .54 Hình 3.15 TLC 4-Fluorophenylhydrazincurcuin .56 Hình 3.16 Phổ UV-Vis 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin dung môi CH2Cl2 56 Hình 3.17 Cấu trúc 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin, C27H23N2FO4 (M=458 đ.v.C) 57 Hình 3.18 Hoạt tính kháng oxy hóa Cur, 3,5Difluorophenylhydrazinocurcumin, 4-Fluorophenylhydrazinocurcumin Vitamin C theo phương pháp DPPH 59 Hình 3.19 Đồ thị tính giá trị IC50 mẫu 60 ... ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA – THỰC PHẨM -E D - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TÁCH, TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC DẪN XUẤT CURCUMIN TỪ BỘT CURCUMINOID THƯƠNG PHẨM... nghiên cứu tạo dẫn xuất imin curcumin, tính bật đề tài tạo hai dẫn xuất imin khảo sát hoạt tính sinh học hai dẫn xuất ™ Mục tiêu đề tài - Tổng hơp, phân lập khảo sát hoạt tính sinh dẫn xuất: 3,5-Difluorophenylhydrazinocurcumin... lập curcumin từ bột curcuminoid thương phẩm 3 - Tổng hợp dẫn xuất curcumin vừa phân lập - Sắc ký cột phân lập sản phẩm - Khảo sát hoạt tính sinh học dẫn xuất Hoạt tính kháng oxi hóa Hoạt tính