ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------
LÊ THỊ THÙY
NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN LẬP ZERUMBON CÓ CHẤT
LƢỢNG CAO TỪ THÂN RỄ CÂY GỪNG GIÓ
(ZINGIBER ZERUMBERT SM) VÀ CHUYỂN HÓA ZERUMBON THÀNH CÁC
HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2011
MC LC
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 4
1.1. Khái quát về chi Gừng (Zingiber) ................................................................. 4
1.1.1. Đặc điểm thực vật của các cây chi Gừng: .................................................. 4
1.1.2. Sinh thái, sinh trƣởng và phát triển. ........................................................... 4
1.2. Khái quát về cây Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) ................................... 6
1.2.1. Đặc điểm thực vật ................................................................................... 7
1.2.2. Nguồn gốc và phân bố của cây Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) ...... 8
1.2.3. Thành phần hóa học của Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) ................ 9
1.2.3.1. Các tecpenoit và tinh dầu của Gừng gió .......................................... 9
1.2.3.2. Các curcuminoit ............................................................................. 16
1.2.3.3. Các flavonoit .................................................................................. 17
1.3. Công dụng và các hoạt chất sinh học của Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm)
............................................................................................................................ 20
1.3.1. Gừng gió trong y học các dân tộc Phƣơng Đông ................................ 20
1.3.2. Các hoạt chất sinh học của Gừng gió (Zingiber zerumbet. Sm) ........... 20
1.3.3. Zerumbone và hoạt tính sinh học ......................................................... 22
1.3.3.1. Zerumbone và hoạt tính sinh học ................................................... 22
1.3.3.2. Cơ chế oxi hóa khử [12] ................................................................ 24
1.3.3.3. Cơ chế thúc đẩy quá trình tự chết (apoptosis mechanism) ............ 25
1.3.4. Phân lập và chuyển hóa Zerumbone .................................................... 27
1.3.4.1. Phân lập Zerumbone ...................................................................... 27
CHƢƠNG 2 ........................................................................................................... 33
ĐỀ TÀI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ...................... 33
2.1. Đề tài, mục tiêu, nội dung ........................................................................... 33
2.1.1. Đề tài ..................................................................................................... 33
2.1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................ 33
2.1.3. Nhiệm vụ của đề tài .............................................................................. 33
2.2.1. Thiết bị nghiên cứu ............................................................................... 34
2.2.2. Các hóa chất .......................................................................................... 34
2.3. Thực nghiệm ................................................................................................ 35
2.3.1. Nghiên cứu các phƣơng pháp phân lập zerumbone từ thân rễ cây gừng
gió ................................................................................................................... 35
2.3.1.1. Nguyên liệu và phƣơng pháp xử lý ................................................... 35
2.3.1.2. Điều chế cặn chiết không phân cực ............................................... 35
2.3.1.3. Phân lập Zerumbone có chất lƣợng cao từ cặn chiết không phân cực
bằng sắc ký cột ............................................................................................ 35
2.3.1.4. Phân lập Zerumbone chất lƣợng cao từ cặn chiết không phân cực
bằng phƣơng pháp sắc ký lớp mỏng điều chế (SKLMĐC) ........................ 36
2.3.1.5. Điều chế zerumbone có chất lƣợng cao từ cặn chiết phần không
phân cực bằng phƣơng pháp kết tinh phân đoạn ........................................ 38
2.3.2. Điều chế các dẫn xuất của Zerumbone ................................................. 39
2
2.3.2.1. Điều chế amino zerumbone ( ZerNH2) .......................................... 39
2.3.2.2. Điều chế 3- isopropylaminozerumbone ......................................... 39
2.4. Khảo sát hoạt tính chống ung thƣ của các dẫn xuất của Zerumbone .......... 39
CHƢƠNG 3 ........................................................................................................... 41
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 41
3.1. Điều chế Zerumbone chất lƣợng cao ( 99%) ............................................ 41
3.1.1. Nguyên liệu cho điều chế zerumbone .................................................. 41
3.1.2. Điều chế phần không phân cực (dầu Zerumbone) và zerumbone tinh
khiết ................................................................................................................ 41
3.2. Tổng hợp một số dẫn xuất của zerumbone và khảo sát hoạt tính chống ung
thƣ của chúng ..................................................................................................... 46
3.2.1. Tổng hợp 3- amino và 10- amino Zerumbone ...................................... 46
3.2.2. Tổng hợp 3- isopropylamino zerumbone ............................................. 51
3.3. Khảo sát hoạt tính chống ung thƣ của 3-isopropylaminozerumbone .......... 54
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 56
3
LỜI MỞ ĐẦU
Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm) là cây thuốc dân tộc nổi tiếng từ lâu đời
không chỉ ở nƣớc ta mà còn ở rất nhiều nƣớc Đông Nam Á nhƣ Indonexia, Thái
Lan, Miến Điện…
Gừng gió là cây mọc hoang dại phổ biến ở nƣớc ta từ Bắc tới Nam, đặc biệt
là ở các tỉnh miền núi nƣớc ta.
Hợp chất có hoạt tính sinh học chính của gừng gió là Zerumbone- nó là chất
có hoạt tính phòng ngừa và chống ung thƣ mạnh trên 10 loại ung thƣ khác nhau,
đặc biệt là ung thƣ gan và ung thƣ vú. Vì vậy, gần 20 năm trở lại đây, Zerumbone
nhận đƣợc sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới, đặc biệt là các
nhà khoa học Nhật Bản và Mỹ. Ngoài ra những nghiên cứu gần đây của các nhà
khoa học đã chứng minh rằng dẫn xuất của zerumbone cũng có hoạt tính phòng
ngừa và chống ung thƣ mạnh. Chính vì vậy mà chúng tôi đặc biệt quan tâm tới
việc điều chế zerumbone có chất lƣợng cao từ cây gừng gió để chuyển hóa
zerumbone thành các chất khác nhau nhằm tạo ra đƣợc những hợp chất có hoạt
tính sinh học phục vụ cho ngành y dƣợc. Đấy cũng chính là lí do mà chúng tôi
chọn đề tài:“ Nghiên cứu các phương pháp phân lập zerumbone có chất lượng cao
từ thân rễ cây gừng gió( Zingiber zerumbet Sm) và chuyển hóa zerumbone thành
các hợp chất có hoạt tính sinh học.”
4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về chi Gừng (Zingiber)
Họ Gừng (Zingiberaceae) có nhiều chi và nhiều loài khác nhau. Hầu hết các
loại cây thuộc họ Gừng phân bố chủ yếu 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 cận nhiệt
đới. Riêng ở Việt Nam, họ Gừng có 8 chi gồm 25 loài khác nhau phân bố rải rác từ
Bắc tới Nam [4,5].
Chi Gừng (Zingiber) gồm khoảng 100 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực
nhiệt đới Châu Á và Châu Úc. Trung tâm phong phú nhất của chi Gừng là ở các
nƣớc Đông Nam Á.
1.1.1. Đặc điểm thực vật của các cây chi Gừng:
- Các cây thuộc chi Gừng là loại thân thảo, sống nhiều năm, cao khoảng từ
0,5-3,5 m. Thân rễ mập, phân nhánh nhiều, tạo thành củ nằm ngang trên mặt đất.
Thịt củ nạc, thơm và có vị cay.
- Lá mọc so le theo hai phía đối xứng trên thân; phiến lá hình mác, thuôn đến
bầu dục dài hoặc hình đƣờng chỉ; cuống lá rất ngắn hoặc hầu nhƣ không có; bẹ lá
nguyên hoặc xẻ hai thuỳ; có mùi thơm nhẹ.
- Cụm hoa bông, thƣờng mọc từ thân rễ, đôi khi ở ngọn “thân giả”. Các hoa
mọc sít nhau và mỗi hoa đƣợc bao bởi một lá bắc sắp xếp nhƣ dạng vẩy cá từ dƣới
lên trên; lúc đầu thƣờng có màu xanh, sau chuyển dần sang màu vàng, đỏ nhạt,
vàng sáng hoặc đỏ. Cánh hoa hình ống mảnh, màu trắng, vàng hoặc hồng; bao
phấn thƣờng có dạng hình ống bao lấy vòi nhụy, bầu ba ô nhẵn hoặc có lông dày.
Quả nang 3 ô, hạt nhiều, hình trứng hay hình xoan, màu nâu đỏ, màu đen, trắng
hay vàng [7].
1.1.2. Sinh thái, sinh trƣởng và phát triển.
Các loài trong chi Gừng (Zingiber) thƣờng thích nghi với điều kiện ẩm, đƣợc
che bóng và nhiệt độ không quá cao (khoảng 27-300C về ban ngày và 17-180C về