Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Lời Cảm ƠN Luận văn này đợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm hoá hữu cơ khoa Hoá-Trờng Đại học Vinh, trung tâm giáo dục và phát triển sắc ký Việt Nam, Viện Hoá học-Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn: PGS.TS. Lê Văn Hạc đã giao đề tài và tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện về mọi mặt trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài này. TS. Hoàng Văn Lựu đã quan tâm đóng góp nhiều ý kiến quí báu giúp tôi hoàn thành đề tài này. GS.TSKH. Nguyễn Xuân Dũng-Khoa Hoá- Trừơng ĐHKHTN Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giúp tiến hành phân tích sắc ký khí, khối phổ ký và đánh giá kết quả. ThS. Trần Đình Thắng đã cung cấp nhiều thông tin quí báu và góp ý kiến cho đề tài. Các thầy, cô ở tổ Hoá Hữu cơ, Khoa Hoá đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm thí nghiệm. Nhân dịp này tôi cũng muốn đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắcđến các thầy, cô,cán bộ Khoa Hoá-Trờng Đại Học Vinh cùng bạn bè đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Vinh, tháng 5 năm 2003 Trơng Thị Hồng Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 1 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Mở đầu Trong hệ thực vật ở nớc ta, các cây có tinh dầu vô cùng phong phú và mang những nét đặc thù riêng. Chúng là nguồn nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau cũng nh trong đời sống hàng ngày. Tuy tinh dầu chứa hàm lợng rất ít trong cây, song từ lâu chúng ta đã phát hiện và sử dụng các cây lấy tinh dầu cho những mục đích khác nhau nh làm thuốc, làm gia vị, làm hơng liệu . Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, với sự nâng cao không ngừng về đời sống vật chất, văn hoá và tinh thần của toàn xã hội thì nhu cầu đối với tinh dầu ngày cũng tăng lên nhanh chóng. Cây Cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) thuộc họ Cúc (Compositae) là loại cây mọc phổ biến ở nhiều nơi trên đất nớc ta và các nớc trên thế giới. Một số nhà khoa học ở Việt Nam cũng nh trên thế giới đã nghiên cứu về tinh dầu loại cây này. Qua nghiên cứu đã phát hiện ra một số đặc tính quan trọng của cây Cỏ hôi: dùng chữa bệnh viêm xoang, dị ứng, tiêu chảy, cầm máu vết th- ơng, thuốc hạ sốt, thuốc chữa bệnh rong huyết ở phụ nữ mới sinh . Một số nơi còn dùng để nấu nớc tắm chữa trị bệnh lở loét, hay dùng làm nớc gội đầu. Đặc biệt, hiện nay đã có một số cơ sở y tế chế biến thành thuốc viên để tiện sử dụng. Tuy nhiên việc nghiên cứu cây Cỏ hôi củng còn những hạn chế nhất định. Để góp phần vào việc tìm kiếm và phát hiện thêm những hợp chất có giá trị trong tinh dầu của cây Cỏ hôi chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu cây Cỏ hôi (Ageratum conyzoides L.) ở Nghệ An với các nội dung sau: Thu hái mẫu. Chng cất lấy tinh dầu. Phân tích thành phần hoá học của tinh dầu. Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 2 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Phần I Tổng Quan Họ Cúc (Compositae) là một trong những họ lớn nhất, phân bố rộng rãi nhất, bao gồm tới 10.000 chi và 20.000 loài phân bố trên toàn thế giới ở mọi địa hình và khí hậu khác nhau, nhất là vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới. ở Việt Nam, có 125 chi và 350 loài phân bố khắp mọi nơi từ cực Nam đến cực Bắc của đất nớc [3]. Các cây họ Cúc thờng thuộc loại thảo, ít khi là cây to, rể cây thờng phồng lên thành củ, lá đơn và thờng mọc so le, ít khi mọc đối, có khi thành hình hoa thị, không có lá kèm, phiến lá ít khi nguyên, thờng khứa răng hay chia thùy. Cụm hoa đầu gồm nhiều hoa, mọc những kẻ ở vảy và bao bọc bởi một tổng bao lá hắc. Hoa có thể đều hình ống hay không đều, hình lới nhỏ 5 cánh hoa liền nhau thành một tràng hình ống hay hình lỡi nhỏ. Năm nhị dới liền nhau bởi bao phấn thành một ống. Hai lá noãn, bầu hạ một ô đựng một noãn vòi dài đầu nhụy xẻ đôi có lông thu, quả bế nhiều khi có mào lông hay có móc, hạt không có nội nhủ. Một số cây có ống nhựa mủ, một số khác có ống tiết. Chất dự trữ trong củ là insulin [13]. ở nớc ta, các chi có nhiều loài nhất là Blumea, Vernonia, Latuca, Eupatoreum, Ginura, Senecio, Artemisia, Crepis và Ainsliaea. Gần đây một số chi họ Cúc ở Việt Nam đã đợc nghiên cứu nhiều nh: Artemisia, Ageratum, Eupatorium và Blumea. F. Bohlman và các cộng sự đã nghiên cứu các loại thực vật họ Cúc ở Châu âu, ở trung và Nam Mỹ và một số vùng ở Nam Phi. Kết quả đã phân lập từ họ Cúc trên 2500 hợp chất mới và xác định cấu trúc của chúng [12]. Đặc trng của cây họ Cúc là các hợp chất: secquitecpen, secquitecpen lacton, cumarin, ancaloit. 1.2. Cây Cỏ hôi: còn gọi cây Bù xích, cỏ hôi, cây ngũ sắc Tên khoa học: Ageratum conyzoides L Thuộc họ Cúc- Compositae 1.2.1. Thực vật học Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 3 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Cây Cỏ hôi là cây bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp là Ageras có nghĩa là tồn tại lâu dài. Họ này có khoảng 30 loài nhng chỉ có một số ít đợc nghiên cứu về thành phần hoá học. Cây Cỏ hôi là cây nhiệt đới, rất phổ biến ở phía Tây một số vùng Châu á và phía Nam Châu Mỹ. Là cây thảo, sống hàng năm, cây cao xấp xỉ 1m, thân cây có lông mềm, lá mọc đối hình trứng hay ba cạnh, dài 2-6 cm; rộng 1- 3 cm, mép có răng ca tròn, 2 mặt lá đều có lông, mặt dới của lá nhạt hơn. Hoa có màu tía đến trắng, cánh hoa bé hơn 6 mm chéo nhau và sắp xếp kín ở phần cuối cụm hoa. Quả bế, màu đen, có 5 sống dọc. Hạt chỉ sống đợc ở nơi có ánh sáng và cây chết trong khoảng 12 tháng. Là cây mọc ở vờn, nơi đất bỏ hoang, các bãi rác thải . Độc tính của loại cây này cha đợc nghiên cứu nhiều. Tinh dầu của nó đợc thu bằng phơng pháp lôi cuốn hơi nớc, có mùi gây nôn, trong đó tìm thấy sự có mặt của HCN và cumarin. Cây Cỏ hôi từ lâu đã đợc sử dụng làm thuốc chữa bệnh cho ngời và gia súc. Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 4 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Hình 1: ảnh cây Cỏ hôi 1.2.2 Dợc lý và sử dụng Cây Cỏ hôi đợc sử dụng ở các vùng khác nhau, ở châu Phi, châu á và phía nam châu Mỹ dùng để chữa một số bệnh khác nhau. Tuy nhiên, gần đây đã liệt kê đợc tác dụng của loại cây này đối với con ngời: Sử dụng làm thuốc tẩy, thuốc giảm sốt, chữa trị chổ loét, băng bó vết thơng . Hàm lợng thuốc giảm sốt nhiều nhất phải kể đến cây lấy từ Xênêgan. Một số nớc ở châu Phi sự dụng cây này có tác dụng chữa một số bệnh về thần kinh, đau đầu, chữa trị vết thơng do bị bỏng. ở Camarun cây này là phơng thuốc truyền thống, lá của nó tán ra với nớc cho ta một loại thuốc gây nôn và chữa bệnh viêm phổi bằng cách xát cây này lên ngực bệnh nhân. ở Nigeria nó đợc sử dụng để chữa bệnh ngoài da, nớc sắc của cây có thể uống vào để chữa trị tiêu chảy và giảm đau ở rốn của trẻ em mới sinh. ở Kenya cây này là loại thuốc truyền thống dùng để chữa trị bệnh đau thắt, cầm máu có hiệu lực còn ở ấn Độ nó đợc sử dụng để chữa bệnh hủi, ngoài ra có tác dụng nh một thứ dầu bôi ngoài da ở những vết thơng có mủ. ở Việt Nam cây đợc sử dụng để chữa bệnh viêm xoang mũi, chữa bệnh rong huyết ở phụ nữ mới sinh, chữa bệnh thấp khớp, thuốc đau răng, thuốc ho, thuốc giun. Ngoài ra một số ngời còn dùng nó để nấu nớc gội đầu [9]. 1.2.3. Đặc tính của tinh dầu Theo Đỗ Tất Lợi [2], trong toàn cây có 0,16% tinh dầu đặc. Trong hoa có 0,2% tinh dầu có mùi gây nôn. Trong tinh dầu hoa, lá đều có cadinen, caryophyllen, geratocromen dimetoxygeratocromen. Theo Nguyễn Văn Đàn, Phạm Trơng Thị Thọ [2] hàm lợng tinh dầu từ 0,7 đến 2%. Tinh dầu hơi sánh đặc, màu vàng nhạt đến vàng nghệ, có mùi thơm dễ chịu. Theo Adewode. Okunade [9] tinh dầu thu đợc biến đổi từ 0,11 đến 0,58% và từ 0,03 đến 0,18% tuỳ vào thời gian trong năm. Chng cất từ hoa thu đợc hàm lợng tinh dầu là 0,25%. Tinh dâud thu đợc từ dịch chiết với ete là 26%. 1.2.4. Thành phần hoá học Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 5 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi 1.2.4.1. Monoterpen và sesquiterpen Một số lợng lớn các hợp chất đã đợc tách từ tinh dầu cây Cỏ hôi bằng phơng pháp GC\MS có khoảng 51 hợp chất đã đựoc xác định từ mẫu cây thu thập đợc ở Nigiêria. Các cấu tử đợc nhận diện gồm 20 monotecpen (6,4%) và 20 secquitecpen (5,1%). Các mono và secquitecpen đã đợc phát hiện đều có l- ợng nhỏ (vết-0,1%). Các monotecpen bao gồm sabinen và - pinen (1,6%); - phellandren; 1,8- cineol và limonen (2,9%); tecpinen- 4- ol (0,6%) và - tecpineol (0,5%). Từ tinh đầu của cây Cỏ hôi ở ấn Độ ngời ta đã xác định đợc 5,3% các hợp chất nh trên và - pinen (6,6%), eugenol (4,4%) và metyleugenol (1,8%). Các secquitecpen chính là - caryophyllen 1,9 đến 10,5% từ tinh dầu cây Cỏ hôi thu đựơc ở Camarun và 14 đến 17% ở pakistan. Hợp chất - cadinen là một secquitecpen khác cũng đợc tìm thấy khoảng 4,3% ở tinh dầu cây Cỏ hôi ở ấn Độ. Các secquiphellandren và caryophylen oxit cũng tìm thấy khoảng 1,2 và 0,5%. Theo Nguyễn Xuân Dũng [10] thành phần hoá học của tinh dầu cây Cỏ hôi (A. conyzoides) ở Việt Nam đợc dẫn ra ở bảng 1. Bảng 1. Thành phần hoá học của tinh dầu cây Cỏ hôi (A. conyzoides) ở Việt Nam TT Hợp chất % 1 - pinen 0,4 2 Camphen 2,5 3 - pinen 0,4 4 Myrcen 0,9 5 - terpinen 1,9 6 endo borneol 0,3 7 endo bornyl acetat 1,2 8 - cubeben 0,4 9 - elemen 1,0 10 - caryophyllen 17,0 11 6-demethoxyageratochromen 29,0 12 - selinen 2,0 13 - cubeben 2,0 14 - farnesen 2,3 15 Farnesol 0,2 16 caryophylene oxit 0,5 Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 6 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi 17 Ageratochromen 31,1 18 6 - vinyl demethoxyageratochromen 0,4 19 các hợp chất khác 6,5 1.2.4.2. Chromen, chromon, benzofura và coumarin Hợp chất chính trong tinh dầu cây Cỏ hôi (A. conyzoides) là 7 methoxy-2,2- dimethylchromen (precocen I) [1]. Hợp chất này thu đợc trong khoảng từ 30% (tinh dầu ở Việt Nam) đến 93% (tinh dầu ở Congo). Dẫn xuất của 6,7 dimethoxy là ageratochromen (precocen II) [2] cũng đã đợc tìm thấy trong khoảng từ 0,7% đến 55%. Ageratochromen dimer đợc phân lập từ tinh dầu. Các hợp chất liên quan khác bao gồm encealin [6], 6 vinyl 7 methoxy 2,2 dimethylchromen [7], dihydroencecalin [9], dihydrodemethoxyencecalin [10], demethoxyencecalin [11], dimethylencecalin [12] và 2 (1 oxo 2 methylpropyl) 2 methyl 6,7 dimethoxychromen [14]. Sự tồn tại của các hợp chất acetyl chromen cây Cỏ hôi (A. conyzoidesi) là cở sở phân loại bằng hoá học Ngoài các chromen thu đợc từ tinh dầu, bảy dẫn xuất chromen khác cũng đợc phân lập từ dịch chiết hexan của phần trên mặt đất của cây này. Đó là 2,2 dimethylchromen 7 - O - glucopyranosit [13], 6 (1- methoxyethyl) 7 methoxy - 2,2 dimethylchromen [3], 6-(1- hydroxyethyl)- 7- methoxy- 2,2 - dimethylchromen [4], 6 (1- ethoxyethyl) 7 methoxy - 2,2 dimethylchromen [5], 6 angeloyloxy 7 methoxy-2,2-dimethylchromen [8], và Dẫn xuất benzofuran, 2 (2 methylethyl) - 5,6 dimethoxybenzofuran [17], 14 hydroxy 2H, 3 dihydroeuparin [18] Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 7 O H CO R CH 3 CH 3 3 O O R CH 3 CH 3 R H OCH 3 CH O 3 HO 1 3 2 4 R C H 2 5 O 5 7 6 8 O O O 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' 9 R = OCH 3 10 R = H 11 R = H, 12 R = OH Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi cũng là dẫn xuất của chromon, 3 (2 methylpropyl) - - methyl 6,8 dimethoxychrom 4 on [15] và 2- (2'- methylprop- 2'- enyl)- 2- metyl -6,7- dimethoxychroman - 4- one [16] cũng đã tìm thấy trong loài này. Tinh dầu cây Cỏ hôi( A. conyzoides) ở Brazil chứa hàm lợng 1,24% coumarin. Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 8 O H CO R CH 3 CH 3 3 O O R CH 3 CH 3 R H OCH 3 CH O 3 HO 1 3 2 4 R C H 2 5 O 5 7 6 8 O O O 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' CH 3 CH 3 O OH OH OH OH O O 13 CH 3 14 O C - i. Pr H CO 3 3 H CO O CH 3 15 H CO 3 3 O OCH i - Bu O CH 3 H CO 3 O O CH = C(CH ) 3 2 H CO 3 H CO 3 H CO 3 17 O i - Pr O OH O H C 3 HO Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Chromen dime 1.2.4.3. Flavonoit Cây Cỏ hôi (A. conyzoides) rất giàu polyoxygenat flavonoit. Hiện nay đã tìm thấy 21 polyoxygenat flavonoit, bao gồm 14 polymethoxyl [23-36] của flavon.ở loại này đáng chú ý là các dẫn xuất của tricin, 3,4,5 oxygenat của flavon, là loại ít gặp trong thiên nhiên nhng lại tìm thấy nhiều trong loài Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 9 3 3 CH 3 O O CH CH OCH OCH CH O CH O H CH 3 3 3 3 3 3 3 3 CH O O OCH O CH CH CH 3 3 H CO 3 19 20 11 - CH 3 , 11 - CH 3 21 11 - CH 3 , 11 - CH 3 22 11 - CH 3 , 11 - CH 3 9 R = OCH 3 10 R = H 12 R = H, 12 R = OH Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi thực vật này. Ví dụ: 5 methoxynobiletin, linderoflavon B [34], 5,6,7,3,4,5 - hexamethoxyflavon [25], 5,6,8,3,4,5 hexamethoxyflavon [27], eupalestin [35] và vài hợp chất khác [28,30,32,33]. Conyzorigun originally believed to be a phenoxychromone was found to be identical with eupalestin. Các polyhydroxyflavon bao gồm scutellarien 5,6,7,4 tetrahydroxyflavon, quercetin, quercetin 3 rhamnopiranosid [37], kaempferol - 3 rhamnopiranosid [38] và kaemfrol 3,7 diglucopiranosit [39]. Hợp chất isoflavon [40] cũng Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 10 O R R O R R OMe OMe MeO 1 2 3 4 MeO 1 2 MeO O O O R O R OMe 23. R 1 = R 2 = R 3 = R 4 =OCH 3 24. R 1 = R 2 = R 3 = OCH 3 ; R 4 = H 25. R 2 = R 3 = R 4 =OCH 3 ; R 1 = H 26. R 1 = R 4 =H; R 2 = R 3 = OCH 3 27. R 1 = R 3 = R 4 = OCH 3 ; R 2 = H 28. R 2 = R 3 = R 4 =OCH 3 ; R 1 = OH 29. R 1 = R 2 = OCH 3 ; R 3 = OH; R 4 = H 30. R 1 = R 2 = R 4 = OCH 3 ; R 3 =OH 31. R 1 = R 4 = H; R 2 = OCH 3 ; R 3 = OH 32. R 2 = R 4 = OCH 3 ; R 3 = OH; R 1 = H 33. R 1 =H; R 2 = OCH 3 34. R 1 = OCH 3 ; R 2 =H 35. R 1 = R 2 = OCH 3 36. R 1 = R 2 = H O R O OH OH O R 1 3 2 R 37. R 1 = R 2 = OH R 3 = rhamnopiranosyl 38. R 1 = OH; R 2 =H R 3 = rhamnopiranosyl 39. R 1 = O - rhamnopiranosyl R 2 = H R 3 = glucopyranosyl . tích thành phần hoá học của tinh dầu. Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành Hóa Hữu cơ 2 Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu cây Cỏ hôi Phần I Tổng Quan. hoá học của tinh dầu cây Cỏ hôi (A. conyzoides) ở Việt Nam đợc dẫn ra ở bảng 1. Bảng 1. Thành phần hoá học của tinh dầu cây Cỏ hôi (A. conyzoides) ở Việt