Nghiên cứu các phương pháp phân lập
Zerumbone có chất lượng cao từ thân rễ cây
gừng gió (zingiber zerumbert sm.) và
chuyển hóa Zerumbone thành các hợp chất
có hoạt tính sinh học

Lê Thị Thùy

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Hóa học
Luận văn ThS Chuyên ngành : Hóa hữu cơ; Mã số: 60 44 27
Người hướng dẫn: PGS.TS. Văn Ngọc Hướng
Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Khái quát về chi Gừng (Zingiber), cây Gừng gió (Zingiber
zerumbet. Sm), công dụng và các hoạt chất sinh học của Gừng gió
(Zingiber zerumbet Sm). Trình bày các phương pháp thực nghiệm:
phương pháp phân lập zerumbone từ thân rễ cây gừng gió; điều chế các
dẫn xuất của Zerumbone; khảo sát hoạt tính chống ung thư của các dẫn
xuất của Zerumbone. Đưa ra kết quả nghiên cứu và thảo luận: điều chế
Zerumbone chất lượng cao (> 99%);tTổng hợp một số dẫn xuất của
zerumbone và khảo sát hoạt tính chống ung thư của chúng; khảo sát
hoạt tính chống ung thư của 3-isopropylaminozerumbone.

Keywords: Hóa hữu cơ; Hoạt tính sinh học; Hóa học; Cây gừng

Content

Gừng gió (Zingiber zerumbet Sm) là cây thuốc dân tộc nổi tiếng từ lâu đời
không chỉ ở nước ta mà còn ở rất nhiều nước Đông Nam Á như Indonexia, Thái
Lan, Miến Điện…

chất lượng cao để tổng hợp các dẫn xuất của zerumbone có hoạt tính sinh học là
mục tiêu và nội dung của đề tài này.
1. Điều chế zerumbone có chất lượng cao
Đề tài của chúng tôi là một phần của đề tài nghiên cứu khoa học quốc gia
mã số CNHD- ĐT- 018/10-11 thuộc chương trình KHCN trọng điểm quốc gia
phát triển CN hóa dược đến năm 2020. Trong đề tài này người ta đã xác định
nguyên liệu cho sản xuất zerumbone là củ gừng gió (rhizomer of Zingiber

3
zerumbet Sm) thu mua tại Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc vào cuối tháng 11 dương
lịch, do ThS Nguyễn Quốc Bình thu mua, phân loại, giám định và cung cấp.
Điều chế zerumbone có thể đi từ củ gừng gió tươi hay củ gừng gió khô.
Khảo sát sinh lý củ gừng gió của chúng tôi cho thấy từ lúc thu hoạch cuối tháng
11 đầu tháng 12 dương lịch, bảo quản đến tháng 3 tháng 4 năm sau thì củ gừng
gió mọc mầm và biến chất, hàm lượng Zerumbone rất thấp. Chính vì lí do này
nên chúng tôi đã nghiên cứu điều chế zerumbone từ bột củ gừng gió khô, hiệu
suất chuyển đổi được từ củ khô là 14,28%, hơn nữa nguyên liệu khô cho phép
sản xuất được quanh năm nên thuận tiện cho việc công nghiệp hóa quá trình sản
xuất.
Để thu được phần không phân cực này chúng tôi chiết tổng các chất trong
bột củ gừng gió khô bằng EtOH 96%, loại bớt EtOH còn 1/5 thể tích, rồi pha
thêm 4/5 nước muối 10% và chiết bằng n-hexan, sau đó làm khô và loại n-hexan
được phần không phân cực hiệu suất đạt 4% tính theo nguyên liệu khô.
Từ phần không phân cực tiến hành điều chế zerumbone tinh khiết bằng 3
phương pháp: Sắc ký cột (CC), sắc ký lớp mỏng điều chế (PTLC) và phương
pháp kết tinh phân đoạn (FCr). So sánh chất lượng và hiệu suất zerumbone của 3
phương pháp này được số liệu trên bảng 3.1.
Bảng 3.1: Hiệu suất zerumbone thu được từ 3 phương pháp phân lập khác
nhau
Phương pháp

phụ thuộc chất lượng nguyên liệu.
Bột củ gừng gió khô
1. Chiết bằng EtOH 96%
2. Loại bớt EtOH còn 1/5V
3. Thêm 4/5V nước muối,
chiết bằng n-hexan

Cấu trúc của Zerumbone đã được chứng minh bằng các phương pháp phổ :
+ Phổ khối của Zerumbone cho pic M
+
H =219,19 nghĩa là phân tử lượng
Zer-1 là 218 đv (xem phụ lục 2).
+ Phổ IR cho thấy trong phân tử Zerumbone có liên kết đôi 2 nhóm thế dạng
trans có 
H
= 965,18cm
-1
và liên kết đôi ba nhóm thế có 
H

= 831,33cm
-1
(xem phụ
lục 3 trang 63).
+ Phổ
1
H-NMR cho thấy phân tử Zer-1 có 2H của liên kết đôi loại E dạng pic
AB, dd ở 5,96ppm và 5,88ppm, J = 16,40Hz. Hai nhóm metyl có 
H
= 6,00; J =
11,12Hz và 
H
= 5,25 và J = 10,63, một nhóm metylen có 
H
= 1,90; J = 12,72.
Một nhóm gemdimetyl có 
H


Hình 3.1: Công thức cấu tạo của Zerumbone

Bảng 3.2: Số liệu phổ NMR của Zerumbone
13
C-NMR
1
H-NMR
Số C

C
ppm

H
ppm
Số H
Độ bội
J.Hz
1
42.38
2.45; 1.90
2H
d,d
11.39;
12.72
2
127.14
2.50
1H
t


8
204.33

9
124.97
5.97
1H
d
16.37
10
160.72
5.87
1H
d
16.40
11
37.84

12
15.19
1.54
3H
s

tetramethyl- (E,E,E)- 2,6,10- cycloundecatrien-1- on. Hợp chất cacbonyl , 
không no trong tự nhiên là loại hợp chất có hoạt tính sinh học rất lý thú và đã
được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm. Zerumbone là một ví dụ
điển hình và đã được trình bày trong phần tổng quan, hoạt tính sinh học nổi bật
của zerumbone là ức chế mạnh sự phát triển của tế bào ung thư theo cơ chế
apoptosis, loại trừ NF- kB hoạt động. Nhóm chức sinh học của zerumbone là
nhóm cacbonyl ,  không no.
Vào năm 2010 Uraiwan Songsiang và cộng sự đã chỉ ra rằng dẫn xuất 3-
amino, 3- amino thế có hoạt tính chống sự phát triển của 5 dòng ung thư túi mật
khác nhau ở nồng độ IC
50
 75 M trong khi đó ở nồng độ này zerumbone không
có tác dụng- đây là một kết quả thú vị [42]. Theo hướng này người ta tổng hợp
rất nhiều dẫn xuất của zerumbone nhằm nâng cao hiệu quả của zerumbone. Cấu
tạo phân tử của Zerumbone cho thấy có nhiều khả năng tổng hợp các dẫn xuất
của Zerumbone như: dẫn xuất của nhóm cacbonyl, dẫn xuất của liên kết đôi liên
hợp với nhóm C=O, dẫn xuất của liên kết đôi độc lập (C
6
=C
7
) và các dẫn xuất
của oix hoá mở vòng. Đứng đầu trong chuyển hoá Zerumbone là các nhà khoa
học Nhật Bản [25].
Theo hướng chuyển hóa Zerumbone thành các hợp chất có hoạt tính sinh học
chúng tôi amin hóa zerumbone bằng amoniac và isopropylamin.
3. Khảo sát hoạt tính chống ung thư của 3-isopropylamino-Zerumbone
Nhằm làm rõ hiệu quả về hoạt tính chống các ung thư: ung thư gan -

References
TIẾNG VIỆT
1. Báo cáo tổng kết đề tài QGTD0309-2006 tháng 2
2. Báo cáo kỉ niệm 45 năm thành lập Viện Dược liệu TW 9-5-200
3. Lê Trần Đức (1997), Cây thuốc việt nam. Trồng hái chế biến trị bệnh ban đầu,
tr 291-292, NXB nông nghiệp, Hà nội
4. Võ văn Chi (1997), Từ điển cây thuốc Việt nam, tr 536, NXB Y học.
5. Võ Văn Chi, Dương Đức Tiến (1987), Phân loại thực vật. Thực vật bậc cao, tr
461-464, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà nội
6. Trịnh Đình Chính (1995), Nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu một số
cây thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) ở Việt nam, Luận án PTS Khoa học và
Hóa học, Trường ĐH Sư phạm Hà nội I.
7. Phạm Hoàng Hộ (1999), Cây cỏ Việt nam, quyển 3, tr 553, NXB Trẻ Hà Nội.
8. Đỗ Tất Lợi (2005), Những cây thuốc và vị thuốc Việt nam, in lần thứ mười ba, tr
368- 369, NXB Y học Hà Nội.

9
9. Lã Đình Mỡi, Lưu Đàm Củ, Trần Minh Hợi, Trần Huy Thái, Ninh Khắc Bản
(2002), Tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Việt nam, tập 2, tr 94-119, NXB
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
10. Nguyễn Quang Thạch (2009), Cơ sở công nghệ sinh học tập 3, Công nghệ sinh
học tế bào, trang 343-344, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
11. Văn Ngọc Hướng, Đỗ Thị Thanh Thúy (2006), Gừng gió (Zingiber zerumbet.
Sm) vùng Tam Đảo, một nguyên liệu quý cho điều chế Zerumbone, Tạp chí
Khoa học và công nghệ, tập 44, số 3, trang 65-69.

TIẾNG ANH
12. A. Hoffman, L. M. Spetner and M. Burke (2002), “Redox-regulated
mechanism may account for zerumbone’s ability to suppress cancer-cell
proliferation”, Carcinogenesis 23 (11): 1961-1962.

zerumbone”, Nutr Cancer.45(2):218-25.
24. Matthes.H.W.D., Luu.B., Ourisson.G (1980), “Cytotoxic components of Zingiber
zerumbet, curcuma zedoaria and C. domestica”, Phytochemistry, 19, 2643-2650.
25. Masuda.T., Jitoe.A., Kato.S., Nakatani.N (1991), “Acetylated flavonol glycosides
from Zingiber zerumbet”, Phytochemistry, 30, 2391-1392.
26. M. Golam KADER, M. Rowshanul HABIB, Farjana NIKKON, Tanzima
YEASMIN, Mohammad A. RASHID, M. Mukhlesur RAHMAN, Simon
GIBBONS (2010), “Zederone from rhizomes of Zingiber zerumbet and
staphylococus activity”, Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas
Medicinales y Aromáticas, 9 (1), 63 – 68.
27. Mohamed Yousif Ibrahim , Ahmad Bustamam Hj Abdul, Tengku Azmi
Tengku Ibrahim, Siddig Ibrahim AbdelWahab, Manal Mohamed Elhassan
and Syam Mohan (2010), “Attenuation of cis platin- induced nephrotoxity
in rats using Zerumbone”, African Journal of biotechnology Vol 9, 4434-
4444.
28. Murakami.A, Takahashi.M., Jiwajinda.S., Koshimizu.K., Ohigashi (1999),
“Identification of zerumbon in Zingiber zerumbet Smith as Potent inhibitor
of 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate induced Epstein-Barr virus
activation”, Biosci Biotechnol Biochem, 63 (10), 1811-2.
29. Murakami.A., Takahashi.D., Kinoshita.T., Koshimizu.K., Kim. H.W.,
Yoshihiro.A., Kakamura.Y., Jiwajindo.S., Terao.J., Ohigashi.H (2002),

11
“Zerumbone, a southeast Asian ginger sesquiterpene, markedly suppresses free
radical generation, proinflammatory protein production, and cancer cell
proliferation accompanied by apoptosis the alpha, beta-unsatureted carbonyl
group is a prerequisite”, Carcinogenesis, 35 (5), 795-802

30. Nakamura.Y., Yoshida.C., Murakami.A., Ohigashi.H., Osawa.T., Uchida.K
(2004), “Zerumbone, a tropical ginger sesquiterpene, activates phase II

kappaB and IkappaBalpha kinase activation leading to suppression of
antiapoptotic and metastatic gene expression, upregulation of apoptosis,
and downregulation of invasion”.
42. Uraiwan Songsiang et al. (2010), “ Cytotoxicities against cholagiocarcinoma
cell lines of Zerumbone derivatives”, European Journal of Medicinal
Chemistry 45, 3794-3802.
43. Vimala.S., Norhanom.A.W., Yada.M (1999), “ Anti-tumour promoter activity
in Malaysian ginger rhizobia used in traditional medicine”, British Journal
of cancer, 80, 110-116.