LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ này được hoàn thành tại Bộ môn Hóa học Hữu cơ,
Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Để tích lũy vốn kiến thức
quý báu, để hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ này đó là ơn nghĩa sâu nặng của
thầy cô, gia đình và bạn bè.
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS.
Phạm Hữu Điển đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy, cô trong tổ Bộ môn hóa hữu
cơ cũng như các thầy cô trong khoa Hóa học – Đại học sư phạm Hà Nội đã
giúp đỡ và cho tôi những ý kiến đóng góp quý báu, cũng như tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã rất nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bè bạn đã động viên,
tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2014
Học viên K22
1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÍ HIỆU
1. Các phương pháp sắc kí
TLC : Thin- Layer Chromatography - Sắc kí bản mỏng
CC : Column Chromatography - Sắc kí cột
2. Các phương pháp phổ
IR : Infrared - Phổ hồng ngoại
MS : Mass Spectrometry - Phổ khối lượng
1
H NMR : Proton Nuclear Magnetic Resonance - Phổ cộng hưởng từ
hạt nhân
13
C NMR : Carbon- 13 Nuclear Magnetic Resonance - Phổ cộng hưởng
mùa, mưa thuận,
g
i
ó
hoà nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng với
nhiều loài thực vật là những loại dược liệu quí, trong đó có Dứa dại. Từ lâu
Dứa dại đã được nhân dân sử dụng làm thuốc chữa đau đầu, mất ngủ, giải độc
rượu, tiêu đàm, viêm gan, tiểu đường, viêm thận, phù thũng, cảm sốt, viêm
đường tiết niệu, thương tổn do chấn thương. Hơn nữa, lá dứa dại có vị ngọt,
tính mát, có tác dụng giải nhiệt, chữa các chứng bệnh như cảm, sốt, giã đắp
vào chỗ đinh râu. Một số nghiên cứu khoa học gần đây đã chỉ ra rằng: một số
hợp chất thiên nhiên phân lập từ Dứa dại có khả năng ức chế sự phát triển của
một số tế bào ung thư, có tác dụng hạ đường huyết. Một số loài Dứa dại như
loài Pandanus odorus, P.amaryllifolius, Pandanus odoratissium, lá dứa thơm
P.amaryllifolius; từ lá, quả của cây dứa dại Pandanus tectorius Parkins. ex J.
P. du Roi đã được quan tâm nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính
sinh học.
Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ hóa học này, chúng tôi chọn đề tài:
“Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của lá cây dứa dại
(Pandanus tectorius Parkins. ex J. P. du Roi) mọc hoang ở xã Lộc Bình –
huyện Phú Lộc – tỉnh Thừa Thiên Huế” nhằm góp phần tìm hiểu giá trị khoa
học, nâng cao giá trị sử dụng nguồn cây thuốc “bình dân” này một cách hiệu
quả và bền vững hơn.
5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY DỨA DẠI
1.1.1. Khái quát về họ Dứa dại (Pandanaceae) và chi Pandanus
a. Họ Dứa dại Pandanaceae
Họ Dứa dại (hay còn gọi là Dứa gai) Pandanaceae là một họ thực vật có
Tahiti ) phần trên mặt đất của loài dứa dại này được sử dụng để chữa viêm
họng, bị ngộ độc thức ăn, chữa đái dắt, đái buốt [1,10]. Ở Ấn Độ, lá được
dùng để điều trị bệnh phong, giang mai, ghẻ và bệnh bạch bì. Tinh dầu lá
dùng trị bệnh đau đầu, thấp khớp, hạt và cùi quả làm thức ăn, chồi non làm
rau ăn. Ở Thái Lan, rễ cây được dùng để hạ nhiệt, long đờm, lợi tiểu; cụm hoa
dùng làm thuốc trợ tim.
Hình 1.1. Ảnh cây và quả dứa dại Pandanus tectorius Parkin. ex J.P. du Roi
(chụp tại tỉnh Thừa Thiên – Huế, tháng 8/2013).
7
1.1.2. Một số đặc điểm thực vật học của loài Dứa dại (Pandanus tectorius
Parkins. ex J. P. du Roi)
Tên khoa học: Pandanus tectorius Parkin. ex J.P. du Roi.
Họ Dứa dai: Pandanaceae.
a. Mô tả: Cây nhỏ, phân nhánh ở ngọn cao từ 2- 4m, có nhiều rễ phụ
thòng xuống đất. Lá dài từ 1- 2m, trên gân chính và mép lá có nhiều gai nhọn.
Bông mo đực ở ngọn cây, thõng xuống với những mo trắng rời nhau. Hoa rất
thơm, bông mo cái đơn độc, gồm rất nhiều lá noãn. Cụm quả có khối hình
trứng dài từ 16- 22cm, có cuống màu da cam, gồm những quả hạch có góc, xẻ
thành nhiều ô, ra quả vào mùa hè [1].
b. Nơi sống và thu hái
Nơi sống: Loài Pandanus tectorius Parkins. ex J.P.du Roi còn được gọi
là Dứa gỗ, Dứa gai phân bố rộng rãi trên các bờ biển của Ân Độ, Xri Lanca,
Mianma, Thái Lan, Campuchia, Trung Quốc, Nam quần đảo RyuKyu,
Malaisya, Philippines…[2,10,36,38]. Ở Việt Nam, Dứa dại thường phân bố
trên các bãi ẩm, có cát, trong các rú bụi ven biển dọc các bờ ngòi nước mặn,
rừng ngập mặn, cũng phân bố trên đất liền, dọc theo các con sông ở khắp
nước ta, từ Hoà Bình, Quảng Ninh, Hà Nam, đến Quảng Nam- Đà Nẵng,
Khánh Hoà, Bình Thuận. Dứa dại mọc thành từng bụi lớn.
Thu hái: Phần lá thu hái quanh năm, đem về phơi hay sấy khô dùng
dần. Rễ thu hái quanh năm; thu các rễ chưa bám đất tốt hơn là rễ ở dưới đất,
giã nát đắp chỗ đầu đinh, lòi rom, bó gãy xương. Một số bài thuốc đối với đọt
non dứa dại:
- Dùng đọt non dứa dại và đậu tương giã nát đắp vào chỗ bị thương sẽ
chữa viêm loét, đặc biệt là chữa viêm loét cẳng chân.
9
- Dùng 2 lạng đọt non, 1 lạng xích tiểu, 3 con đăng tâm thảo, 15 búp tre
đem sắc uống sẽ giúp thanh tâm giải nhiệt, chữa bồn chồn, tay chân vật vã
không yên.
- Đem 15- 20g đọt non sắc uống sẽ chữa đái rắt, đái buốt, đái ra máu.
- Chữa sỏi thận: Đọt non dứa dại 20g, cỏ bợ 30g, ngải cứu 20g, đường
phèn 10g tất cả rửa sạch, thái nhỏ, giã nát, gạn nước uống.
- Chữa tiểu rắt, tiểu buốt có máu: đọt non 20g, mầm rễ cỏ gừng 20g,
sắc uống.
- Chữa kinh phong ở trẻ em: Đọt non dứa dại 12g, lá chua me, lá xương
rồng, búp mít mật, cỏ nhọ nhồi mỗi thử 8g, hạt nhân đào 5 cái. Tất cả giã nhỏ,
hoà với một chén nước đun sôi để nguội, gạn lấy nước trong thêm ít đường,
uống cách 2 giờ một lần cứ mỗi tuổi uống 1 thìa nhỏ.
- Dùng để đắp ngoài: Đọt non dứa dại, lá đinh hương (lượng bằng
nhau) đắp chữa đinh râu rất tốt.
d. Rễ dứa dại: Rễ dứa dại tươi giã nát, đem đắp vết thương có tác dụng
lành vết thương, chống viêm nhiễm. Theo đông y, rễ dứa dại có vị ngọt nhạt,
tính mát. Có tác dụng làm ra mồ hôi, lợi thuỷ, hạ sốt. Dùng chữa các bệnh
như cảm mạo, sốt dịch, viêm gan, viêm đường tiết liệu, phù thũng, thương tổn
do bị ngã, bị đánh chấn thương [1,2,7,8,10]. Một số bài thuốc với rễ dứa dại:
- Chữa phù thũng, xơ gan cổ trướng: Theo kinh nghiệm dân gian, dùng
rễ dứa dại 30- 40g, phối hợp với rễ cỏ xước 20- 30g, cỏ lưỡi mèo 20- 30g sắc
nước uống trong ngày.
- Chữa ngã, đánh chấn thương: Theo kinh nghiệm dân gian, dùng rễ
dứa dại, giã nát đắp vào chỗ bị thương rồi băng cố định lại.
- Chữa đau đầu mất ngủ: Rễ dứa dại 20 – 30g, sao thơm, sắc lấy nước,
Austraylia…đã tập chung nghiên cứu thành phần hóa học của một số loài như:
Pandanus latifolius, P.veitchii, P.amaryllifolius.Roxb, P.odoratissimus… Hầu
hết các công trình nghiên cứu đều chỉ ra rằng: thành phần chính hóa học chính
của chi Pandanus là các ancaloit, tecpenoit, sterol, các axit hữu cơ và các
lignan. Trong hoa và lá chứa nhiều tinh dầu mà thành phần chủ yếu là các ete
của β- phenyletyl ancol, các benzyl benzoat, salisylat, acetate, các tecpenoit
như: geraniol, linalool, linalyl axetat, guaiacol…Kết quả nghiên cứu của rễ,
thân, lá của cây dứa thơm Pandanus amaryllifolius cho thấy: thành phần hoá
học chính là 2- acetyl- 1- pyroline ancaloit (2AP) chất tạo mùi thơm cho dứa.
Các nhà khoa học đã phân lập được trên 20 ancaloit từ lá, rễ cây dứa thơm, một
số hợp chất phenolic, flavonoid từ quả của Pandanus tectorius. Từ lá, rễ, thân
cây dứa thơm Pandanus amaryllifolius các nhà khoa học đã phân tích phần tinh
dầu, cặn chiết dung môi hữu cơ tách được các chất đó là các pandamarilactone-
A, B, C, D; các norpandamarilactonine- A, B, C; các pandamanine,
pandamarilactone- 31, pandamarilctone- 32…[15,16,26,27,32,34].
NH O
O
HH
N
H
O
O
O
O
Norpandamarilactonine A (1) 6E- Pandanamine (2)
6Z- Pandanamine (3)
12
N
N
N
Lần đầu tiên thành phần hoá học của cây Dứa dại đã được PGS.TS Lê
Thị Anh Đào nghiên cứu. Tác giả đã sơ bộ nghiên cứu thành phần hoá học của
tinh dầu hương nếp lấy từ cây dứa thơm Pandanus amaryllia.Roxd- Việt Nam.
Trong nghiên cứu này tác giả đã sử dụng phương pháp chiết tách và đã khẳng
định được chất có mùi hương nếp là 2- axetyl- 1- pyroline, bước đầu tác giả đã
tách biệt được 3- metyl- 2(5H)- furanone và 2- axetyl- 1- pyroline [5].
Đầu năm 2008, Lại Thị Kim Dung và các cộng sự [4] đã phân lập được
flavonoit tổng. Đào Hùng Cường (ĐHSP Đà Nẵng) và các cộng sự [3] đã phân
lập được metyl este của axit 9- octadec-12-enoic, 9-isopropylidenbixiclo
[3.3.1] nonan-2-on và một ancoloit có tên là pandamarilactonine A từ lá dứa
thơm P. amryllifolius, thu hái tại xã Đại Quang, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng
Nam.
1.2.2. Nghiên cứu về Dứa dại Pandanus tectorius Parkins. ex J.P.du Roi
a. Trên thế giới
Năm 2011, các nhà khoa học Trung Quốc [40] đã nghiên cứu về quả
Dứa dại Pandanus tectorius Pankins.ex J.P.du Roi.Kết quả đã phân lập và xác
định được cấu trúc của 15 hợp chất: trong đó có 10 hợp chất phenolic và 5
hợp chất flavonoit.
14
HO
OCH
2
CH
3
O
HO
CHO
OCH
3
salicylaldehyde (10)
O
OCH
3
H
3
CO
H
3
CO
H
3
CO O
OCH
3
tangeretin (11)
O
OH
H
3
CO
HO O
sakuranetin(12)
O
HO
HO O
O
OH
HO
HO O
2
CH
3
cis- cthylcaffeate (3)
21
7 8
9
10
11
12
14
13
15
16
17
18
19
20
Hình 1.3: Một số hợp chất phenolic và flavonoit phân lập từ quả Dứa dại
Pandanus tectorius Parkins. ex J.P.du Roi.
Bên cạnh đó các tác giả [31] còn phân lập được một hợp chất cirsileol
cũng từ lá Dứa dại Pandanus tectorius Parkins.ex J.P.du Roi:
OH
3
CO
CO
OH
OCH
3
O
hạ đường huyết của dịch chiết quả dứa dại là tương đối tốt.
16
Gần đây, kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư dòng KB cho
thấy cao chiết n- hexan và cao chiết etyl axetat từ rễ cây dứa dại Pandanus
tectorius Parkins. ex J. P. du Roi có khả năng gây độc tế bào ung thư KB mức
trung bình với giá trị IC
50
tương ứng là 7, 4 μg/ml và 22 μg/ml [9].
1.3.2. Trên thế giới
Năm 2009 Londonkar R. và A. Kamble [24] đã nghiên cứu khả năng
chống oxi hóa của cao chiết metanol từ rễ cây Pandanus odoratissium. Ở Trung
Quốc, hai tác giả Ting- Ting Jong và Shoung- Whang Chau khi chiết tách phần
rễ của Dứa dại P. odoratissimus đã phân lập được các hợp chất phenolic, bốn
loại hợp chất lignan cộng với một dẫn xuất benzofuran mới. Trong số đó,
pinoresinol và 3, 4- bis(4- hyđroxy- 3- metoxybenzyl) tetrahyđrofuran thể hiện
hoạt tính chống oxy hóa khá tốt [36]. Axit 4- hyđroxibenzoic phân lập từ cao
chiết nước của rễ cây dứa dại Pandanus odorus có tác dụng hạ đường huyết trên
chuột gây đái tháo đường thực nghiệm [28]. Theo tài liêu [25], hợp chất 24, 24-
đimetyl- 5β- tirucalla- 9(11), 25- đien- 3- on (23) có khả năng ức chế sự phát
triển của tế bào ung thư chủng Mycobacterium tuberculosis H
37
Rv (MIC =
64 μg/mL) theo phương pháp thử nghiệm vi phiến MABA.
Hợp chất Cirsileol (22) phân lập từ lá cây dứa dại Pandanus tectorius
Parkins.ex J. P. du Roi có hoạt tính kháng nhiều dòng tế bào ung thư khác
nhau như: Caov- 3, Skov- 3, PC3 và Hela cells [31].
Theo tài liệu [34], các tác giả ở Trung Quốc đã nghiên cứu được một
loại protein mới là Pandanin (29) chiết xuất từ lá Dứa dại P. amaryllifolius.
Roxb có hoạt tính kháng virut chủng HSV- 1 và virút cúm chủng H1N1 với
các giá trị EC50 tương ứng là 2, 94 và 15, 63 µM.
2.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT
2.2.1. Thiết bị
1. Thiết bị chiết siêu âm Ultrasonic cleaner (Hàn Quốc), tại Bộ môn
Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội.
2. Đèn tử ngoại ba bước sóng (254nm, 302nm và 365nm).
3. Máy đông cô chân không Labconco, tại Bộ môn Hóa học hữu cơ,
khoa Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội.
4. Thiết bị máy TLC điều chế của Bộ môn Hóa học hữu cơ, khoa Hóa
học, Trường ĐHSP Hà Nội.
5. Thiết bị đo cộng hưởng từ hạt nhân Bruker Avance 500MHz của
Viện hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
6. Thiết bị đo phổ hồng ngoại Shimadzu 8101M FTIR của Viện hóa
học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
7. Các thiết bị thử hoạt tính sinh học: Tủ ấm CO
2
(INNOVA CO- 170);
tủ cấy sinh học an toàn cấp II; máy li tâm (Universal 320R); kính hiển vi
ngược (Zeizz); tủ lạnh sâu - 25
0
C, - 80
0
C; buồng đếm tế bào (Fisher, Hoa Kì);
máy quang phổ (Genios Tecan); bình nitơ lỏng bảo quản tế bào và các dụng
cụ thí nghiệm thông thường khác của Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KH và CN
Việt Nam.
2.2.2. Hóa chất
- Dung môi: Metanol, n- hexan, clorofom, etylaxetat, butanol, DMSO.
Dung môi dùng để ngâm chiết đều dùng loại tinh khiết, khi dùng cho sắc kí
cột hay sắc kí bản mỏng điều chế đều cần dung môi tinh khiết.
- Thuốc hiện hình: vanilin trong H
phòng. Đó là qui trình chiết phân đoạn bằng các dung môi n- hexan, etyl
axetat và butanol. Qui trình chiết như sau:
+ Lấy cao tổng hòa trong n- hexan, dùng phễu chiết để chiết lấy dịch n-
hexan. Phần bã còn lại tiếp tục chiết với n- hexan tương tự như thế thêm 4 lần.
Dịch chiết n- hexan qua 5 lần chiết được gom lại. Phần bã còn lại gọi là bã 1.
+ Tiếp tục chiết bã 1 bằng etyl axetat. Làm 5 lần sau đó gom dịch chiết
etyl axetat vào. Phần bã còn lại sau khi chiết etyl axetat gọi là bã 2.
20
+ Phần bã 2 đem chiết 5 lần bằng n- butanol. Làm 5 lần sau đó gom dịch
chiết n- butanol.Các dịch chiết thu được thì dịch chiết của n- hexan, dịch chiết
của etyl axetat và butanol có màu xanh đen. Sau khi cất đuổi dung môi thu được
các cặn chiết tương ứng: cặn n- hexan, cặn etyl axetat, cặn n- butanol.
Các quá trình trên được mô tả bằng sơ đồ thực nghiệm dưới đây:
Mẫu lá dứa dại khô (5kg)
Ngâm trong metanol trong 3 tuần
Bã
Cặn n- hexan (LH)
Cặn etyl (LE)
Cặn n- butanol (LB)
Cao tổng (320gam)
Dịch chiết Dịch
Sấy khô ở 60- 70
o
c
Lọc
n- BuOH
EtOAc
21
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ chiết từ cặn tổng lá Dứa dại
với tỉ lệ tăng dần độ phân cực tăng dần từ 100:0 đến 0:100, được 6 phân đoạn,
kí hiệu LH1- LH6. Kiểm tra trình tự các chất ra khỏi cột sắc kí bằng phương
pháp sắc kí bản mỏng (dùng bản mỏng, đế nhôm, tráng sẵn silica gel của hãng
Meck; thuốc hiện hình là vanilin trong dung dịch H
2
SO
4
10%), sau đó thu
23
gom các phân đoạn có R
f
giống nhau, cất cô quay chân không để đuổi hết
dung môi. Cặn thu được tiếp tục đem chạy sắc kí cột lặp lại.
Ở phân đoạn H:E=4:1, có 2 chất kết tinh màu trắng. Lọc, rửa, kết tinh
lại nhiều lần 2 kết tinh đó chúng tôi thì thu được 20mg chất rắn màu trắng,
dạng bột kí hiệu là LH1.Tiến hành kiểm tra trên bản mỏng không thấy phát
quang trên đèn điện tử ở các bước sóng, nhưng khi hiện hình và đốt lên thấy
xuất hiện một chấm tròn màu tím đen có R
f
= 0, 45. Tương tự, sau khi xử lý
tinh thể thứ hai, chúng tôi thu nhận được chất rắn màu trắng, dạng bột, có
khối lượng 15mg và giá trị R
f
=0, 55, kí hiệu LH2.
b. Phân lập các chất từ cặn chiết etyl axetat
*Lấy 63, 39 gam cao chiết etyl axetat đem chạy cột sắc kí silica gel, hệ
dung môi rưả giải n- hexan: etyl axetat tỉ lệ từ 4:1 đến 0: 100, được 11 phân
đoạn, kí hiệu LE1- LE11. Ở phân đoạn H:E=1:1 thấy xuất hiện kết tinh, tiến
hành rửa kết tinh lại trong etyl axetat lạnh nhiều lần, chúng tôi thu được một
chất rắn màu vàng nhạt, khối lượng 2mg, kí hiệu là LE5.Tiếp tục tiến hành
Sau 3 ngày nuôi cấy, ủ tiếp với MTT 0, 2 mg/ml ở 37
0
C trong 4 giờ;
loại bỏ môi trường, thêm 100 DMSO lắc đều, đọc kết quả ở bước sóng 540nm
trên máy spectrophotometter Genios TECAN. Mức độ kìm hãm sự phát triển
của tế bào được tính toán dựa trên số liệu đo mật độ quang học OD trên máy
phổ TECAN theo công thức sau:
IC(%) =
OD
mẫu thử
- OD
control(+)
x 100
OD
control(-)
- OD
control(+)
Giá trị IC
50
được tính dựa trên kết quả số liệu phần trăm kìm hãm sự
phát triển của tế bào bằng phần mềm máy tính table curve.
b. Phương pháp thử nghiệm khả năng kháng nấm, kháng khuẩn
Bao gồm những vi khuẩn và nấm kiểm định gây bệnh ở người được
cung cấp bởi ATCC bao gồm: Bacillus subtilis(ATCC 6633), Staphylococcus
aureus (ATCC 13709), Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas
aeruginosa (ATCC 15442), Candida albicans (ATCC 10231), Lactobacillus
fermentum (Lp B14), Enterococcus faecium (B650). Môi trường nuôi cấy:MHB
(Mueler- Hilton- Broth), MHA(Mueler- Hilton- Agar); TSB (Tryptic Soy
Broth), TSA (Tryptic Soy Agar) cho vi khuẩn; SAB, SA cho nấm.
Hoạt tính vi sinh vật kiểm định được thực hiện dựa trên pha loãng đa