BỘ Y TÊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
so^-og
ĐÀO THI HẰNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT VÀI DAN c h ấ t
■ ■
CỦA EUGENOL VÀ sơ BỘ THĂM DÒ TÁC DỤNG
■ ■
SINH HỌC CỦA CHÚNG
■
(KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Dược sĩ KHOÁ 1996 - 2001)
Người hướng dẫn: TS. GIANG THỊ SƠN
TS. PHAN THỤC ANH
Nơi thực hiện: BỘ M Ô N HO Á HŨU c ơ
TRƯỜNG Đ ẠI HỌC D ư ợ c H À NỘ I
Thời gian thực hiện: 03/2001 - 5/20001
- H À N Ô I 512001-
j •* • * « >* " Ị
ẨLỜ3 QcÁM ƠQl.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin bày tỏ lòng
biết ơn chân thành tới:
TS. GIANG THỊ SƠN
TS. PHAN THỤC ANH
N hững người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và dành
rất nhiều thời gian giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành
luận văn tốt nghiệp.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. CHU THỊ LỘC, TS. Đ ỗ
NGỌC THANH và các thầy cô giáo, các cán bộ bộ m ôn H oá hữu cơ, bộ
m ôn Yi nấm Kháng sinh, Phòng Thí nghiệm Trung tâm trường Đại học
Dược Hà N ội đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
III. Bàn luận.
Phần IV: Kết luận và đề xuất.
31
33
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỂ
Hương nhu trắng (Ocimiim gratissimum L., Lamiaceae) là một trong
những cây tinh dầu trọng điểm của ngành Y tế nước ta. Hàm lượng Eugenol
trong tinh dầu hương nhu trắng chỉ đứng sau tinh dầu đinh hương. Tinh dầu
hương nhu trắng được sử dụng rộng rãi trong công thức cao xoa và là mặt
hàng xuất khẩu. Eugenol chiết tù' tinh dầu hương nhu trắng cung cấp cho
nhiều ngành khác nhau:
Trong nha khoa, Eugenol được sử dụng làm thuốc chữa đau răng, với oxyd
kẽm Eugenol tạo thành chất xi măng kết dính dùng để hàn răng tạm thời.
Trong công nghiệp thực phẩm, Eugenol được dùng làm nguyên liệu tổng
hợp vanilin.
Từ Eugenol tổng hợp ra metyl Eugenol là chất có tác dụng dẫn dụ ong phá
cam, tổng hợp ra một số chất có tác dụng kích thích sinh trưởng thực vật.
Ngoài ra, Eugenol còn có vai trò quan trọng trong công nghiệp mỹ phẩm.
Trong khuôn khổ khoá luận này chúng tôi tiến hành nghiên cứu với ba nội
dung sau:
- Chiết Xuất Eugenol từ tinh dầu hương nhu trắng.
-Tổng hợp một vài dẫn chất của Eugenol.
-Sơ bộ thăm dò tác dụng sinh học của Eugenol và các dẫn chất.
1
PHẦN II: TỔNG QUAN
1. HƯƠNG NHU TRẮNG - NGUỚN NGUYÊN LIỆU CHO EUGENOL Ở VIỆT
NAM.
Hương nhu trắng ịOcimum gratissimum L Lamiaceae) là loại cây cho
tinh dầu được trổng và phát triển ở nước ta. Hương nhu trắng được dùng làm
nguyên liệu cất tinh dầu giàu Eugenol ở Việt Nam. Tinh dầu hương nhu trắng
31,4 17,6
Hàm lượng tinh dầu trong lá cây hương nhu trắng bị giảm dần theo thời
gian, khi nhiệt độ bảo quản tăng lên thì hàm lượng tinh dầu giảm rất nhanh.
Nguyên liệu sau khi thu hái cần được chưng cất ngay, càng để lâu tinh dầu
càng giảm đi, điều kiện bảo quản càng ỏ' nhiệt độ thấp càng đỡ mất tinh dầu.
Tránh để ủ chất đống, tạo điều kiện lên men mất linh dầu rất nhanh [4].
Trong lá cây hương nhu trắng chứa hoạt chất có tác dụng phân huỷ tinh
dầu, sự phân huỷ tăng theo thời gian tiếp xúc. Trong 24 giờ với nhiệt độ 42°c
kèm độ ẩm có thể phân huỷ tới 95% tinh dầu. Như vậy, sau khi thu hái dù bảo
quản ở điều kiện nào thì hàm lượng tinh dầu trong cây và hàm lượng Eugenol
trong tinh dầu đều giảm.
Hàm lượng tinh dầu trong cây và hàm lượng Eugenol trong tinh dầu tuân
theo quy luật thuận chiều dưới tác dụng của độ ẩm và không khí.
Hàm lượng tinh dầu tập trung ỏ' lá và hoa còn thân và cành gần như không
có tinh dầu [6 ].
Hàm lượng tinh dầu trong lá và hoa già lớn hơn trong lá và hoa non nhưng
đến giai đoạn cuối hàm lượng tinh dầu giảm. Hàm lượng Eugenol trong tinh
dầu tăng khi cây già [
11]
Bảng 1: Hàm lượng Eugenol trong tinh dầu
Giai đoạn nghiên cứu
Thể tích tinh dầu
Hàm lượng Eugenol trong
tinh dầu (%)
Bắt đầu ra hoa
69,00 57
Ra hoa cành cấp 2
126,00 64
Ra hoa cành cấp 3
143,00 65
N .x Dũng
(%)
1
a thuyjen
c ,„ h 16
0 .1 0
0.05
2
a pinen
Q()H|6
0 .1 0
0.07
3 Sabinen
c 10h I6
0.05
0.04
4
Myrsen
Q()Hi6
0.05 0.03
5
a terpinen
c 10h 16
0.05
0.04
6 p-cymen
0 .2 0
0 .1 0
7
Limonen
c ,«,h 18o
1.10 0.90
15
Eugenol
C |0h12O2
73.5
74.00
16
Cubeben 0.05
0.60
17
a-copaen
C 15H24
1.20 0.50
18
P-bourbonen
Q H 1(Io 3
0.95 0.50
19
(3-ylangen
c 15h 24
-
0.2 0
20
P-elemen
0.05
0.2 0
21
(3-caryophyllen
^15^24
1.60
0.80
30
Myrtenol
Q H 14o 2
0.05 0.04
31
caryophylenoxyd 0.05
0.03
32
Culamenen -
0.0 2
5
4. PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC CHIẾT XUẤT EUGENOL TỪ TINH DAU h ư ơ n g
NHU TRẮNG:
Phương pháp chiết Eugenol được dựa trên nguyên tắc: Eugenol có OH
phenol, khi tác dụng với kiềm sẽ tạo thành eugenat kiềm. Muối này tan trong
nước, không tan trong các thành phần khác của tinh dầu. Dựa vào tính chất
này có thể tách eugenat kiềm ra khỏi thành phán tinh dầu không phản ứng.
Chuyển eugenat kiềm thành Eugenol bằng acid. Tinh chê bằng cách cất kéo
hơi nước hoặc cất phân đoạn ở áp lực giảm.
4.1. Một sô công trình nghiên cứu chiết xuất Eugenol từ tinh dầu hương
nhu tráng :
+ Lắc tinh dầu với KOH. Tách riêng phẩn eugenat kali. Chuyển eugenat
thành Eugenol bằng dung dịch HC1. Rửa Eugenol thô bằng CaCO^.Tinh chê
bằng cách cất kéo hơi nước[ 10].
+ Dùng NaOH 13-14% để chuyển Eugenol thành eugenat, tách liêng phần
eugenat natri. Dùng HC1 để chuyển eugenat thành Eugenol. Cất phân đoạn ở
áp lực giảm 18-20 mmHg, lấy đoạn có độ sôi ở 138 - 140 °c [12].
+ Dùng KOH để chuyển Eugenol thành eugenat. Qụá trình tách eugenat
71,58% thì các thông số cần có các giá trị sau: nồng độ kiềm là 3,9%, thể tích
kiềm so với thê tích tinh dầu là 5,62 lần.[10]
- Điều kiện quyết định hiệu suất và độ tinh chế của Eugenol là quá trình
chuyển Eugenol thành eugenat. Quá trình này phụ thuộc kỹ thuật lắng gạn để
tách sản phẩm. Nếu không cẩn thận thì một phần nhỏ eugenat không đồng tan
sẽ bị lẫn vào thành phần đồng tan trong tinh dầu dưới dạng nhũ dịch khó
tách. [12]
5. TÁC DỤNG CỦA TINH DẦU HƯƠNG NHU TRẮNG ,CÂY HƯƠNG NHU
TRẮNG TRONG ĐỜI SốNG VÀ TRONG Y HỌC :
5.1. Cây hương nhu trắng :
7
Lá và hoa hương nhu trắng nấu nước xông giải cảm làm ra mồ hôi. Nước
sắc hương nhu trắng có tác dụng sát trùng dùng để rửa vết thương mụn nhọt.
Hương nhu trắng chủ yếu được dùng làm nguyên liệu cất tinh dầu giàu
Eugenol ở Việt nam .
5.2. Tinh dầu hương nhu trắng :
Tinh dầu hương nhu trắng đuợc dùng thay thế tinh dầu đinh hương trong
sản xuất cao xoa, dùng trong kỹ nghệ sản xuất xà phòng và tổng hợp chất
thơm quan trọng vanilin dùng trong kỹ nghệ thực phẩm, bánh kẹo.
Tinh dầu hương nhu trắng có tác dụng ức chế một số vi khuẩn B. subtilis,
Staphylococcus aureus, ngoài ra tinh dầu còn có tác dụng diệt lỵ amip.[7]
Tinh dầu hương nhu trắng là nguồn tinh dầu giàu Eugenol nhất ở Việt nam
.Tinh dầu hương nhu trắng được dừng để chiết xuất Eugenol, dùng trong nha
khoa . [ 1]
5.3. Eugenol:
Trong nha khoa người ta sử dụng Eugenol làm thuốc chữa đau răng vì có
tác dụng sát khuẩn, giảm đau, với oxyd kẽm Eugenol tạo thành chất xi măng
kết dính dùng đê hàn tạm các lỗ chân răng. [7]
Từ Eugenol tổng hợp ra metylEugenol là chất có tác dụng dẫn dụ ong phá
cam. Trong công ngiệp thực phẩm tổng hợp vanilin từ Eugenol.
- Chỉ số khúc xạ ở 20° C: 1,538-1,542
- Độ tan: một thể tích chế phẩm phải tan hoàn toàn trong hai thể tích
ethanol 70°.
7. MỘT VÀI DẪN CHẤT CỦA EUGENOL:
7.1. Đồng phân hoá Eugenol thành Isoeugenol:
Isoeugenol hiếm gặp trong thành phần các loại tinh dầu tự nhiên.
Isoeugenol có mùi thơm nhẹ hơn Eugenol, nó có trong thành phần của một vài
loại hương thơm. Isoeugenol có tác dụng kháng nấm mạnh hơn Eugenol.
9
Isoeugenol là nguyên liệu đầu để tổng hợp một vài loại chất thơm điển hình là
vanilin .[ 9 ]
Isoeugenol thường được điều chế do đồng phân hoá Eugenol trong môi
trường kiềm ở nhiệt độ cao. [ 8 ]
CH2 - ch = c h 2
^ y ^ 0 C H 3
OH
KOH
CH = c H-CH ,
OCH
3
OH
Isoeugenol
Để giải thích khả năng khác nhau về tác dụng sinh học và khả năng phản
ứng của Isoeugenol so với Eugenol người ta cho rằng việc chuyển nối đôi vào
gần nhân thơm hơn trong phân tử Isoeugenol tạo nện mạch liên hợp do đó ảnh
hưởng đến hệ thống electron trong vòng benzen. Ngày nay, bằng phương pháp
hoá lượng tử người ta tính được sự phân bố điện tích của các nguyên tử trong
phân tử cho thấy việc chuyển nhóm allyl thành propenyl đã làm thay đổi rất rõ
sự phân bố điện tích ở các vị trí 3 ,5 và 6 trong vòng benzen. [ 9 ]
Sản phẩm Isoeugenol thương mại diều chế lừ Eugenol gồm hỗn hợp của
1,5720-
1,5770
99,5% thể
tích
266°c
(760mmHg)
115°c
( 5mmHg )
7.2. Dẫn chất este của Eugcnol và Isoeugenol:
Trong phân tử Eugenol và Lsoeugenol có nhóm OH phenol nên Eugenol và
Isoeugenol có thể tham gia vào phản ứng este hoá.
Các phương pháp tổng hợp este:
- Phản ứng giữa acid carboxylic và alcol ( phan ứng este hoá ):
RCOOH + R ’OH — > RCOOR’ + H20
Đây là phản ứng quan trọng nhất để điều chế este.
Phản ứng giữa acid carboxylic và alcol là phản ứng thuận nghịch. Sự
chuyển hoá hoàn toàn đương lượng acid và alcol thành este theo lý thuyết là
không thể có được, kết quả chỉ thu được một lượng este cực đại nào đó. Thực
nghiệm cho thấy, lượng este cực đại chỉ 2/3 theo lý thuyết. Để tăng hiệu suất
của phản ứng ta có thê tăng lượng alcol hay lượng acid carboxylic hoặc có thể
tách lượng este hay nước tạo thành ra khỏi hỗn họp phản ứng.
Các phản ứng este hoấ khi tiến hành ở nhiệt độ phòng thứờng xảy ra rất
chậm, để tăng tốc độ phản ứng ta có thể nâng nhiệt độ phản ứng và dùng chất
xúc tác. Chất xúc lác thường dùng trong phản ứng này là các acid vô cơ như
11
H2S 04, HCl.
- Điều chế este bằng cách acyl hoá alcol và phenol:
Cơ sở của phương pháp này là sự acyl hoá các alcol và phenol bằng
cloruaacid và anhyđrid aeid .
RCOC1 + R OH -> RCOOR + HCI
R
Từ lacton và alcol:
CH2 -CH2 -CH2 -C = 0 + C2H5OH — H()-CH2-CHo-CH2-COOC2H5
1
o
1
Từ acid carboxylic và diazometan:
RCOOH + CH2N2 -> RCOOCH3 + N2
7.3. Zinc oxyde - Eugenol:
Trong nhiều năm nay ngành nha khoa đã sử dụng phức chất giữa ZnO và
Eugenol làm vật liệu hàn lăng tạm thời. [14]
ZnO có thể tạo phức với các chất có nhóm melhoxy ở vị trí ortho so với OH
phenol:
CH9 -c h =CH2 CHl
:h 3
011
Eugenol
OH
Methylguaiacol
Với Eugenol, ZnO tạo phức theo phương trình sau:
13
CH2 - CH = CH2
+ ZnO
OCH3
CHọ - CH = CH2
CH2 -CH = CHz.
Trong nha khoa, ZnO-Eugenol được sử dụnẹ theo cách đơn giản là bột ZnO
được trộn với Eugenol theo tỷ lệ 1:1 tạo thành một dạng bột mịn đồng nhất.
Bình gạn
Bộ dụng cụ cất phân đoạn
b.Tiến hành:
Lấy 100ml tinh dầu hương nhu trắng cho tác dụng với 300ml dung dịch
NaOH 10%. Na eugenat được tạo thành sẽ tan trong nước .Phần không
15
phenol sẽ nổi lên trên và được tách ra bằng bình gạn -Dung dịch còn lại được
acid hoá đến môi trường acid (pH=4).Tách riêng phần Eugenol thô,đem rửa
bằng nước cất nhiều lần đến môi trường trung tính.Sau đó làm khan bằng
Na9S0 4 khan. Cất phân đoạn ở nhiệt độ 255-256°C thu được Eugenol tinh
khiết là chất lỏng màu vàng trong suốt có mùi thơm dễ chịu,
c. Kết quả và nhận xét:
-V Eugenol: 31 ml
Hiệu s u ấ t: 31 % so với tinh dầu
-Phân tích phổ hồng ngoại của Eugenol cho thấy có các đỉnh dao động hoá trị
đặc trưng :
- Nhận xét:
+Điều kiện quyết định hiệu suất là quá trình chuyển Eugenol thành
eugenat. Quá trình này phụ thuộc vào kỹ thuật lắng gạn để tách sản phẩm, một
phần nhỏ eugenat không đồng tan sẽ bị lẫn vào phần đổng tan trong tinh dầu
dưới dạng nhũ dịch khó tách.
+Khi tinh chế bằng cách cất phân đoạn ở áp suất thường ở nhiệt độ 255-
256°c sẽ cho hiệu suất thấp do một phần Eugenol bị phân huỷ.
^O H (phenol)
^ _ CO (eiher Ihợm)
^_ OCH3 (alkyluryl eiher)
v c _ c (dao dộng bộ khung benzen)
'/ R_CH = CH2
1268,3 cm ‘
1432,8 cm'
KOH
Dung dịch H2S 0 4 40%
Benzen
N a,S04 khan
- Dụng cụ:
Bình gạn
Bình cầu 2 cổ
Sinh hàn hồi lưu
Phễu nhỏ giọt
Nồi đun có áo
Nhiệt kê
Ống đong
b. Tiến hành:
Cho vào bình phản ứng 37,5g KOH và 25ml IỊ,0 đun nóng đến sôi. Từ
phễu nhỏ giọt nhỏ từ từ 25ml Eugenol và đun trong lgiờ. Nhiệt độ phản ứng là
175-180°c " _ Sau đó để nguội, sản phẩm là một khối
rắn màu vàng nhạt. Hoà tan sản phẩm trong lOOml nước sau đó thêm 50ml
benzen và acid hoá bằng H2S0 4 40%. Nhiệt độ trong quá trình acid hoá
khoảng 20-30°C và dung dịch H2S 04 được nhỏ tù' từ trong khoảng 25 phút.
Qua bình gạn tách riêng phần benzen có chứa Isoeugenol ra khỏi hỗn hợp.
Rửa nhiều lần bằng nước cất đến môi trường trung tính. Sau đó làm khan bằng
Na2S 04 khan. Lọc loại bỏ Na2S 04. Cất loại dung môi dưới áp suất thường ở
nhiệt độ 78-80°C. Cuối cùng cất phân đoạn ỏ' áp suất thường ở nhiệt độ 266°c
thu được Isoeugenol là chất lỏng sánh có màu vàng nhạt, mùi thơm nhẹ hơn
Eugenol.
c. Kết quả và nhận xét:
18
V Isoeugenol: 11,2 ml
Hiệu suất theo lý thuyết: 56%
- Phổ hồng ngoại của Isoeugenol có các dải hấp thụ đặc trưng tại vùng tương
Công thức: C17H l60 3
Phân tử lượng: 268
Tên khoa học: 4 allyl-2 methoxy - 1 benzoyl benzen
Phản ứng được tiến hành bằng cách cho Eugenol tác dụng với benzoyl
clorid trong môi trường kiềm:
/ 0CH3 / = \
/ \ NaOH
CH2 = CH-CH2H ^ - O H +
_ /OCH3
CH2 = CH - CH2 0 - + HCI
a.Nguyên liệu, dụng cụ:
- Nguyên liệu: Eugenol
Benzoyl clorid
Dung dịch NaOH 15%
Alcol ethyl ic tuyệt đối
- Dụng cụ : Bình cầu dung tích 250ml
Cốc có mỏ dung tích 250 ml
Ông đong dung tích 25ml
b. Tiến hành:
Trong bình cầu dung tích 250ml hoà tan 8g Eugenol trong 50 ml dung dịch
NaOH 15%, cho thêm thật nhanh lOg benzoyl clorid, đậy bình phản ứng rồi
lắc mạnh tronng thời gian
10 phút (phản ứng toả nhiệt), thỉnh thoảng nâng nhẹ
nút bình. Làm lạnh hỗn hợp phản ứng. Tách lâý lớp chất hữu cơ. Rửa lớp chất
hữu cơ 2 lần bằng nước cất để loại kiềm thừa .
20
Hoà tan este thô vào trong 20 ml alcol ethylic đun nóng. Lọc nóng để loại
tạp không tan. Bốc hơi cách thuỷ CÒI1 1/3 thể tích. Làm lạnh sẽ có kết tủa. Lọc
lấy tủa trên phễu Buchner. Rửa tủa bằng nước cất, ép khô, sấy sản phẩm ở
nhiệt độ < 60° c đến trọng lượng không đổi. Sản phẩm thu được có dạng hình
phản ứng với benzoyl clorid trong môi trường kiềm:
„OCH3
/ \ 4- ° ^ / \ Na0H-
ch3-ch = c h -^ ^ -o h + C|) c - ^ ỵỳ
JO CI
CH3 - CH
+
HC1
a.Nguyên liệu và dụng cụ:
- Nguyên liệu: Isoeugenol
Benzoyl clorid
Dung dịch NaOH 15%
Alcol ethylic
- Dụng cụ: Bình cầu dung tích
Cốc có mỏ dung tích 250ml
Ống đong dung tích 25ml
b.Tiến hành:
Trong bình cầu 250ml hoà tan 8g Eugenol trong 50ml dung dịch NaOH
15%, cho thêm thật nhanh lOg benzoyl clorid. Đậy bình phản ứng và lắc mạnh
trong thời gian 10 phút (phản ứng toả nhiệt), thỉnh thoảng nâng nhẹ nút bình.
Làm lạnh hỗn hợp phản ứng. Tách lấy lớp chất hữu cơ. Rửa lớp chất hữu cơ 2
lần bằng nước cất để loại kiềm thừa .
Hoà tan este thô trong 20ml alcol ethylic đun nóng. Lọc nóng để loại tạp
không tan. Bốc hơi cách thuý để loại bót dung mỏi, khi còn 1/3 thể tích thì
22
Copyright: Tài liệu đại học ©