LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất tận tình và chu đáo của: - PGS.TS Lê Văn Hạc đã giao đề tài và trực tiếp hướng dẫn. - GS.TSKH Nguyễn Xuân Dũng - Khoa hoá Trường đại học khoa học tự nhiên Đại học quốc gia Hà Nội đã phân tích thành phần hoá học tinh dầu. - TS Hoàn Văn Lựu - Phó trưởng khoa hoá đã có những góp ý và chỉ dẫn quý báu, bổ ích. - ThS Trần Đình Thắng đã cung cấp nhiều thông tin tài liệu quan trọng. - Cô Nguyễn Thị Liên - Phụ tá phòng thí nghiệm hoá Hữu cơ đã tạo điều kiện cung cấp dụng cụ thiết bị hoá chất cho qúa trình làm thực nghiệm. - Các bạn Ngô Hoài Nam và Hà Thị Hạnh lớp 40E 3 Hóa đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong qúa trình lấy mẫu và làm thí nghiệm. - Các thầy giáo, cô giáo và cán bộ bộ môn Hoá hữu cơ - Khoa hoá Trường Đại học Vinh, cùng các bạn bè đã động viên và giúp đỡ trong quá trình hoàn thành luận văn này. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả những sự động viên và giúp đỡ quý báu đó. Tháng 5 năm 2004 Lê Thị Thu Hương MỤC LỤC Trang Mở đầu. 4 1. Lý do chọn đề tài. 4 2. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu. 5 3. Đối tượng nghiên cứu. 5 Phần 1: Tổng quan. 6 1.1. Đặc điểm thực vật cây họ nhân sâm. 6 1.2. Một số chi họ nhân sâm. 6 1.2.1. Chi Schefflera. 6 1.2.2. Chi Acanthopanax. 7 1.2.3. Chi Aralia. 7 1.2.4. Chi Polyscias. 7 1.2.5. Chi Panax. 7 1.3. Một số cây thuộc họ nhân sâm. 7 1.3.1. Cây đáng (Schefflera octophylla lour Harms). 7 1.3.2. Cây đinh lăng (Polyscias fruticora Harms). 7 1.3.3. Cây răng. 8 1.3.4. Cây thôi hoang (Trewetia Palmata Vis). 8 1.3.5. Cây ngũ gia bì (Acanthopanax aculeatum Seen). 8 1.3.6. Cây tam thất (Panax repens Marx). 8 1.3.7. Cây ngũ gia bì hương (Atrifoliatus). 8 1.4. Cây ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla lour Harms) 8 1.4.1. Đặc điểm thực vật học. 8 1.4.1.1. Mô tả cây. 9 1.4.2. Phân bố, chế biến và thu hái. 10 1.4.3. Thành phần hoá học. 10 1.4.4. Tác dụng dược lý. 12 1.4.5. Công dụng và liều dùng. 13 1.5. Thành phần hoá học và đặc tính tinh dầu. 13 1.5.1. Đặc tính tinh dầu. 13 1.5.2. Trạng thái tự nhiên và phân bố của tinh dầu. 14 1.5.3. Tính chất vật lý của tinh dầu 15 2 1.5.4. Tính chất hoá học của tinh dầu. 15 1.5.5. Ứng dụng của tinh dầu. 16 Phần 2 :Phương pháp nghiên cứu. 17 2.1. Phương pháp lấy mẫu. 17 2.2. Phương pháp định lượng tinh dầu. 17 2.3. Các phương pháp tách tinh dầu. 18 2.3.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. 19 2.4. Bảo quản tinh dầu. 19 2.5. Phương pháp xác định thành phần hoá học của tinh dầu. 19 2.5.1. Phương pháp sắc ký-khí. 19 2.5.1.1. Bản chất của phương pháp sắc ký - khí. 20 2.5.1.2. Ưu điểm của phương pháp. 21 2.5.2. Phương pháp khối phổ. 21 2.5.2.1. Bản chất của phương pháp. 21 Phần 3: Thực nghiệm. 25 3.1. Hoá chất, dụng cụ, thiết bị máy móc. 25 3.1.1. Hoá chất. 25 3.1.2. Dụng cụ. 25 3.1.3 Thiết bị máy móc. 25 3.2. Địa điểm, thời gian và cách lấy mẫu. 25 3.3. Tách tinh dầu. 25 3.4. Tiến hành chưng cất tinh dầu. 26 3.5. Xác định thành phần hoá học của tinh dầu. 27 Phần 4: Kết quả và thảo luận. 29 4.1. Hàm lượng tinh dầu ngũ gia bì chân chim. 29 4.2. Thành phần hoá học của tinh dầu ngũ gia bì chân chim. 29 Bình luận. 33 Kết luận. 37 Tài liệu tham khảo. 38,39 3 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Nước ta nằm ở Đông Nam châu Á. Có diện tích khoảng 330.000 Km 2 trải dài trên 15 vĩ độ (khoảng 1650 Km). Có điều kiện tự nhiên khá thuận lợi: Nắng lắm, mưa nhiều, khí hậu nhiệt đới gió mùa vì vậy tạo cho nước ta có một hệ thống thực vật phong phú và đa dạng đặc biệt là các loài cây có tinh dầu và cây thuốc. Tinh dầu chứa các hợp chất thiên nhiên quý giá, nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: Làm thuốc, làm gia vị, làm hương liệu mỹ phẩm Theo số liệu thống kê gần đây, hệ thực vật ở Việt Nam có hơn 10.000 loài [9] trong đó có hơn 3200 loài cây được sử dụng trong y học và 600 loài cây có chứa thành phần tinh dầu [1]. Đây là một nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của nước ta. Tuy nhiên sự khai thác bừa bãi không có kế hoạch đã làm cho diện tích tài nguyên rừng của nước ta bị suy giảm nhanh chóng, nhiều loại cây đã trở nên khan hiếm, trong đó có nhiều cây tinh dầu và thuốc. Việc nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của những cây cỏ ở nước ta trong những thập kỷ qua còn có nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu điều tra tài nguyên thiên nhiên, cũng như đóng góp vào việc định hướng sử dụng bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật một cách hợp lý. Ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla) thuộc họ Nhân sâm hay họ Ngũ gia bì gồm 70 chi và 850 loài, phân bổ chủ yếu ở vùng nhiệt đới, với ít đại diện ở vùng ôn đới. Ở nước ta trong thời gian gần đây đã sưu tầm được 21 chi và 96 loài. Phần lớn các loài cây trong họ này đều được sử dụng làm thuốc hoặc làm cây cảnh. Vì những lý do trên nên tôi chọn đề tài "Xác định thành phần hoá học tinh dầu cây ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla) thuộc họ Nhân sâm (Araliaceae) ở Nghệ An nhằm mục đích: Xác định hàm lượng tinh dầu và thành phần định tính, định lượng của nó, qua đó góp phần tìm 4 kiếm và phát hiện thêm những hợp chất có giá trị trong thành phần tinh dầu ngũ gia bì chân chim để giới thiệu chúng với tư cách là nguồn nguyên liệu cho hoá dược, hoá mý phẩm. 2. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu: Với mục đích trên, nhiệm vụ của luận văn này bao gồm: - Dùng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước để tách tinh dầu từ bộ phận thân và cành của cây ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla) và xác định hàm lượng của chúng. - Dùng sắc ký khí (GC) và sắc ký khí - khối phổ ký liên hợp (GC- MS) để xác định thành phần hoá học của tinh dầu thân và cành ngũ gia bì chân chim. 3. Đối tượng nghiên cứu: - Tinh dầu bộ phận thân, cành của cây ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla) thuộc họ Nhân sâm (Arliaceae) ở Nghệ An. 5 Phần 1: TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm thực vật cây họ nhân sâm: Họ nhân sâm là họ tương đối lớn có gần 70 chi và 850 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, với ít đại diện ở vùng ôn đới (chủ yếu là vùng Đông Nam Á, số lớn các chi và loài gặp ở Đông Nam Á, châu Úc và châu Mỹ. Chủ yếu là cây gỗ nhỡ hay cây bụi, ít khi là cây thảo nhiều năm có thân rễ, lá thường mọc cách, ít khi đối, ít khi nguyên (Gtlibertia) thường lá chẻ chân vịt. Hoa tập hợp thành tán đơn, các tán này lại tập hợp thành cụm hoa chùm, bông. Hoa nhỏ đều, lưỡng tính nhưng đôi khi do giảm trở thành hoa đơn tính. Đài có 5 lá đài phần dưới dính lại, phần trên dời thành 5 mảnh nhỏ. Tràng có 5-10, ít khi 3 cánh hoa, rời và xếp xen kẽ với đài. Nhị bằng số cánh hoa và xen kẽ với cành, ít khi rất nhiều (40 ở Tupidanthus). Bao phấn mở dọc, màng hạt phân thành 3 rãnh lỗ, có khi 2 hay 4 rãnh lỗ. Bộ nhuỵ gồm 5-2 lá noãn dính lại với nhau làm thành bầu dưới, ít khi nửa dưới hay trên có số ô tương ứng với số lượng lá noãn hợp thành và trong mỗi ô có hai noãn, nhưng chỉ có 1 phát triển thành hạt còn noãn kia không phát triển. Số lượng ô của bầu có thể ít hơn hay nhiều hơn. Vòi nhuỵ rời hay hoàn toàn dính lại với nhau một ít ở phần dưới, phần trên rời nhưng đôi khi vòi nhuỵ ngắn hoặc không có. Quả mọng hay quả hạch, ít khi là quả song huyền [2]. 1.2. Một số chi thuộc họ nhân sâm hay họ ngũ gia bì (Araliaceae): 1.2.1. Chi Schefflera: - Chi này có 35 loài, gồm những cây mộc hay những cây gỗ nhỏ có lá kép chân vịt có trên 5 lá chét, cây không có gai, lá có cuống dài, các cuống lá chét bằng nhau, tròn, trơn tru, mép lá thường nguyên. Nhiều loài làm thuốc bổ mạch gân cốt, trừ phong, thấp khớp (S. octophylla Harms, 6 S.Tonkinensis, R.Vig Spesvis, R.Vig.Snitidifolia Harms, S.Vietnamensic Grush, Et Skvoorts). 1.2.2. Chi Acantho Panax. - Chi này gồm có 5 loài, thường là cây nhỡ, thân trơn tru hoặc có gai nhọn, lá kép chân vịt 5-3 chét cuống lá chét ngắn, được sử dụng làm thuốc bổ máu, chữa phong thấp [2]. 1.2.3. Chi Aralia: - Chi Aralia gồm 12 loài, thường là cây nhỡ hay cây nhỏ mọc tựa, có lá kép lông chim và cây thường có gai nhọn. Cây cuống hay đơn chân chim (A.armata (Wall Seem). Mọc trên các nương rẫy cũ đất còn tốt và ven rừng, có thân và rễ dùng làm thuốc [2]. 1.2.4. Chi Polyscias: Chi này gồm 5 loài, cũng như chi Aralia nhưng cây nhỏ, không gai, có lá chét sẻ sâu, cuống hoa có đốt. Rễ dùng làm thuốc tăng sức dẻo dai của cơ thể, tăng biên độ và tần số hô hấp [2]. 1.2.5. Chi Panax: Chi Panax gồm 3 loài, đều là cây thảo sống nhiều năm mang 1 vòng, lá kép chân vịt. Loài quan trọng nhất là cây tam thất (Panax, Pseudoginseng Wall). Một cây thuốc quý có tác dụng cầm máu, bổ tì, trị suy nhược thần kinh [2]. 1.3. Một số cây thuộc họ nhân sâm: 1.3.1. Cây đáng (Schefflera octophylla lour Harms). Cây gỗ mềm, màu nâu, nhẵn, lá kép chân vịt 6-8 lá chét, thân dài, cuống lá dài tròn. Hoa tụ tán trắng, hoa đều, cánh mềm, quả mọng hồng, có cuống dài, mang 7-8 hạt. Cây làm thuốc trừ sâu, mọc rất nhiều ở rừng, cây bụi hay đồi hoang [4]. 1.3.2. Cây Đinh lăng (Polysciasi fruticosa Hamrs) Cây bụi phân cành, nhánh nhiều lá nhỏ có răng cưa, hoa tụ tán lớn, cây trồng làm cảnh. 7 1.3.3. Cây răng: Cây bụi, cành nhánh dài mềm, bò rộng lá kép chân chim nhiều lần rất lớn, loà xoà, lá chét thuôn nhọn. Cây la đà có tán rất lớn, thưa, quả tròn. Cây mọc phổ biến trên đồi hoang hay trong rừng. 1.3.4. Cây thôi hoang (Trewtia palmata Vis). Cây gỗ nhỡ có nhiều gai, lá to mọc tập trung ở đầu cành, xẻ chân vịt sâu, cuống dài, lá phình to ở gốc. Hoa tụ tán lớn, màu trắng thơm. Quả tròn bị ép. Cây mọc ở nhiều vùng [4]. 1.3.5. Cây ngũ gia bì (Acantho panax aculeatum seen): Cây nhỏ, nhiều gai, cao 2-3 m, lá mọc so le, kép chân vịt, có 3-5 lá. Phiến lá chét hình bầu dục hay hơi thuôn dài, phiến lá chét hình bầu dục hay hơi thuôn dài, phía cuống hơi thót lại, đầu nhọn mỏng, mép có răng cưa to, cuống lá dài 4-7 cm. Hoa mọc thành hình tán ở đầu cành. Đầu mùa hạ ra hoa nhỏ màu vàng xanh. Quả mọng hình cầu, đường kính chừng 2,5mm khi chín có màu đen. Mọc hoang ở nhiều tỉnh miền bắc nước ta, hay gặp nhất là ở Lạng Sơn, Sapa, Vĩnh Phú, Bắc Thái, Hoà Bình, Tuyên Quang, Quảng Châu-Trung Quốc. Cây làm thuốc trị đau bụng, có tác dụng mạnh gân cốt .[3] 1.3.6. Cây tam thất (Panax repens marx): Cây thân bò, thân đơn, mang một vòng lá kép lông chim hoa tụ tán màu xanh. Quả dẹt màu đỏ 2 hạt. Cây được dùng làm thuốc [4]. 1.3.7. Cây Ngũ gia bì hương (A.trifoliatus): Thuộc họ Araliaceae, chi A.cantho Panax, từ lâu được nhân dân ta sử dụng làm thuốc chữa các bệnh ngoài da, bồi bổ sức khoẻ với những hoạt tính quý báu như các loài nhân sâm [11]. 1.4. Cây Ngũ gia bì chân chim (Schefflera octophylla lour Harms): 1.4.1. Đặc điểm thực vật học: Ngũ gia bì chân chim còn có tên là nam sâm, cây chân chim, kotan (Lào), ngũ chỉ thông, áp cước, áp cước mộc, nga chưởng sài. 8 Tên khoa học là Schefflera octophylla (lour) Harms (Aralia octophylla lour) thuộc họ ngũ gia bì Araliaceae. Ta dùng thân lá và rễ của cây chân chim làm thuốc. 1.4.1.1. Mô tả cây: Cây nhỡ hoặc cây to có thể cao từ 2-8m, lá kép hình chân vịt mọc so le có 6-8 lá chét, cuống lá dài 8-30cm, lá chét nguyên hình trứng, đầu nhọn hay hơi tù dài 7-17cm, rộng 3-8cm, cuống lá chét ngắn 1,5 - 2,5 cm, cuống lá chét giữa dài hơn đo được 3-5cm, cụm hoa chuỳ hoặc chùm tán. Hoa nhỏ màu trắng, số cánh hoa và nhị bằng nhau thường là 5, bao phấn 2 ngăn bầu hoa có 5-6 ngăn. Quả mọng hình cầu, đường kính 3-4mm. Khi chín có màu tím sẫm đen, trong có 6-8 hạt. Mùa hoa nở thu đông. Hình 1: Ảnh của cây Ngũ Gia Bì chân chim 9 1.4.2. Phân bố, chế biến và thu hái: Mọc rải rác khắp nơi ở Việt Nam, nhiều nhất tại các tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Lào Cai, Hoà Bình, Hà Tây, Bắc Giang, Bắc Ninh, Ninh Bình, Nam Định, Hà Nam. Rễ đào về rửa sạch đất cát, bóc lấy vỏ hoặc thái mỏng, nếu là rễ nhỏ phơi hay sấy khô.[3] Viện dược liệu Việt Nam nghiên cứu và tách ra từ dịch chiết của vỏ thân rồi làm thí nghiệm trên động vật cho thấy nó có tác dụng hoạt huyết, kích thích hệ thần kinh một cách rõ rệt. Theo Dược điển Việt Nam tập II thì vỏ cây có vị cay, tính ấm, có mùi thơm đặc trưng, có thể tác dụng vào 2 thận, kinh can chủ trị bệnh thấp hàn, đâu lưng, nhức xương, đàn ông liệt dương, phụ nữ bị viêm âm hộ, trẻ em còi xương chậm lớn, xẹp phù thũng. Ngoài ra vỏ cây còn dùng để đắp vào vết thương tụ máu, chân nứt nẻ, lá có tác dụng lợi tiểu [6] 1.4.3. Thành phần hoá học: - Năm 1989 (Chem, Pharm, Bull., 37(10), 27-2730) J. Kitajama và cộng sự đã chiết từ lá Schefflera octophylla của Nhật hai tritecpennoit glucozit là O-α L.rhamnopyranosyl và 3-epo-betutinin axit 3-O-β-D- glucopyranozit. - Năm 1990 (Chim. Pharm. Bull, 38(3) 714-716) vẫn tác giả trên còn phát hiện thêm hai tritecpenoit sulfat cũng từ lá Schefflera octophylla mọc ở Nhật Bản: 3-epi-betulinic axit, 3-O-sulfat và betulinic axit 3-o sulfat thu được từ tự nhiên và ở dạng tự do. - Tháng 12/1983 nhóm tác giả Jurgen Schmidt, Manfred, Leschewski, christime lcuhnt và gunter Adam (Viện hoá học thực vật nghiên cứu GDR Halles, GDR và Vũ Việt Nam, Hoàng Văn Phiệt - Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia Hà Nội đã tách ra từ vỏ cây Schefflera octophylla được một chuối este axit béo tritecpen với số nguyên tử các bon từ C 16 - C 21 và C 23 - C 29 trong phần axít béo. Axit ocleanolic và axít 3α - hyđroxy - lup - 20(29) - en 23, 28-dioic cũng đã được xác định. - Tháng 11/1991 nhóm tác giả Trần Văn Sung, Peter - Katalinic J; Adam G. (Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên Trung tâm Khoa học Tự 10 . xác định thành phần hoá học của tinh dầu thân và cành ngũ gia bì chân chim. 3. Đối tượng nghiên cứu: - Tinh dầu bộ phận thân, cành của cây ngũ gia bì chân. thảo luận. 29 4.1. Hàm lượng tinh dầu ngũ gia bì chân chim. 29 4.2. Thành phần hoá học của tinh dầu ngũ gia bì chân chim. 29 Bình luận. 33 Kết luận. 37 Tài