Thành phần hóa học tinh dầu cây đại bi (Blumea Balsamifera (L.) dc.) ở Thừa Thiên Huế - Trần thị Phương Ly

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 03(31)/2014: tr. 59-64 THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU CÂY ĐẠI BI (BLUMEA BALSAMIFERA (L.) DC.) Ở THỪA THIÊN HUẾ TRẦN THỊ PHƯƠNG LY - LÊ QUỐC THẮNG Trường Đại học Sư phạm Huế LÊ HUỲNH NGUYỄN Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế Tóm tắt: Bằng phương pháp GC-MS, nghiên cứu đã xác định được 29 cấu tử trong tinh dầu lá cây Đại bi (Blumea balsamifera (L.) DC.) chiếm 99%. Các hợp chất borneol (40,33%), β-caryophyllene (26,51%), và thujopsene-13 (5,56%) là thành phần chính của tinh dầu. Bằng phương pháp sắc kí cột trên silica gel, chúng tôi đã phân lập được hợp chất borneol sạch từ tinh dầu. Cấu trúc của hợp chất này được xác định bằng các phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân và so sánh với số liệu của các tài liệu đã công bố. Từ khóa: Blumea balsamifera, tinh dầu, borneol 1. MỞ ĐẦU Cây Đại bi có tên khoa học là Blumea balsamifera (L.) DC., thuộc họ Cúc (Asteraceae), là cây thuốc mọc hoang được tìm thấy ở Ấn Độ, Trung Quốc và các nước Đông Nam Á. Lá cây Đại bi có vị cay và đắng, mùi thơm nồng, tính ấm; có tác dụng ôn trung hòa huyết, khử phong trừ thấp, tán ứ tiêu thũng, sát trùng. Trong dân gian, lá cây thường được dùng để chữa các chứng bệnh như: thấp khớp tạng khớp, đòn ngã tổn thương, sản hậu đau lưng, đau bụng sau khi sinh, đau bụng kinh, cảm mạo, đau dạ dày do lạnh, ỉa chảy; dùng ngoài chữa vết thương, chấn thương, đinh nhọt, viêm mủ da, ngứa da [1], [3]. Trên thế giới cũng như trong nước đã có một số công trình nghiên cứu về tinh dầu cũng như thành phần hóa học của cây Đại bi (B. balsamifera (L.) DC.). Monotecpen, sesquitecpen và flavonoit là những lớp chất chính đã được xác định trong cây Đại bi [3], [4], [6], [9]. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu cho thấy, ở các vùng khác nhau thì thành phần và hàm lượng các chất là không giống nhau. Bài báo này chúng tôi công bố kết quả thành phần hóa học tinh dầu và cấu tử chính DB1 được phân lập từ tinh dầu lá cây Đại bi ở Thừa Thiên Huế. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất - Phổ GC-MS được đo trên máy QP2010 Plus hãng Shimadzu - Nhật Bản tại Phòng phân tích công cụ, Trường Đại học Sư phạm Huế. - Phổ NMR được đo trên máy BRUKER Avance 500 spectrometer [499,8MHz (1H) và 125MHz (13C, DEPT)] tại Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Bình cầu đáy tròn 1000 mL, bếp điện, giá sắt, nhánh hứng tinh dầu, ống sinh hàn thẳng. 60 TRẦN THỊ PHƯƠNG LY và cs. - Nước cất, natri sunfat. 2.2. Mẫu thực vật Lá cây Đại bi được thu hái vào tháng 01/2013 tại Thị xã Hương Trà, Thừa Thiên Huế. 2.3. Xử lí mẫu Lá cây Đại bi tươi được cắt nhỏ, chưng cất với nước trong vòng 6 giờ bằng bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu. Tinh dầu được làm khan bởi Na2SO4 khan trước khi đem phân tích. 2.4. Phân tích thành phần hóa học Thành phần hóa học được xác định bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS), thực hiện trên máy GC/MS QP2010 Plus hãng Shimadzu (Nhật Bản) tại phòng thí nghiệm Phân tích công cụ - trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế; cột Equyty-5 (dài 30,0 m; đường kính trong 0,25 mm; lớp phim dày 0,25 µm), khí mang Heli tốc độ dòng 1,50 mL/phút được giữ ở áp suất cố định 93,1 kPa. Nhiệt độ lò cột 600C, nhiệt độ tiêm 250°C. Chương trình nhiệt độ: 60°C (giữ 1 phút), tăng 5°C/phút đến 1000C, tăng 10°C/phút đến 170°C (giữ 5 phút), tăng 10°C/phút đến 220°C, tăng 20°C/phút đến 300°C (giữ 10 phút). Thư viện phổ NIST-MS Search, Version 2.0 - 2005. Từ tinh dầu, bằng phương pháp sắc kí cột trên silica gel đã phân lập được chất tinh khiết DB1. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bằng phương pháp GC-MS đã định danh được 29 cấu tử trong thành phần hóa học của tinh dầu lá cây Đại bi. Trong đó, thành phần chính là borneol (40,33%), β-caryophyllene (26,51%) và thujopsene-13 (5,56%). * Tinh dầu Bảng 1. Thành phần hóa học của tinh dầu lá cây Đại bi ở Thừa Thiên Huế STT Thời gian lưu (phút) Hàm lượng (%) Tên hợp chất 1 6,866 1,116 Oct-1-en-3-ol 2 7,296 0,309 Octan-3-ol 3 8,706 0,441 β-cis-ocimene 4 10,105 0,637 Linalool 5 10,258 0,343 1-Methylene-3-(1-methylethylidene)cyclopentane 6 10,803 0,219 Chrysanthenone 7 11,242 0,586 3,3-dimethyl-6-methylene-1-cyclohexene 8 11,294 0,656 (.+/-.)-Camphor 9 11,750 40,333 (-)-Borneol 10 14,100 0,728 Geranyl acetate 11 14,860 2,332 1,3,4,7-Tetramethyltriclo[5.3.1.0(4,11)]undec-2-ene 12 15,186 5,564 Thujopsene-13 13 15,701 0,160 (+)-Cyclosativene 14 15,848 0,288 α-Patchoulene THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU CÂY ĐẠI BI... 61 15 16,295 4,633 2-tertbutyl-1,4-dimethoxybenzene 16 16,441 26,513 β-Caryophyllene 17 17,018 1.844 α-Caryophyllene 18 17,151 0,448 (-)-Alloaromadendrene 19 17,547 0,614 1R,3Z,9S-4,11,11-trimethyl-8- methylenebicyclo[7.2.0]undec-3-ene 20 18,779 0,829 Hedycaryol 21 18,873 1,460 Spathulenol 22 18,959 0,870 2,5,9-Trimethylcycloundeca-4,8-dienone 23 19,710 1,037 4-methylene-1-methyl-2-(2-methyl-1-propen-1- yl)-1-vinyl- Cycloheptane. 24 19,928 1,495 Guaiol 25 20,642 1,648 1,1,3-trimethyl-7-methylenedecahydro-1H- cyclopropa[a]naphthalene 26 20,877 1,975 ɤ-Eudesmol 27 21,054 1,109 4,4-dimethyl- Tetracyclo[6.3.2.0(2,5).0(1,8)]tridecan-9-ol 28 21,452 0,672 β-Eudesmol 29 21,518 1,140 Β-Humulene So sánh kết quả thu được với các kết quả nghiên cứu trước đó [2], [3], [9] về thành phần hóa học tinh dầu cây Đại bi ở các vùng khác nhau, chúng tôi có một số nhận xét sau: - Cây mọc ở những vùng khác nhau có thành phần và hàm lượng các chất khác nhau. Có thể điều kiện về thời tiết, thổ nhưỡng có ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh tổng hợp các chất trong cây này. - Một điểm đáng chú ý: Thành phần cấu tử chính của tinh dầu lá cây Đại bi ở Thừa Thiên Huế khá giống với mẫu nghiên cứu ở Bangladesh. - Trong số các mẫu nghiên cứu ở Việt Nam thì hợp chất thujopsene-13 chỉ được tìm thấy trong mẫu nghiên cứu ở Thừa Thiên Huế. Các chỉ số của tinh dầu thu được: - Hàm lượng: 0,115% - Tỉ trọng: 0,95. - Chỉ số khúc xạ: n = 1,48771. - Chỉ số axit: 3,64. - Chỉ số este: 45,45. * Hợp chất DB1: Borneol Từ tinh dầu (300mg), bằng phương pháp sắc kí cột trên silica gel với hệ dung môi rửa giải hexan:clorofom (100: 0 – 0:100) đã phân lập được chất DB1 sạch (50mg), có Rf = 0,5 (hexan-CHCl3, 1:1). DB1 là chất rắn, màu trắng, có mùi thơm. 62 TRẦN THỊ PHƯƠNG LY và cs. Phổ IR của DB1 có đỉnh hấp phụ ở 3344 cm-1, tín hiệu đặc trưng của dao động hóa trị của liên kết O-H; các tín hiệu ở 2949 và 2877 cm-1, tín hiệu đặc trưng của dao động hóa trị của liên kết C-H; tín hiệu ở 1056 cm-1, tín hiệu đặc trưng của dao động hóa trị của liên kết C-O. Dựa vào các tín hiệu trên phổ IR, cho phép dự đoán hợp chất DB1 có chứa nhóm C-OH. Phổ 13C-NMR và DEPT (bảng 2) cho thấy tín hiệu của 10 nguyên tử cacbon, bao gồm: 2 cacbon bậc 4, 2 nhóm methin (CH), 3 nhóm metylen (CH2) và 3 nhóm metyl (CH3). Tín hiệu của các nguyên tử cacbon đều xuất hiện ở vùng trường cao (δC< 80 ppm), cho thấy hợp chất này là một hợp chất no. Tín hiệu δC = 77,20 ppm là tín hiệu của nhóm oxymethin. Phổ 1H-NMR của DB1 (bảng 2) có tín hiệu của 17 nguyên tử hidro và hầu hết tín hiệu các nguyên tử hidro của hợp chất này ở vùng trường cao (δH = 0,84 – 4,00 ppm). Trong đó, ở δH = 4,00 ppm (1H; ddd; J = 10,0; 3,5; 2,0 Hz) là tín hiệu đặc trưng của nguyên tử hidro trong nhóm oxymethin. Ba singlet ở δH = 0,84; 0,85; 0,86 ppm (mỗi tín hiệu 3H) là tín hiệu của các nhóm metyl. Từ việc phân tích các số liệu phổ 13C- và 1H-NMR của DB1, chúng tôi dự đoán hợp chất này có công thức phân tử là C10H18O và là một dẫn xuất hydroxi của bornan [7]. Số liệu phổ 13C- và 1H-NMR của DB1 phù hợp với phổ của borneol ở từng vị trí tương ứng [5] (bảng 2). Như vậy cấu trúc của DB1 được xác định là borneol. DB1: Borneol Bảng 2. Phổ 13C-, 1H-NMR của DB1 và borneol [5] (125/500 MHz, CDCl3) δC δH DB1 Borneol [5] DB1 Borneol [5] 1 49,4 49,7 - - 2 77,2 77,6 4,00 ddd (1H, 10,0; 3,5; 2,0) 4,04 ddd (1H, 10,0; 3,5; 2,0) 3 38,9 39,2 1,90 m (H3a) 1,61 m (H3b) 1,90 m (H3a) 1,63 m (H3b) 4 45,0 45,3 2,25 m (1H) 2,29 m (1H) 5 28,2 28,5 1,73 m (H5a) 1,21 m (H5b) 1,75 m (H5a) 1,22 m (H5b) 6 25,8 26,1 1,25 m (H6b) 0,94 d (13,5; 3,5, H6a) 1,26 m (H6b) 0,97 d (13,5; 3,5, H6a) 7 47,9 48,2 - - H H3C CH3 Ha Hb OH H Ha Hb H3C Ha Hb 1 2 3 45 6 7 10 8 9 THÀNH PHẦN HÓA HỌC TINH DẦU CÂY ĐẠI BI... 63 8 18,6 18,9 0,84 s (3H) 0,86 s (3H) 9 20,1 20,4 0,85 s (3H) 0,87 s (3H) 10 13,2 13,5 0,86 s (3H) 0,88 s (3H) Borneol còn có tên thông thường là băng phiến, có mùi thơm và được dùng làm hương liệu trong mỹ phẩm. Theo y học cổ truyền, băng phiến có tác dụng khai khiếu, tịch uế chỉ thống; chủ trị chứng trúng phong, đàm quyết, kinh giản, bụng ngực đau lạnh. Theo kết quả nghiên cứu dược lí hiện đại, băng phiến có tác dụng ức chế các loại tụ cầu khuẩn, liên cầu khuẩn, song cầu phế viêm, trực khuẩn đại tràng và một số nấm gây bệnh ngoài da; β-caryophyllene là hợp chất có tính kháng viêm cao [1], [8]. 4. KẾT LUẬN Chúng tôi đã xác định được 29 cấu tử (chiếm 99%) trong tinh dầu lá cây Đại bi (Blumea balsamifera (L.) DC.) ở Thừa Thiên Huế bằng phương pháp GC-MS. Trong đó, borneol là hợp chất có hàm lượng cao nhất (40,33%). Bằng phương pháp sắc kí cột trên silica gel chúng tôi đã phân lập được hợp chất borneol tinh khiết từ tinh dầu. Kết quả nghiên cứu góp phần tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng lá cây Đại bi để chữa trị các bệnh viêm nhiễm và định hướng việc khai thác borneol từ lá của cây Đại bi. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Chi (2012). Từ điển cây thuốc Việt Nam (tập 1), NXB Y học Hà Nội. [2] Nguyễn Thị Tâm, Lê Nguyễn Lệ Thu, Nguyễn Viết Thân, Nguyễn Quang Thuỷ (2004). Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu lá Đại bi (Blumea balsamifera(L.) DC.) Việt Nam, Tạp chí Dược học, 12-13. [3] Bhuiyan M. N. I., Chowdhury J. U., Begum J. (2009). Chemical components involatile oil from Blumea balsamifera (L.) DC., Bangladesh Journal Botany, 38(1), 107-109. [4] Fujimoto Y., Uzawa J., Sunaryo G., Sumatra M. (1988). New sesquiterpenes from Blumea balsamifera D.C., Symposium On The Chemistry Of Natural Products. [5] Jung Wook Choi, Ki Hyun Kim, Kyun Lee, Sang Un Choi and Kang Ro Lee (2009). Phytochemical Constituents of Amomum xanthioides, Natural Product Sciences, 15(1), 44-49. [6] Nessa F., Ismail Z., Mohamed N., Haris M. R. H. M. (2004). Free radical scavenging activity of organic extracts and of pure flavonoids of Blumeabalsamifera DC leaves, Food Chemistry, 88, 243 -252. [7] Raymond J. Abraham, Andrew P. Barlov and Alan E. Rowan (1989). Substituent chemical shift in NMR, Magnetic resonance in chemistry (27), 1074 – 1084. [8] Tabanca N, Kirimer N, Demirci B, Demirci F, Başer KH (2001). Composition and antimicrobial activity of the essential oils of Micromeria cristata subsp. phrygia and the enantiomeric distribution of borneol, J Agric Food Chem, Sep; 49(9): 4300 - 4303. [9] Dictionary of Natural Products, version 18:1, Copyright©1982-2009 Chapman & Hall/CRC 2009. 64 TRẦN THỊ PHƯƠNG LY và cs. Title: STUDY ON THE CHEMICAL COMPONENTS OF THE ESSENTIAL OIL OF BLUMEA BALSAMIFERA (L.) DC. IN THUA THIEN HUE PROVINCE Abstract: GC-MS analysis of the essential oil of Blumea balsamifera (L.) DC. leaves revealed the presence of 29 components, contributing to 99% of the oil. Borneol (40,33%), β- caryophyllene (26,51%), and thujopsene-13 (5,56%) were the dominant components in the oil. By using column chromatography of the essential oil on silica gel, borneol was isolated. Its structure was elucidated by the analysis of NMR spectra and comparison with reported data. Keywords: Blumea balsamifera, essential oil, borneol. TRẦN THỊ PHƯƠNG LY TS. LÊ QUỐC THẮNG Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế ĐT: 0914.202.111, Email: lequocthang3112@gmail.com LÊ HUỲNH NGUYỄN Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế ĐT: 0905.525.054, Email: lhnguyen@hueic.edu.vn