Nghiên cứu thành phần hóa học trong một số dịch chiết của rễ cây sống đời tại Đà Nẵng, Việt Nam

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 75 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG MỘT SỐ DỊCH CHIẾT CỦA RỄ CÂY SỐNG ĐỜI TẠI ĐÀ NẴNG, VIỆT NAM PRIMARY STUDY ON CHEMICAL COMPOSITION OF EXTRACTS FROM KALANCHOE PINNATA (LAMK.) PERS ROOTS IN DA NANG, VIET NAM Phạm Thị Bích Liên1, Đào Hùng Cường2, Bùi Quang Tuấn3 1Trường THPT Phan Châu Trinh, Đà Nẵng; blue.lotus2389@gmail.com 2Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng 3Trường THPT Dân tộc nội trú tỉnh Quảng Ngãi Tóm tắt - Rễ cây sống đời được ngâm chiết ở điều kiện thường trong 4 dung môi là n-hexane, chlorofom, ethyl acetate, methanol, thành phần hóa học trong 4 dịch chiết được xác định bằng phương pháp GC-MS định danh được lần lượt 4, 7, 9, 3 cấu tử. Trong đó có những cấu tử có hoạt tính sinh học quý như 2,3-Dihydro-3,5- dihydroxy -6-methyl-4H- pyran-4 được tìm thấy trong chlorofom và ethyl acetate là chất có tính oxy hóa mạnh. Cao thu được từ dịch chiết methanol phân lập bằng phương pháp sắc kí cột thu được một cấu tử KPR3 tinh sạch. Phối hợp các phương pháp phổ: 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC, HSQC, so sánh với tài liệu tham khảo, cấu trúc của KPR3 là epifriedelanol, lần đầu tiên được phân lập từ cây sống đời. Epifriedelanol có thể ngăn chặn lão hóa tế bào, ức chế đáng kể NF-kappa B và có hoạt tính chống ung thư. Abstract - Root of plants is extracted in 4 solvents: n-hexane, chloroform, ethyl acetate and methanol. The chemical composition of the 4 extracts obtained by the GC-MS method contains 4, 7, 9, 3 constituents. Among them, there are biodegradable biomolecules such as 2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4 found in chlorofom and ethyl acetate as a strongly oxidizing agent. KPR3 has been isolated from methanol extract by column chromatography. Combining the spectral methods: 1H-NMR, 13C- NMR, HMBC, HSQC and compared with references, structure of KPR3 has been epifriedelanol. This substance is first isolated from this plant. Epifriedelanol can prevent cellular aging, significantly inhibit NF-kappa B and have anti-cancer activity. Từ khóa - Cây sống đời; epifriedelanol; kháng khuẩn; bryophyllin; chống lão hóa; sắc kí cột Key words - Kalanchoe pinnata; epifriedelanol; antibacterial; bryophyllin; anti-aging; column chromatography 1. Đặt vấn đề Cây sống đời có tên khoa học là Kalanchoe pinnata (Lamk.) Pers, họ Crassulaceae. Theo y học cổ truyền, cây sống đời có vị nhạt, chát, hơi chua, tính mát, có tác dụng giải độc, tiêu thũng, hoạt huyết chỉ thống, bạt độc sinh cơ, chữa bỏng, đắp vết thương, cầm máu, trị một số bệnh đường ruột và bệnh nhiễm trùng khác như viêm loét dạ dày, viêm ruột, trĩ nội, đi ngoài ra máu, [1]. Y học hiện đại đã chỉ ra những tác dụng dược lí của sống đời như kháng leishmania, kháng khuẩn, kháng viêm, chống dị ứng, an thần, bảo vệ gan, ... mở ra tiềm năng to lớn sử dụng sống đời làm dược phẩm hoặc thực phẩm chức năng trong tương lai [3], [6], [7]. Nhiều nước trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu sâu về thành phần hóa học và tác dụng dược lí của cây sống đời từ rất sớm như Ấn Độ, Brazil, Mỹ, Nhật Bản ... [3]. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cây này rất ít và chỉ mới dừng ở bộ phận lá, thân, trong khi theo kinh nghiệm dân gian toàn cây sống đời đều có giá trị chữa bệnh [2]. Bài báo này cung cấp một số thông tin về thành phần hóa học trong một số dịch chiết của rễ cây sống đời ở Đà Nẵng. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu Rễ cây sống đời được thu hái tại núi Sơn Trà TP. Đà Nẵng, Việt Nam. Rễ được chọn không bị hư, có kích thước đồng đều nhau, sau khi rửa sạch làm khô tự nhiên rồi sấy ở 600C, xay nhỏ thành bột để chiết tách và phân lập. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Chiết tách và xác định thành phần hóa học của các dịch chiết rễ cây sống đời Lấy 10 gam nguyên liệu bột khô được ngâm chiết lần lượt trong 500 ml các dung môi methanol, ethyl acetate, chlorofom, n-hexane ở nhiệt độ phòng trong thời gian 2 ngày, thu lấy dịch chiết. Làm khan nước bằng Na2SO4. Lấy ở mỗi dịch chiết khoảng 5 ml để đem phân tích GC–MS xác định thành phần và hàm lượng các cấu tử có trong mỗi dịch chiết. Thiết bi ̣sắc ký khí ghép nối khối phổ GC-MS Agilent technology, Mỹ. Cột tách mao quản HP - 5MS (5% Phenyl Methyl Silox): 30 m x 250 μm x 0,25 μm, nhiệt độ bắt đầu từ 70°C, tăng 20°C/phút đến 160°C, sau đó tăng 1°C/phút đến 180°C, tiếp tục tăng 30°C/phút đến 250°C, cuối cùng tăng 3°C/phút đến 290°C kết thúc quá trình. Nhiệt độ injector 300°C; nhiệt độ detector 280°C, khí mang He (20ml/phút sau 2 phút); áp suất 8,1225 psi; thể tích bơm mẫu 1 µl, tỷ lệ chia dòng 10:1, tốc độ dòng chia 9,4248 ml/phút. Các thông số vận hành khối phổ (MS) là điện thế ion hóa 70 eV; nhiệt độ nguồn ion 230°C, khoảng khối lượng m/z 30 - 600. Thành phần dịch chiết từ rễ cây sống đời được xác định bằng cách so sánh các dữ kiện phổ MS của chúng với phổ chuẩn đã được công bố có trong thư viện NIST - Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Dược phẩm -19 Trương Định, TP Huế. 2.2.2. Phân lập chất tinh khiết trong cao chiết methanol Bột khô của rễ cây sống đời Kalanchoe pinnata (5 kg) được ngâm chiết bằng dung môi methanol (20 lít), cất loại dung môi dưới áp suất giảm thu được 14 gam cao chiết (ký hiệu: KPR). Sắc ký lớp mỏng được thực hiện trên bản mỏng silicagel tráng sẵn Merck 60 F254, thuốc hiện là vanillin trong axit sunfuric đặc. Sắc ký cột sử dụng silical gel cỡ hạt 0,04-0,063 m của hãng Merck. Cao chiết KPR được tách thô thành 5 phân đoạn, KPR1- KPR5, bằng cột silicagel, rửa giải gradient n-hexane-acetone 76 Phạm Thị Bích Liên, Đào Hùng Cường, Bùi Quang Tuấn (100:0→0:100, v/v, 5,5 lít). Phân đoạn KPR3 (77 mg) được tách tiếp bằng cột silicagel, rửa giải bằng hệ n-hexane- acetone (30:1, v/v, 1 lít) thành 3 phân đoạn, KPR3A, KPR3B, KPR3C. Tinh chế phân đoạn KPR3C (12 mg) bằng dung môi acetone thu được hợp chất KPR3 (7 mg). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR: AVANCE 500 MHz của hãng Bruker, Cộng hòa Liên bang Đức với TMS làm nội chuẩn cho 1H và tín hiệu dung môi làm chuẩn cho 13C-NMR tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 3. Kết quả nghiên cứu và khảo sát 3.1. Thành phần hóa học trong dịch chiết n-hexane Bảng 1. Thành phần hóa học trong dịch chiết n-hexane STT Thời gian lưu (phút) Diện tích peak % Tên hợp chất 1 7,951 38,62 2,2-Dimethyldecane 2 11,707 32,11 n-Undecane 3 15,175 16,62 n-Dodecan 4 21,816 12,65 n-Tetradecane Kết quả ở Bảng 1 cho thấy, phương pháp GC-MS đã định danh được 4 cấu tử trong dịch chiết n-hexane từ rễ cây sống đời, các cấu tử này đều là hydrocacbon hầu như không phân cực và có hàm lượng cao. 3.2. Thành phần hóa học trong dịch chiết chlorofom Bảng 2. Thành phần hóa học trong dịch chiết chlorofom STT Thời gian lưu (phút) Diện tích peak % Tên hợp chất 1 12,768 1,11 N-fomylpipridine 2 12,985 6,80 2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6- methyl -4H-pyran-4-one 3 15,460 11,23 1-Piperidine carboxylic acid, ethyl ester 4 22,573 2,29 2-Dodecenal 5 23,428 2,38 2,6-Di-tert-butylquinone 6 24,22 4,25 4, 5-(1,1,3-Trimethyl-2- butenyl)-2-cyclopenten-1-ol 7 29,006 6,66 Benzophenone 8 31,872 58,99 Cis-1-(cyclohexylmethyl)-2- methyl- cyclohexane 9 33,256 6,30 3-(p-hydroxy-m- methoxyphenyl)-2-propenal Kết quả ở Bảng 2 cho thấy, phương pháp GC-MS đã định danh được 9 cấu tử trong dịch chiết chlorofom từ rễ cây sống đời, trong đó chủ yếu là các hợp chất vòng như dị vòng, dẫn xuất của benzen, phenol. Hàm lượng Cis-1- (cyclohexylmethyl)-2-methyl- cyclohexane có tỉ lệ cao nhất (58,99%). Hàm lượng 2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6- methyl-4H-pyran -4-one trong dịch chiết chlorofom (6,80%) gần bằng trong dịch chết ethyl acetate. 3.3. Thành phần hóa học trong dịch chiết ethyl acetate Kết quả ở Bảng 3 cho thấy, phương pháp GC-MS đã định danh được 7 cấu tử trong dịch chiết ethyl acetate từ rễ cây sống đời, chủ yếu là những cấu tử có độ phân cực trung bình như acid béo không no tồn tại dạng tự do pentadecanoic acid (68,79%), dịch chiết etyl acetate rễ cây sống đời được dự đoán cũng có tiềm năng kháng khuẩn, nhất là đối với những vi khuẩn nhạy cảm với pH. Các cấu tử có hàm lượng cao là 2-Furan carboxaldehyde,5-(hydroxymethyl) (9,88%); 2,3- Dihydro-3-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one (6,20%). Đặc biệt, 2,3-Dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl -4H-pyran- 4-one thuộc nhóm flavonoid là chất oxy hóa mạnh, làm chậm quá trình oxy hóa do các gốc tự do gây ra, từ đó ngăn ngừa ung thư, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu não, thoái hóa gan, tổn thương do bức xạ, ổn định huyết áp, bảo vệ chức năng gan. Bảng 3. Thành phần hóa học trong dịch chiết ethyl acetate STT Thời gian lưu (phút) Diện tích peak % Tên hợp chất 1 13,033 6,20 2,3-Dihydro-3-dihydroxy-6- methyl-4H-pyran-4-one 2 15,877 2,55 Coumaran 3 16,056 9,88 2-Furancarbo-aldehyde,5- (hydroxymethyl) 4 17,349 0,80 Benzalmalonic dialdehyde 5 19,861 5,63 2,6-Dimethoxy phenol 6 33,231 6,14 3-(p-hydroxy-m- methoxyphenyl)-2-propenal 7 44,419 68,79 Pentadecanoic acid 3.4. Thành phần hóa học trong dịch chiết methanol Bảng 4. Thành phần hóa học trong dịch chiết methanol STT Thời gian lưu (phút) Diện tích peak % Tên hợp chất 1 11,702 32,29 n-Undecane 2 19,882 20,61 2,6-Dimethoxyphenol 3 21,498 47,10 Benzen, 1-chloro-4-methoxyl Bảng 1 cho thấy, phương pháp GC-MS đã định danh được 3 cấu tử trong dịch chiết methanol từ rễ cây sống đời, chủ yếu là những cấu tử phân cực bao gồm các dẫn xuất phenol, ete thơm và các cấu tử đều có hàm lượng khá cao. 3.5. Xác định cấu trúc hợp chất KPR3: epifriedelanol Phổ 1H-NMR chỉ ra tín hiệu của 1 nhóm oxymethine tại δH 3,73 (1H, s, H-3); 7 nhóm methyl singlet tại δH 0,86, 0,94, 0,97, 0,98, 0,99 (x2) và 1,17; 1 nhóm methyl doublet tại δH 0,94 (3H, d, J = 7,5 Hz). Phổ 13C NMR và HSQC chỉ ra tín hiệu của 30 cacbon, trong đó có 6 cacbon bậc bốn, 5 cacbon methine, 10 cacbon methylene và 8 cacbon methyl. Ngoài ra, tín hiệu tại δC 72,8 thuộc về nhóm carbinol (C-3). Các tương tác HMBC (Hình 2) giữa H-23 (δH 0,93) và C-3 (δC 72,8)/C-4 (δC 49,2)/C-5 (δC 37,1), giữa H-3 (δH 3,73) và C-1 (δC 15,8)/C-5 (δC 37,1) cho phép định vị nhóm hydroxyl tại C-3 và nhóm methyl bậc hai (C-23) tại C-4. Tương tự, các tương tác giữa H-24 (δH 0,97) và C-4 (δC 49,2)/C-5 (δC 37,1)/C-6 (δC 41,7), giữa H-25 (δH 0,86) và C-8 (δC 53,2)/C-9 (δC 38,4)/C-10 (δC 61,4), giữa H-26 (δH 0,99) và C-8 (δC 53,2)/C-14 (δC 39,7)/C-15 (δC 32,3), giữa H-27 (δH 0,99) và C-12 (δC 30,6)/C-13 (δC 37,9)/C-18 (δC 42,8), giữa H-28 (δH 0,98) và C-17 (δC 30,0)/C-18 (δC 42,8)/C-22 (δC 39,3), giữa H-29 (δH 0,94)/H-30 (δH 1,16) và C-19 (δC 35,6)/C-20 (δC 28,2)/C-21 (δC 32,8) xác nhận các nhóm methyl tại C-4, C-5, C-9, C-13, C-14, C-17 và C-20. Hơn nữa, trên phổ 1H-NMR, H-3 xuất hiện dưới dạng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 77 singlet tù chứng tỏ proton này định hướng equatorial trong cấu dạng ghế của vòng A (Hình 2). Kết hợp các dữ liệu phổ và tài liệu tham khảo [1] có thể kết luận cấu trúc của hợp chất KPR3 là epifriedelanol (Hình 1). Bảng 5. Số liệu phổ NMR của hợp chất KPR3 và chất tham khảo C δC#, a[5] δCa, b δHa, c (J, Hz) HMBC (H→C) 1 15,8 15,8 1,43 (1H, m), 1,54 (1H, m) 2 35,2 35,2 1,89 (1H, dt, J = 10,0, 2,5 Hz), 1,56 (1H, m) 3, 4, 10 3 72,8 72,8 3,73 (1H, br s) 1, 5 4 49,2 49,2 1,24 (1H, m) 5 37,1 37,1 - 6 41,7 41,7 1,74 (1H, dt, J = 13,0, 3,0 Hz), 0,97 (1H, m) 7 17,6 17,6 1,36 (2H, m) 8 53,2 53,2 1,25 (1H, m) 7, 9, 10, 14 9 38,4 38,4 - 10 61,4 61,4 0,89 (1H, m) 11 35,3 35,4 1,34 (1H, m), 1,19 (1H, m) 8, 10 12 30,6 30,6 1,30 (1H, m), 1,33 (1H, m) 13 37,8 37,9 - 14 39,7 39,7 1,48 (1H, m), 0,91 (1H, m) 15 32,3 32,3 1,27 (1H, m), 1,46 (1H, m) 16 36,1 36,1 1,31 (1H, m), 1,52 (1H, m) 17 30,0 30,0 - 18 42,8 42,8 1,50 (1H, m) 19 35,6 35,6 1,11 (1H, m), 1,42 (1H, m) 20 28,2 28,2 - 21 32,8 32,8 1,25 (1H, m), 1,45 (1H, m) 22 39,3 39,3 - 23 11,6 11,6 0,94 (3H, d, J = 7,5 Hz) 3, 4, 5 24 16,4 16,4 0,97 (3H, s) 4, 5, 6, 10 25 18,2 18,3 0,86 (3H, s) 8, 9, 10, 11 26 18,6 18,6 0,99 (3H, s) 8, 13, 14, 15 27 20,1 20,1 0,99 (3H, s) 12, 13, 14, 18 28 31,8 31,8 0,98 (3H, s) 16, 17, 18, 22 29 35,0 35,0 0,94 (3H, s) 19, 20, 21, 30 30 32,1 32,1 1,17 (3H, s) 19, 20, 21, 29 #δC của epifriedelanol [5], ađo trong CDCl3, b 125 MHz, c 500 MHz Epifriedelanol thuộc nhóm triterpenoids, có khả năng ức chế quá trình lão hóa cũng như các bệnh liên quan đến lão hóa, có thể được sử dụng để phát triển các chất bổ sung chế độ ăn uống hoặc mỹ phẩm. Epifriedelanol có thể ngăn chặn lão hóa tế bào adriamycin gây ra cũng như nhân bản lão hóa trong nguyên bào sợi của con người (HDFs) và tế bào nội mô tĩnh mạch rốn của con người (HUVECs), cho thấy rằng epifriedelanol có thể làm giảm sự lão hóa tế bào ở người tế bào và có thể được sử dụng để phát triển bổ sung chế độ ăn uống hoặc mỹ phẩm điều chỉnh mô bệnh lão hóa hoặc lão hóa [5]. Epifriedelanol biểu hiện ức chế đáng kể NF-kappa B, nó có thể được sử dụng để điều trị hen suyễn [4]. Epifriedelanol có hoạt tính chống ung thư [8]. Hình 1. Cấu trúc hóa học của hợp chất KPR3 Hình 2. Cấu dạng vòng A hợp chất KPR3 4. Kết luận Khảo sát bằng GC-MS đã định danh được 3 cấu tử trong dịch chiết methanol, 7 cấu tử trong dịch chiết ethyl acetate, 9 cấu tử trong dịch chiết chlorofom và 4 cấu tử trong n- hexane. Trong đó có những cấu tử có hoạt tính sinh học quý như 2,3-Dihydro-3,5- dihydroxy -6-methyl-4H-pyran-4 là chất oxy hóa mạnh. Từ dịch chiết methanol của rễ cây sống đời lần đầu tiên phân lập được epifriedelanol từ cây này. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Tất Lợi (2004), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội. [2] Phan Thị Hằng Nga, Đào Hùng Cường (2011), “Nghiên cứu xác định thành phần hóa học của một số dịch chiết thân cây sống đời tại đà nẵng”, Luận văn thạc sĩ khoa học, Mã số 60.44.27. [3] Anjoo Kamboj, Ajay Kumar Saluja (2009), Bryophyllium pinnatum (Lam.) Kurz: Phytochemical and parmacological profile, Pharmacognosy Review, 364-374. [4] Chen LS, Zheng DS. Lat. Là. J. Pharm., 2015, 34 (2): 291-5. [5] J.K. Kundu, A.S.S. Rouf, Md. Nazmul Hossain, C.M. Hasan, M.A. Rashid (2000), Antitumor activity of epifriedelanol from Vitis trifolia, Fitoterapia 71 (2000) 577-579. [6] Rossi-Bergmann, EC Torres-Santos, APPT Santos, AP Almeida, SS Costa, SAG Da Silva. Treatment of cutaneous leishmaniasis with Kalanchoe pinnata: Experimental and clinical data, Phytomedicine 2000; 3: 56. [7] Salimuzzaman Siddiqui, Shaheen Faizi, Bina S. Siddiqui and Naheed Sultana. Triterpenoids and phenanthrenes from leaves of Bryophyllum pinnatum, Phytochemistry, 1989; 28 (9): 2433-2438. [8] Yang HH, Sơn JK, Jung B, et al. Planta Med., 2010, 77 (5): 441-9. (BBT nhận bài: 14/8/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 04/9/2018)