Trờng đại học vinh Khoa hoá học ---------------------------- xác định thành phần hóa học tinh dầu cây hơng nhu tía (ocimum sanctum l.) ở Nghệ An khoá luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành: HOá hữu cơ Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS. Lê Văn Hạc Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quỳnh Anh Lớp : 43B - HOá Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ Vinh 2006 Mục lục Trang Lời cảm ơn Mở đầu .1 Phần I. Tổng quan .3 I.1. Đặc điểm thực vật họ Hoa Môi (Labiatae) .3 I.2. Chi ocimum 6 I.2.1. Đặc điểm thực vật và phân loại 6 I.2.2. Thành phần hóa học 9 I.3. Cây hơng nhu tía .15 I.3.1. Nghiên cứu về thực vật học 15 I.3.1.1. Đặc điểm thực vật học .15 I.3.1.2. Tác dụng sinh học 16 I.3.1.3. Thành phần hóa học .17 I.4. Sơ lợc về tinh dầu 17 I.4.1. Tinh dầu là gì? 17 I.4.2. Tính chất vật lý của tinh dầu .18 I.4.3. Thành phần hóa học của tinh dầu 19 I.4.4. Các phơng pháp tách tinh dầu .20 I.4.4.1. Phơng pháp cất kéo hơi nớc .20 I.4.4.2. Phơng pháp ép 20 I.4.4.3. Phơng pháp dùng dung môi để hòa tan 21 I.4.4.4. Phơng pháp ớp .21 I.4.4.5. Phơng pháp lên men .21 I.4.5. Bảo quản tinh dầu 22 I.4.6. ứng dụng của tinh dầu .22 I.5. Các phơng pháp xác định thành phần hóa học của tinh dầu .22 I.5.1. Phơng pháp sắc ký khí 22 Nguyễn Quỳnh Anh 2 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ I.5.1.1. Bản chất của phơng pháp sắc ký khí .23 I.5.1.2. Ưu điểm của phơng pháp .25 I.5.2. Phơng pháp khối phổ 26 I.5.2.1. Bản chất của phơng pháp 26 I.6. Phơng pháp thực nghiệm 28 I.6.1. Phơng pháp thu hái và bảo quản cây mẫu 28 I.6.2. Phơng pháp định lợng tinh dầu .28 I.6.3. Phơng pháp xác định thành phần hóa học của tinh dầu .29 Phần II. Thực nghiệm .30 II.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị máy móc .30 II.1.1. Hóa chất .30 II.1.2. Dụng cụ, thiết bị máy móc 30 II.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu .30 II.2.1. Cách chọn mẫu và bảo quản mẫu 30 II.2.2. Địa điểm và thời gian lấy mẫu 30 II.3. Thí nghiệm tách tinh dầu 30 II.3.1. Cách tiến hành 31 II.3.2. Cách làm khô và bảo quản mẫu .31 II.4. Xác định thành phần hóa học của tinh dầu 32 Phần III. Kết quả và thảo luận .33 III.1. Xác định thành phần hóa học của cây hơng nhu tía ở huyện Hng Nguyên - Nghệ An 33 III.1.1. Hàm lợng tinh dầu .33 III.1.2. Thành phần hoá học .33 III.2. Xác định thành phần hoá học của tinh dầu cây hơng nhu tía ở Diễn Châu - Nghệ An 36 III.2.1. Hàm lợng tinh dầu .36 III.2.2. Thành phần hoá học 36 III.3. Nhận xét chung 39 Nguyễn Quỳnh Anh 3 Khãa luËn tèt nghiÖp chuyªn ngµnh: hãa h÷u c¬ KÕt luËn 41 Tµi liÖu tham kh¶o NguyÔn Quúnh Anh 4 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ Tài liệu tham khảo 1. Trần Đình Đại (1998). Khái quát về hệ thực vật Việt Nam. Hội thảo Việt Đức về Hóa học và các hợp chất thiên nhiên, Hà Nội, 16 - 18 April, tr.17 - 27. 2. Phạm Hoàng Hộ (1992). Cây cỏ Việt Nam. Motreal. 3. Võ Văn Thi (1999). Từ điển cây thuốc Việt Nam. Nxb Y học. 4. Đỗ Tất Lợi (1999). Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. Nxb Y học. 5. Lã Đình Mỡi, Lu Đàm C, Trần Minh Thảo, Nguyễn Thị Thủy. Tài nguyên thực vật có tinh dầu của Việt Nam. Nxb Nông nghiệp Hà Nội 2001. 6. Đỗ Huy Bích (1994). Tài nguyên cây thuốc Việt Nam. Nxb Y học. 7. Võ Văn Chi, Vũ Văn Chuyên, Phan Nguyên Hồng, Trần Hợp, Lê Khả Kế, L- ơng Ngọc Toản, Thái Văn Trừng. Cây cỏ thờng thấy ở Việt Nam. Nxb khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1971. 8. Võ Văn Chi, Dơng Đức Tiến. Phân loại thực vật. Thực vật bậc cao. Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1978. 9. Vi Lực. Thành đô trung y học viện học báo 1992. 10. Ngô Đình Giai. Trung Dợc Tài 1992. 11. Phòng vệ sinh phòng dịch tính Hành Dơng. Trung thảo dợc thông báo 1973. 12. Chenchi pien và cộng sự. Sinh dợc học. Tạp chí 1987 (Nhật Bản). 13. Phạm Thanh Kỳ, Nguyễn Thị Tâm, Trần Thị Thanh. Bài giảng dợc liệu 1, 2. Nxb Bộ giáo dục đào tạo Hà Nội 1998. 14. Dợc điển Việt Nam I (1971). Nxb Y học Hà Nội. 15. Nguyễn Xuân Dũng, Lê Văn Hạc, Vũ Việt Nam, Tạ Thị Khôi, Trần Ngọc Ninh (1994). Các kết quả nghiên cứu về tía tô rừng Perilla frutescens L. var. Sp. Họ Hoa môi của Việt Nam. Thông báo khoa học Đại học s phạm Vinh (10) 99 102. 16. K.Suyama; M. Tamae and S. Adachi. Color Stability of Shisonin red Pigment of a perilla (perilla ocmoides L. var. crispa Benth) Food, Chem, 10(1), 69 77 (1983). Nguyễn Quỳnh Anh 5 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ 17. Vũ Ngọc Lộ, Nguyễn Thái An, Nguyễn Xuân Dũng and Piet Leclercq. Anatomy of the Serial oximoides. J. Indian chem. Soc. 66(3) 183 184 (1989) Lời cảm ơn Luận văn này đợc thực hiện và hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ - khoa Hóa học - Trờng Đại học Vinh. Chân thành cảm ơn PGS. TS. Lê Văn Hạc đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn: - PGS. TS. Hoàng Văn Lựu đã góp ý kiến chân thành cho luận văn. - ThS. Trần Đình Thắng đã chụp phổ và góp ý giúp tôi xác định thành phần hóa học nhằm hoàn thiện luận văn. Nhân đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn GVC. Lê Quý Bảo đồng các giáo viên, cán bộ khoa Hóa học và các bạn sinh viên lớp 43B - Hóa đã tạo điều kiện cho tôi. Vinh, ngày 10 tháng 5 năm 2006 Sinh viên Nguyễn Quỳnh Anh Nguyễn Quỳnh Anh 6 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ Mở Đầu 1. Lý do chọn đề tài: Việt Nam là một nớc thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình hằng năm khá cao ( trên 22 0 C ), lợng ma hằng năm lớn( trung bình 1200- 2800 mm ), độ ẩm tơng đối cao( trên 80% )[1]. Rất thuận lợi cho việc sinh trởng và phát triển của cây thuốc, cây tinh dầu và nhiều loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế khác. Theo số liệu điều tra gần đây, hệ thực vật nớc ta có khoảng 10386 loài thuộc 2257 chi và 305 họ [2], trong đó có 1850 loài cây thuốc phân bố trong 244 họ thực vật. Số cây tinh dầu gồm khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 144 họ [3, 4, 5, 6]. Đây là nguồn tài nghuyên hết sức quý báu mà thiên nhiên đã ban tặng cho đất nớc chúng ta, và nhân dân ta đã biết tận dụng trong cuộc sống hằng ngày nh để làm thuốc cũng nh rau quả làm gia vị, lơng thực để sinh sống và bảo vệ sức khoẻ. Mặc dù việc sử dụng chúng để làm thuốc và ứng dụng trong một số các lĩnh vực khác đã có quá trình lịch sử hàng nghìn năm nhng sự hiểu biết cũng nh việc nghiên cứu thành phần hoá học, hoạt tính sinh học của những cây cỏ nớc ta còn rất nhiều hạnh chế, thêm vào đó là sự khai thác bừa bãi, không có kế hoạch trồng mới, bảo vệ và phát triển dẫn đến diện tích rừng bị thu hẹp nhanh chóng. Nguồn tài nguyên thực vật ở nớc ta đang đứng trớc nguy cơ bị suy giảm nghiêm trọng về số lợng và tính đa dạng sinh học, rất nhiều loài cây quý hiếm đang đứng trớc nguy cơ bị tuyệt chủng trớc khi chúng đợc nghiên cứu. Ngày nay, trong thời kỳ đổi mới công nghiệp hoá- hiện đại hoá đất nớc một yêu cầu cấp bách bảo đảm cho sự phát triển kinh tế xã hội là khai thác hợp lý, bảo tồn và phát triển tài nguyên thiên nhiên phong phú của đất nớc. Một trong những nguồn lợi đó là nguồn các hợp chất thiên nhiên. Chính vì vậy hoá Nguyễn Quỳnh Anh 7 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ học các hợp chất thiên nhiên nói chung và các hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng ngày càng thu hút đợc nhiều sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Việc xác định thành phần hóa học của các cây có tinh dầu và các cây thuốc có một ý nghĩa rất to lớn, nó góp phần phát triển và cung cấp những hợp chất có giá trị cho công nghiệp hoá dợc, công nghiệp thực phẩm, hơng liệu, mỹ phẩm. Họ hoa Môi ( Labiatate) ở Việt Nam đợc xếp vào các nhóm cây cho tinh dầu có giá trị và nhiều cây đợc đợc sử dụng làm thuốc chữa bệnh. Cây hơng nhu (Ocimum Gratissimum L) thuộc họ hoa Môi (Labiatae) mọc hoang ở nhiều vùng trong nớc ta nh Hà Giang, Quảng Ninh, Nghệ An. Thòng gặp ở những bãi cỏ ven đờng, cây còn đợc trồng ở đồng bằng và miền núi. Cây hơng nhu còn có tên là rau é, thanh giải, cẩn nhu, thanh hơng chủng hay mật phong thảo. Có hai loại là hơng nhu trắng và hơng nhu tía. Theo Đông Y, cây này có vị cay, hơi ấm, mùi thơm, không độc, chữa trị đ- ợc nhiều bệnh, có tác dụng hạ khí, làm ra mồ hôi, trừ phiền nhiệt, giải cảm nắng. Trớc đây, ngời ta chỉ dùng một ít có tính chất gia đình là dùng để làm thuốc, gần đây hơng nhu trắng đợc trồng nhiều để cất tinh dầu dùng trong nớc và xuất khẩu. Đã có một số nhà khoa học nghiên cứu thành phần hoá học trong tinh dầu của cây hơng nhu trắng, nhng cha có ai nghiên cứu thành phần hoá học trong tinh dầu cây hơng nhu tía, đặc biệt là tinh dầu cây hơng nhu tía ở Nghệ An. Chính vì vậy mà chúng tôi chọn đề tài :" Xác định thành phần hóa học tinh dầu cây hơng nhu tía (Ocimum Sanctum L.) ở Nghệ An 2. Mục đích: - Xác định hàm lợng tinh dầu của cây hơng nhu tía ở Nghệ An - Xác định thành phần hoá học nhằm tìm ra những hợp chất có giá trị cho ngành dợc liệu, hơng liệu. Nguyễn Quỳnh Anh 8 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ Phần I Tổng quan I. 1. Đặc điểm thực vật họ Hoa Môi ( Labiatae) Trên thế giới họ Hoa Môi có hơn 200 chi và khoảng 3500 loài, phân bố rộng rãi ở tất cả các vùng khác nhau, nhng đa số loài là có ở vùng Địa Trung Hải và trung châu á [7, 8]. Họ hoa Môi đầu tiên có tên gọi là Bạc Hà. Từ thế kỷ 18 đã đợc nhiều tác giả nghiên cứu. Linna ecus ( 1753 ) đã đặt tên cho 33 chi thuộc 223 loài của họ này và xếp chúng vào hai phân lớp: 2 nhị ( diandria ) và 4 nhị với 2 nhị dài và 2 nhị ngắn (Đidianima). Sau Linna ecus các tác giả khác nh: H. Adanson (1763), Cmoench (1974) đã công bố thêm các taxon và xếp chúng vẫn theo kiểu của Linna ecus. Mãi tới A. Jussieu (1789) họ Bạc Hà mới chính thức đợc coi là một taxon riêng dới tên gọi Labiatae Lindl ( lấy từ tên chi Lamium ). Nhng do tập quán nhiều nhà thực vật quen gọi nó là Labiatae. Theo luật danh pháp hiện hành, họ này có thể dùng hai tên là Labiatae ( họ Hoa môi ) hoặc Lamiaceae ( họ Bạc hà ). Các cây thuộc họ Hoa Môi là những cây thảo sống hàng năm hay sống lâu năm, mọc đứng hay mọc bò, có khi cây bụi hay cây nhỏ, rất ít khi là cây to hay leo, hầu hết sống ở cạn. Cành thờng vuông, ít nhất là khi còn non. Lá đơn, có khi ôm lấy thân cây, chiều dài của cuống lá giảm dần từ gốc tới ngọn. Gân lá hình lông chim, rất ít khi là chân vịt. Phiến lá có hình dạng biến thiên, mép lá khía nông hay sâu nhng không bao giờ là lá kép. Cụm hoa ở kẽ các lá trên. Đó là những xim hai ngả tiếp tục phân đôi cho đến khi hết chỗ sẽ biến thành xim một ngả hình bò cạp quay ra phía ngoài. Họ Hoa Môi là họ rất đa dạng về mặt sinh học. ở Việt Nam theo Vũ Văn Chuyên và cộng sự [1] thì họ này có 41 chi và 127 loài. Theo Vũ Xuân Phơng thì số chi và loài còn cao hơn. Đây là họ rất có giá trị thực tiễn, đặc biệt nhiều loại cho tinh dầu, làm thuốc, làm rau ăn, làm gia vị hay chế biến nớc uống giải khát. Nguyễn Quỳnh Anh 9 Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành: hóa hữu cơ Thành phần hoá học của họ Hoa môi theo nghiên cứu của Lê Văn Hạc, Nguyễn Xuân Dũng và một số tác giả khác đợc trình bày ở bảng 1. Tên cây Hợp chất chính Tỉ lệ % 1. Chùa dù [ Elsholtzia Blanda ( Benth) Benth] var. sp1 ở Sơn La và Nghệ An. 1, 8 xineol 62, 0 2. Chùa dù [ Elsholtzia Blanda ( Benth) Benth] var. sp2 ở Sa Pa. 1, 8 xineol linalol Geranyl axetat 52, 7 14, 5 31, 3 3. Chùa dù [ Elsholtzia Blanda (Benth) Benth] var. sp3 ở Lào Cai 1, 8 xineol linalol 13, 4 16, 7 4. Chùa dù [ Elsholtzia Blanda ( Benth) Benth] var. sp4 ở Lào Cai 1, 8 xineol Geranyl axetat 64, 0 11, 0 5. Chùa dù [ Elsholtzia Blanda ( Benth) Benth] var. sp5 ở Sa Pa. - Caryophylen (E) - - Bergranioten - Humulen 25, 3 21, 6 13, 5 6. Kinh giới núi [ Elsholtza winitiana craib ] ở Lâm Đồng Xitral a Xitral b Limonel 30, 1 34, 8 12, 5 7. Kinh giới trồng [ Elsholtza cristana willd ] ở Vinh Nghệ An. Xitral a, b Limonel (Z) - - farnnesen 34, 7 14, 2 11, 7 8. Kinh giới phổ biến [ Elsholtza com munis L. ] ở SaPa Lào Cai Elsholtzia xeton 82, 3 9. Tía tô sp1 [ Perilla frutecens (L. ) Britt ] ở Hà Nội. Limonen Piperiton - caryophylen 28, 4 25, 9 16, 7 10. Tía tô xanh sp2 [ Perilla frutecens (L. ) Britt ] ở Vinh Elemicin Perillaldehyt 40, 7 16, 1 Nguyễn Quỳnh Anh 10 . Trờng đại học vinh Khoa hoá học ---------------------------- xác định thành phần hóa học tinh dầu cây hơng nhu tía (ocimum sanctum l. ) ở Nghệ An khoá luận tốt. hơng nhu tía ở Nghệ An. Chính vì vậy mà chúng tôi chọn đề tài :" Xác định thành phần hóa học tinh dầu cây hơng nhu tía (Ocimum Sanctum L. ) ở Nghệ An