3 Đại cương về terpenoit

Về phân bố: Cây chứa tinh dầu phân bố khá rộng, đã tìm thấy trong hơn 60 họ

thực vật có tinh dầu trong Gymnosperma và Angios- perma. Các họ có nhiều cây chứa

tinh dầu là: Pinaceae, Lauraceao, Myrtaceae, Lamiaceae, Umbeliferae, Rutaceae,

Asteraceae, Rosaceae, Zingiberaceae.

Trong cây tinh dầu có thể trú ngụ ở lá, hoa, quả, rễ, võ thân, gỗ. Chúng được sản

ra từ những hạch đặc biệt cấu tạo bởi những tế bào tiết. Thành phần tinh dầu ở mỗi bộ

phận của cây có thể giống nhau hoặc khác nhau. Ví dụ tinh dầu hoa cam và tinh dầu vỏ

cam thành phần rất khác nhau .

Điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, độ ẩm có ảnh hưởng nhiều đến quá trình

sinh tổng hợp và sự tích luỹ tinh dầu trong cây, nên cần nghiên cứu kỹ mùa thu hái đối

với dược liệu chứa tinh dầu. Một vài thành phần tinh dầu tồn tại trong cây dưới dạng

các tiền chất không bay hơi thường là các Glycozit. Dưới tác dụng của enzim hoặc môi

trường axit loãng, các tiền chất này bị phân huỷ biến thành tinh dầu như trường hợp

tinh dầu của quả vani.

Thành phần trong tinh dầu được chia làm hai nhóm chính: Terpenoid và dẫn

xuất phenol.

1.3.2. Cấu trúc của Terpenoid [3]

Terpenoid có mặt ở khắp nơi trong tự nhiên, chủ yếu trong các loại thực vật.

Chúng có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cũng như sinh sản của nhiều loài cây vì

phát ra mùi hương và dẫn dụ côn trùng thụ phấn. Các Terpenoid tham gia vào quá trình

trao đổi chất như các vitamin, tác dụng như các tác nhân điều tiết và đóng vai trò bảo

vệ như những chất kháng oxy hóa. Con người sử dụng Terpenoid dưới dạng dịch chiết

từ hoa quả và các bộ phận khác của cây, chúng được biết đến như những tinh dầu chất

thơm của thực vật.

Năm 1818 người ta đã tìm được một số hợp chất và xác định được rằng tỷ lệ

nguyên tử C:H ở tinh dầu là 5:8. Tiếp theo đó là một số hợp chất hydrocacbon không

no, không vòng hoặc có vòng đã được tách ra. Chúng có công thức chung là (C5H8)n ,

(n ≥2) và được đặt tên là terpen.



Terpenoid đôi khi còn được gọi là isoprenoid để nhấn mạnh rằng nó gồm các

mắt xích có khung cacbon giống với isoprene. Cấu trúc của Terpenoid được tạo thành

do isopren kết hợp với nhau theo kiểu “đầu nối với đuôi”. Phân tử Terpenoid có thể có

một hoặc nhiều vòng, có thể vòng hở hay vòng kín và các liên kết phải tuân theo quy

tắc isopren.



Isopren (C5H8)



Ocimen (C10H16)



1.3.3 Phân loại Terpenoid

Có 2 hướng phân loại Terpenoid:

Dựa theo mạch cacbon để phân loại : có Terpenoid mạch hở như Geraniol có

trong tinh dầu hoa hồng, Xetronelol trong tinh dầu xả... các hợp chất này đều có mùi

thơm đặc trưng là nhưng đơn hương quý dùng trong công nghiệp hương liệu và thực

phẩm. Và Terpenoid mạch vòng như mentol, menton trong tinh dầu bạc hà được đưa

vào sản xuất bánh kẹo, kem đánh răng và thuốc chữa bệnh.

Đặc điểm nhận dạng các Terpenoid là các liên kết mắc xích isopren, nên trong

nghiên cứu người ta dựa vào số mắc xích isopren để phân loại Terpenoid :

Loại Terpen



Khung cacbon



Số lượng C



Monoterpen



(Iso-C5)2



10



Sesquiterpen



(Iso-C5)3



15



Điterpen



(Iso-C5)4



20



Triterpen



(Iso-C5)6



30



Tetraterpen



(Iso-C5)8



40



1.34Carotenoid

Hầu hết các Carotenoid thiên nhiên đều là tetraterpenoid bao gồm 8 đơn vị

isopren. Chúng là những chất màu vàng, da cam, đỏ, phân bố rộng rãi trong giới thực

vật và động vật. Carotenoid khá quen thuộc với chúng ta là β-caroten hay còn gọi là

tiền chất của vitamin A. Trong mấy năm gần đây người ta còn nói nhiều đến các

carotenoid khác như lycopen, lutein và zeaxanthin.

Trong cơ thể động vật, Carotenoid được hoà tan trong mỡ hoặc hoá hợp protein

ở pha nước. Trong các thực vật, Carotenoid được tìm thấy ở trong các lá cùng với

clorophyl. Chúng là những chất màu chính của một số hoa quả màu vàng, da cam, và

đỏ.

Phân loại và tính chất của Carotenoid

Các Carotenoid bao gồm hai nhóm:

• Nhóm hyđrocacbon tan trong ete dầu.

• Nhóm xanthophyl là các dẫn xuất oxy của Caroten.

Các nhóm hợp chất này là các ancol, anđehit, xeton, và axit tan trong etanol. Ba

chất caroten đồng phân màu đỏ da cam chiết từ cà rốt là α, β và các γ Caroten. Chất

lycopen là chất Carotenoit hyđrocacbon màu đỏ của cà chua.



α- Caroten



β- Caroten



γ- Caroten



Những phương pháp dùng để làm sáng tỏ cấu trúc Carotenoit: Hyđro hoá; Cộng

hợp halogen, clorua, iốt hoặc cộng oxy để xác định các nối đôi; Oxy hoá với axit

cromic các nhóm metyl mạch nhánh thành các nhóm cacboxyl; Sắc ký (cột, trên giấy,

trên bản mỏng) là phương pháp thiết yếu và khá mạnh để phân lập và xác định cấu trúc

của Carotenoit.[3]

1.3.5 Một số ứng dụng của hợp chất terpenoit

Các terpenoit có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như làm chất thơm và chất tạo

hương vị, làm dược phẩm, làm chất diệt trừ sâu hại… Trong vô số terpenoit có ứng

dụng và hoạt tính sinh học đáng lưu ý có thể nêu ra một số ví dụ:

• p- menth-1- en-8-thiol có trong nước ép của quả bưởi chùm và tạo nên sản phẩm

đặc trưng cho sản phẩm này. Với nồng độ thấp 1mg trong 10000 tấn nước ta vẫn

có thể cảm nhận được hương vị của nó.



p- menth-1- en-8-thiol



• Các sesquitecpen andehit α- và β - sinensal chiếm khoảng 0,1 % tinh dầu nhận

được nhờ ép vỏ loài cam ngọt Citrus aurantium L.Var.dulcis,subsp. Sinensis

Gall, chúng là những chất tạo hương vị vỏ cam rất có giá trị.

• β- damascon xuất hiện với hàm lượng thấp trong tinh dầu hoa hồng, nhưng lại là

những chất chìa khoá quyết định loại tinh dầu đắt tiền này.

• Campho từ gỗ cây gỗ Cinamoun camphora L, được sử dụng từ lâu làm thuốc sát

trùng, để kích thích tim và sự tuần hoàn máu.

• Methol từ Mentha piperita L, có tác dụng gây tê nhẹ và trị ngứa. Tecpen hiđrat

điều chế từ tinh dầu thông được dùng làm thuốc long đờm.

• Trong số các hoạt chất được dùng làm thuốc có giá trị cao phải kể đến chất

sesquitecpen artemisenin và chất đitecpenoit taxol. Artermisinin được phân lập

lần đầu tiên vào năm 1972 từ cây Artermisinin annua L. Với hoạt tính chống lại

kí sinh trùng kháng được sự điều trị thông thường bằng chloroquine và nhờ có

cấu trúc lipophil đi qua được vách ngăn máu- não, artermisinin đặc biệt có hiệu

quả đối với bệnh sốt rét thể não làm chết người. Taxol được phân lập từ loài

thông đỏ Taxus brevifolia, đã được phép dùng làm thuốc điều trị ung thư buồng

trứng từ năm 1992 và ung thư vú từ năm 1993.



Artermisinin



Taxol



• Nhiều terpenoit thể hiện những hoạt tính sinh học đáng chú ý khác như

peyssonol từ một loài tảo Peyssonnelia, ức chế HIV reve transeriptaza. Các



pyrethrin, thí dụ pyrethrin I, chứa trong các tuyến ở lá và hoa trong cây

Chrysanthemum cinerariaefolium có tác dụng trừ sâu tiếp xúc mạnh, nhưng lại

không độc hại với người và động vật.

Trong các tetra terpenoit không thể không nói đến các Caroten, chúng là tiền

thân của vitaminA, Các Caroten không có đặc tính của vitamin A nhưng nó dễ dàng

chuyển thành vitamin A:

CH2OH



Vitamin A

dưới tác dụng của men Carotenaza có trong đường ruột. Trong các Caroten thì β Caroten hoạt động hơn cả, nó chuyển thành vitamin A:

Phản ứng chuyển hoá của β - Caroten thành vitamin A:



CH2OH



β - Caroten



Vitamin A



Vitamin A rất quan trọng đối với cơ thể người, thiếu vitamin A sẽ phát triển

hàng loạt bệnh như bệnh khô giác mạc, khô mắt, đặc biệt là ở trẻ em các mô bì bị tổn

thương, có hiện tượng ngừng sinh trưởng.

1.3.6 Ứng dụng của Carotenoid

Caroten là hợp chất có nhiều trong các loại rau quả như cà rốt, đu đủ, gấc… và

trong nhiều động vật như cá, thịt,…. Là hợp chất có nhiều vai trò đối với sự phát triển

của con người bởi trong nó có chứa Lycopen, α,β,γ - Caroten. Carotenoid có những

ứng dụng:

• Có tác dụng tăng sức đề kháng cho cơ thể cải thiện trí nhớ, tác động đến bộ não.



• Chống oxy hoá, có tác dụng chống các bệnh tim mạch ở những người không hút

thuốc (Nghiên cứu của Manfed Engger do Folr (chương trình nghiên cứu về

dinh dưỡng DSM )).

• Giải độc, bảo vệ gan, đặc biệt là chống ung thư gan, ung thư vú, ung thư cổ tử

cung có nguy cơ cao ở phụ nữ độ tuổi 30- 45.

• Lycopen có tác dụng cực kỳ quan trọng đối với sắc đẹp. Giúp quá trình chuyển

hoá chất trong tế bào làm đẹp da, tóc, tăng sức đề kháng cho da, chống lão hoá

da.

Nhiều nghiên cứu cho thấy có mối liên quan nghịch giữa nồng độ beta Caroten,

vitamin E trong máu với nguy cơ ung thư phổi, dạ dày, tuyến tiền liệt, đại tràng :

Nghiên cứu



Cơ quan



Về nguy cơ ung thư

- β - Caroten thấp trong



Wald và CS 1998

Nomura và CS 1985



máu có nguy cơ ung thư

Phổi



phổi cao

-Vitamin E làm giảm

ung thư phổi



Young và CS 1997

Eichholzer và CS 1996



- Bổ sung vitamin E, C và

Phổi



beta Caroten có tác dụng

giảm nguy cơ ung thư phổi

- Nguy cơ ung thư tỷ lệ



Chen và CS 1992



Dạ dày



nghịch với nồng độ β Caroten vitamin C có tác

dụng bảo vệ dạ dày



- Tăng ở nhóm β- Caroten

thấp, bổ sung β - Caroten

Stampfer và CS 1997



Tiền liệt tuyến



làm giảm nguy cơ ung thư.

Tăng ở nhóm vitamin E

máu thông.

- Bổ sung vitamin E làm



Bostick và CS 1993



Đại tràng



giảm ung thư đại tràng



Từ những nghiên cứ trên ta thấy Carotenoid làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và tử

vong, ở một số ung thư và tim mạch, phòng ngừa và làm chậm khỏi phát bệnh đục thuỷ

tinh thể và thái hoá võng mạc tuổi già.

1.4 Các phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên

Các hợp chất thiên nhiên khi mới được tách thường ở đươi dạng không tinh

khiết, vì vậy muốn nghiên cứu, phân tích chúng thì trước tiên phải tách chúng thành

từng chất riêng biệt ở dạng tương đối tinh khiết.

1.4.1 Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ

Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ được dùng để tách và tinh chế các

chất hữu cơ rắn, dựa trên nguyên tắc là các chất khác nhau có độ hoà tan khác nhau

trong cùng một dung môi. Dung môi thích hợp để lựa chọn thường là dung

môi trong đó có độ hoà tan của chất rắn cần tinh chế thay đổi nhiều theo nhiệt độ. Bằng

cách tạo dung dịch bão hoà ở nhiệt độ cao (thường là nhiệt độ sôi của dung môi), các

tạp chất sẽ ở lại trong dung dịch. Bằng cách kết tinh lại một số lần trong cùng một dung

môi, hoặc trong các dung môi khác nhau, người ta có thể thu được tinh thể chất cần

tinh chế ở dạng khá tinh khiết. Cũng có khi người ta dùng một dung môi có độ hoà tan

với tạp chất nhiều hơn để loại tạp chất ra khỏi chất rắn cần tinh chế.



Dung môi thường là nước, ancol etylic, ancol metylic, axeton, axit axetic băng,

ete, ben zen, cloroform, etyl axetat, n- hexan, ete dầu hoả… hoặc đôi khi là hỗn hợp

giữa chúng.

Khi cần tách hai hay nhiều chất chứa trong hỗn hợp với những lượng tương

đương nhau, người ta dùng phương pháp kết tinh phân đoạn.

1.4.2 Các phương pháp chưng cất

1.4.2.1 Chưng cất đơn giản

Trong trường hợp cần tinh chế một chất lỏng, tách nó ra khỏi tạp chất rắn không

bay hơi, ta chỉ cần tiến hành chưng cất thường (chưng cất đơn giản), nghĩa là chuyển

chúng sang pha hơi trong một bình cất có nhánh rồi ngưng tụ hơi của nó bằng ống sinh

hàn vào một bình hứng khác. Thường được áp dụng để tinh chế các chất thô. Trong

hoá hữu cơ, thường được áp dụng đuổi dung môi để tách tinh dầu.

1.4.2.2 Chưng cất phân đoạn

Phương pháp chưng cất phân đoạn dùng để tách hai hay nhiều chất lỏng có nhiệt

độ sôi khác nhau tan lẫn hoàn toàn trong nhau, dựa trên nguyên tắc có sự phân bố khác

nhau về thành phần các cấu tử giữa pha lỏng và pha hơi ở trạng thái cân bằng (ở cùng

nhiệt độ). Như vậy, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi- ngưng tụ; bay

hơi- ngưng tụ lại…ta dần dần có thể thu được cấu tử A có nhiệt độ sôi thấp hơn ở dạng

gần tinh khiết. Vì vậy người ta dùng phương pháp tinh luyện bằng cách lắp trên bình

chưng cất một cột cao có nhiều đĩa (cột Vigrơ) giúp cho việc tái tạo quá trình bay hơi

ngưng tụ trên. Nhờ vậy chất lỏng A dễ bay hơi dần dần thoát lên trên, ở trạng thái ngày

càng tinh khiết, còn chất lỏng B có nhiệt độ sôi cao hơn, ngưng tụ trở lại bình chưng.

Có thể người ta dùng loại cột lấp đầy các mảnh hoặc ống thuỷ tinh hay các mảnh sứ

thay cho cột Vigrơ và hiệu quả của cột được tính bằng “ số đĩa lý thuyết”.

1.4.2.3 Chưng cất dưới áp suất thấp

Khi cần chưng cất một chất lỏng dễ phân huỷ ở nhiệt độ cao, người ta phải dùng

phương pháp chưng cất dưới áp suất thấp, tức là dùng bơm hút để giảm áp suất trên bề

mặt chất lỏng. Vì chất lỏng sẽ sôi khi áp suất riêng phần đạt đến áp suất khí quyển, nên