Luận văn Tách và tinh chế các dẫn xuất curcuminoid trích từ củ nghệ vàng Curcuma longa L

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÁCH VÀ TINH CHẾ DẪN XUẤT CURCUMIN TRÍCH LY TỪ CỦ NGHỆ VÀNG (Curcuma longa L.) SVTH : NGUYỄN THỊ MẠC PHƯỢNG CBHD : PGS TS. TRẦN THỊ VIỆT HOA ThS. PHAN THỊ HOÀNG ANH KS. LÊ XUÂN TIẾN TP. HỒ CHÍ MINH, 01/2008  Đại học Quốc gia Tp.HCM CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----------- -- -------------- Số:_______/BKĐK KHOA: KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN: KỸ THUẬT HỮU CƠ NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN : Nguyễn Thị Mạc Phượng MSSV : 60302187 NGÀNH : Kỹ thuật hữu cơ LỚP : HC03CHC 1. Đầu đề luận án: Tách và tinh chế các dẫn xuất curcuminoid trích từ củ nghệ vàng Curcuma longa L. 2. Nhiệm vụ: • Tổng quan về curcuminoid, phương pháp tinh chế,cô lập ba thành phần curcuminoid. • Tinh chế, cô lập ba thành phần curcuminoid bằng phương pháp kết tinh lại và sắc ký cột. • Xác định độ tinh khiết của ba thành phần curcuminoid cô lập được bằng TLC, điểm chảy, HPLC. • Xác định cấu trúc của ba thành phần curcuminoid bằng phổ UV-Vis, MS, NMR. • Xác định hoạt tính kháng oxy hóa bằng phương pháp DPPH và MDA. 3. Ngày giao nhiệm vụ luận án: 08/2007 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/12/2007 5. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn PGS.TS Trần Thị Việt Hoa …………………………………… ThS. Phan Thị Hoàng Anh …………………………………… KS. Lê Xuân Tiến …………………………………… Nội dung và yêu cầu của Luận án tốt nghiệp đã được thông qua Bộ môn Ngày………tháng ……năm 2007 Ngày………tháng ……năm 2007 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TS. Phan Thanh Sơn Nam ThS. Phan Thị Hoàng Anh PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận án:  i  LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn cô Trần Trần Thị Việt Hoa, cô Phan Thị Hoàng Anh, thầy Lê Xuân Tiến, Bộ môn Kỹ thuật Hữu cơ, đã hướng dẫn tận tình tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn phòng thí nghiệm hữu cơ đã hỗ trợ dụng cụ, máy móc thiết bị và cảm ơn cô Nguyễn Thị Thu Hương trưởng bộ môn dược lý hóa sinh trường Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Xin cảm ơn các bạn lớp Hữu cơ 03 đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên trong thời gian làm thí nghệm tại trường. Cảm ơn gia đình và người thân đã động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn. TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 01 năm 2008 Xin chân thành cảm ơn  ii  TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn này đã tiến hành phân lập ba thành phần curcuminoid có trong bột curcuminoid thương phẩm và xác định cấu trúc, hoạt tính của chúng. Các kết quả thu được từ thực nghiệm: 1. Phân lập ba thành phần curcuminoid trong hỗn hợp curcuminoid ban đầu bằng phương pháp TLC, CC, HPLC. 2. Xác định độ tinh khiết, cấu trúc và một số tính chất hóa học của các curcuminoid phân lập được. Khảo sát hoạt tính sinh học của hỗn hợp curcuminoid và ba thành phần curcuminoid pheo hai phương pháp DPPH và MDA. Kết quả tất cả các mẫu đều có hoạt tính sinh học trong hai phép thử này.  iii  LỜI MỞ ĐẦU Từ xa xưa, ở các nuớc Châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc và các nuớc Đông Nam Á, nghệ đã được sử dụng như môt loại gia vị truyền thống và một loại thuốc gia truyền sử dụng trong gia đình. Nghệ được biết đến là một loại cây có tác dụng dược lý rất tốt chữa nhiều bệnh khác nhau. Curcuminoid là một hỗn hợp gồm ba dẫn xuất diferuloylmethane đã đuợc nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước chứng minh là thành phần chủ yếu đem lại hoạt tính sinh học của củ nghệ. Hoạt tính của các curcuminoid thành phần có thể khác nhau và khác với curcuminod hỗn hợp. Do vậy, việc tách các thành phần này ra khỏi hỗn hợp là cần thiết cho việc nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính dược học của nghệ. Nội dung đề tài luận văn này xin trình bày việc tách chiết các curcuminoid thành phần từ bột curcuminoid thương phẩm và khảo sát cấu trúc, tính chất hóa học cũng như hoạt tính kháng oxy hóa của các đơn thành phần, đem đến hiểu biết sâu hơn về curcuminoid và khả năng ứng dụng các thành phần của curcumioid trong thực phẩm và dược phẩm.  iv  DANH SÁCH CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1.1. Kết quả khảo sát một số hệ dung môi chạy sắc ký bản mỏng TLC  Bảng 1.2. Khối lượng và thành phần hỗn hợp curcuminoid sau 3 lần kết tinh (khối lượng mẫu ban đầu 500mg)  Bảng 1.3. Kết quả tách các curcuminoid từ hỗn hợp bằng cột sắc ký silica gel (khối lượng mẫu khô nạp lên cột 100mg)  Bảng 1.4 Kết quả phổ NMR của các chất curcumin, DMC và BDMC  Bảng 2.1. Hỗn hợp phản ứng  Bảng 3.1. Kết quả khảo sát hệ dung môi (trichloromethane:methanol)  Bảng 3.2. Kết quả khảo sát hệ dung môi (dichloromethane:methanol)   Bảng 3.3. Kết quả kết tinh curcuminoid thô 3 lần trong hỗn hợp methanol:nước Bảng 3.4. Kết quả tính diện tích peak, % diện tích peak các curcuminoid thành phần  Bảng 3.5. Kết quả cột định lượng hỗn hợp curcuminoid sau kết tinh  Bảng 3.6. Kết quả cột định lượng hỗn hợp curcuminoid trong nước cái dưới lọc  Bảng 3.7 Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân của curcumin Bảng 3.8 Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân của DMC  Bảng 3.9 Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân của BDMC  Bảng 3.10. Hoạt tính bắt gốc tự do của curcumin theo phương pháp DPPH  Bảng 3.11. Hoạt tính bắt gốc tự do của curcuminoid ban đầu, DMC và BDMC theo phương pháp DPPH Bảng 3.12. Hoạt tính bắt gốc tự do của trolox theo phương pháp DPPH Bảng 3.13. Giá trị IC50 của curcuminoid ban đầu, curcumin, DMC và BDMC  Bảng 3.14. Hoạt tính bắt gốc tự do của curcuminoid thô, curcumin, DMC và BDMC theo phương pháp MDA Bảng 3.15. Hoạt tính bắt gốc tự do trolox theo phương pháp MDA  Bảng 3.16. Giá trị IC50 của curcuminoid ban đầu, curcumin, DMC và BDMC   v  DANH SÁCH CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cây nghệ Hình 1.2. Cấu trúc các thành phần của curcuminoid Hình 1.3. Các đồng phân của curcumin Hình 1.4. Cấu trúc không gian của curcumin dạng enol và diketone Hình 1.5. Sự phân ly các proton của curcumin Hình 1.6. Các trạng thái của curcumin thay đổi theo pH Hình 1.7. Phản ứng phân hủy curcumin trong môi trường kiềm Hình 1.8. Cấu trúc phức Cu-curcumin (1:1) và (1:2) giữa đồng acetate và curcumin Hình 1.9. Sơ đồ biểu hiện hai hướng phản ứng của curcumin với gốc tự do Hình 1.10. Kết quả HPLC tương ứng của BDMC, DMC và curcumin Hình 1.11. Kết quả sắc kí bản mỏng TLC, HPLC hỗn hợp các curcuminoid, curcumin, DMC và BDMC và cấu trúc của các curcuminoid xác định được Hình 1.12. Quá trình hình thành và di căn khối u và tác động của curcumin Hình 1.13. Cấu trúc các chất 1,7-bis(3,4-dimethoxyphenyl)-1,6-heptadiene3,5-dione, 1,7-bis(4-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione) và 1,7-diphenyl-1,6-heptadiene- 3,5-dione Hình 1.14. Cơ chế phản ứng đánh bắt gốc tự do của curcumin và các chất tương tự curcumin không chứa nhóm phenol Hình 1.15. Cấu trúc hóa học của các hợp chất từ 1 đến 6 Hình 1.16. Cơ chế của curcumin chống lại sự oxy hóa lipid chưa bão hòa (EtLO: ethyl linoleate, EtLOOH: ethyl linoleate hydroperoxide, EtLOO•: gốc ethyl linoleate hydoperoxyl) Hình 1.17. Liên kết hydro nội phân tử giữa hydro của nhóm phenol với ortho-methoxy Hình 2.1. Sơ đồ tiến hành thực nghiệm Hình 2.2. Bột curcuminoid ban đầu Hình 2.3. Sắc ký bản mỏng (TLC): (A) Triển khai bản mỏng (B) Cách đo khoảng cách trên bản mỏng sau khi triển khai để tính giá trị Rf Hình 2.4. Các bước thực hiện sắc ký cột Hình 2.5. Dung dịch curcumin, DMC, BDMC dùng để đo phổ UV-Vis  vi  Hình 2.6. Dãy hỗn hợp sau phản ứng Hình 2.7. Phương pháp định lượng MDA Hình 3.1. Kết quả TLC của curcumin với hệ dung môi CH3Cl:CH3OH Hình 3.2. Kết quả TLC của curcumin với hệ dung môi CH2Cl2:CH3OH Hình 3.3. Kết quả TLC của các mẫu hỗn hợp curcuminoid ban đầu (M) và hỗn hợp curcuminoid sau lần kết tinh thứ nhất (I), thứ hai (II) và thứ ba (III) Hình 3.4. Sắc ký đồ HPLC của hỗn hợp curcuminoid: (A)ban đầu; (B) sau kết tinh Hình 3.5. Kết quả TLC của hỗn hợp curcuminoid ban đầu, curcumin, DMC, BDMC Hình 3.6. Sắc ký đồ HPLC của curcumin, DMC, BDMC Hình 3.7. (A) curcumin; (B) demethoxycurcumin (DMC); (C) bisdemethoxycurcumin (BDMC) Hình 3.8. Phổ UV-Vis của curcumin Hình 3.9. Phổ UV-Vis của DMC Hình 3.10. Phổ UV-Vis của BDMC Hình 3.11 Curcumin C21H20O6 (M=368) Hình 3.12: Demethoxyurcumin C20H18O5 (M=338) Hình 3.13 Bisdemethoxycurcumin C19H16O4 (M=308) Hình 3.14. Hoạt tính bắt gốc tự do của curcuminoid ban đầu, curcumin, DMC, BDMC theo phương pháp DPPH Hình 3.15. Liên kết hydro nội phân tử giữa hydro của nhóm phenol với ortho-methoxy trong cấu trúc curcumin Hình 3.16. Hoạt tính bắt gốc tự do của curcuminoid ban đầu, curcumin, DMC, BDMC theo phương pháp MDA  vii  DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Cur : curcumin DMC : demethoxycurcumin BDMC : bisdemethoxycurcumin TLC : sắc ký bản mỏng (Thin layer chromatography) HPLC : sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) MS : phổ khối lượng (Mass spectrometry) IR : phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) UV-Vis : phổ tử ngoại – khả kiến (Ultraviolet – visible spectroscopy) IC50 : Nồng độ cần thiết để tác động lên 50% chất cần khảo sát (Effective concentration 50) Oleoresin : nhựa dầu Chương 1: Tổng quan 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về curcumin Curcumin là hợp chất được chiết từ củ nghệ (Curcuma longa L) – một loài cây phân bố ở vùng cận nhiệt đới và nhiệt đới, chủ yếu ở châu Á và được dùng như một loại gia vị. Curcumin có dạng bột màu vàng, là thành phần chủ yếu tạo nên màu vàng của nghệ.[6] Curcumin tương đối trơ và không gây độc đối với cả động vật lẫn con người ngay cả với lượng lớn. Theo nghiên cứu, curcumin không gây độc với người với lượng lên tới 10g /ngày. [2] Chính nhờ tính an toàn đó mà curcumin là chất có tiềm năng sử dụng trong ngành dược. Curcumin đã được sử dụng trong thuốc truyền thống để chữa các bệnh như : bệnh vàng da, bệnh gan, nhiễm khuẩn, bệnh về da, bong gân, viêm, bệnh cúm [5]. Trong những năm gần đây, người ta rất quan tâm đến nhiều tác dụng dược lý khác của curcumin như: tính chống oxy hóa, chống ung thư, chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, chống đông máu…[2] Hình 1.1 Cây nghệ (1) Củ nghệ; (2) Thân và lá nghệ; (3) Bột nghệ. 1.1.1. Các thành phần và các dạng đồng phân của curcumin Thành phần của curcuminoid trên thị trường ngoài curcumin thực chất còn có một số loại chất màu khác cùng đem lại màu vàng cho nghệ gọi chung là curcuminoid. Curcuminoid là các dẫn xuất dicinnamoylmethane. Curcuminoid gồm3 thành phần chính: [6] 1) Curcumin [1,7-Bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5-dione] (công thức phân tử: C21H20O6 , khối lượng phân tử : 368) (Cur) (1) (2) (3) Chương 1: Tổng quan 2 (3) (1) (2) O O H H O CH3 O H O CH3 O H O H3C O H O O H O CH3 H H O O H3C OH O H H O O CH3 O H 2) Demethoxy curcumin [1-(4-Hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)- hepta-1,6-diene-3,5-dione] (DMC) (công thức phân tử: C20H18O5, khối lượng phân tử : 338) 3) Bis-demethoxy curcumin [1,7-Bis-(4-hydroxyphenyl)-hepta-1,6-diene-3,5- dione] (công thức phân tử : C19H16O4, khối lượng phân tử : 308) (BDMC) Trong đó, curcumin chiếm chủ yếu, khoảng 77% đối với sản phẩm thương mại, tiếp theo là DMC (17%) và BDMC (3%). [14] O O OHOH R1 R2 1) R1 = R2 = OCH3 : Curcumin (Cur) 2) R1 = OCH3 ; R2 = H : Demethoxy curcumin (DMC) 3) R1 = R2 = H : Bis-demethoxy curcumin (BDMC) Hình 1.2. Cấu trúc các thành phần của curcuminoid Mỗi thành phần kể trên còn có các đồng phân hình học: s-cis-diketone, s-trans- diketone, cis-cisenol. Ngoài ba thành phần chính ở trên, mỗi thành phần nhỏ còn có thể chia thành các thành phần nhỏ hơn là các đồng phân hình học của chúng. Curcumin tồn tại ở 3 dạng đồng phân: cis-diketone, trans-diketone và enol. Hình 1.3. Các đồng phân của curcumin: (1) s-cis-diketone; (2) s-trans-diketone; (3) enol. Cấu trúc cis-diketone bền hơn dạng trans-diketone và tỉ lệ cis-trans này phụ thuộc vào điều kiện dung môi [18]. Trong môi trường acid hay trung tính, curcumin tồn tại dưới dạng cân bằng enol – ketone đối xứng và ổn định. Dạng ketone tồn tại ở dạng rắn còn dạng enol tồn tại ở dạng lỏng. Cân bằng này phụ thuộc vào loại dung môi và pH. [18] Chương 1: Tổng quan 3 OH R1 O O OH R2 OH R1 O OH R2 O H Dạng enol bền hơn ketone nhờ có liên kết hydro nội phân tử và phân tử ở dạng liên hợp. Ở dạng dung dịch, dạng enol chiếm ưu thế. Cấu trúc của dạng enol hoàn toàn phẳng và cho phép cộng hưởng bên trong 2 phần benzene. Kết quả là curcumin dạng enol thể hiện một mũi hấp thu mạnh ở vùng nhìn thấy. Ngược lại, cấu trúc của dạng ketone lại xoắn nên hấp thụ ở vùng tử ngoại gần [2]. Hình 1.4. Cấu trúc không gian của curcumin dạng enol và diketone. Dạng đồng phân enol có 3 proton có thể ion hóa tương ứng với 1 nhóm enolic và 2 nhóm phenolic. Khi phân ly, dạng enol phân ly thành 2 loại anion. Một loại hình thành do sự phân ly proton của nhóm enolic có bước sóng hấp thu cực đại là 429 nm và loại kia do sự phân ly proton của nhóm phenolic có bước sóng hấp thu cực đại là 531 nm. [2] Hình 1.5. Sự phân ly các proton của curcumin. Enolic proton hoạt động hơn phenolic proton và enolic proton có tính acid trội nhất trong ba proton. Enolic proton đóng vai trò quan trọng đối với quá trình phân ly và trao đổi proton liên quan đến cơ chế loại bỏ gốc tự do của curcumin. Điều đó có nghĩa là trong suốt quá trình trao đổi proton để loại bỏ gốc tự do, proton enolic là proton đầu tiên tách ra. [2] (1) (2) OH3CH OH O OCH3H-H+ -H+ Chương 1: Tổng quan 4 O H C O H O H3CO OCH3 O H O H C H3CO OCH3 O H O O H O2 .- HO2 . Và trong cơ chế SPLET (Sequential proton loss electron), curcumin đầu tiên chuyển sang dạng monoanion bằng cách tách enolic proton. [2] H3CO O H C O H H O OCH3 O H +H+ -H + H3CO O H C H OCH3 O H OO -e H3CO O H C H OCH3 O H OO Ngoài ra các thành phần kể trên, một lượng nhỏ các chất dầu và nhựa tồn tại trong bột nghệ (turmeric) có thể vẫn tồn tại trong curcumin. Đó là các sesquiterpene ketone và các alcolhol như : α-turmeron, β-turmeron, curlon, zingiberen, ar-turmeron, turmenorol A, turmeronol B ...[3] 1.1.2. Tính chất hóa lý của curcumin 1.1.2.1. Tính chất vật lý [6] ƒ Curcumin được trích từ củ nghệ vàng Curcuma Longa L., có dạng bột màu vàng, điểm chảy 184-185°C. ƒ Curcumin là chất màu tan trong dầu, ethanol, methanol, dichloromethane, acetone, hầu như không tan trong nước ở môi trường acid và trung tính, tan trong môi trường kiềm. ƒ Dung dịch curcumin trong dung môi hữu cơ có độ hấp thu cực đại ở bước sóng khoảng từ 420 – 430 nm. 1.1.2.2. Tính chất hóa học a. Sự điện ly Trong môi trường pH <1, curcumin có màu đỏ thể hiện trạng thái proton hóa H4A+. Ở pH từ 1 – 7, hầu hết các diferulolylmethane đều ở dạng trung hòa H3A, có khả năng hòa tan rất thấp và dung dịch có màu vàng. Ở pH > 7.5, màu dung dịch chuyển sang đỏ. Giá trị hằng số phân ly pKa của 3 proton dạng acid của curcumin ( dạng H2A-, HA2, A3-) được xác định tương ứng là 7.8, 8.5 và 9.0. [3] Chương 1: Tổng quan 5 Hình 1.6. Các trạng thái của curcumin thay đổi theo pH. b. Phản ứng với H2 Do có nối đôi ở mạch carbon nên curcumin có khả năng phản ứng cộng với H2 với xúc tác PtO2. H4A+ H3A H2A- HA2- A3- OH H3CO OH OH + OCH3 OH OH H3CO O OH OCH3 OH OH H3CO O OH OCH3 O - OH H3CO O O - OCH3 O - O - H3CO O OH OCH3 O - Chương 1: Tổng quan 6 OH H3CO O OH OCH3 OH H + H2 Ni (PtO2) OH H3CO O OH OCH3 H O dihydrocurcumin OH H3CO O OH OCH3 H O tetrahydrocurcumin OH H3CO O OH OCH3 OH hexahydrocurcumin Trong đó tetrahydrocurcumin (THC) cũng là một chất có hoạt tính chống oxy hóa có khả năng loại bỏ gốc tự do như gốc tert-butoxyl và peroxyl. [7] c. Phản ứng phân hủy trong môi trường kiềm Curcumin tương đối bền ở pH acid nhưng lại nhanh chóng bị phân hủy ở pH kiềm. Đầu tiên ferulic acid và ferulolylmethane được tạo thành. Sau đó, eruolylmethane nhanh chóng tạo thành sản phẩm ngưng tụ có màu vàng đến vàng nâu. Tiếp theo, eruolylmethane tiếp tục thủy phân tạo ra vanillin và aceton và lượng các chất này tăng theo thời gian ủ. [3] Chương 1: Tổng quan 7 OH OCH3 O O OH OCH3 O OH OCH3 OH OH OCH3 O feruloylmethane OH OCH3 CHO + O vanillin acetone ferulic acid Hình 1.7. Phản ứng phân hủy curcumin trong môi trường kiềm. Người ta ứng dụng sự thủy phân này của curcumin để sản xuất vanillin và các loại hương thiên nhiên khác. [9] Erika Pfeiffer [20] tiến hành ủ các hỗn hợp curcumin có tỉ lệ 3 thành phần curcuminoid khác nhau trong hệ đệm phosphate pH 7.4 trong điều kiện có và không có huyết thanh. Kết quả cho thấy curcumin bị phân hủy nhanh chóng trong môi trường không có huyết thanh. Độ bền của các curcuminoid cũng khác nhau: kém bền nhất là curcumin và bền nhất là BDMC. Kết quả HPLC cho thấy sản phẩn phân hủy của quá trình này là: vanillin, ferulic acid, feruolylmethane và trans-6-(4-hydroxy-3- methoxyphenyl)-2,4-dioxo-5-hexenal. d. Phân hủy dưới tác dụng ánh sáng [3] Curcumin không bền ánh sáng, đặc biệt ở trạng thái dung dịch[3]. Curcumin bị phân hủy khi tiếp xúc với ánh sáng ngay cả ở dạng rắn. Sản phẩm phân hủy là vanillin, vanillin acid, ferulic aldehyde và ferulic acid. [11] OH‐  OH‐  Sản phẩm ngưng tụ Chương 1: Tổng quan 8 Khi bị chiếu xạ, curcumin bị đóng vòng hoặc phân hủy thành vanillic acid, vanillin và ferulic acid ( Sasaki et al, 1998)[3]. Khi có mặt của oxy và ánh sáng, curcumin bị phân hủy tạo thành 4-vinyl guaialcol và vanillin: OH H3CO O O H OH OCH3 OHC OCH3 OH + CH OCH3 OH CH2 + H3C CO CH3 + CO2 e. Phản ứng tạo phức với kim loại Curcumin là hợp chất β-diketone nên cũng có tính chất hóa học của một β-diketone. Proton của nhóm methyl ở dạng keto và proton của nhóm hydroxyl ở dạng enol của hợp chất β-diketone có tính acid. Khi các hydro này bứt ra, diketone sẽ tạo thành anion 1,3-diketonate. Diketonate anion này có thể tạo phức vòng càng với các kim loại chuyển tiếp và những nguyên tố phân nhóm chính. Muối kim loại thường được sử dụng cho phản ứng tạo phức là muối acetate, clorua, nitrate, sulfate, carbonate của các kim loại chuyển tiếp như: Cu, Fe, Mn, Zn, V, Ga, In, Ni, Co, Pd, Hg. [15] Các phức này cũng có hoạt tính loại bỏ gốc tự do được ứng dụng trong ngành dược. [14] H3CO OH C OCH3 OH O O Cu OH2H3CCOO H3CO OH C OCH3 OH O O Cu OCH3 OH C H3CO OH OO Hình 1.8. Cấu trúc phức Cu-curcumin (1:1) và (1:2) giữa đồng acetate và curcumin. f. Phản ứng của nhóm phenolic OH [13] Một trong những hoạt tính đáng chú ý của curcumin là khả năng loại bỏ gốc oxygen hoạt động và các gốc nitrogen tự do. Đó là do curcumin có 2 nhóm o-methoxy phenolic OH đính vào mạch heptadience-dione. Các electron chưa liên kết của nhóm OH liên hợp với vòng benzen làm cho H của nhóm này linh động hơn. Điều đó giải thích cho tính acid và khả năng phản ứng với các gốc tự do của curcumin. Chương 1: Tổng quan 9 H3CO OH O O OCH3 OH R*-H + H3CO OH O O OCH3 O H3CO OH O O OCH3 O H3CO O O O OCH3 OH H3CO OH O O OCH3 O H3CO OH O O OCH3 OH H3CO OH O O OCH3 OH Curcumin Hình 1.9 Sơ đồ biểu hiện hai hướng phản ứng của curcumin với gốc tự do [13]. 1.1.3. Phương pháp phân lập 3 thành phần của curcumin Như đã đề cập ở phần trên, curcumin trên thị trường là hỗn hợp của 3 curcuminoid: curcumin (Cur), demethoxycurcumin (DMC) và bisdemethoxycurcumin (BDMC). Trong đó curcumin chiếm chủ yếu (khoảng 77%), tiếp theo là DMC (17%) và BDMC (3%) [14]. Các thành phần này có cấu trúc hóa học khác nhau nên cũng có màu sắc và tính chất hóa học khác nhau. Curcumin tinh kh