HỢP CHẤT PHENOL – CURCUMIN

BÁO CÁO
HỢP CHẤT PHENOL – CURCUMIN

1


Đà nẵng ngày 8 tháng 10 năm 2016
I.

ĐỊNH NGHĨA:

Curcumin là thành phần chính của curcuminoid-một chất trong củ nghệ thuộc họ
Gừng (Zingiberaceae) được sử dụng như một gia vị phổ biến ở Ấn Độ. Màu vàng của củ
nghệ vàng là tổ hợp các chất màu vàng trong nhóm curcuminoid, trong đó có 3 chất màu
chính là curcumin, desmethoxycurcumin và bis-desmethoxycurcumi.
Curcumin có thể tồn tại ít nhất ở 2 dạng tautome (Tautome là các hợp chất hữu cơ có
thể hốn chuyển lẫn nhau bằng phản ứng hóa học gọi là tautome hóa. Như thơng thường
hay bắt gặp, phản ứng này tạo ra trong sự di chuyển chính thức của ngun
tửhiđrơ hay proton, được kèm theo là sự thay đổi của liên kết đơn và liên kết đôi cận
kề) là keto và enol. Cấu trúc dạng enol ổn định hơn về mặt năng lượng ở pha rắn và dạng
dung dịch.
Curcumin có màu sáng đậm và là phẩm màu thực phẩm tự nhiên có ký hiệu E100 và
được dùng để nhuộm màu cho nhiều loại thực phẩm khác nhau như dầu, mỡ, nhũ tương
mỡ, kem, sản phẩm rau quả, bánh kẹo, thịt cá trứng, đồ uống…
Curcumin có thể sử dụng để định lượng Bo (phương pháp xác định borat), nó phản ứng
với axít boric tạo ra hợp chất màu đỏ, gọi là rosocyanin.
Với cơng nghệ hiện đại ngày nay, chúng ta đã có thể tách lấy được tinh bột nghệ phần
có màu vàng đó là Curcumin, là dược chất chính và quan trọng nhất của nghệ
II.

NGUỒN GỐC THỰC VẬT

-

Nghệ có tên khoa học là Cucurma longa L, thuộc họ gừng

-

Nghệ có nguồn gốc vùng nhiệt đới Châu Á gió mùa, thích nghi ở nhiệt độ 20-30oC,
là loài cây hằng niên và rể củ có thể tái sinh chồi mới trong nhiều năm.

-

Ở Việt Nam có khoảng 18 lồi nghệ khác nhau.

- Cây nghệ thuộc loại cây thân thảo, tán lá cao khoảng 70 -100 cm.
2


-Thân: (thường gọi củ Nghệ) hình trụ hay hình bầu dục, phân nhánh,; có màu
vàng tươi, có nhiều đốt, tại các đốt có những vảy khơ do lá biến đổi thành.
-Lá: Lá đơn, mọc từ thân rễ. Phiến lá hình bầu dục, đầu nhọn, bìa phiến nguyên,
hơi uốn lượn; màu xanh lục đậm ở mặt trên, nhạt ở mặt dưới. Bẹ lá hình lịng máng ơm
sát vào nhau tạo thành một thân khí sinh giả có màu xanh, trên bẹ lá có các đường gân
dọc song song.
-Hoa: Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thưa, cánh hoa ngoài màu
xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy
Nghệ loại cây khơng cịn q xa lạ với mọi người dân Việt Nam mà ngay cả đa số quốc
gia trên thế giới đếu thấy khá quen thuộc với loại cây này. Nghệ không những được dùng
phổ biến làm gia vị để tạo màu cho các món ăn mà nó cịn có lợi ích rất lớn với sức khỏe
con người nên đước sử dụng rất nhiều để làm thực phẩm chức năng chữa bệnh

III.

CẤU TRÚC HĨA HỌC:

-

Curcumin có cơng thức phân tử C21H20O6.

-

Có 2 dạng là keto, và enol :

Dạng Enol

Dạng keto
+ Đặc điểm chung của 2 dạng: đều có 2 vịng thơm và 2 nhóm OH được gắn trực
tiếp vào vòng thơm
3


+ Khác nhau: dạng keto có thêm 2 nhóm cacbonyl, dạng enol có 1 nhóm cacbonyl
và một nhóm hidroxyl.
IV.

TÍNH CHẤT :

1. Lý tính:
-

Là dạng bột màu vàng cam huỳnh quang, không mùi, bền với nhiệt độ, không bền

với ánh sáng. Khi ở dạng dung dịch curcumin dễ bị phân hủy bởi ánh sáng và nhiệt
độ.

-

Curcumin tan trong chất béo, etanol, methanol, diclometan, acetone, acid acetic và
hầu như không tan trong nước ở mơi trường acid hay trung tính (độ tan <10 mg ở
250C).

-

Tan trong môi trường kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu rồi ngã tím, tan trong mơi
trường acid có màu đỏ tươi.

-

Điểm nóng chảy 1840C.

2. Hóa tính
2.1.

Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng

Dưới tác dụng của ánh sáng, curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic,
aldehyd ferulic, acid ferulic. Cucurmin cũng khơng bền ngay cả khi có và khơng có mặt
của oxy. Khi có mặt oxy và ánh sáng, cur bị phân hủy tạo thành 4-Vinylguaialcol và
vanillin .

Curcumin có thể bị vịng hóa trong điều kiện khơng có mặt oxy

4


Hình 1: Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng
2.2.

Phân hủy trong môi trường kiềm

Tonnesen và Karlsen (1985) đã nghiên cứu quá trình kiềm phân hủy của cur,sản phẩm của
quá trình phân hủy trong khoảng pH từ 7 đến 10 được xác định bằng HPLC. Sản phẩm
của quá trình phân hủy là acid ferulic và feruloylmetan.

5


Hình 2a: Sự phân hủy của cur trong mơi trường kiềm
Sau đó Feruroyl metan tiếp tục bị phân hủy thành vanilin và aceton.Acid ferulic bị phân
hủy thành vinylguaialcol và CO2.

Hình 2b: Sự phân hủy của cur trong môi trường kiềm
2.3.

Phản ứng cộng H2:

6


Trong hợp chất cur có chứa các hydrocarbon chưa no, do đó có khả năng tham gia phản
ứng cộng 1,2 hoặc 3 phân tử H2 tạo thành các dẫn xuất dihydrocurcumin,
tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin, khi có mặt xúc tác kim loại hay oxit kim loại

(Ni, PtO2), các sản phẩm này cũng là các chất kháng oxy hố

Hình 3: Phản ứng cộng H2
2.4.

Phản ứng của nhóm hydroxyl trên vịng benzen

Các cặp electron chưa liên kết của oxy nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với vịng
benzen làm cho ngun tử hydro của nhóm hydroxyl trở nên linh động hơn. Điều này giải
thích tính acid và khả năng phản ứng với các gốc tự do của cur.
Ngoài ra, phản ứng với các gốc tự do cịn liên quan đến sự chuyển ngun tử hydro
của nhóm metylen ở carbon giữa mạch, làm giảm hay mất hoạt tính của các gốc này. Hai
hướng phản ứng này góp phần giải thích tính chống oxy hóa mạnh của curcuminoid khi
ứng dụng nó trong ngành dược.

7


Hình 4: Phản ứng của curcuminoid với gốc tự do
2.5.

Phản ứng tạo phức:

Phức kim loại bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với các phân tử khác bằng liên
kết cộng hóa trị. Curcuminoid với cấu trúc β-diceton trong mơi trường acid hay trung tính
nằm dưới dạng hỗ biến ceton – enol đối xứng và ổn định, làm cho curcuminoid có khả
năng tạo phức với nhiều ion kim loại khác nhau: Mn2+, Fe2+, Cu2+, Ga3+,…
Curcuminoid có khả năng cho đi một hay nhiều cặp electron tự do trên các nguyên tử
oxy của cấu trúc ceton – enol và chất nhận là các ion kim loại với lớp vỏ electron cịn
trống. Do vậy, liên kết cộng hóa trị giữa curcuminoid và kim loại được hình thành. Sự liên

kết này làm thay đổi năng lượng trường tinh thể của ion kim loại, làm thay đổi sự phân bố
electron trong phân tử. Kết quả là phức của kim loại và curcuminoid sẽ có nhiều màu sắc
khác nhau.

8


Hình 5: Phản ứng tạo phức với kim loại
3. Hoạt tính sinh học của curcumin:
-

Nhiều cơng trình nghiên cứu thử nghiệm ở các nước trên thế giới đã khẳng định từ
lâu rằng hoạt chất cur có tác dụng huỷ diệt tế bào ung thư vào loại mạnh.

-

Tại Mỹ, Đài Loan, người ta đã tiến hành thử lâm sàng dùng cur điều trị ung thư và
kết luận rằng cur có thể kìm hãm sự phát tác của tế bào ung thư da, dạ dày, ruột,
vòm họng, dạ con, bàng quang.

-

Cur còn là chất bổ cho dạ dày, ruột, gan, mật, lọc máu, làm sạch máu, điều trị vết
thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn có hiệu lực.

-

Từ nǎm 1993, các nhà khoa học thuộc Đại học Harvarrd (Mỹ) đã cơng bố 3 chất có
tác dụng kìm hãm tế bào HIV-1, HIV-1-RT và 1 trong 3 chất đó là cur.

-

Cur có giá trị hoạt tính sinh học cao là do trong cơng thức cấu tạo của cur có các
nhóm hoạt tính sau:

- Nhóm parahydroxyl: hoạt tính chống oxi hố.
- Nhóm ceton: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.
- Nhóm liên kết đơi: kháng viêm, kháng ung thư, chống đột biến tế bào.

9


 Hoạt tính kháng oxy hóa:
-

Oxy khơng thể thiếu đối với vi sinh vật ái khí. Oxy tham gia vào nhiều q trình
sinh hóa học trong cơ thể.. Trong các q trình đó, oxy tạo ra những tiểu phân trung
gian gọi là các gốc tự do. Khi nhận một điện tử đầu tiên, oxy tạo ra gốc superoxid.
Đây là gốc tự do quan trọng nhất của tế bào. Từ gốc superoxid (O2•−), nhiều gốc tự
do và các phân tử khác nhau của oxy có khả năng phản ứng cao được tạo ra như:
HO• (gốc hydroxyl), H2O2, 1O2 (oxy đơn bội), LO• (gốc lipoxid), LOO• (gốc
lipoperoxid), RO• (gốc alkoxid), LOOH. Tên chung của các gốc này là các dạng
oxy hoạt động

-

Cơ chế q trình kháng oxy hóa của curcuminoid là ngăn cản sự peroxid hóa các
lipid trong cơ thể.

-

Phản ứng peroxid hóa lipid là phản ứng dây chuyền và xảy ra theo cơ chế gốc tự do,
gồm các bước sau:

-

Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các gốc tự do, nguyên tử hydro bị tách ra
khỏi các acid béo chưa bão hòa (lipid).

-

Phản ứng dây chuyền: Gốc tự do peroxyl vừa hình thành tấn cơng các acid béo kế
cận.

-

Q trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxid béo trong màng tế bào, làm
màng tế bào không ổn định và cho phép sự xâm nhập của các ion có hại. Gốc tự do
peroxyl tấn công các ion cũng như các protein màng tế bào.
 Hoạt tính kháng ung thư

-

Cur là chất hủy diệt tế bào ung thư vào loại mạnh nhất theo cơ chế tự hủy diệt
từng phần các tế bào ác tính.. Có tác dụng kìm hãm tế bào ung thư ở cả ba giai đoạn
khởi phát, tiến triển và giai đoạn cuối. Kết quả là các tế bào ung thư bị vơ hiệu hóa
nhưng khơng gây ảnh hưởng đến tế bào lành tính, đồng thời ngăn ngừa sự hình
thành tế bào ung thư mới.

-

Ngồi ra cur cịn có tác dụng loại bỏ các men gây ung thư, bắt các gốc tự do gây
ung thư. Bởi vậy, cur có thể giúp cơ thể vừa phịng ngừa vừa chống ung thư một
cách hiệu quả .

V.

Tách chiết :

10


Phương pháp chiết tách curcumin từ nghệ.
Nghê tươi.

1. Cắt lát, rửa sạch.
2. Cất nước + cất lôi cuốn hơn nước

: Nhằm loại bỏ tinh dầu.

3. Sấy khô
4. Tán bột
5. Soxthlet bằng n-hexan

: Nhằm loại bỏ hidrocacbon và chất béo

6. Soxthlet bằng etyl accetat.
(10h – 80oC)
Curcumin thơ

1. Hồ tan bằng aceton – ete dầu hoả

: Loại bỏ tạp chất.

(1:9)
2. Lọc và bỏ dịch lọc.
3. Sấy khô chất rắn 600oC
Chất rắn tủa màu vàng.

1. Hoà tan trong cồn tuyệt đối.

: Loại bỏ tạp chất lần 2

2. Lọc
3. Sấy 60oC trong 30 phút
Curcumin thô
11
(màu vàng , bôt, co anh
kim


12