CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. TỔNG QUAN VỀ CHI CURCUMA L. Thực vật học của chi Curcuma L. Lịch sử chi Curcuma L.
Chi Curcuma được Linnaeus C. đã công bố 9 loài ở bán đảo Malay [13]. Năm 1966 ở Thái Lan, Sirirugsa P. đã công bố 30 loài trong đó 7 loài chưa xác định được tên khoa học [14].
Theo thực vật chí Trung Quốc năm 2000 [15], khóa phân loại thực vật chi Curcuma L. Năm 2006, Sabu liệt kê 20 loài phân bố ở nam Ấn Độ trong cuốn sách “Zingiberaceae và Costaceae của Nam Ấn Độ” [12]. Theo Nguyễn Quốc Bình [16], [17], chi Curcuma L. có khoảng 120 loài phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, châu Phi đặc biệt là ở Nam Á và Đông Nam Á.
Theo cơ sở dữ liệu mới nhất trên trang “Plant of the World Online (POWO 2024)” chi này bao gồm 167 loài được chấp nhận. Ở Việt Nam, hiện nay có tới 28 loài, phân bố rải rác từ Bắc vào Nam [16], [18]. Vị trí phân loại của chi Curcuma L. Theo thực vật chí Đông Dương [19] và hệ thống phân loại của Takhtajan [20], chi Curcuma L.
Đặc điểm thực vật của chi Curcuma L. Cây thảo, cao 0,5 - 2 m, rễ phần lớn dạng ống, thân rễ có nhánh, dày, nạc, có mùi thơm. Lá có phiến hình mác rộng hay thuôn, hiếm khi là hình dải hẹp; cuống lá thường dài; lưỡi ngắn. Cụm hoa mọc từ thân rễ hay giữa các bẹ lá, hoa thường xuất hiện sau khi có lá, đôi khi hoa xuất hiện cùng lá hay trước lá.
Các lá bắc dính với nhau nhiều hay ít ở phía dưới và làm thành dạng túi, phần trên xòe ra, mỗi lá bắc chứa một cụm nhỏ (Cincinus) có 2 - 7 hoa, phía đầu các lá bắc có màu sắc khác nhau, các lá bắc con mở đến gốc. Hoa có phần dưới đài hình ống hay chuông ngắn, trên xẻ sâu 1 bên, đầu xẻ 3 thành 2 hoặc 3 thùy dạng răng nhỏ; ống tràng dạng phễu hẹp, trên chia 3 thùy, các thùy gần bằng nhau hay thùy giữa hơi dài hơn hai thùy bên, đầu dạng mũ; bộ nhị có chỉ nhị ngắn, rộng; bao phấn 2 ô, gốc ô bao phấn kéo dài xuống phía dưới thành dạng cựa hay không, phần phụ trung đới kéo dài lên trên thành mào hay không; cánh môi có phần giữa dày, mỏng hơn ở hai bên. Sinh thái của chi Curcuma L. Cây ưa bóng, mọc dưới tán rừng ẩm, ven suối, ven nương rẫy, sinh trưởng tốt trên đất giàu dinh dưỡng, đất phù sa nhiều mùn ẩm, thoát nước và không chịu được úng [19].
Thành phần hóa học của chi Curcuma L. Các nghiên cứu về thành phần hóa học cho thấy hơn 700 hợp chất từ 31 loài thuộc chi Curcuma L.) đã được phân lập và xác định (Phụ lục 1). Hầu hết các hợp chất được phân lập từ thân rễ, một số hợp chất được chiết tách từ phần trên mặt đất. Các hợp chất này có thể phân chia thành 6 nhóm chính gồm: terpenoid (1-530), diphenylalkanoid (531-631), các dẫn xuất phenylpropen (632-650), flavonoid (651- 665), steroid (666-672), alkaloid (673-676) và các chất khác (677-710) [21].
Danh sách các hợp chất phân lập từ chi Curcuma L. được thống kê trong Phụ lục 1. Danh sách một số loài Curcuma nghiên cứu về thành phần hóa học STT Tên loài STT Tên loài 1 C. caesia Ghi chú: * Loài có ở Việt Nam [16], [18] 4 1.
Các hợp chất terpenoid Terpenoid là thành phần chính trong tinh dầu và là nhóm hợp chất lớn nhất được chiết xuất từ chi Curcuma L. với 531 dẫn xuất terpenoid (1-530) đã được báo cáo từ 31 loài thuộc chi Curcuma L. Các hợp chất terpenoid có trong chi Curcuma L. phần lớn là monoterpenoid (1-104) và sesquiterpenoid (105-485) trong tự nhiên.
Ngoài ra còn có một số hợp chất thuộc nhóm diterpenoid (486-524), sesterterpenoid (525-527) và triterpenoid (528-530). Các hợp chất thuộc nhóm sesquiterpenoid chiếm số lượng nhiều nhất và đa dạng về cấu trúc hơn các nhóm khác [21]. Monoterpenoid Các monoterpenoid trong chi Curcuma L. được chia thành 3 nhóm: acylic (không vòng), menthan và bicyclic (hai vòng) với 104 hợp chất đã được xác định (1-104).
Acylic monoterpenoid (1-23): Monoterpenoid không chứa vòng trong cấu trúc phân tử, được hình thành bởi sự liên kết giữa phần đầu mạch và cuối mạch của các đơn vị isopren. 23 hợp chất thuộc nhóm này đã được báo cáo trong các loài thuộc chi Curcuma L. Menthan monoterpenoid (24-67): Bao gồm 3 loại đồng phân là o-, m- và p- menthan. p-Menthan là monoterpenoid chiếm ưu thế, được phân lập từ các loài thuộc chi Curcuma L.
Bicylic monoterpenoid (68-104): Monoterpenoid có hai vòng trong cấu trúc phân tử. 37 monoterpenoid dạng hai vòng (Phụ lục 1.4) được tìm thấy trong các loài thuộc chi Curcuma L. và có thể được chia thành 6 nhóm nhỏ: camphan, fenchan, caran, thujan, pinan và một số loại khác. Một số hợp chất monoterpenoid từ chi Curcuma L.
được trình bày ở Hình 1. Một số hợp chất monoterpenoid từ chi Curcuma L. Sesquiterpenoid Sesquiterpenoid có cấu trúc C15 được cấu tạo bởi 3 đơn vị isoprenoid với 382 hợp chất (105-486) được xác định từ 28 loài thuộc chi Curuma L. và được chia làm 11 nhóm nhỏ, trong đó bisabolan và guaian chiến phần lớn.
Farnesan sesquiterpenoid (105-116): 12 farnesan sesquiterpenoid đã được tìm thấy trong các loài thuộc chi Curuma L. Trong số các hợp chất này, (2Z,6E)-farnesol (106) và (E)-β-farnesen (108) có trong thành phần của nhiều loài thuộc chi Curcuma L. Bisabolan sesquiterpenoid (107-196): Đây là nhóm chất lớn nhất được tìm thấy ở các loài Curcuma L. với 80 hợp chất, trong đó, chủ yếu là từ loài C.
longa (Phụ lục 1. Cadinan sesquiterpenoid (197-222): Bộ khung cadinan sesquiterpenoid phụ thuộc vào cấu trúc lập thể tương đối ở các nguyên tử carbon 1, 6 và 7. 26 sesquiterpenoid khung cadinan ở các loài thuộc chi Curcuma L. có thể chia làm 4 nhóm nhỏ cadalen (197-199), calamenen (200-201), cadinan (202-214) và muurolan (215-222) (Phụ lục 1.
Carabran sesquiterpenoid (223-229): Carabran tạo thành 1 nhóm nhỏ gồm 5,10- cycloxanthan. 7 hợp chất thuộc khung này đã được tìm thấy trong chi Curcuma L. Curcuman sesquiterpenoid (230-234): Sesquiterpenoid khung curcuman là dạng 4,5-secoguaian. 5 hợp chất thuộc nhóm này đã được tìm thấy trong các loài thuộc chi Curcuma L.
Eleman sesquiterpenoid (235-246): là một nhóm nhỏ của sesquiterpenoid. 12 hợp chất eleman sesquiterpenoid đã được phân lập từ một số loài thuộc chi Curcuma L. Eudesman và furanoeudesman sesquiterpenoid (247-287): Eudesman còn được gọi là selinan trong tài liệu đầu tiên. Eudesman sesquiterpenoid trong chi Curcuma L.
có thể được chia thành các nhóm nhỏ như eudesman đơn giản (247-268), sesquiterpenoid furanoeudesman (269-286) và secoeudesman (287) (Phụ lục 1. Germacran sesquiterpenoid (288-341): 54 hợp chất germacran sesquiterpenoid đã được tìm thấy trong 21 loài thuộc chi Curcuma L. và được chia thành các nhóm 6 germacran đơn giản, thiếu lacton hoặc vòng furan (Phụ lục 1. Guaian sesquiterpenoid (342-416): là nhóm sesquiterpenoid lớn thứ 2 được tìm thấy trong các loài thuộc chi Curcuma L.
Dựa trên sự đa dạng về cấu trúc của chúng, có thể chia nhóm này thành 6 nhóm nhỏ: guaian đơn giản (342-384), 12,6-guaianolid (385-408), 12,8-guaianolid (409-410), seco-abeoguaian (411), abeoguaian (412-414) và cycloguaian (415-416) (Phụ lục 1. Dimer sesquiterpenoid (417-427): 11 hợp chất dimer sesquiterpenoid được tìm thấy trong loài C. aeruginosa (Phụ lục 1. Sesquiterpenoid khác: Ngoài các khung chính ở trên, 59 sesquiterpenoid khác thuộc 16 khung dưới đây cũng được báo cáo trong một số loài thuộc chi Curcuma L.15): (i) Aristolan (428) (ii) Aromadendran (429-435) (iii) Bourbonan (436) (iv) Caryophyllan (437-439) (v) Copaan (440-441) (vi) Cubeban (442-444) (vii) Cyclopentan sesquiterpenoid (445) (viii) Daucen (446) (ix) Himachalan (447-449) (x) Longifolan (450) (xi) Longipinan (451-452) (xii) Oplopan (453) (xiii) Patchoulan (454-457) (xiv) Santalan (458-460) (xv) Humulen (461-466) (xvi) Loại khác (467-485) Một số hợp thuộc nhóm sesquiterpenoid từ chi Curcuma L.
được trình bày ở Hình 1. Một số hợp chất sesquiterpenoid từ chi Curcuma L. Diterpenoid 39 diterpenoid (486-524) phân lập từ một số loài thuộc chi Curcuma L.16) thuộc các khung labdan (486-501), isopimaran (502-504) và labdan lacton (505- 524). Một số hợp chất thuộc nhóm diterpenoid từ chi Curcuma L.
được trình bày ở Hình 1. Một số hợp chất diterpenoid từ chi Curcuma L. Sesterterpenoid và triterpenoid 3 homosesterterpenoid đã được tìm thấy trong thân rễ của loài C. Ngoài ra, 3 triterpenoid cũng được tìm thấy trong thân rễ loài C.
Một số hợp chất sesterterpenoid và triterpenoid từ chi Curcuma L. Các hợp chất diphenylalkanoid Diphenylalkanoid là một trong các nhóm hợp chất phổ biến nhất thuộc chi Curcuma L. với 101 hợp chất (531-631) đã được tìm thấy và báo cáo trong chi này. Dựa trên chiều dài mạch carbon giữa hai vòng benzen, diphenylalkanoid có thể chia ra làm các phân nhóm cơ bản như diphenylheptanoid (531-625), diphenylpentanoid (626-628) và các diphenylalkanoid khác (629-631) [21].
Trong đó, nhóm diphenylheptanoid chiếm phần lớn. Các hợp chất nhóm này chủ yếu được báo cáo trong thành phần của loài C. Diphenylheptanoid: Nhóm chất có bộ khung aryl-C7-aryl (Phụ lục 1.17) với 96 hợp chất đã được báo cáo (531-625). Cấu trúc của diphenylheptanoid khác nhau ở các nhóm thế trong các vòng phenyl và chuỗi heptan.
Các đơn vị chuỗi carbon có thể tuần hoàn giữa các vị trí C3 và C7 hoặc C2 và C5 tương ứng tạo thành vòng pyron hoặc furan [21]. Curcuminoid thuộc phân nhóm diphenylheptanoid và là hỗn hợp của 3 thành phần: Curcumin (curcumin I, ~70%), demethoxycurcumin (curcumin II, ~17%) và bisdemethoxycurcumin (curcumin III, ~3%). Một số hợp chất thuộc nhóm diphenylheptanoid từ chi Curcuma L. được trình bày ở Hình 1.
Một số hợp chất diphenylheptanoid từ chi Curcuma L. Diphenylpentanoid: Trái ngược với diphenylheptanoid, diphenylpentanoid bao gồm 2 nhóm phenyl được liên kết bởi một chuỗi 5 carbon [21]. Các hợp chất diphenylpentanoid (626-628) được tìm thấy trong loài C. Một số hợp chất diphenylpentanoid từ chi Curcuma L.
Diphenylalkanoid khác: Ngoài bộ khung aryl-C5/C7-aryl, một số diphenylalkanoid có bộ khung aryl-C9/C15-aryl (629-631) (Hình 1. Một số hợp chất diphenylalkanoid khác trong chi Curcuma L. Các dẫn xuất phenylpropen Các dẫn xuất phenylpropen đại diện cho một nhóm các sản phẩm tự nhiên được phân bố rộng rãi trong giới thực vật. Trong chi Curcuma L., các hợp chất này được báo cáo dưới dạng monophenylpropen (632-643) và diphenylpropen (644-650) (Hình 1.
Một số dẫn xuất phenylpropen từ chi Curcuma L. Các hợp chất flavonoid Flavonoid là một nhóm lớn của thực vật, có cấu trúc cơ bản là diphenylpropan (C6-C3-C6). Cho đến nay có khoảng 9000 hợp chất flavonoid đã được xác định cấu trúc. Mặc dù flavonoid thường gặp trong thực vật và là thành phần chính của nhiều dược liệu, tuy nhiên chỉ có khoảng 16 hợp chất flavonoid (651-665) được xác định từ chi Curcuma L.
Một số hợp chất flavonoid từ chi Curcuma L. Các hợp chất steroid Steroid là một loại hợp chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp. Các hợp chất steroid có cấu tạo từ 17 nguyên tử carbon xếp thành 4 vòng trong đó có 3 vòng cyclohexan và 1 vòng cyclopentan. Các hợp chất có khung steroid được phân lập từ các loài trong tự nhiên thường rất đa dạng và phong phú chẳng hạn như hợp chất digitalis, cholesterol,.