Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- KHIẾU THỊ TÂM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA 3 LOÀI: NGOẠI MỘC TÁI (ALLOPHYLUS LIVESCENS GAGNEP.), CÀY RI TA HẠ LONG (CHIRITA HALONGENSIS KIEW& T.H.NGUYEN) VÀ AN ĐIỀN LÁ THÔNG [OLDENLANDIA PINIFOLIA (WALL. EX G.DON) KUNTZE] CỦA VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… KHIẾU THỊ TÂM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA 3 LOÀI: NGOẠI MỘC TÁI (ALLOPHYLUS LIVESCENS GAGNEP.), CÀY RI TA HẠ LONG (CHIRITA HALONGENSIS KIEW& T.H.NGUYEN) VÀ AN ĐIỀN LÁ THÔNG [OLDENLANDIA PINIFOLIA (WALL. EX G.DON) KUNTZE] CỦA VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 62.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. Nguyễn Thị Hoàng Anh 2. PGS. TS. Trần Văn Lộc HÀ NỘI – 5/2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Thị Hoàng Anh và PGS. TS. Trần Văn Lộc. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực, được đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả Khiếu Thị Tâm LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại phòng Nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên và phòng Tổng hợp hữu cơ – Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thị Hoàng Anh và PGS. TS. Trần Văn Lộc những thầy cô đã từng bước hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tất cả các cô chú, anh chị phòng Nghiên cứu các Hợp chất Thiên nhiên và phòng Tổng hợp Hữu cơ – Viện Hóa học đã hết lòng chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong thời gian tôi tiến hành thực nghiệm tại Viện Hóa học. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học và Học viện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Khoa học đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với sự động viên, giúp đỡ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Khiếu Thị Tâm MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................i DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ii DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... iii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 3 1.1. Tổng quan về chi Allophylus..............................................................................3 1.1.1. Giới thiệu về thực vật chi Allophylus ................................................................ 3 1.1.2. Ứng dụng của chi Allophylus trong y học cổ truyền......................................... 3 1.1.3. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Allophylus ........................ 4 1 1 3 1 Hợp chất phenol ............................................................................................. 4 1 1 3 2 Hợp chất terpenoid và steroid ........................................................................ 7 1 1 3 3 Các hợp chất khác .......................................................................................... 9 1.1.4. Tình hình nghiên cứu cây Ngoại mộc tái (Allophylus livescens Gagnep) ...... 11 1.2. Tổng quan về chi Chirita..................................................................................11 1.2.1. Giới thiệu về thực vật chi Chirita ................................................................... 11 1.2.2. Ứng dụng của chi Chirita trong y học cổ truyền ............................................ 12 1.2.3. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Chirita ................................................................................................................................... 12 1.2.3.1. Các hợp chất phenylethanoid ....................................................................... 13 1 2 3 2 Các hợp chất quinone ................................................................................... 14 1 2 3 3 Các hợp chất flavonoid ................................................................................ 16 1 2 3 4 Các hợp chất triterpenoid ............................................................................. 16 1 2 3 5 Các nhóm chất khác ..................................................................................... 18 1.2.4. Tình hình nghiên cứu cây Cày ri ta Hạ long (Chirita halongensis Tên tác giả) ................................................................................................................................... 19 1.3. Tổng quan về chi Oldenlandia.........................................................................19 1.3.1. Giới thiệu thực vật về chi Oldenlandia ........................................................... 19 1.3.2. Ứng dụng của chi Oldenlandia trong y học cổ truyền .................................... 21 1.3.3. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Oldenlandia ................... 22 1.3 3 1 Các alkaloid từ chi Oldenlandia .................................................................. 22 1.3 3 2 Các anthraquinone từ chi Oldenlandia ........................................................ 23 1.3 3 3 Các flavonoid từ chi Oldenlandia ................................................................ 26 1.3 3 4 Các iridoid từ chi Oldenlandia ..................................................................... 28 1.3.3.5 Các hợp chất khác từ chi Oldenlandia ......................................................... 32 1.3.4. Tình hình nghiên cứu về cây An điền lá thông [Oldenlandia pinifolia (Wall. Ex G. Don) Kuntze] ................................................................................................... 32 1.4. Hợp chất iridoid...............................................................................................33 1.4.1. Giới thiệu chung về hợp chất iridoid .............................................................. 33 1.4.2. Phân loại các hợp chất iridoid........................................................................ 34 1.4.2.1. Iridoid glycoside........................................................................................... 34 1.4.2.2. Iridoid aglycone .......................................................................................... 35 1.4.2.3. Secoiridoid ................................................................................................... 35 1.4.2.4. Bis iridoid ..................................................................................................... 35 1.4.3. Hoạt tính sinh học các iridoid......................................................................... 36 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................... 37 2.1. Thu hái mẫu thực vật và xác định tên khoa học...........................................37 2.2. Phƣơng pháp xử lý và chiết mẫu....................................................................38 2.3. Phƣơng pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất từ mẫu thực vật.......................................................................................................38 2.4. Các phƣơng pháp xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc.......39 2.5. Phƣơng pháp thử hoạt tính gây độc tế bào....................................................39 2.6.. Phƣơng pháp thử hoạt tính cảm ứng apoptosis ........................................... 42 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 44 3.1. Tách chiết, phân lập các chất từ cây Ngoại mộc tái (Allophylus livescens).44 3.1.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách ..................................................................... 44 3.1.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập từ cây Ngoại mộc tái ....................... 46 3 1 2 1 Hợp chất 1,6,10,14-phytatetraen-3-ol (AL1) ............................................... 46 3 1 2 2 Hợp chất catechin (AL2).............................................................................. 46 3 1 2 3 Chất stigmasterol (AL3) .............................................................................. 46 3 1 2 4 Hợp chất β-sitosterol (AL4) ......................................................................... 46 3 1 2 5 Hợp chất β-sitosterol glucoside (AL5) ........................................................ 46 3.1.3. Hoạt tính gây độc tế bào của chất AL1 ......................................................... 47 3.2. Tách chiết, phân lập các chất từ cây Cày ri ta Hạ long ...............................47 3.2.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách ..................................................................... 47 3.2.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập từ cây Cày ri ta Hạ long .................. 50 3 2 2 1 Hợp chất 7-hydroxytectoquinone (CH1): .................................................... 50 3 2 2 2 Hợp chất 3α,24-dihydroxy-urs-12-ene-28-oic acid (CH2) .......................... 50 3 2 2 3 Hợp chất ursolic acid (CH3) ........................................................................ 50 3 2 2 4 Hợp chất oleanolic acid (CH4) .................................................................... 51 3 2 2 5 Hợp chất 2-(3,4-Dihydroxyphenyl)ethyl-β-D-glucopyranoside (CH5) ...... 50 3 2 2 6 Hợp chất acteoside (CH6)............................................................................ 52 3 2 2 7 Hợp chất isoacteoside (CH7) ....................................................................... 52 3 2 2 8 Hợp chất decaffeoylacteoside (CH8)........................................................... 52 3 2 2 9 Hợp chất β-hydroxyacteoside (CH9) ........................................................... 52 3.2.3. Thử hoạt tính độc tế bào ................................................................................. 52 3.3. Tách chiết, phân lập các chất từ cây An điền lá thông (Oldenlandia pinifolia)...................................................................................................................52 3.3.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách ..................................................................... 52 3.3.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập từ cây An điền lá thông.................... 56 3 3 2 1 Hợp chất 1,4,6-trihydroxy-2-methyl-anthraquinone (HP1) ........................ 56 3 3 2 3 Hợp chất 1,6-dihydroxy-2-methylanthraquinone (HP3) ............................. 56 3 3 2 4 Hợp chất digiferruginol (HP4)..................................................................... 56 3 3 2 5 Hợp chất lutein (HP5) .................................................................................. 57 3 3 2 6 Hợp chất ursolic acid (HP6) ........................................................................ 57 3 3 2 7 Hợp chất oleanolic acid (HP7) .................................................................... 57 3 3 2 8 Hợp chất asperuloside (HP8) ....................................................................... 57 3 3 2 9 Hợp chất deacetyl asperuloside (HP9) ........................................................ 57 3 3 2 10 Hợp chất asperulosidic acid (HP10) .......................................................... 57 3 3 2 11 Hợp chất scandoside methyl ester (HP11)................................................. 57 3 3 2 11 Hợp chất afzelin (HP12) ............................................................................ 58 3 3 2 13 Hợp chất isorhamnetin-3-O-β-rutinoside (HP13)...................................... 58 3 3 2 14 Hợp chất rutin (HP14) ............................................................................... 58 3.3.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào của cao chiết và các chất phân lập từ cây An điền lá thông ............................................................................................................. 58 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 60 4.1. Kết quả nghiên cứu về cây Ngoại mộc tái......................................................60 4.1.1. Các hợp chất phân lập từ cây Ngoại mộc tái (Allophylus livescens) ............ 60 4 1 1 1 Hợp chất 1,6,10,14-phytatetraen-3-ol (AL1) ............................................... 60 4 1 1 2 Hợp chất catechin (AL2).............................................................................. 64 4 1 1 3 Hợp chất stigmasterol và β-sitosterol (AL3 và AL4) .................................. 65 4 1 1 4 Hợp chất β-sitosterol glucoside (AL5) ........................................................ 66 4.1.2. Hoạt tính gây độc tế bào của AL1 được phân lập từ cây Ngoại mộc tái ........ 66 4.2. Kết quả nghiên cứu về cây Cày ri ta Hạ long................................................607 4.2.1. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập được ............................................. 67 4.2.1.1. Hợp chất 7-hydroxytectoquinone (CH1) ..................................................... 68 4.2.1.2. Hợp chất 3α,24-dihydroxy-urs-12-ene-28-oic acid (CH2) .......................... 70 4 2 1 3 Hợp chất ursolic acid (CH3) ........................................................................ 73 4 2 1 4 Hợp chất oleanolic acid (CH4) .................................................................... 73 4.2.1 5 Hợp chất 2-(3,4-dihydroxyphenyl)ethyl-β-D-glucopyranoside (CH5) ....... 74 4 2 1 6 Hợp chất acteoside (CH6)............................................................................ 76 4 2 1 7 Hợp chất isoacteoside (CH7) ....................................................................... 79 4 2 1 8 Hợp chất decaffeoylacteoside (CH8)........................................................... 80 4.2.1.9. Hợp chất β-hydroxyacteoside (CH9) ........................................................... 81 4.3. Kết quả nghiên cứu về cây An điền lá thông.................................................84 4.3.1. Các hợp chất phân lập từ cây An điền lá thông .............................................. 85 4 3 1 1 Hợp chất 1,4,6-trihydroxy-2-methyl-anthraquinone (HP1) ........................ 86 4 3 1 2 Hợp chất 2-hydroxy-1-methoxy-anthraquinone (HP2) ............................... 90 4 3 1 3 Hợp chất 1,6-dihydroxy-2-methylanthraquinone (HP3) ............................. 93 4 3 1 4 Hợp chất digiferruginol (HP4)..................................................................... 94 4 3 1 4 Hợp chất lutein (HP5) .................................................................................. 95 4 3 1 6 Hợp chất ursolic acid (HP6) ......................................................................100 4 3 1 7 Hợp chất oleanolic acid (HP7) ..................................................................101 4.3.1.8. Hợp chất asperuloside (HP8) .....................................................................101 4.3.1.9. Deacetyl asperuloside (HP9) .....................................................................105 4 3 1 10 Hợp chất asperulosidic acid (HP10) ........................................................107 4 3 1 11 Hợp chất scandoside methyl ester (HP11)...............................................109 4.3.1.12. Hợp chất afzelin (HP12) ..........................................................................111 4 3 1 13 Hợp chất isorhamnetin-3-O-β-rutinoside (HP13)....................................113 4 3 1 14 Hợp chất rutin (HP14) .............................................................................116 4.3.2. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết và các hợp chất phân lập được ...................................................................................................................118 4 3 2 1 Kết quả thử hoạt tính cảm ứng apoptosis của cao chiết n-butanol trên tế bào bạch cầu OCI-AML.................................................................................................118 4.3.2.2 Kết quả thử hoạt tính cảm ứng apoptosis của cao chiết n-butanol và một số hợp chất phân lập từ cao chiết này trên dòng tế bào ung thư máu K562 ................122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 129 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN..................................................... 131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .................................................................................................................................133 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1 H-NMR 13 C-NMR DEPT Proton Nuclear Phổ cộng hưởng từ hạt nhân MagneticResonance Spectrocopy proton Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance Spectrocopy carbon Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarisation Transfer HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ HMBC Coherence HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ HSQC Coherence COSY Correlation Spectrocopy Phổ tương tác proton ESI-MS Electron Spray IonizationMass Phổ khối ion hóa bằng phun mù Spectrocopy điện tử HR-ESI- High Resolution ElectronSpray Phổ khối phân giải cao ion hóa MS Ionization- Mass Spectrocopy bằng phun mù điện tử IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% tế bào thử nghiệm KB Human epidermic carcinoma Ung thư biểu mô ở người HepG2 Human hepatocellular carcinoma Ung thư gan ở người Lu Human lung carcinoma Ung thư phổi ở người MCF-7 Human breast carcinoma Ung thư vú ở người HL-60 Human promyeloccytic leukemia Ung thư máu cấp tính ở người DMSO Dimethyl sulfoxide CH2Cl2 Diclomethane CHCl3 Chloroform EtOAc Ethyl acetate MeOH Methanol H2 O Nước TLTK Tài liệu tham khảo KH Kí hiệu i