Ngày nay, nhờ sự phát triển của hóa học, đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên kết hợp với ngành sinh học, dược học và y học, các nhà khoa học đã có thể xác định được
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LÊ THỊ THÙY
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
LOÀI LYCOPODIELLA CERNUA (L.) PIC SERM
VÀ KADSURA COCCINEA (LEM.) A C SM.) Ở
Trang 2Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến
sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2 Thư viện Quốc gia Việt Nam
Trang 3DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1 Le Huyen Tram, Tran Thu Huong, Le Thi Thuy, Nguyen
Van Thong, Nguyen Tuan Anh, Nguyen Hoang Minh, Tran Thu Ha, Dao Anh Dung, Nguyen Phuong Thao, Phuong Thien Thuong, Duc Dat Le, Nguyen Dinh Hiep and Hee Jae
Shin (2021) A new triterpenoid from the stems of Kadsura
coccinea with antiproliferative activity Natural Product
Research, https://doi.org/10.1080/14786419.2021.1914612
2 Huyen Tram Le, Thu Huong Tran, Thi Thuy Le, Van
Thong Nguyen, Tuan Anh Nguyen, Hoang Minh Nguyen, Thi Minh Tran, Thi Hong Phuong Nguyen, Thu Ha Tran, Hai Dang Nguyen, Duc Dat Le, Phuoc Dien Pham, Mina
Lee (2021) A new phenylethyl glycoside and a new dibenzocyclooctadiene lignan from the leaves of Kadsura coccinea (Lem.) A C Smith Phytochemistry Letters,
https://doi.org/10.1016/j.phytol.2021.09.013
3 Vu Huong Giang, Le Thi Thuy, Pham Thi Cham, Le Ba
Vinh, Ninh Khac Ban, Tran My Linh, Nguyen Chi Mai, Pham Thi Hoe, Tran Thu Huong, Nguyen Hai Dang,
Hyuncheol Oh, Tran Hong Quang (2021) Chemical constituents from Lycopodiella cernua and their anti- imflammatory and cytotoxic activities Natural Product
Research https://doi.org/10.1080/14786419.2021.1958807
4 Vu Huong Giang, Le Thi Thuy, Pham Thi Cham, Le Ba
Vinh, Ninh Khac Ban, Tran My Linh, Nguyen Chi Mai, Pham Thi Hoe, Tran Thu Huong, Nguyen Hai Dang, Tran
Hong Quang (2021) Alkaloids and flavonoids from Lycopodiella cernua, Journal of Medicinal Materials 26 (3),
149-154
Trang 5GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng thảo mộc làm thuốc trị bệnh Ngày nay, nhờ sự phát triển của hóa học, đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên kết hợp với ngành sinh học, dược học và y học, các nhà khoa học đã có thể xác định được nguồn gốc dược tính của các phương thuốc cổ truyền
Trong Từ điển cây thuốc Việt Nam, loài Thông đất (Lycopodiella
cernua (L.) Pic Serm.) được sử dụng để chữa viêm gan cấp tính, mắt
đỏ sưng đau, phong thấp, đau nhức xương, loài Na rừng (Kadsura
coccinea (Lem.) A C Sm.) được dùng để làm thuốc bổ, kích thích
tiêu hóa và giảm đau Tuy nhiên, các đề tài nghiên cứu về 2 loài thực vật này với đối tượng tại Việt Nam vẫn còn hạn chế
Do đó, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát một số hoạt tính sinh học của loài
Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm và Kadsura coccinea
(Lem.) A C Sm ở Việt Nam”
Mục tiêu của luận án:
1 Nghiên cứu thành phần hóa học của loài Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm và Kadsura coccinea (Lem.) A C Sm
2 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào và ức chế sản sinh NO của các chất phân lập được nhằm tìm kiếm các hoạt tính mới từ 2 loài thực vật này
Nội dung luận án bao gồm:
1 Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ toàn cây của loài
Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm., và từ thân và lá của Kadsura
2 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được
3 Đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh NO của một số hợp chất phân lập được
4 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính ức chế sinh trưởng tế bào ung thư của một số hợp chất phân lập được
Những đóng góp mới của luận án:
Đây là nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
của hai loài thực vật là Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm và
Trang 6Kadsura coccinea (Lem.) A C Sm tại Việt Nam Nghiên cứu này
đã thu được các kết quả mới như sau:
- Từ loài Thông đất: Thu được 20 hợp chất bao gồm 05 lignan, 09 triterpenoid, 03 flavonoid và 03 alkaloid Các hợp chất đó là:
Lycocernuside E (LC1-mới), lycocernuaside A (LC2), bombasin
4-O-β-D-glucopyranoside (LC3), dihydrodehydrodiconiferyl alcohol
4-O-β-D-glucopyranoside (LC4), cedrusin (LC5), lycernuic B (LC6-
mới), lycernuic ketone F (LC7-mới), lycernuic ketone C (LC8),
lycernuic ketone B (LC9), lycoclavanol (LC10), 3-epi-lycoclavanol
(LC11) methyl lycernuate B (LC12), lycernuic acid B (LC13),
- Từ loài Na rừng: Thu được 15 hợp chất bao gồm 07 triterpenoid,
02 lignan, 06 phenolic glycoside Các hợp chất đó là: Kadnanolactone H (KC1), micrandiactone H (KC2), kadcoccilactone V (KC3- mới), kadnanolactone I (KC4), kadsuracin
A (KC5-mới), interiotherin C (KC6),
(S)-1-phenylethyl-6-α-L-arabinopyranosyl-β-D-glucopyranoside (KC7-mới),
3,4-dihydroxyphenylethanol-5-O-β-D-glucose (KC8), cimidahurinine
(KC9), thalictoside (KC10), icariside E3 (KC11), phloridzin
(KC12), seco-coccinic acid A (KC13), seco-coccinic acid F (KC14),
schisanlactone B (KC15) Trong đó, hợp chất thalictoside lần đầu
tiên được phân lập từ loài thực vật này
Về hoạt tính sinh học:
Trong các hợp chất phân lập được có các hợp chất thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư, ức chế sinh trưởng tế bào ung thư và ức chế sản sinh NO
Trang 7trang), chương 1 - tổng quan (22 trang), chương 2 - đối tượng và phương pháp nghiên cứu (06 trang), chương 3 - thực nghiệm (09 trang), chương 4 - kết quả và thảo luận (75 trang), kết luận và kiến nghị (02 trang), danh mục các công trình đã công bố của luận án (01 trang), tài liệu tham khảo (08 trang)
NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
MỞ ĐẦU
Trình bày ý nghĩa thực tiễn, mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
Trình bày về các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và
hoạt tính sinh học của 2 loài thực vật Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm và Kasura coccinea (Lem.) A C Sm
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu
Toàn cây Thông đất (Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm.) được
thu hái tại Sapa, Lào Cai, Việt Nam vào tháng 3 năm 2017 Mẫu thực vật được định danh bởi TS Nguyễn Thế Cường, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST)
Lá cây Na rừng (Kasura coccinea (Lem.) A C Sm.) được thu hái
vào tháng 5 năm 2017, thân cây được thu hái vào tháng 5 năm 2018
ở Tam Đảo, Vĩnh Phúc Mẫu thực vật được định danh bởi PGS.TS Trần Huy Thái, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST)
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp phân lập chất
Sử dụng các phương pháp sắc ký bao gồm: sắc ký cột (CC), sắc
ký lớp mỏng (TLC)
2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các chất
Cấu trúc các hợp chất phân lập được xác định dựa vào các thông
số vật lý như đo góc quay cực riêng kết hợp với các phương pháp phổ hiện đại như phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D, 2D và phổ CD
Trang 82.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
Hoạt tính gây độc tế bào ung thư được thực hiện theo phương pháp MTT, hoạt tính ức chế sản sinh NO được thực hiện theo phương pháp của Griess trên đại thực bào của chuột (RAW264.7 và BV-2) kích thích bởi LPS
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM
3.1 Phân lập các hợp chất từ loài Thông đất (Lycopodiella
cernua (L.) Pic Serm.)
Trang 9Hình 3.2 Sơ đồ phân lập dịch nước của cây Thông đất
Hình 3.3 Sơ đồ phân lập cặn EtOAc của cây Thông đất
3.1.2 Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập từ loài Thông đất
Phần này trình bày thông số vật lý và dữ liệu phổ của 20 hợp chất
(LC1-LC20) phân lập được, trong đó có 3 hợp chất mới là LC1, LC6 và LC7
Trang 103.3 Phân lập các chất từ loài Na rừng
3.3.1 Quy trình phân lập chất
Các chất được phân lập từ thân cây Na rừng theo hình 3.5:
Hình 3.5 Sơ đồ phân lập chất từ thân cây Na rừng
Các chất phân lập từ lá cây Na rừng theo hình 3.6:
Trang 11Hình 3.6 Sơ đồ phân lập chất từ lá cây Na rừng
3.3.2 Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập từ loài Na rừng
Phần này trình bày thông số vật lý và dữ liệu phổ của 15 hợp chất
(KC1-KC15) phân lập được trong đó có 3 hợp chất mới là KC3, KC5 và KC7
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Các hợp chất phân lập từ loài Thông đất (L.cernua)
Từ toàn cây của loài Thông đất đã phân lập được 20 hợp chất
Trong đó có 3 hợp chất mới là lycocernuside E (LC1), lycernuic B (L6) và lycernuic ketone F (LC7) Các hợp chất có cấu trúc như sau:
Trang 12Hình 4.1.21 Cấu trúc các chất phân lập từ loài Thông đất (L cernua)
4.1.1 Hợp chất LC1: Lycocernuaside E (hợp chất mới)
Hình 4.1.1.a Cấu trúc của hợp chất lycocernuaside D và LC1
Hợp chất LC1 thu được ở dạng bột màu trắng
Công thức phân tử của LC1 được xác định là C25H32O12, dựa trên phổ HR-ESI-MS, cho pic ion giả phân tử [M+Cl]- tại m/z 559,1587
(tính toán cho C25H32O12Cl-; 559,1588)
Trang 13Hình 4.1.1.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất LC1
Phổ 1H-NMR của LC1 cho thấy nó thuộc bộ khung neolignan, cụ
thể gồm sáu tín hiệu proton của hai vòng thơm thế ba ở các vị trí
1,3,4 với δH 7,14 (1H; d; J = 2,0 Hz, H-2); 7,13 (1H; d; J = 8,5 Hz; H-5) và 6,99 (1H; dd; J = 2,0; 8,5 Hz; H-6), cũng như δH 7,56 (1H; d;
J = 2,0 Hz, H-2′); 7,10 (1H; d; J = 8,5 Hz; H-5′); 7,60 (1H; dd; J =
2,0; 8,5 Hz; H-6′) và, hai nhóm oxymethine ở δH 4,97 (1H; d; J = 4,5 Hz; H-7) và 4,61 (1H; d; J = 5,5 Hz; H-8), một nhóm oxymethylene
ở δH 3,60 (1H; dd; J = 6,0; 12,0 Hz; H-9a); 3,87 (1H; m; H-9b), hai nhóm methoxy ở δH 3,92 (3H; s; 3′-OCH3) và 3,85 (3H; s; 3-OCH3),
một proton anome ở δH 4,88 (1H, tín hiệu chồng chập, H-1′′), và một
nhóm methyl acetyl hóa ở δH 2,57 (3H, s)
Phổ 13C-NMR của LC1 cho thấy sự xuất hiện của 25 nguyên tử
carbon, bao gồm sáu nguyên tử carbon thuộc một đơn vị glucopyranosyl ở δC 102,9 (CH; C-1′′), 74,9 (CH; C-2′′); 78,2 (CH; C-3′′); 71,4 (CH; C-4′′); 77,8 (CH; C-5 ′′) và 62,5 (CH2; C-6′′), điều này được làm sáng tỏ qua các tương quan trên phổ HSQC và HMBC Ngoài ra là tín hiệu của 3 nhóm methyl, 1 nhóm methylene, 8 nhóm methine và 7 carbon không liên kết với hydro
Trang 14β-Hình 4.1.1.c Phổ 1 H-NMR giãn rộng của hợp chất LC1
Các dữ liệu phổ NMR gợi ý rằng LC1 là một neolignan
glycoside Tương quan HMBC giữa H-1′′ (δH 4,88) và C-4 (δC 147,5) xác nhận rằng đơn vị glucose được liên kết tại C-4 Vị trí của hai nhóm methoxy tại C-3 và C-3′ được xác định bởi các pic giao trên HMBC từ 3-OCH3 (δH 3,85) đến C-3 (δC 150,6), cũng như từ 3′-OCH3 (δH 3,92) đến C-3′ (δC 151,1)
Cấu hình tương đối của gốc aglycone trong LC1 được đề xuất là
Hz), cũng như so sánh dữ liệu 1H và 13C-NMR với các dữ liệu của neolignan lycocernuaside D được báo cáo trước đây, điểm khác biệt
là sự xuất hiện của một nhóm glucoside tại vị trí C-4 trong LC1 Do
đó, cấu trúc của LC1 được xác định như trong hình 4.1.1.g, đây là hợp chất mới và được đặt tên là lycocernuaside E
Trang 15Hình 4.1.1.d Phổ 13 C-NMR của hợp chất LC1
Hình 4.1.1.e Phổ HSQC của hợp chất LC1
Trang 16Hình 4.1.1.f Phổ HMBC của hợp chất LC1
Hình 4.1.1.g Các tương tác HMBC chính của LC1 Bảng 4.1.1 Phổ NMR của hợp chất LC1 và hợp chất tham khảo
Vị trí #δC δCa,b DEPT δHa,c độ bội, (J=
Trang 174.2 Các hợp chất phân lập từ loài Na rừng (K.coccinea)
Từ thân và lá của loài Na rừng đã phân lập được 15 hợp chất sạch
trong đó có 3 hợp chất mới là kadcoccilactone V (KC3),
kadsuracin A (KC5),
(S)-1-phenylethyl-6-α-L-arabinopyranosyl-β-D-glucopyranoside (KC7) Các hợp chất có cấu trúc như sau:
Trang 184.2.5 Hợp chất KC5: Kadsuracin A (hợp chất mới)
Hình 4.2.5.a: Cấu trúc hóa học của KC5 và hợp chất kadsurarin
Trang 19Hình 4.2.5.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất KC5
Phổ 1H-NMR của KC5 cho thấy một proton olefinic ở δH 5,98
(m, H-3′′), một tín hiệu doublet của nhóm methyl ở δH 1,87 (d, J = 7,3 Hz, H-4′′) và một tín hiệu singlet của nhóm methyl ở δH 1,42 (H-
5′′), hai tín hiệu singlet của proton vòng thơm ở δH 6,50 (H-11) và
6,74 (H-4), hai proton methylenedioxy ở vùng trường thấp ở δH 5,92 (br s; H-19a) và 5,93 (br s, H-19b), hai proton olefinic sp2 thế ở δH
4,86 (br s, H-17a) và 5,30 (br s, H-17b), bốn tín hiệu singlet của
nhóm methoxy ở δH 3,57 (OCH3-14); 3,75 (OCH3-2); 3,85 (OCH31); 3,91 (OCH3-3), hai nhóm oxymethine ở δH 6,40 (s; H-6) và 5,70
-(m; H-9), một tín hiệu của nhóm methine ở δH 2,82 (m; H-8), một
nhóm methyl bậc 2 ở δH 1,24 (d; J = 7,1 Hz), liên kết với nhóm angeloyl [δH 5,98 (H-3′′); 1,87 (d; J = 7,1 Hz; H-4′′); 1,42 (s, H- 5′′′)], và một tín hiệu singlet của nhóm methyl ở δH 1.54 (H-2′) Phổ 13C NMR của KC5 cho thấy tín hiệu của 2 carbon nhóm
carbonyl ở δC 166,2 (C-1′′) và 170,4 (C-1′), 12 nguyên tử carbon
không liên kết với proton [bao gồm sáu carbon liên kết với oxy ở δC
Trang 20(OCH3-2); 60,4 (OCH3-1) và 60,7 (OCH3-14); 4 nhóm methyl tại δC
15,7 (C-4′′); 18,6 (C-18); 19,8 (C-5′′) và 20,7 (C-2′)
Dữ liệu phổ 1H và 13C-NMR của KC5 cho thấy sự hiện diện của
bộ khung dibenzocyclooctadiene cùng với một gốc angeloyl và một gốc acetal Dữ liệu quang phổ của nó tương tự như của kadsurarin,
sự khác biệt duy nhất là vị trí C-7 và C-17 Trong kadsurarin, vị trí C-7 là một carbon không liên kết với hydro và liên kết với nhóm
hydroxyl Trong khi ở KC5, vị trí này được khẳng định là có chứa
Trang 21Hình 4.2.5.d Phổ 13 C-NMR của hợp chất KC5 đo trong CDCl3
Hình 4.2.5.e Phổ HMQC của hợp chất KC5 đo trong CDCl3
Trang 22Hình 4.2.5.f Phổ HMBC của hợp chất KC5 đo trong CDCl3
Trang 23
Hình 4.2.5.h Phổ CD và tương tác HMBC, COSY của KC5
Các tương tác trên phổ 1H-1H NOESY giữa proton H-4 (δH 6,74)
và H-6 (δH 6,40), và của H-9 (δH 5,70) đến H-8 (δH 2,82)/H-11 (δH
6,50) mà không có tương tác của H-9 (δH 5,70) đến H-18 (1,24), khẳng định cấu dạng ghế thuyền xoắn của vòng cyclooctadiene Từ
đó có thể kết luận về các cấu hình H-6α, H-8β, H-9β
Hơn nữa, phổ CD của KC5 cho thấy một hiệu ứng Cotton dương
ở vùng 212–220 nm và hiệu ứng Cotton âm ở vùng 244 nm khẳng
định cấu hình S-biphenyl Như vậy, cấu trúc của KC5 đã được làm
sáng tỏ, đây là hợp chất mới và được đặt tên là kadsuracin A
Bảng 4.3.5 Phổ của hợp chất KC5 và hợp chất tham khảo
Trang 244.3 Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được
4.3.1.1 Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh nitric oxide (NO)
Các hợp chất sạch được đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh NO trên tế bào BV2 và RAW264.7 được kích thích bởi LPS