Nghiên cứu thành phần hoá học cây nghể điểm polygonum lapathifolium l

Trên thế giới, nguồn thực vật vô cùng phong phú nhưng, theo thống kê mới gần đây nhất, mới chỉ có khoảng 5÷10% tổng số loài được nghiên cứu làm nguyên liệu chữa bệnh và cho mục đích tìm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

********* ♦*********

ĐÀO ANH DŨNG

ĐIỂM (POLYGONUM LAPATHIFOLIUM L.)

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các cô chú, anh chị phòng Hóa Hữu Cơ, viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, gia đình và bạn bè Đặc biệt em xin trân trọng cảm ơn:

hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này

GS.TS Châu Văn Minh, PGS.TS Phan Văn Kiệm cùng các cô chú, anh chị phòng Hóa Hữu Cơ, viện Hóa học các Hợp chất Thiên

quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn

Cuối cùng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ hữu cơ Hóa dầu và Khí, Bộ môn Hóa Hữu cơ,

Bộ môn Hóa dược và Hóa chất Bảo vệ thực vật trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã dạy dỗ và truyền thụ cho em những nguồn kiến thức

bổ ích, thiết thực trong suốt những năm tháng em học tập tại trường

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2009 Học viên thực hiện

Đào Anh Dũng

MỤC LỤC

Trang Các thuật ngữ - kí hiệu viết tắt

I.1.2 Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Polygonum 4

I.1.3 Tác dụng dược lý của chi Polygonum 12

I.2 Sơ lược về cây Nghể điểm - Polygonum lapathifolium L 13

I.2.2.1 Hoạt tính kìm hãm sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn 14

I.2.2.3 Hoạt tính dược lý trị khát, trị trùng lao, điều trị

chứng kiết lỵ đau khớp, giảm chứng viêm-sưng

I.2.3 Các nghiên cứu thành phần hóa học Polygonum lapathifolium L 18

I.3 Tổng quan về lớp chất Flavonoid 21

I.3.2 Các nhóm Flavonoid 21 I.3.3 Sự tiến hóa của Flavonoid trong thực vật bậc cao 26 I.3.4 Vai trò của Flavonoid trong cây 28

I.3.5 Tác dụng sinh học của Flavonoid 29

I.3.5.2 Tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm 32

I.3.5.4 Tác dụng đối với các bệnh tim mạch 33

II.1 Tổng quan chung về phương pháp chiết 37 II.1.1 Đặc điểm chung của phương pháp chiết 37

II.2 Tổng quan chung về phương pháp sắc ký 39 II.2.1 Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký 39 II.2.2 Cơ sở của phương pháp sắc ký 40 II.2.3 Phân loại các phương pháp sắc ký 40

II.3 Các phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất 42

II.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR 44 II.3.5 Đo điểm chảy (Melting Point) 46 II.4 Các phương pháp nghiên cứu cây Nghể điểm 46

II.4.2 Xác định tính chất vật lý và cấu trúc 47

III.2 Tách chiết và phân lập các hợp chất 48 III.3 Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất 50

IV.1 Xác định cấu trúc của hợp chất Flaccidin 53 IV.2 Xác định cấu trúc của hợp chất Catechin 61 IV.3 Xác định cấu trúc của hợp chất Quercetin 65 IV.4 Xác định cấu trúc của hợp chất Quercitrin 66 IV.5 Xác định cấu trúc của hợp chất Myricitrin 68 IV.6 Xác định cấu trúc của hợp chất Koaburaside 70 IV.7 Bảng tổng hợp các hợp chất đã được phân lập 71

CÁC THUẬT NGỮ- KÝ HIỆU VIẾTTẮT

CC Sắc ký cột dưới trọng lực dung môi(Column Chromatography)

13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C

(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonanace Spectrometry)

1

H-NMR Phổ cộng hưởng hạt nhân proton

(Proton Nuclear Magnetic Resonanace Spectrometry)

2D-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều

(Two-Dimensional NMR)

HMBC Phổ biểu diễn tương tác giữa C và H trong không gian phân tử

(Heteronuclear Multiple Bond Connectivity)

HSQC Phổ biểu diễn các tương tác trực tiếp H-C

(Heteronuclear Single Quantum Coherence)

DEPT Phổ DEPT

(Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer)

GC-MS Sắc ký khí khối phổ

(Gas Chromatography-Mass Spectrometry)

EI-MS Phổ khối lượng va chạm điện tử

(Electron Impact Mass Spectrometry)

HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao

(High Performance Liquid Chromatography)

TLC Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)

MS Phổ khối lượng (Mass Spectrometry)

Mp(t o nc ) Nhiệt độ nóng chảy (Melting Point)

δ (ppm) Độ dịch chuyển hóa học (Chemical shift)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng I.1.2 Một số hợp chất phõn lập từ chi Polygonum 5

Bảng I.2.3 Cỏc chalcone được phõn lập từ cõy Nghể điểm 20

Bảng 4.1 Dữ kiện phổ NMR của PLE1 59

Bảng 4.2 Dữ kiện phổ NMR của PLE2 64

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ I.3.3 Sự tiến húa của Flavonoid trong thực vật bậc cao 28

Sơ đồ III.3 Sơ đồ phân lập các chất từ cây Nghể điểm

(Polygonum lapathifolium L.) 49

DANH MỤC CÁC HèNH

Hỡnh I.1.1 Hỡnh thỏi một số loài thực vật thuộc họ Rau răm 4

Hỡnh I.2.1 Hỡnh thỏi thực vật cõy Nghể điểm 13

Hỡnh 4.1.a Phổ 1H-NMR của PLE1 53

Hỡnh 4.1.b Phổ 13C-NMR của PLE1 54

Hỡnh 4.1.c Phổ 13C-NMR và DEPT của PLE1 55

Hỡnh 4.1.h Phổ khối lượng ESI-MS của PLE1 60

Hỡnh 4.2.a Phổ khối lượng ESI-MS của PLE2 61

Hỡnh 4.2.c Phổ 1H-NMR của PLE2 62

Hỡnh 4.2.d Phổ 13C-NMR của PLE2 63

Hỡnh 4.2.d Phổ 13C-NMR và DEPT của PLE2 63

Hỡnh 4.3.a Phổ 1H-NMR của PLE3 65

Hỡnh 4.3.c Phổ khối lượng ESI-MS của PLE3 66

Hỡnh 4.4.a Phổ 1H-NMR của PLE4 67

Hỡnh 4.4.c Phổ khối lượng ESI-MS của PLE4 68

Hỡnh 4.5.a Phổ 1H-NMR của PLE5 69

Hình 4.5.c Phổ khối lượng ESI-MS của PLE5 70 Hình 4.6.a Phổ 1H-NMR của PLE6 71 Hình 4.6.c Phổ 13C-NMR của PLE6 72 Hình 4.6.d Phổ 13C-NMR và DEPT của PLE6 73

Hình 4.6.e Phổ khối lượng ESI-MS của PLE6 73

LỜI MỞ ĐẦU

Từ ngàn xưa con người đã biết tận dụng nguồn thực vật phong phú mà thiên nhiên ban tặng vào việc điều trị bệnh, bồi bổ cơ thể hay tạo mùi thơm, Các phương thuốc y học cổ truyền đã thể hiện mặt mạnh trong điều trị đó là ít độc tính và tác dụng phụ, do vậy thuốc có nguồn gốc thảo dược vẫn giữ một vị trí hết sức quan trọng

Trên thế giới, nguồn thực vật vô cùng phong phú nhưng, theo thống kê mới gần đây nhất, mới chỉ có khoảng 5÷10% tổng số loài được nghiên cứu làm nguyên liệu chữa bệnh và cho mục đích tìm kiếm những hợp chất mới có hoạt tính sinh học.Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới, có khí hậu nóng ẩm với hệ thực vật rất phong phú và đa dạng Nhiệt độ trung bình hàng năm 15÷ 27oC, lượng mưa lớn (trung bình 1200÷1800mm), độ ẩm tương đối cao (trên 80%) Điều kiện như vậy rất thuận lợi cho sự phát triển của các loài thực vật nói chung

và cây dược liệu nói riêng [5]

Theo số liệu thống kê gần đây, hệ thực vật Việt Nam có khoảng 12000 loài, trong đó có khoảng 4000 loài cây được sử dụng trong Y học dân tộc và là một trong những hệ thực vật phong phú nhất thế giới

Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thực vật giúp các nhà khoa học tìm hiểu sâu hơn và sử dụng có hiệu quả hơn nguồn dược liệu sẵn có trong tự nhiên, góp phần khoa học hóa nền y học cổ truyền của dân tộc

Theo hướng nghiên cứu trên, mục đích của luận văn này nhằm góp phần vào việc nghiên cứu, phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây Nghể

Điểm (Polygonum lapathifolium L.), một loại cây đặc hữu ở Việt Nam, nhằm tạo

cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tìm kiếm các phương thuốc

mới cũng như góp phần giải thích tác dụng chữa bệnh của các cây thuốc cổ truyền

Nội dung Luận văn gồm :

1 Chiết tách, phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây Nghể Điểm

(Polygonum lapathifolium L.)

2 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN

I.1 Sơ lược về họ Rau răm và chi Polygonum

I.1.1 Thực vật học [9, 8]

Giới (regnum) : Plantae

(không phân hạng) : Angiospermae

(không phân hạng) : Eudicots

Bộ (ordo) : Caryophylalles

Họ (familia) : Polygonaceae

Họ Rau răm hay còn gọi là họ Nghể, họ Kiều Mạch có danh pháp khoa

học là Polygonaceae, là một nhóm thực vật hai lá mầm, chứa khoảng 50 chi và

1.120 loài cây thân thảo, cây bụi và cây thân gỗ nhỏ với các cơ quan sinh sản đơn tính xuất hiện tên cùng một cây hay trên hai cây khác nhau Một số thành viên trong họ này được biết đến như là kiều mạch, chút chít, đại hoàng, nghể, rau răm, hà thủ ô đỏ, hoa ti gôn v.v Họ này được đặt tên theo hình dạng của hạt; chẳng hạn hạt của cây đại hoàng có tiết diện ngang là một hình tam giác.[9]

Trong hệ thống Cronquist, họ Polygonaceae được đặt trong bộ của chính

nó, nhưng các hệ thống phân loại mới hơn lại coi họ này như là một phần của bộ

Caryophyllales Họ này có mặt rộng khắp trên thế giới trong các khu vực ôn đới,

và trong khu vực nhiệt đới thì có ít số lượng loài hơn Họ Rau răm có gần 60 loài

ở VN, hầu hết là cỏ nhỏ mọc hoang dại, vài loài làm rau ăn (rau Răm), cây lương thực (Tam giác mạch), hoa kiểng (Ti-gôn), cây thuốc (Hà thủ ô đỏ), chỉ có 1 loài cây đại mộc là cây Nho biển [8]

Polygonumcapitatum Ham.ex D.Don

(Nghể hoa đầu)

Pol\

\ygonum chinense L (Thồmlồm, Nghể Trung quốc)

Polygonum nepalense Meissn

(Nghể núi, Nghể Nepal) Polygonum odoratum Lour

Hình I.1.1 Hình thái một số loài thực vật thuộc họ Rau răm ở Việt Nam

I.1.2 Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Polygonum [52]

Polygonum thu hút sự chú ý nghiên cứu của rất nhà khoa học tại nhiều nước trên thế giới - Chi này gồm khoảng 300 loài (Wang, et al., 2005) phân bố trên khắp thế giới trong các vùng có khí hậu ôn đới Chúng được biết đến bởi một lượng rất lớn các sản phẩm chuyển hóa bậc hai đã được phân lập như: phenylpropanoid (Murai et al., 2001; Takasaki et al., 2001), acetophenone (Yoshizaki et al.,1987), chacone (López et al., 2006), coumarin (Sun and Sneden, 1999); flavonoid (López et al., 2006), ligan (Kim et al.,1994), naphtoquinone (Kimura et al., 1983), anthraquinone (Qi et al., 2005), sesquiterpenoid (Datta et al., 200; Derita et al., 2008; Jacobsson and Muddathir, 1992), triterpenoid (Duwiejua et al., 1999), stilbene (Xiao et al., 2000) và tannin (Wang et al., 2005; Silva et al., 1999) [52]

Theo các công trình đã nghiên cứu, các hợp chất của một số dẫn xuất đã được phân lập từ chi này bao gồm:

Bảng I.1.2 Các hợp chất phân lập từ chi Polygonum

 Dẫn xuất Flavonoid

O HO

OH

O-glc O

OH

2

Kaempferol-3-0- β-D-glucopyranoside [32]

O O

O

OH O OCH 3

(2R,3R)-3-hydroxxy-8-methoxy-6,7-methylenedioxy-flavamone [49]

O O

O OCH 3

methylenedioxy-flavamone [49]

(2R,3R)-3-hydroxxy-5-methoxy-6,7-O O

O

OH O-Glu

O OH

O

O

OMe

O O

6,7-4’,5’-Dimethylenedioxy-3,5,3’-trimethoxyflavone [15]

O HO

OH O

OH OH

OH HO

OH

(+)-Catechin [55, 75, 40]

O

OH OH

OH HO

OH

(-)-Epicatechin [55, 40]

O

OH OH

O HO

OH 3

C O

OH O

OH

OH OH

taxifoline [49, 72]

O HO

OH O

OH OH

O-Gala

1

Quecetin-3-O-galactoside [55]

O HO

OH O

OH OH

O-Ara

1

Avicularin [34]

O HO

OH O

OH OH

OH O

OMe

O

8 7 6 5 4

1 2 3

1' 2' 3' 4' 5' 6'

1'' 2''5''

3'' 4''

Flaccidine

(3-angeloyloxy-5,7-dihydroxy-3’,4’,8’-trimethoxy-flavone) [54]

O HO

OH O

O O

CH 3 OH OH OH

HO 2

Quercitrin (3-O- α-Lrhamnopyranosyloxy

2

-3’,4’,5,7-tetrahydroxylflavone) [75]

O HO

OH O

OH OH

OH

OH

OH 1

Galloyl kaempferol 3-glucoside [77]

2

(6”-O-(3,4,5-trihydroxybenzoyl)-3-O-

β-D-glucopyranosyloxy-3’,4’,5,7-tetrahydroxyflavone)

O HO

HO

OH O

OH OH

pentahydroxylflavone [77]

6-hydroxyluteolin-3’,4’,5,6,7-O GlcO

HO

OH O

OH OH

6-hydroxyluteolin 7-O- β-D-glucopyranoside [77]

O HO

OH O

OH

OH COOH

OH

HO OMe

1

Quercetin 3-O- β-D-glucoronide [75 ,77]

O HO

OH O

O O

OH COOH

OH OH

CH 3 O

O C O

OH OH OH

Galloyl Quercitrin [77]

(2”-O-(3,4,5-trihydroxylbenzoyl) quercitrin)

O HO

OH O

O−α−L-Ara

OH OH

OMe O

OMe OMe

OMe MeO

2’,3’,4’,5’,7,8-heptamethoxy flavanone [12]

O HO

HO

OH O OH

O HO

HO

OH

O MeO

OH

1''' 6'' 1'' 3' 1' 5'

OH HO

Isoquercitrin [35]

(Quercitrin-3-O- β-D-glucopyranoside)

O

OH OH

O-β-D-Gala

O OH HO

methoxyphenyl)coumarin [33]

Resveratrol-3-0- β-D-glucoside, R = D-glucose [55]

(3,5,4’-trihydroxyl- stilben-3-0- β-D-glucosid)

OH

1-(3’,5’-dihydroxyphenyl)-2-(4”-hydroxypheny)-ethane-1,2-diol [49]

OH OH

OH

O HO

O

OH OH

2

Polydatin [ 36]

O O

OH OH

OH R

OH

OH

OR 1 HO

HO

R2O

Piceid, R 1= H;R2= H [55, 29]

Piceid gallate A, R 1= Galloyl; R2= H [55]

Piceid gallate B, R 1= H; R2= Galloyl [55]

O

OR1

R2O HO

OR 3

R 4 O

4' 1' 3'

5'

1 3

5

1''

6'' 5'' 4''

OR1

R2O HO

OR 3

RO HO

1''

6'' 5'' 4'' 3'' 2''

1

3 5

4' 5'

6 7 8

2 2α 2' 3' 4' 5' 6'

3α 4 4α 8α

OMe OH

OMe

OH OMe

6

8 7

5

3

1 1'

2 2α 2' 3' 4'

3α 4 4α 8α

6' 5'

Sodium (+) 1-(4’-hydroxy-3’-

–1S-3-hydromethyl- methoxy-1,2,3,4-tetrahydro-2- naphthalenylmethanol

7 8 9 10 1

4 3 3a

2 2a 1' 2' 3' 4' 5' 6'

Isolariciresinol, R1= H; R2= H Aviculin, R1= α-L-

Rhannopyranosyl; R2= H [34]

I.1.3 Tác dụng dược lý của chi Polygonum trong các bài thuốc [15]

Rất nhiều loài thực vật thuộc chi Polygonum đã được sử dụng trong các

bài thuốc dân gian để đặc trị các bệnh như :

 Dùng điều trị các bệnh như sỏi mật, viêm gan, chứng viêm-sưng, nhiễm trùng, dị ứng, tăng lipid huyết, chứng sơ cứng động mạch, khối u-bướu, tiêu chảy, viêm tủy xương, sỏi thận, đái đường, trị nấm, lợi tiểu, trị bệnh tiêu chảy, viêm da do mưng mủ nhiễm trùng, bệnh lậu,bệnh nấm bàn chân,chốc đầu, sỏi thận, chống co giật, bỏng da, trị vết thương do rắn cắn, thậm chí, trong các bài thuốc dân gian người Trung Quốc, đã được thông báo là có hoạt tính gây động dục rất hiệu lực [15]

Hay sử dụng như là các tác nhân :

 Dùng làm tác nhân diệt nhuyễn thể (ví dụ: diệt sên), tác nhân chống oxy hóa, chống vi khuẩn, bảo vệ gan, thậm chí được dùng cả làm tác nhân triệt muội triệt

để trong nhiên liệu,

Với số lượng hợp chất to lớn, hoạt tính sinh học đa dạng, phong phú, thực

sự rất hữu dụng không chỉ trong nghiên cứu mà còn ứng dụng làm thuốc của họ

Polygonacea , chúng tôi đã chọn Polygonum lapathifolium L (một loài thuộc chi

Polygonum , họ Rau răm-Polygonacea) là mục tiêu nghiên cứu trong luận văn

này

I.2 Sơ lược về cây Nghể điểm - Polygonum lapathifolium L

I.2.1 Thực vật học [5, 3]

Tên Việt Nam : Nghể điểm

Tên khoa học : Polygonum lapathifolium L

Họ : Rau răm (Polygonaceae)

Mô tả: Cây thảo sống hằng năm, mọc đứng, cao chừng 2m, hình trụ nhẵn,

khá mập Lá có hình dạng thay đổi, thường hình mũi mác nhọn hai đầu, gần như không cuống, có nhiều điểm tuyến, có lông hình nón ngắn trên gân và mép lá; bẹ chìa hình trụ Hoa nhỏ, dài từ 2-3 mm, hợp thành những bông hình trụ dài khoảng 8cm, dày 3-9mm, các bông này lại xếp thành chùm ở ngọn hay ở nách lá phía trên Lá bắc hình bầu dục ngược Cuống hoa có đốt Bao hoa có tuyến Nhị

6 Vòi nhuỵ xẻ hai ở quãng giữa Có hoa nhiều vào tháng tư, năm Quả hình thấu kính

Hình I.2.1 Hình thái thực vật cây Nghể điểm

Bộ phận dùng: có thể sử dụng toàn cây, song chủ yếu là quả-Herba et

Fructus Polygoni Lapathifolii

Nơi sống và thu hái: Cây mọc ở chỗ ẩm, hoặc sống thủy sinh ở ruộng

nhiều nơi: Hà Nội, Nam Hà, Ninh Bình đến tận vùng Lâm Đồng (Đà Lạt) Thu hái quanh năm, quả và hạt từ tháng sáu

I.2.2 Tác dụng dược lý [46]

Việc nghiên cứu một cách khoa học và đầy đủ về hoạt tính sinh học của

P.lapathifolium đã và đang được các nhà khoa học quân tâm Nhiều nghiên cứu

cho thấy P lapathifolium có hoạt tính sinh học thú vị như : hoạt tính kìm hãm sự

phát triển của nhiều loài vi khuẩn, hoạt tính chống ung thư, hoạt tính dược lý trị khát, trị trùng lao vào hệ bạch huyết, bệnh bạch lao, điều trị chứng kiết lỵ, đau khớp, giảm chứng viêm-sưng, hoạt tính giải độc atrazine, hoạt tính kháng triazine, chữa trị vết thương do rắn cắn, Điều này lý giải một cách khoa học

các bài thuốc dân gian sử dụng P.lapathifolium L để chữa bệnh và từ đó có kế

hoạch khai thác và sử dụng nguồn dược liệu một cách hợp lý

I.2.2.1 Hoạt tính kìm hãm sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn [47]

Năm 1989, cũng tại Bangladesh, trong công trình nghiên cứu này, Hogue

cho biết phần chiết trong ancol của loài này kìm hãm sự phát triển của nhiều loại

vi khuẩn như

chủ yếu trong những vùng có khí hậu ấm áp, cũng như trong nước sạch, nước muối, nước biển, nước cửa sông, nước được clo và không clo hóa Vi khuẩn này cũng có thể sống trong môi trường háo khí cũng như kỵ khí , chúng có thể tiêu hóa được những vật chất như Gelatin-chất Giêlatin (một hỗn hợp protein đông

và Hemoglobin-huyết cầu tố (Viết tắt là Hb-là chất đạm đồng yếu tố kim loại có chứa chất sắt, có khả năng vận chuyển khí oxy trong tế bào hồng huyết cầu trên

cơ thể động vật có xương sống, và những thú vật khác Glycosylated (hoặc glacated) Hemoglobin (Hb1c, HbA1c, và HgA1c) là một dạng Hemoglobin được

sử dụng để nhận dạng mức trung bình của dung lượng đường trong máu trải qua một khoảng thời gian- Aeromonus hydrophilia rất khó giết, chúng chịu đựng được nhiệt độ đông lạnh trong các máy ướp lạnh bảo quản thịt, hoa quả

đất và gây ra các bệnh thường thấy ở địa phương Một vài biến dạng của chúng gây hại đến sức khỏe con người và là nguyên nhân của các trường hợp ngộ độc thực phẩm – liên quan đến vi khuẩn, vi rút hay các loại kí sinh trùng

với tiêm mao (roi) có cực, là nguyên nhân gây ra các bệnh dịch tả ở người [47]

I.2.2.2 Hoạt tính chống ung thư [51]

Trong nỗ lực tìm kiếm những tác nhân chống ung thư từ các hợp chất tự nhiên, rất nhiều loài thực vật Bắc Mỹ đã được sàng lọc sử dụng trong các khảo

nghiệm trong cơ thể sống Những tác dụng kìm hãm đã được chỉ ra trên

herpes, là một trong những virus hay gặp nhất ở người Hầu hết những người nhiễm EBV, thường không có triệu chứng, nhưng sự nhiễm trùng là nguyên nhân chính của bệnh tăng bạch cầu đơn nhân nhiễm trùng, còn được biết đến là bệnh sốt tuyến - bệnh do virus gây ra và thường xẩy ra ở độ tuổi thiếu niên hoặc thanh niên, là giai đoạn mà hệ miễn dịch hoạt động mạnh nhất Bệnh lây qua tiếp xúc trực tiếp Triệu chứng gồm sưng hạch bạch huyết, đau họng nặng (gây viêm amidan), sốt cao và lách to Tổn thương gan nhẹ cũng có thể xảy ra.Virus EBV

có ở khắp mọi nơi Đôi khi, trong suốt cuộc đời hầu hết người bị nhiễm EBV và

vì vậy, mất đi khả năng miễn dịch thích ứng mà ngăn chặn bệnh tái phát trở lại

do tái nhiễm trùng do kháng thể EBV Tại Mỹ , khoảng 95% người trưởng thành

độ tuổi từ 35 đến 40 đã bị nhiễm Trẻ sơ sinh cũng rất dễ bị nhiễm loại virus này, ngay khi sự bảo vệ kháng thể từ mẹ biến mất (vào lúc trào đời)

Một vài thực vật phân bố xuyên suốt xa mạc phía Đông Bắc Mỹ đã cho thấy những tác dụng kìm hãm rõ ràng trên EBV-EA và một số hợp chất tách ra

từ các loài đó cũng có tác dụng kìm hãm rất mạnh (đã được kiểm chứng đối với

chất gây ung thư da chuột giai đoạn hai) Từ phần trên không của loài P

lapathifolium và một vài loài thực vật thuộc cùng một chi đã được sử dụng trong các bài thuốc dân gian điều trị chứng kiết lỵ , đau khớp và làm giảm chứng viêm-sưng ở Trung Quốc Trong công trình nghiên cứu nhằm tìm ra tác nhân chống ung thư này, năm 2001, các nhà Hóa dược Nhật Bản là : Midori Takasaki, Satoshi Kuroki, Mutsuo Kozuka và Takao Konoshimma đã thông báo từ phân đoạn EtOAc và n-BuOH của phần chiết MeOH cho thấy những tác dụng kìm hãm rõ rệt lên virus EBV-EA [51]

I.2.2.3 Hoạt tính dược lý trị khát, trị trùng lao, điều trị chứng kiết lỵ, đau khớp, giảm chứng viêm-sưng và chữa trị các vết thương do rắn cắn [9]

Với kinh nghiệm dân gian, ông cha ta đã biết dùng quả và hạt cây thuốc

này chữa trị các vết thương do rắn cắn

Ở Trung Quốc (theo Trung dược chí), cây được dùng trị khát, trùng lao vào hệ bạch huyết và bệnh lao hạch Liều dùng từ 8÷12g [9]

Cũng tại Trung Quốc theo kinh nghiệm dân gian, từ phần trên không

(thân, lá, hoa, quả, ) của loài P lapathifolium và một vài loài thực vật thuộc

cùng chi này đã được sử dụng trong các bài thuốc cổ truyền điều trị chứng kiết

lỵ, đau khớp và làm giảm chứng viêm-sưng rất có hữu hiệu

I.2.2.4 Hoạt tính kháng triazine [9,30]

Một triazine là một

trong ba hợp chất hữu cơ, đồng

phân với các chất còn lại, có

công thức phân tử là C3H3N3

Những hợp chất triazine thường được sử dụng như chất diệt cỏ hiệu quả [9]

Năm 1982, hai nhà hóa học người Pháp: H Darmency và J Gasquez,

thông báo, P lapathifolium có hoạt tính nhạy cảm và kháng triazine hiệu quả

Họ hướng mục tiêu nghiên cứu tới hoạt tính Hill của lục lạp P lapathifolium

nhạy cảm và kháng triazine phụ thuộc vào nhiệt độ Tác giả đề nghị rằng, thực vật có sức đề kháng có thể có những đặc tính của thực vật có sức đề kháng với

sự giá lạnh và chỉ ra tầm quan trọng của chúng trong sinh thái học và dịch tễ học[30]

I.2.2.5 Hoạt tính giải độc Atrazine [9,21]

Atrazine, 2-chloro-4-(ethylamine)-6-(isopropylamine)-s-triazine, hợp chất hữu cơ chứa một vòng s-atrazine, là một thuốc diệt cỏ đã từng được sử dụng rộng rãi Việc sử dụng thuốc diệt cỏ này đang được tranh luận bởi những tác dụng của chúng tới cả những loài không mong muốn, ví dụ như động vật lưỡng

cư [9]

Ở các nước thuộc Liên minh châu Âu,

việc sử dụng Atrazine đã bị cấm nhưng nó

vẫn là một hóa chất diệt cỏ được sử dụng

nhiều nhất trên thế giới, trên 80 quốc gia Tại

Mỹ, năm 2003, với 77 triệu Ib (1Ib =

0.45359237 kg) [9]

N

N N

N H N

H

Cl

2-chloro-4-(ethylamine)-6- (isopropylamine)-s-triazine [8]

Năm 1995, ba nhà nghiên cứu người Tây Ba Nha là: Deprado R., Romera

E., and Menendez J thông báo, cỏ dại hai lá mầm P lapathifolium được tìm thấy

ở Tây Ban Nha có sức đề kháng đối với atrazine nhiều gấp 35.5 lần so với một

biotip nhậy cảm Panicum dichotomiflorum, thu hoạch từ những cánh đồng lúa mạch tại Tây Ba Nha, được xét thử nghiệm cùng với P lapathifolium trong nghiên cứu này Cả hai loài này đã chuyển hóa một phần atrazine theo đường

tiếp hợp với nhau trong các mô lá với thời gian khoảng 24 giờ Tuy nhiên, biotip

Panicum thực hiện chuyển hóa này với một mức độ lớn hơn và nhanh hơn rất

nhiều biotip P lapathifolium [20]

I.2.3 Các nghiên cứu về thành phần hóa học Polygonum lapathifolium L

Polygonum lapathifolium, cây thảo sống hằng năm, phân bố ở nhiều nước, được biết đến là một nguồn phong phú các flavonoid do nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc phát hiện các hợp chất có cấu trúc flavonoid cho hướng phát triển các dược phẩm mới từ flavonoid

Năm 1987, các nhà hóa dược Bangladesh gồm: Maniruddin Ahmed, Mohammed Khaleduzzaman và Mohammed Abdu Rashid đã tách được các dẫn xuất chalcone [46,47]

Bảng I.2.3 Các chalcone được phân lập từ cây Nghể điểm-

P.lapathifolium L.

OH O

2’-hydroxy-4’,6’-dimethoxy chancone [46]

OH O

MeO OMe

7 8 9 1'

2'

4' 6'

2

Lapathone [47]

(2’-hydroxy-4’,6’-dimethoxydihydro chancone)

O O

O O

H H

H

R H

1 3

5

7 8 9 1' 2'

3' 4' 5' 6'

OMe

O-Ang 2

Angelafolone [47]

(2’,4’-dihydroxy-3’,6’-dimethoxy-5’-

angeloyloxychancone)

OH O

(2’,4’-dihydroxy-3’,6’-dimethoxy-5’-OH O

OMe

O-MeBu 3

Melafolone [47]

(2’,4’-dihydroxy-3’,6’-dimethoxy-5’-(2-methylbutyryloxy)chancone)

O O

O

OH OMe

OH 3

nghiệm trong cơ thể sống Những tác dụng kìm hãm đã được chỉ ra trên

herpes, là một trong những virus hay gặp nhất ở người Một vài thực vật phân bố xuyên suốt xa mạc phía Đông Bắc Mỹ đã cho thấy những tác dụng kìm hãm rõ ràng trên EBV-EA và một số hợp chất tách ra từ các loài đó cũng có tác dụng kìm hãm rất mạnh (đã được kiểm chứng đối với chất gây ung thư da chuột giai

đoạn hai) Trong công trình nghiên cứu nhằm tìm ra tác nhân chống ung thư này,

năm 2001, các nhà Hóa dược Nhật Bản là : Midori Takasaki, Satoshi Kuroki,

ester của surcose mới: Laphathoside A [1], Laphathoside B [2], Laphathoside C [3], Laphathoside D [4] từ phân đoạn EtOAc và n-BuOH của phần chiết MeOH,

cùng với hai phenylpropanoid ester của surcose đã biết là: Vanicoside B [5],

Hydeopiperoside [6] [51]

Laphathoside A [1] và Vanicoside B [5] cho thấy những tác dụng kìm hãm

rõ rệt lên virus EBV [51]

O HO

HO

OH O OH

CH2OR4

CH2OR3

OR3

OH O

4'

3'

2' 1' 5'

Laphathoside A feruloyl feruloyl p-coumaroyl p-coumaroyl

Laphathoside B feruloyl feruloyl p-coumaroyl feruloyl

Laphathoside C feruloyl H p-coumaroyl p-coumaroyl

Laphathoside D H H p-coumaroyl p-coumaroyl

Vanicoside B feruloyl p-coumaroyl p-coumaroyl p-coumaroyl

3

Hydeopiperoside H p-coumaroyl p-coumaroyl p-coumaroyl

I.3 Tổng quan về lớp chất Flavonoid

I.3.1 Giới thiệu chung

Flavonoid là những chất màu thực vật, chúng là hợp chất được cấu tạo gồm hai vòng benzene A và B được kết nối bởi dị vòng C với khung carbon C6-

6

7

2' 3' 4'

5' 6'

Flavane (2- phenyl chromane)

Sự biến đổi trạng thái oxy hoá của phần C-3

sẽ xác định các phân lớp, trong đó có các nhóm: flavone, flavonol, flavanone, flavanonol, isoflavonoid, chalcone, dihydrochalcone, aurone, anthocyanidin, catechin, leucoanthocyanidin, rotenoid, neoflavonoid

I.3.2 Các nhóm Flavonoid

Nhóm flavone và flavonol chỉ khác nhau ở vị trí carbon số 3 Công thức cấu tạo của các hợp chất như sau:

Quercetin là flavone phổ biến rộng rãi nhất, tiếp đến là một số flavone cũng thường thấy khá nhiều trong quá trình phân lập hoá thực vật như primuletin, fisetin

OH O

OH

OH OH

Quercetin

OH O

OH

Fisetin

O O

O O

Các flavanone được hydroxyl hoá phổ biến trong thiên nhiên dưới dạng tự

do hay glycoside Trong cây chúng cùng tồn tại với các flavone

Ba chất tiêu biểu là: Naringin, Prunin, Hesperidin

O O

OH O

OH

OH OH

Taxifolin

Các hợp chất thuộc nhóm này phần lớn ở dạng aglycone, một số ít ở dạng glycoside Flavanonol có hai nguyên tử carbon bất đối là C-2

và C-3 nên chúng có tính quang hoạt Các hợp chất flavanonol thường gặp là aromadnedrin, fustin và taxifolin

6 7 8

1' 2' 3'

4' 5' 6'

6 7 8

1' 2' 3'

4' 5' 6'

5 6

bị đồng phân hoá thành flavanone khi đun nóng với axit chlohydric

Aurone

O

O HC

OH

OH GluO

Sunphurein

Aurone có màu vàng đậm và không tạo màu khi thực hiện phản ứng Shinoda (phản ứng định tính flavonoid) Trong tự nhiên, các chalcone glycoside

dễ bị oxy hoá thành aurone glycoside nên hai nhóm chất này tồn tại cạnh nhau Các aurone glycoside hay xuất hiện trong họ Cúc, ví dụ như hợp chất aurone có trong cây cúc chuồn chuồn là suphurein

OH OH

OH

Pelargonidin

OH OH

OH OH

OH

Delfinidin

OH OH

OH OH

Cyanidin

Catechin là các dẫn xuất flavan-3-ol, do có hai trung tâm bất đối nên chúng tồn tại dưới dạng hai cặp đồng phân đối quang Ví dụ như các cặp catechin và epicatechin, trong đó chỉ có (+)-catechin và (−)-epicatechin là xuất hiện trong thiên nhiên

OH OH

OH

(+)-catechin

OH OH

OH

(−)-epicatechin

OH OH

OH OH

(−)-catechin

OH OH

OH OH

OH H

OH OH

Melacacidin

H HO

OH H

trúc cơ bản của hệ thống

couman-chromane 4 vòng là dẫn xuất của

isoflavanone Chất quan trọng nhất là

rotenon

O C

OMe OMe O

CH3

H 2 C

I.3.2.11 Neoflavonoid

Là nhóm hợp chất

có khung cơ bản là 4-aril

chromane, chất tiêu biểu

là calophylolid

O

1 2

3 4 5

6 7 8

1' 2'

3' 4' 5' 6'

I.3.3 Sự tiến hóa của Flavonoid trong thực vật bậc cao [27]

Theo quá trình tiến hóa của thực vật, flavonoid bắt đầu xuất hiện ở hai loại

tảo vòng (lớp Charophyceae) cách đây 280 triệu năm và sống ở nước ngọt hoặc

nước lợ Ngoài hai loại tảo nói trên, không có loài tảo nào chứa flavonoid mà thay vào đó là acid lunularic có cấu trúc gấn với favonoid Tiếp đến là các loài sơ

khai sống trên mặt đất như Chaca thuộc ngành rêu (Bryophyta) và theo dòng tiến

hóa, sự phân bố flavonoid ngày càng nhiều và đa dạng

Trong thực vật hạt trần (Gymnospermae) có tương đối ít dạng flavonoid,

hợp chất có tính đặc trưng là biflavon, ngoài ra có ít flavon, flavonol và flavanonol là các dẫn xuất C6 – hoặc C8 – metyl

Trong thực vật hạt kín (Angiospermae), sự tiến hóa của flavonoid đạt đến

đỉnh cao và dẫn đến sự hình thành các nhóm flavonoid mới như neoflavonoid, auron, chromanocumaran, Flavonoid được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác bằng các phản ứng sinh tổng hợp trong thực vật Đầu tiên chalcon được tổng hợp từ các dẫn xuất của các hydrocacbon C2 và C6-C3, sau đó bằng các bước chuyển hóa khác nhau mà hình thành nên các loại flavonoid khác Một số

OH Ar

O OH

HO

C O

C H Ar

O OH

HO

O OH

HO

OH

O OH

Sơ đồ I.3.3 Sự tiến hóa của Flavonoid trong thực vật bậc cao

I.3.4 Vai trò của Flavonoid trong cây [2]

Flavonoid có vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của cây Người ta

đã xác định được flavonoid góp vai trò trong các phản ứng sinh hóa, trong sự sinh trưởng của cây, trong việc tạo màu sắc và trong các phản ứng tự bảo vệ của cây

• Vai trò của flavonoid trong các phản ứng sinh hóa:

Các nhóm phenol của flavonoid có vai trò trong sự hòa tan các chất và di chuyển dễ dàng qua các màng sinh lý Một số flavonoid có tác dụng như một chất chống oxy hóa, bảo vệ axit ascorbic, một thành phần quan trọng trong tế bào thực vật Một số tác dụng ức chế các enzim và các chất độc cùa cây

• Vai trò ức chế và kích thích sinh trưởng:

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây của flavonoid Nhóm chức hyroxyl có vai trò quyết định về tác dụng này như ở trong cây ổi các flavonoid có nhóm OH ở vị trí 4’ làm tăng cường hoạt tính của enzim trong khi các flavonoid có nhóm OH ở vị trí 3’ và ở 4’ lại có tác dụng ức chế Flavonoid còn tham gia vào sự hô hấp và quang hợp của cây

• Vai trò tạo màu sắc:

Flavonoid đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây, góp phần thúc đẩy sự sinh tồn của cây và phát triển hoa quả Trong việc tạo màu, các flavon, flavonoid, auron, chacon cho màu vàng trong khi các antoxyamin cho các màu hồng, đỏ, tím hoặc xanh sẫm Sâu bọ nhờ hệ thống thị giác đặc biệt, chúng rất nhạy cảm với màu sắc của cây cỏ Nhờ các flavonoid, cây cỏ có màu sắc, hấp dẫn được các loài chim, côn trùng đến Các loài côn trùng như ong, bướm, ruồi thường bị hấp dẫn bởi màu sắc và hương hoa, tìm đến cây để hút mật, hoạt động

Một số flavonoid không màu có trong lá đóng vai trò một chất bảo vệ cây, ngăn trở đối với các động vật ăn cỏ Vị đắng và khó chịu của flavonoid làm cho động vật khi ăn mất cảm giác ngon và không thích ăn các loại cây cỏ này Ví dụ quercetin với nồng độ rất thấp đã có cảm giác mất ngon, nhưng với liều 0,2% sẽ gây ức chế sự bài tiết nước bọt

I.3.5 Tác dụng sinh học của Flavonoid

Dân ta đã có kinh nghiệm sử dụng những dược liệu giàu flavonoid để giữ gìn sức khoẻ hàng ngày bằng cách dùng đơn giản là trà thuốc: thuốc sắc như nước chè, trà actiso,… vừa rẻ tiền lại hiệu quả Những dược liệu có hàm lượng flavonoid cao đã được khai thác và chiết xuất lấy flavonoid để phục vụ cho nền công nghiệp dược: hoa hoè, vỏ cam, núc nác, hoàng cầm, lá xoài,… và một số flavonoid đã được nghiên cứu, sản xuất thành sản phẩm: thuốc viên, thuốc nước,… rất thuận tiện cho sử dụng

Flavonoid là nhóm chất phổ biến trong thực vật, thường có trong các loại rau quả dùng hàng ngày Flavonoid là một lớp chất lớn trong dược liệu, phần lớn chúng có màu vàng, ngoài ra còn có các chất màu xanh, tím, đỏ hoặc không màu

Flavonoid có mặt trong hầu hết các bộ phận của loài thực vật bậc cao, đặc biệt là hoa, tạo cho hoa màu sắc quyến rũ để thu hút các loại côn trùng giúp cho

sự thụ phấn của cây Trong cây, flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hoá, bảo tồn axit ascorbic trong tế bào và ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vi khuẩn, vi rut, côn trùng…), một số còn có tác điều hoà sinh trưởng của cây

Flavonoid là nhóm chất có nhiều tác dụng sinh học, những flavonoid có hoạt tính sinh học được gọi là các bioflavonoid Chúng có các vai trò như: là chất chống oxy hoá, có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn cản xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hoá, thoái hoá gan, tổn thương do bức xạ, flavonoid làm bền

thành mạch, nhiều flavonoid thuộc nhóm flavone, flavonol, flavanol có tác dụng

lợi tiểu

Do bản chất cấu tạo polyphenol nên flavonoid ở trong tế bào thực vật hoặc

trong cơ thể động vật chịu sự tác động của các biến đổi oxy hóa – khử Chúng bị

oxy hóa từng bước và tồn tại ở các dạng hidroquinon, semiquinon, quinon

Những flavonoid có nhóm hydroxyl sắp xếp ở vị trí ortho dễ dàng bị oxy hóa bởi

các enzyme polyphenoloxydaza và peroxydaza có trong tế bào thực vật:

1 O2 + flavonoid polyphenoloxydaza flavonoid

(hydroquinon) (semiquinon, quinon)

2 H2O2 + flavonoid peroxydaza flavonoid

(hydroquinon) (semiquinon, quinon) Semiquinon hoặc quinon là những gốc tự do bền vững, có thể nhận điện

tử và hydro từ những chất cho khác nhau để trở lại dạng hydroquinon Chất này

có khả năng phản ứng với các gốc tự do để tiêu diệt chúng.[16]

Trong cơ thể tồn tại nhiều gốc tự do như oxy nguyên tử, gốc peroxit, gốc

hydroxyl, gốc peroxynitrit, và như vậy có rất nhiều phản ứng oxi hóa xảy ra Để

chống lại các tác hại gây ra bởi các gốc tự do này, mỗi cơ thể sống có những hệ

oxy hóa nội sinh, ngoài ra còn có những chất chống oxi hóa khác được đưa vào

cơ thể dưới dạng thức ăn, đồ uống, Flavonoid là những chất như thế Vì vậy

nhiều nhà hóa sinh học cho rằng flavonoid là những chất chống oxi hóa lý tưởng

đối với con người Một trong những cơ sở hóa quan trọng nhất để flavonoid thể

hiện được hoạt tính chống oxy hóa của chúng là khả năng kìm hãm các quá trình

oxy hóa dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động Tuy nhiên hoạt động

Khi đưa vào cơ thể flavonoid sẽ liên kết với các gốc tự do được hình thành trong quá trình bệnh lý (như viêm nhiễm, ung thư, lão hóa, ) để giải tỏa điện tử trên mạch vòng của nhân thơm và hệ thống nối đôi liên hợp Từ đó sẽ hình thành các hợp chất mới bền vững hơn các gốc tự do họat động và không tham gia vào dây chuyền phản ứng oxi hóa tiếp theo Kết quả là hạn chế quá trình bệnh lý do cắt đứt dây chuyền phản ứng oxy hóa [28]

Ví dụ, khi ở dạng quinon hay semiquinon, flavonoid loại trừ các gốc tự do hoạt động của cơ thể theo cơ chế sau:

, :O.[62]

Tương tự alpha-tocopherol (vitamin E), tác dụng chống oxi hóa của các flavonoid dựa trên cấu trúc hóa học của chúng Theo tiến sỹ Vab Acker (Hà Lan)

và các cộng sự, flavonoid có thể thay thế vitamin E như một tác nhân chống oxi hóa trong màng nhầy của các vi thể sống Liều sử dụng của các flavonoid dẫn đến hoạt tính chống oxi hóa nằm trong khoảng 50 ÷ 800 mg, tương đương với 70

mg vitamin C, 7 ÷ 10 mg vitamin E, và 2 ÷ 3 mg carotenoid