Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học…………... Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học…………... Tính chất đa dạng và phong phú của các loài cây cỏ đã
Trang 1LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Minh Hằng đã giao đề tài, trực tiếp hướng dẫn và tận tình chỉ bảo cũng như giúp đỡ
em trong suốt thời gian thực hiện luận văn
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Hóa học và các thầy cô trong
bộ môn Hóa hữu cơ của trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện luận văn
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bác, các chú, các anh chị, các bạn, các
em sinh viên ở Trung tâm nghiên cứu và Phát triển thuốc - Viện Hóa Sinh biển
- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã động viên, thảo luận và tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian em thực hiện luận văn
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình đã luôn là nguồn động viên lớn lao đối với em trong cuộc sống, trong học tập và nghiên cứu
Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2015 Học viên
Đoàn Thị Hương
Trang 2MỤC LỤC
1.1 Giới thiệu sơ lược về họ Na (Annonaceae)……… 3
1.1.1 Thực vật học của họ Na……… 3
1.1.2 Một số nghiên cứu về họ Na……… 3
1.2 Giới thiệu về chi Quần đầu (Polyalthia)……… 10
1.2.1 Thực vật hoc……… 10
1.2.2 Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học………… 10
1.3 Cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum Benth & Hook f.)…… ……… 22
1.3.1 Thực vật học……… 22
1.3.2 Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học………… 22
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Mẫu thực vật……… 23
2.2 Phương pháp xử lý và chiết mẫu……… 23
2.3 Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất từ mẫu thực vật………
23 2.4 Các phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ các mẫu thực vật nghiên cứu……… 23
2.5 Phương pháp thử hoạt tính sinh học……… 24
2.5.1 Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào……… 24
2.5.2 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định……… 24
CHƯƠNG 3 - THỰC NGHIỆM 25 3.1 Tách chiết, phân lập các chất từ lá cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum)………
25 3.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết xuất……… 25
3.1.2 Phân lập chất từ các cặn chiết của lá cây Quần đầu khỉ……… 26
3.1.3 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất đã phân lập………… 29
3.2 Tách chiết, phân lập các chất từ vỏ cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum)……… 30
3.2.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách……… 30
3.2.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất đã phân lập………… 31
3.3 Hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất được phân lập………
31 3.3.1 Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định……… 31
Trang 33.3.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào……… 32
CHƯƠNG 4 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 4.1 Các hợp chất được phân lập từ lá cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum) 34 4.1.1 Rutin (POS2)……… 34
4.1.2 Kaempferol-3-O-rutisoside (POS1)……… 37
4.1.3 Indole-3-aldehyde (QDK1)……… 40
4.1.4 1,2,3,4-tetrahydro-9-hydroxy-2-methyl-β-carboline (POS3) 40
4.2 Các hợp chất được phân lập từ vỏ cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum)………
43 4.2.1 Ent-halima-1(10),13E-dien-15-oic acid (SP1) 43
4.2.2 β-Sitosterol (POS5) 44
4.2.3 β-Sitosterol glucoside (POS6)……… …… 46
4.3 Hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập……… 46
4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất được phân lập……… 47
4.3.2 Hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập……… 48
Trang 4DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
NMR: Nucleur Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân)
1
H-NMR: Proton Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton)
13C-NMR: Carbon (13) Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
13C)
COSY: Correlated Spectroscopy (Phổ COSY)
DEPT: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer (Phổ DEPT)
HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Correlation (Phổ HMBC)
HMQC: Heteronuclear Multiple Quantum Coherence (Phổ HMQC)
HSQC: Heteronuclear Single Quantum Coherence (Phổ HSQC)
s: singlet d: doublet t: triplet q: quartet
b: broad dd: double doublet dt: double triplet dq: double quartet
H, C: Độ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon
ppm: parts per million (phần triệu)
MS: Mass Spectrometry (Phương pháp khối phổ)
ESI-MS: Electron Spray Ionizatio (Phổ khối phun bụi điện tử)
APCI: Atmospheric Pressure Chemical Ionization (Ion hóa hóa học tại áp suất khí quyển)
Đnc: Điểm nóng chảy
Kt: Kết tinh
TLC: Thin Layer Chromatography (Sắc kí bản mỏng)
CC: Column Chromatography (Sắc kí cột thường)
DMSO: Dimethylsulfoxide
MeOH: Metanol
EtOAc: Etylacetat
IC50: Inhibition concentration at 50% (Giá trị dùng để đánh giá khả năng ức chế mạnh hoặc yếu của mẫu khảo sát)
Trang 5Tên riêng của các hợp chất tự nhiên phân lập được được viết theo nguyên bản tiếng Anh cho tiện tra cứu
DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ
Trang 6Hình 4.5 Phổ 13C-NMR của POS3 41
Trang 71
MỞ ĐẦU
Từ thời xa xưa, cây thuốc giữ vai trò trọng yếu trong việc duy trì sức khỏe
của loài người Ví dụ như cây lanh (Linum usitatissimum) cung cấp cho những
người thu hoạch chúng một loại dầu thực phẩm giàu dinh dưỡng, chất đốt, mỹ phẩm chăm sóc da và sợi để dệt vải Vào thời điểm đó, người ta sử dụng cây này
để trị các chứng như viêm phế quản, viêm đường hô hấp, ung nhọt và một số vấn
đề về tiêu hóa [1,2] Nhờ có những lợi ích đối với cuộc sống mà cây này và nhiều loài cây khác được quan tâm
Ngày nay, con người vẫn tiếp tục dựa vào dược tính của các loại thảo mộc
để bào chế khoảng 75% các loại thuốc Tính chất đa dạng và phong phú của các loài cây cỏ đã được sử dụng vào mục đích y học, đặc biệt là kết hợp với các liệu pháp chữa trị đã mang lại những kết quả đáng ngạc nhiên, đạt hiệu quả tương đương với các loại thuốc chính thống nhưng lại ít có tác dụng phụ hơn
Hàng ngàn loại cây sinh trưởng trên khắp thế giới có nhiều công dụng y học, chúng chứa những thành phần hoạt chất có tác động trực tiếp lên cơ thể, được dùng trong việc bào chế cả dược thảo lẫn các loại thuốc thông thường Chúng có các lợi ích mà dược phẩm Tây y thường không có, giúp con người chống lại bệnh tật và hỗ trợ cho cơ thể phục hồi sức khỏe
Các loài thực vật chứa hàng trăm, hoặc hàng nghìn những chất hóa học tương tác theo những cách phức tạp Chúng ta thường không biết chi tiết cách tác động của một loại thảo mộc nào đó, ngay khi tác dụng chữa bệnh của nó đã được chứng minh rõ ràng Việc đi sâu nghiên cứu thành phần hóa học để hiểu rõ nguồn gốc hoạt tính của các loại cây thuốc chữa bệnh có vai trò rất quan trọng, vì điều này đã dẫn đến việc bào chế ra các loại thuốc hiệu quả nhất Sự hiểu biết về những thành phần hóa học chứa trong thực vật sẽ giúp chúng ta hiểu được chúng hoạt động như thế nào bên trong cơ thể con người
Ở Việt Nam việc sử dụng các loại cây cỏ, hoa lá trong tự nhiên để chữa trị bệnh tật đã tạo nên ngành y học cổ truyền dân tộc gọi là Đông y Tuy nhiên, sự kết hợp hài hòa giữa các vị thuốc cây cỏ trong Đông y chủ yếu dựa trên các kinh nghiệm dân gian về công dụng của các loài thảo dược Việt Nam có một hệ thực vật phong phú và đa dạng Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của đất nước có tác dụng lớn đối với sức khỏe của con người đồng thời mở ra tiềm năng nghiên cứu về các hợp chất tự nhiên từ các loài thực vật của Việt Nam Còn rất nhiều loài thực vật của Việt Nam còn chưa được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
Các loài thực vật họ Na đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học về thành phần hóa học Các nghiên cứu cho thấy sự đa dạng về
Trang 82
thành phần hóa học ở các loài thuộc họ Na bao gồm steroit, flavonoit, alkaloit và các acetogenin đều thể hiện những hoạt tính sinh học phong phú như hoạt tính gây độc tế bào, chống khối u, trừ sâu, chống nấm, kháng trùng sốt rét, kháng lao và hoạt tính chống oxi hóa [3]
Rất nhiều loài thuộc họ Na còn chưa được nghiên cứu Với mục tiêu tìm kiếm các chất có hoạt tính sinh học từ các loài thực vật họ Na, chúng tôi lựa chọn
loài Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum) làm đối tượng nghiên cứu của luận văn
với mục tiêu:
(1) Nghiên cứu thành phần hóa học cây Quần đầu khỉ (Polyalthia simiarum) nhằm phát hiện các hợp chất có hoạt tính sinh học
(2) Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của một số chất đã phân lập được tạo cơ sở khoa học định hướng cho nghiên cứu tiếp theo về loài cây và các hợp chất này
Trang 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Tiến Bân (2000), Thực vật chí Việt Nam-Tập 1 Họ Na, NXB Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội
2 Võ Văn Chi (2004), Từ điển thực vật thông dụng-Tập 2, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội
3 Nguyễn Thị Chung, Lê Thị Thùy, Nguyễn Hoa Du, Trần Đình Thắng, Đỗ Ngọc Đài (2009), “Thành phần hóa học của tinh dầu lá cây Huyền diệp
(Polyalthia longifolia var pendula Hort ở Nghệ An”, Tuyển tập báo cáo
Hội nghị Sinh thái và Tài nguyên sinh vật lần thứ 3-Viện ST&TNSV-Viện KH&CN Việt Nam
4 Phạm Hoàng Hộ (2003), Cây cỏ Việt Nam-Quyển 1, NXB Trẻ, Hà Nội
5 Nguyễn Văn Hùng (2011), Họ Na (Annonaceae)-Hóa học và hoạt tính sinh
học của các loài Desmos rostrata, Goniothalamus tamirensis, Fissistigma villosissium-Quyển 1, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội
6 A Jossang, M Leboeuf, A Cavé, M Damak, and C Riche (1977), Planta
Med., 32, pp 249
7 A Jossang, M Leboeuf, P Cabalion, A Cave (1983), “Alkaloids from
Annonaceae XLV: Alkaloids of Polyalthia nitidissima”, Planta Medica,
49(1), pp 20-4
8 A Lannuzel, PP Michel, G.U Hoglinger, P Champy, A Jousset, F Media,
A Lombes, F Darios, C Gleye, A Laurens, R Hocquemiller, E.C Hirsch,
and M Ruberg (2003), Neuroscience, 121, pp 287-289
9 A Monks, D Scudiero, P Skehan, R Shoemake, K Paull, D Vistica, C
Hose, J Langley, P Cronise, H Campbell, J Mayo, M Boyd (1991),
“Feasibility of a high-flux anticancer drug screen using a diverse panel of
cultured human tumor cell lines”, Journal of National Cancer Institute,
83(11), pp 757-766
10 A R de Arias, A Inchausti, M Ascurrat, N Fleitas, E Rodriguez, and A
Fournet (1994), Phytother Res, 8, pp 141-144
11 A Suedee, I.O Mondranondra, A Kijjoa, M Pinto, N Nazareth, M.S.J
Nascimento, A.M.S Silva, and W Herz (2007), Pharm Biol., 45, pp
575-577
12 A Touché, J.F Desconclois, H Jacquemin, Y Lelièvre, and P Forgacs
(1981), Planta Med Phytoth., 15, pp 4
13 A Villar, M Mares, J.L Rios, E Canton, and M Gobernado (1987),
Pharmaze., 42, pp 248
14 Ab Ghani, Nurunajah, Ahmat, Norizan, Ismail, Nor Hadiani, Zakaria, Ishak
(2011), “Flavonoid constituents from the stem bark of Polyalthia cauliflora
Trang 104
var cauliflora”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(8), pp
154-158
15 Assem El-Shazly and Michael Wink (2003), “Tetrahydroisoquinoline and
β-carboline alkaloids from Haloxylon articulatum (Cav.) Bunge
(Chenopodiaceae)”, Z Naturforsch., 58c, pp 477- 480
16 By Hao, Xiao-Jiang, Yang, Xiao-Sheng, Zhang, Zheng, Shang, Li-Jian
(1995), “Clerodane diterpenes from Polyalthia cheliensis“, Phytochemistry,
39(2), pp 447-8
17 C.C Liaw, F.R Chang, S.L Chen, C.C Wu, K.H Lee, and Y.C Wu (2005),
Bioorg Med Chem., 13, pp 4767
18 C.Y Kwan and F.I Achike (2002), Acta Pharmacol Sin., 23, pp 1057-1060
19 Connolly, D Joseph, Haque, Enamul, A.A Kadir (1996), “Two
7,7’-bisdehydroaporphine alkaloids from Polyalthi abullata”, Phytochemistry,
43(1), pp 295-297
20 D A Scudiero, R H Shoemaker, K D Paull, A Monks, S Tierney, T H
Nofziger, M J Currens, D Seniff, M R Boyd (1988)., “Evaluation of a soluble Tetrazolium/Formazan assay for cell growth and drug sensivity in
culture using human and other tumor cell lines”, Cancer Research, 48, pp
4827-4833
21 D Chavez and R Mata (1999), Phytochemistry, 50, pp 823
22 D.A Shoskes, S.I Zeitlin, A Shahed, and J Rajfer (1999), Urology, 54, pp
960-963
23 Dai do N, Thang TD, Ogunwande IA (2014), “Chemical composition of
essential oils from the leaves and stem barks of Vietnamese species of
Polyalthia harmandii, Polyalthia jucunda and Polyalthia thorelii”, Nat Prod
Res., 28(8), pp 555-632
24 F Chang, J Wei, C Teng, and Y Wu (1998), Phytochemistry, 49, pp
2015-2017
25 F.Q Alali, X.X Liu, and J.L McLaughlin (1999), “Annonaceous
Acetogenins: Recent progress”, Journal of Natural Products, 62, pp
504-540
26 Firouz Matloubi Moghaddam, Mahdi Moridi Farimani, Sabah Salahvarzi,
and Gholamreza Amin (2007), “Chemical Constituents of Dichloromethane
Extract of Cultivated Satureja khuzistanica”, Evid Based Complement
Alternat Med., 4(1), pp 95-98
27 Gonzalez, M Carmen, Sentandreu, Miguel Angel, Rao, K Sundar,
Zafra-Polo, M Carmen, Cortes, Diego (1996), “Prenylated benzopyran
derivatives from two Polyalthia species”, Phytochemistry, 43(6), pp
1361-1364
28 Gonzalez, M Carmen, Zafra-Polo, M Carmen, M Blazquez, Amparo,
Serrano, Angel, Cortes, Diego (1997), “Cerasodine and Cerasonine: New
Trang 115
Oxoprotoberberine Alkaloids from Polyalthia cerasoides”, Journal of
Natural Products, 60(2), pp 108-110
29 H Guinaudeau, A Ramahatra, M Leboeue, A Cave (1978), “Annonaceae
alkaloids XXII Alkaloids from Polyalthia oligosperma (Danguy) Diels
and Polyalthia emarginata Diels”, Plantes Medicinales et Phytotherapie,
12(3), pp 166-72
30 H Haraguchi, Y Mochida, S Sakai, H Masuda, and Y Tamura (1996),
Biosci Biotechnol Biochem., 60, pp 945-947
31 H J Choi, J H Song, K.S Park, and D.H Kwon (2009), Eur J Pharm
Sci., 37, pp 329-332
32 Hamonniere, Michele, M Leboeuf, Michel, A Cave, Andre (1977),
“Alkaloids from Annonaceae Part 15 Aporphine alkaloids and terpenoid
compounds from Polyalthia oliveri”, Phytochemistry (Elsevier), 16(7), pp
1029-34
33 Hocquemiller, Reynald, Dubois, Genevieve, M Leboeuf, Michel, A Cave,
Andre, Kunesch, Nicole, Riche, Claude, Chiaroni, Angele (1981),
“Alkaloids of the Annonaceae Part XXXI Polyveoline, a new indolosesquiterpene isolated from Polyalthia suaveolens, Annonaceae”,
Tetrahedron Letters, 22(50), pp 5057-60
34 J.Q Gu, S Ikuyama, P Wei, B Fan, J Oyama, T Inoguchi, and J
Nishimura (2008), Am J Physiol Endocrinol Meta.b, 295, pp 390-394
35 K Iwasa, M Moriyasu, T Yamori, T Turuo, D.U Lee, and W Eiegrebe
(2001), J Nat Prod., 64, pp 896-901
36 Kanchanapoom, Tripetch, Sommit, Jarunee, Kasai, Ryoji, Otsuka, Hideaki,
Yamasaki, Kazuo (2002), “Chemical constituents of Thai medicinal plant,
Polyalthia cerasoides”, Natural Medicines, 56(6), pp 268-271
37 Kanokmedhakul, Somdej, Kanokmedhakul, Kwanjai, Lekphrom, Ratsami
(2007), “Bioactive Constituents of the Roots of Polyalthia cerasoides”,
Journal of Natural Products, 70(9), pp 1536-1538
38 Kanokmedhakul, Somdej, Kanokmedhakul, Kwanjai, Yodbuddee,
Daungrudee, Phonkerd, Nutchanat (2003), “New Antimalarial
Bis-dehydroaporphine Alkaloids from Polyalthia debilis”, Journal of Natural
Products, 66(5), pp 616-619
39 L B S Kardono, C K Angerhofer, S Tsauri, K Padmawinata, J M
Pezzuto, A D Kinghorn (1991), “Cytotoxic and antimalarial constituents
of the roots of Eurycoma longifolia”, J Nat Prod., 54(5), pp 1360-1367
40 Lavault, Marie, Guinaudeau, Helene, Bruneton, Jean, Sevenet, Thierry, Hadi,
A Hamid (1990), “(-)-Thaipetaline, a tetrahydroprotoberberine from
Malaysian Annonaceae”, Phytochemistry, 29(12), pp 3845
41 M C Alley, D A scudiero, A Monks, M L Hursey, M J Czerwinski, D
L Fine, B J Abbott, J G Mayo, R H Shoemaker, M R Boyd (1998).,