Luận án tiến sĩ nghiên cứu hóa học cây thuốc việt nam có hoạt tính kháng tế bào khối u thực nghiệm cây tô mộc

Với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc tìm hiểu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây thuốc ở Việt Nam, trong luận án này, chúng tôi giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



BÙI XUÂN HÀO

NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY THUỐC VIỆT NAM CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO KHỐI U THỰC NGHIỆM  CÂY TÔ MỘC

(CAESALPINIA SAPPAN L.) VÀ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG (STREPTOCAULON JUVENTAS (LOUR.) MERR.)

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01

Phản biện 1: PGS TS TRẦN HÙNG Phản biện 2: PGS TS NGUYỄN NGỌC HẠNH Phản biện 3: GS TS NGUYỄN KIM PHI PHỤNG Phản biện độc lập 1: PGS TS PHẠM THÀNH QUÂN Phản biện độc lập 2: PGS TS NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS TS TRẦN LÊ QUAN

2 GS TS NGUYỄN MINH ĐỨC

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Luận án này này được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Hóa hữu cơ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp HCM

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến:

- PGS.TS Trần Lê Quan, GS.TS Nguyễn Minh Đức và GS.TS Trần Kim

Qui, là những người Thầy đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi

trong thời gian làm luận án

- GS.TS Nguyễn Kim Phi Phụng đã quan tâm, và dành thời gian sửa chữa,

đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp cho tôi hoàn thành luận án này

- PGS.TS Trần Hùng, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hạnh đã đóng góp nhiều ý

kiến quý báu giúp cho tôi hoàn thành luận án này

- GS.TSKH Nguyễn Công Hào đã quan tâm và đóng góp nhiều ý kiến quý

báu cho các chuyên đề tiến sĩ và luận án

- PGS.TS Trần Công Luận đã quan tâm và đóng góp nhiều ý kiến quý báu

cho các chuyên đề tiến sĩ và luận án

- Tất cả quý Thầy Cô trong Bộ Môn Hóa Hữu Cơ đã tạo điều kiện thuận lợi

cho tôi thực hiện luận án

- Phòng NMR thuộc Viện KHCN Hà Nội, Phòng Phân Tích Trung Tâm và

phòng Hợp chất Thiên nhiên thuộc trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM

- Phòng Sau Đại Học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM

- Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn động viên, khích

lệ và tạo điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận án này

Bùi Xuân Hào

Trang 3

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI STREPTOCAULON 2

1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHI STREPTOCAULON 4

1.2.1 Thành phần hóa học của rễ cây hà thủ ô trắng 4

1.2.2 Thành phần hóa học các cây thuộc chi Streptocaulon 8

1.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RỄ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG 11

1.3.1 Tính chất dược lý 11

1.3.2 Hoạt tính sinh học 11

1.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT CARDENOLID 12

1.4.1 Đại cương 12

1.4.2 Hóa học lập thể của dẫn xuất cardenolid 13

1.4.2.1 Hóa học lập thể của khung aglycon 13

1.4.2.2 Các đơn vị đường có trong dẫn xuất cardenolid 13

1.5 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI CAESALPINIA 14

1.6 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY TÔ MỘC 14

1.6.1 Thành phần hóa học của lõi gỗ thân cây tô mộc 14

1.6.2 Thành phần hóa học của hạt quả cây tô mộc 22

1.7 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY TÔ MỘC 23

1.7.1 Tính chất dược lý 23

1.7.2 Hoạt tính sinh học 23

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1.1 Phương pháp cô lập các hợp chất 26

2.1.2 Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất 26

Trang 4

2.1.3 Phương pháp thử nghiệm độc tính tế bào 26

2.2 THỰC NGHIỆM 27

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 LY TRÍCH VÀ CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT 41

3.2 PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN CỦA DẪN XUẤT CARDENOLID 41

3.2.1 Phổ 1H và 13C-NMR của khung aglycon 41

3.2.2 Phổ 1H và 13C-NMR của các đơn vị đường 43

3.3 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT 44

3.3.1 Hợp chất H1 44

3.3.2 Hợp chất H2 48

3.3.3 Hợp chất H3 52

3.3.4 Hợp chất H4 56

3.3.5 Hợp chất H5 60

3.3.6 Hợp chất H6 65

3.3.7 Hợp chất H7 71

3.3.8 Hợp chất H8 74

3.3.9 Hợp chất H9 78

3.2.10 Hợp chất H10 83

3.3.11 Hợp chất H11 86

3.3.12 Hợp chất H12 90

3.3.13 Hợp chất H13 95

3.3.14 Hợp chất H14 99

3.3.15 Hợp chất H15 103

3.3.16 Hợp chất H16 107

3.3.17 Hợp chất T1 112

3.3.18 Hợp chất T2 114

Trang 5

3.3.20 Hợp chất T4 118

3.3.21 Hợp chất T5 120

3.3.22 Hỗn hợp T6 và T7 122

3.4 NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT CARDENOLID THUỘC LOÀI STRETOCALON JUVENTAS 126

3.4.1 Đặc điểm của khung aglycon 126

3.4.1.1 Đặc điểm về hóa học lập thể 126

3.4.1.2 Đặc điểm phổ NMR của khung aglycon 127

3.4.2 Đặc điểm phổ NMR của các đơn vị đường 128

3.5 NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT PHENOL THUỘC LOÀI CAESALPINIASAPPAN LINN 131

3.6 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH TẾ BÀO 134

3.6.1 Hoạt tính gây độc tế bào 134

3.6.2 Nhận xét về hoạt tính gây độc tế bào 135

3.7 NHẬN XÉT VỀ THU SUẤT CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT 139

3.7.1 Nhận xét về thu suất cô lập các hợp chất cardenolid 139

3.7.2 Nhận xét về thu suất cô lập các hợp chất phenol 141

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO 147

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC 155 PHỤ LỤC

Trang 6

CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

(Heteronuclear Single Quantum Coherence) HMBC : tương quan giữa H-C qua 2, 3 nối

(Heteronuclear Multiple Bond Coherence)

Trang 7

(H-H Correlation Spectroscopy) ROESY : Rotating-frame Effect Spectroscopy

DEPT : Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

[α]D : Năng lực triền quang (Specific Optical Rotation)

Trang 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU

Trang

 DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cây hà thủ ô trắng 3

Hình 1.2 Rễ cây hà thủ ô trắng 3

Hình 1.3 Hóa học lập thể của khung cardenolid 13

Hình 1.4 Quả tô mộc 15

Hình 1.5 Thân cây tô mộc 15

Hình 3.1 Hóa học lập thể tại C-3 của hợp chất cardenolid 42

Hình 3.2 Hóa học lập thể của hợp chất H1 46

Hình 3.3 Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H1 48

Hình 3.13 Tương quan H-H ROESY quan trọng của H6 70

Hình 3.15 Tương quan HMBC quan trọng của H7 74

Hình 3.17 Tương quan HMBC và COSY quan trọng của H8 78

Hình 3.18 Tương quan HMBC và H-H COSY quan trọng của H9 80

Trang 9

Hình 3.21 Tương quan HMBC quan trọng của H10 85

Hình 3.25 Tương quan H-H ROESY quan trọng của H12 93

Hình 3.34 Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của T1 114

Hình 3.35 Cấu trúc hợp chất sappanon A (T2) 115

Hình 3.36 Cấu trúc hợp chất sappanon B (T3) 117

Hình 3.37 Cấu trúc hợp chất 3-deoxysappanon B (T4) 120

Hình 3.38 Cấu trúc hợp chất brazilin (T5) 122

Hình 3.39 Tương quan HMBC quan trọng của T6 124

Hình 3.40 Hỗn hợp hai xuyên lập thể phân T6 và T7 126

Hình 3.41 Hóa học lập thể các aglycon 127

Hình 3.42 Cấu trúc hóa học các đơn vị đường 129

Hình 3.43 Cấu trúc hóa học các hợp chất phenol 132

 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Cô lập các hợp chất có trong rễ cây hà thủ ô trắng 36

Sơ đồ 2.2 Cô lập các hợp chất có trong lõi gỗ thân cây tô mộc 37

Sơ đồ 2.3 Quy trình khảo sát độc tính tế bào bằng phương pháp SRB 40

Trang 10

 DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng 4

Bảng 1.2 Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây Streptocaulon tomentosum và Streptocaulon griffithii 8

Bảng 1.3 Các hợp chất được cô lập từ lõi gỗ thân cây tô mộc 17

Bảng 1.4 Các hợp chất được cô lập từ hạt quả cây tô mộc 22

Bảng 2.1 Kết quả sắc ký cột cao clorofom rễ củ hà thủ ô trắng 30

Bảng 2.2 Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-II của cao clorofom 31

Bảng 2.3 Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIB 31

Bảng 2.4 Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-IIB3 31

Bảng 2.5 Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC 31

Bảng 2.6 Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC2 32

Bảng 2.7 Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-IIC2Y 32

Bảng 2.8 Kết quả sắc ký cột Diaion HP-20 dịch sệt nước rễ củ hà thủ ô trắng 32

Bảng 2.9 Kết quả sắc ký cột phân đoạn H-III 33

Bảng 2.10 Kết quả sắc ký cột phân đoạn IIIB 33

Bảng 2.11 Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn IIIB2 33

Bảng 2.12 Kết quả sắc ký cột phân đoạn IIIB2Y 33

Bảng 2.13 Kết quả sắc ký cột cao etyl acetat lõi gỗ thân cây tô mộc 34

Bảng 2.14 Kết quả sắc ký cột phân đoạn TM-IV 35

Bảng 2.15 Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn TM-IVC 35

Bảng 2.16 Kết quả sắc ký cột phân đoạn TM-IVC2 35

Bảng 3.1 So sánh số liệu phổ NMR của H1 và digitoxigenin 47

Bảng 3.2 So sánh số liệu phổ NMR của H2 và digitoxigenin 3-O--glucopyranosid 51

Bảng 3.3 So sánh số liệu phổ NMR của H3 và digitoxigenin 3-O--gentiobiosid 54

Bảng 3.4 So sánh số liệu phổ NMR của H4 và digitoxigenin -D-sophorosid 59

Trang 11

Bảng 3.5 So sánh số liệu phổ NMR của H5 và dẫn xuất cardenolid 63

Bảng 3.6 Số liệu phổ NMR của H6 68

Bảng 3.7 So sánh số liệu phổ NMR của H7 và acovenoxigenin A 72

Bảng 3.8 Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của H8 76

Bảng 3.9 So sánh số liệu phổ NMR của H9, acovenosigenin A 3-O-digitalosid và periplogenin 3-O-(4-O--glucopyranosyl- -digitalopyranosid) 82

Bảng 3.10 So sánh số liệu phổ NMR của H10 và periplogenin 86

Bảng 3.11 Số liệu phổ NMR của H11 và periplogenin glucopyranosid 89

Bảng 3.12 Số liệu phổ NMR của H12 94

Bảng 3.13 So sánh số liệu phổ NMR của H13 và periplogenin 3-O- -D-digitoxopyranosyl-(14)-O--D-glucopyranosid 98

Bảng 3.14 So sánh số liệu phổ NMR của H14 và periplogenin-3-O-β-cymaropyranosyl-(14)-O--D-glucopyranosid 101

Bảng 3.15 So sánh số liệu phổ NMR của H15 và periplogenin-3-O-β-digitalopyranosyl-(14)-O-β-D-glucopyranosid 106

Bảng 3.16 So sánh số liệu phổ NMR của H16 và periplogenin 3-O-β-(2-O-acetyl) digitalopyranosyl-(14)- β-D-glucopyranosid 110

Bảng 3.17 So sánh số liệu phổ NMR của T1 và sappanchalcon 113

Bảng 3.18 So sánh số liệu phổ NMR của T2 và sappanon A 115

Bảng 3.19 So sánh số liệu phổ NMR của T3 và sappanon B 117

Bảng 3.20 So sánh số liệu phổ NMR của T4 và 3-deoxysappanon B 119

Bảng 3.21 So sánh số liệu phổ NMR của T5 và brazilin 121

Bảng 3.22 So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất T6, T7 và protosappanin B, isoprotosappanin B 125

Bảng 3.23 Kết quả thử nghiệm gây độc tế bào trên các dòng ung thư phổi

NCI–H460, ung thư cổ tử cung Hela và ung thư vú MCF–7 134

Bảng 3.24 Giá trị IC50 gây độc tế bào trên dòng ung thư phổi NCI–H460 135

Trang 12

Bảng 3.25 So sánh giá trị IC50 gây độc tế bào trên dòng ung thư phổi

NCI–H460 và trên dòng ung thư phổi A549 138

Bảng 3.26 So sánh thu suất cô lập các hợp chất cardenolid 139 Bảng 3.27 So sánh thu suất cô lập các hợp chất phenol 141

Trang 13

MỞ ĐẦU

Đã từ lâu, người ta biết được rằng, ung thư là một trong những căn bệnh hiểm nghèo, và sự di căn của tế bào ung thư là nguyên nhân gây ra tử vong cho bệnh nhân Thông thường, ung thư được điều trị bởi phẫu thuật, xạ trị và hóa trị, tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, sau khi điều trị, các khối u vẫn tiếp tục phát triển và

di căn do các tế bào ung thư không bị tiêu diệt hoàn toàn Các tia phóng xạ và hầu hết các thuốc dùng điều trị ung thư thường có tác dụng phụ, gây tổn hại đến các tế bào lành của cơ thể; chúng cũng thường gây ra những hậu quả nghiêm trọng như

rụng tóc, ức chế sự hoạt động của tủy xương, gây nôn mửa Vì thế, các loại thuốc

hỗ trợ điều trị ung thư hữu hiệu vẫn đang được tìm kiếm Ngày nay, các hợp chất thiên nhiên có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u vẫn đang được sử dụng và cho kết quả điều trị tốt, chẳng hạn như các alkaloid từ cây dừa cạn, taxol từ cây thông đỏ, các alkaloid từ cây trinh nữ hoàng cung Năm 2011, tác giả Marie Jensen

và cộng sự [29] cho biết trong những năm gần đây, một số hợp chất dẫn xuất cardenolid và hợp chất bán tổng hợp từ các dẫn xuất cardenolid là các hợp chất mới dùng để hỗ trợ điều trị bệnh ung thư phổi

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên có nguồn dược liệu dồi dào và phong phú Y học cổ truyền Việt Nam từ lâu đã dùng cây cỏ để trị nhiều chứng bệnh khác nhau Với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc tìm hiểu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây thuốc ở Việt Nam, trong luận án này, chúng tôi giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về khảo sát thành phần hóa học và thử nghiệm hoạt tính sinh học của các chất tinh khiết cô lập được từ rễ cây hà thủ ô trắng và lõi gỗ thân cây tô mộc, là hai cây thuốc đã được các nhà khoa học Việt Nam và Nhật Bản khảo sát, đã cho thấy là có độc tính mạnh đối với các dòng tế bào ung thư phổi, ung thư cổ tử cung…

Nội dung chính của luận án bao gồm:

- Cô lập các hợp chất tinh khiết từ rễ cây hà thủ ô trắng và lõi gỗ thân cây tô mộc

- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất cô lập được

- Thử nghiệm độc tính tế bào trên các hợp chất tinh khiết cô lập được

Trang 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI STREPTOCAULON

Chi Streptocaulon thuộc họ Thiên lý (Asclepiadaceae) gồm năm loài, được phân

bố khắp Đông Nam Á, gồm có Streptocaulon juventas (Lour.) Merr.,

Streptocaulon griffithii Hook f., Streptocaulon horsfieldii Miq., Streptocaulon kleinii W  Arn và Streptocaulon Wallichii Wight.[4] Năm 2004, Myint Myint

Khine đã xác định tên và nghiên cứu thành phần hóa học của loài Streptocaulon

tomentosum cũng thuộc chi Streptocaulon.[41], [42] Theo Phạm Hoàng Hộ,[4] Võ Văn Chi [6] và Đỗ Tất Lợi,[2] Việt Nam chỉ có 3 loài là Streptocaulon juventas (Lour.) Merr., Streptocaulon horsfieldii Miq và Streptocaulon kleinii W  Arn

Cây hà thủ ô trắng có tên khoa học là Streptocaulon juventas (Lour.) Merr., thuộc

họ Thiên lý (Asclepiadaceae), còn được gọi là cây hà thủ ô nam, dây sữa bò, củ

vú bò, cây sừng bò.[1], [2], [4], [6] Hà thủ ô trắng là loại cây có thân dây leo, dài từ 2 đến 5 m, thân và cành có màu hơi đỏ hay nâu đỏ, có rất nhiều lông Lá hà thủ ô mọc đối nhau, có hình trứng ngược, gốc tròn hoặc hơi hình nón cụt, mặt trên có màu xanh sẫm, ít lông, mặt dưới trắng nhạt, có phủ lông rất mịn Phiến lá dài khoảng 8 đến 14 cm, rộng khoảng 4 đến 9 cm, cuống lá ngắn, có nhiều lông.[1], [6]

Hoa có màu nâu nhạt hoặc vàng tía, mọc thành xim Quả hà thủ ô lớn, tách đôi ngang ra trông như sừng bò, có dạng hình thoi, màu xám, dài khoảng 7 đến 11

cm, rộng khoảng 8 mm Hạt quả hà thủ ô dẹt, phồng ở lưng, dài khoảng 5 đến 7

mm, rộng khoảng 2 mm, có chùm lông mịn, dài khoảng 2 cm.[1], [4], [6]

Ở Việt Nam, hà thủ ô trắng mọc hoang ở các vùng đất cao, đồi núi, rừng thứ sinh, mọc nhiều ở các tỉnh miền núi và trung du như Bắc Giang, Hòa Bình, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Vĩnh Phúc, Nghệ An, An Giang, Lâm Đồng.[1], [2], [6] Ở vùng Tịnh Biên tỉnh An Giang, cây mọc hoang trên các đồi núi và nương rẫy

Trang 15

Hình 1.1 Cây hà thủ ô trắng thu hái tại ấp Phú Hòa, xã An Phú,

huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang vào tháng 10 năm 2007

Hình 1.2 Rễ cây hà thủ ô trắng thu hái tại ấp Phú Hòa, xã An Phú,

Trang 16

1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHI STREPTOCAULON

Các cây thuộc chi Streptocaulon ít được nghiên cứu mặc dù từ lâu chúng đã được

dùng làm thuốc trong y học cổ truyền Cho đến nay, chỉ thấy có ba loài là

Streptocaulon juventas (Lour.) Merr., Streptocaulon tomentosum và Streptocaulon griffithii Hook f đã được nghiên cứu về thành phần hóa học.[24],

[41], [42], [60], [68]

1.2.1 Thành phần hóa học của rễ cây hà thủ ô trắng

Năm 2002, Tam và cộng sự đã cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng các hợp chất

Các hợp chất cô lập được từ rễ cây hà thủ ô trắng được ghi trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng

7 Digitoxigenin 3-O-[-glucopyranosyl-(16)-O-

-glucopyranosyl-(14)-3-O-acetyl--digitoxopyranosid] C43H66O18

8

Digitoxigenin 3-O-[-glucopyranosyl-(16)-O-

-glucopyranosyl-(14)-O--digitalopyranosyl-(14)-

-cymaropyranosid]

C49H78O21

Trang 17

10 Digitoxigenin 3-O-[O--D-glucopyranosyl-(16)-O-

Trang 18

Các hợp chất dẫn xuất cardenolid

Hợp chất hemiterpenoid

Trang 20

1.2.2 Thành phần hóa học của cây Streptocaulon tomentosum và

Streptocaulon griffithii Hook f

Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy các hợp chất chủ yếu cô lập được từ các cây thuộc chi Streptocaulon là các dẫn xuất cardenolid, các hợp chất khác như

triterpen, phenol hiện diện với số lượng ít hơn.[59], [41], [42]

Năm 2004, từ rễ cây Streptocaulon tomentosum, Myint Myint Khine [41], [42] và

40 (17)-H-Periplogenin 3-O--D-digitoxopyranosid C29H46O8

41 (17)-H-Periplogenin 3-O--D-cymaropyranosid C30H46O8

4)-2-O-acetyldigitalopyranosid

C30H58O15

Trang 21

50 Acovenosigenin A 3-O--glucopyranosid C29H44O10

Dưới đây là cấu trúc của các hợp chất đã được cô lập từ cây Streptocaulon

tomentosum và Streptocaulon griffithii

Trang 22

Như vậy, các kết quả nghiên cứu trước đây về chi Streptocaulon đã cho thấy thành phần hóa học chủ yếu của các rễ cây thuộc chi này là các hợp chất dẫn xuất

cardenolid, có các nhóm OH thường gắn ở vị trí C-3, C-14, còn nhóm OH ở C-5

có thể có hoặc không Các hợp chất glycosid có phần đường thường gắn vào vị

Trang 23

1.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RỄ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG 1.3.1 Tính chất dƣợc lý

Theo Đỗ Tất Lợi,[2] Võ Văn Chi,[6] y học cổ truyền Việt Nam dùng rễ cây hà thủ

ô trắng để chữa trị nhiều chứng bệnh khác nhau như cảm mạo, sốt, viêm ruột, tiêu chảy, viêm thận mạn tính; chữa các bệnh thận, gan yếu, chứng thiếu máu, thần kinh suy nhược, ăn ngủ kém, sốt rét kinh niên, phong thấp, tê bại, đau nhức gân xương, phụ nữ kinh nguyệt không đều, tiêu trừ nọc rắn, bệnh tóc bạc sớm

Rễ hà thủ ô trắng còn được sắc để uống, chữa cảm sốt, làm thuốc lợi sữa Lá cây

hà thủ ô đun với nước dùng để tắm trị các chứng lở ngứa Ngoài ra, rễ hà thủ ô trắng còn làm thuốc bổ máu, dùng phối hợp với hà thủ ô đỏ.[2], [6]

1.3.2 Hoạt tính sinh học

Năm 2002, tác giả Phạm Thanh Tâm [5]

đã thử nghiệm hoạt tính hạ lipid huyết của cao chiết etanol rễ cây hà thủ ô trắng trên chuột nhắt trắng Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết etanol 70% của rễ cây hà thủ ô trắng có tác dụng làm giảm cholesterol xấu

Năm 2002, Ueda và cộng sự,[58] đã sàng lọc hoạt tính kháng ung thư của các cây thuốc Việt Nam Kết quả sàng lọc sơ bộ cho thấy dịch chiết metanol của rễ củ hà thủ ô trắng có tác dụng ức chế sự tăng sinh của các tế bào khối u ác tính dạng sợi sarcoma HT-1080 ở người, tế bào ung thư cổ tử cung HeLa, ung thư phổi A549 ở người, ung thư ruột kết 26-L5, ung thư phổi ở chuột

Năm 2003, Ueda và cộng sự [59], [60]

đã thử nghiệm độc tính tế bào của mười sáu hợp chất dẫn xuất cardenolid tinh khiết cô lập được từ dịch chiết metanol của rễ cây hà thủ ô trắng, trên các dòng tế bào ung thư, như tế bào khối u ác tính dạng sợi sarcoma HT-1080, ung thư phổi A549, ung thư cổ tử cung HeLa ở người, tế bào ung thư biểu mô 26-L5, ung thư phổi Lewis, tế bào khối u ác tính B16-BL6 ở

chuột Thử nghiệm của Ueda cho thấy các hợp chất dẫn xuất cardenolid 4, 5, 6, 7,

8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 cô lập được từ rễ củ hà thủ ô trắng, có

Trang 24

hoạt tính ức chế mạnh sự tăng sinh của tế bào khối u ác tính dạng sợi sarcoma HT-1080 (mười sáu hợp chất cardenolid trên có giá trị IC50 trong khoảng từ 0,054 đến 1,60 µM) Đối với tế bào ung thư phổi A549, IC50 của các hợp chất này có giá trị trong khoảng từ 0,016 đến 1,65 µM).[60]

Năm 2010, Na Han và cộng sự [13]

đã khảo sát độc tính tế bào của dịch chiết cao etanol 75%, được điều chế từ rễ cây Streptocaulon juventas, thu hái ở tỉnh Vân

Nam của Trung Quốc Tác giả cũng khảo sát độc tính của các phân đoạn thu

được từ quá trình sắc ký cao này trong cả hai thử nghiệm in vitro (đối với dòng tế bào ung thư phổi A549), và in vivo (trên chuột đã được tiêm tế bào ung thư phổi A549) Thử nghiệm in vitro cho thấy dịch chiết cao etanol 75% có giá trị IC50 là 7,82 g/ml; còn phân đoạn có độc tính tế bào mạnh nhất điều chế được từ cao etanol 75% (phân đoạn thu được với hệ dung môi giải ly diclorometan : metanol,

tỷ lệ 3 : 1), có giá trị IC50 là 0,89 g/ml Kết quả thử nghiệm in vivo trên chuột

đã được tiêm tế bào ung thư phổi A549 của Na Han cho thấy sau thời gian 10 ngày, kể từ lúc bắt đầu điều trị bằng cách tiêm dịch chiết của phân đoạn có độc tính tế bào mạnh nhất vào chuột, khi soi dưới kính hiển vi, cho thấy hầu hết các

tế bào ung thư phổi A549 đã bị tiêu diệt bởi các thực bào Bằng phương pháp sắc

ký trên phân đoạn có độc tính tế bào mạnh nhất, Na Han đã cô lập được ba hợp chất dẫn xuất cardenolid, là thành chính có trong phân đoạn này, gồm digitoxigenin, periplogenin và periplogenin glucopyranosid Từ đó tác giả kết luận rằng, các hợp chất này đóng vai trò chủ yếu trong việc ức chế sự phát triển

tế bào ung thư phổi A549 ở chuột

1.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT CARDENOLID

1.4.1 Đại cương

Cardenolid là dẫn xuất của steroid gồm 23 carbon, có hoạt tính đối với các chức năng của tim, nên các glycosid có aglycon là khung cardenolid còn được gọi là glycosid tim.[62] Cấu trúc của tất cả các hợp chất cardenolid đều có một nhóm 3-

Trang 25

C-17 Sự liên hợp của vòng A và B thường gặp ở dạng cis, còn dạng liên hợp

trans của vòng A và B ít gặp hơn

Trong tự nhiên, các hợp chất cardenolid thường thấy hiện diện trong các loài thuộc các họ như: Asclepiadaceae, Apocynaceae, Scrophulariaceae, Celastraceae, Iridaceae, Liliaceae, Ranunculaceae, Scrophulariaceae và Tiliaceae Các glycosid tim đã được dùng hàng trăm năm nay để trị suy tim

1.4.2 Hóa học lập thể của dẫn xuất cardenolid

1.4.2.1 Hóa học lập thể của khung aglycon

Trong tự nhiên, các hợp chất dẫn xuất cardenolid cô lập được từ thực vật có các cấu trúc khung aglycon như sau:[11], [41], [42], [60], [63]

1.4.2.2 Các đơn vị đường có trong dẫn xuất cardenolid

Một số loại đường thường hiện diện trong các dẫn xuất cardenolid cô lập được từ chi Streptocaulon là β-D-glucopyranose, β-D-digitoxopyranose, β-D-

Trang 26

1.5 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI CAESALPINIA

Chi Caesalpinia có khoảng 100 loài trên thế giới, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt

đới châu Á, châu Phi và châu Mỹ Ở Việt Nam có khoảng 20 loài và được coi là nơi có nhiều loài của chi này ở Đông Nam Á.[1], [3]

Cây tô mộc có tên khoa học là Caesalpinia sappan L., thuộc họ Đậu

(Fabaceae).[3], [6] Ngoài ra, tô mộc còn có các tên gọi khác như cây gỗ vang, vang gai, vang nhuộm, cây keo gai, cây tô phượng, sappanwood.[2], [6]

Tô mộc là loại cây thân gỗ, cứng Thân mọc thẳng, cao từ 7 đến 10 m, có nhiều cành Thân và cành có nhiều gai, cành non có lông mịn, cành già nhẵn, không có lông Gỗ rắn, chắc, có màu vàng hơi đỏ Lá tô mộc có hình dạng lá kép lông chim, mọc so le, gồm 9 đôi cuống lá phụ, mỗi cuống phụ có 12 đôi lá chét hoặc nhiều hơn, lá dài khoảng 12 đến 20 mm, rộng khoảng 6 đến 7 mm, gốc lá cụt, đầu lá tròn, mặt lá

có gân chính chéo, lá nhẵn ở mặt trên, có lông mịn ở mặt dưới Cuống lá dài khoảng 50 cm, có ít gai ngắn Hoa có 5 cánh màu vàng mọc thành chùm, nhị hơi lồi ra, bầu hoa phủ đầy lông xám Quả rất cứng, dai, dày, dài khoảng 5 đến 6 cm, rộng khoảng 3 đến 4 cm, hình dạng giống con dao bầu, có sừng nhọn ở đầu, bên trong có từ 3 đến 4 hạt nhỏ, dẹt, màu nâu vàng.[1], [2], [3], [6]

Cây tô mộc ra hoa trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 6 Cây được trồng hoặc mọc hoang dại ở hầu hết các nước như Việt Nam, Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, Thái Lan, Lào, Campuchia Ở Việt Nam, cây tô mộc thường mọc hoang trên nương rẫy Cây tô mộc thường được người dân trồng làm hàng rào xung quanh nhà.[2], [6]

1.6 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY TÔ MỘC

1.6.1 Thành phần hóa học của lõi gỗ thân cây tô mộc

Các nghiên cứu trước đây cho thấy lõi gỗ thân cây tô mộc có chứa các hợp chất dẫn xuất phenol như homoisoflavon,[23], [36], [40] brazilin và dẫn xuất của brazilin,[7], [9], [10] dẫn xuất của chalcon,[23], [67] dibenz[b,d]oxocin.[23], [31], [38], [49]

Trang 27

Hình 1.4 Quả tô mộc thu hái tại ấp Phú Hòa, xã An Phú, huyện

Tịnh Biên, tỉnh An Giang vào tháng 04 năm 2005

Hình 1.5 Thân cây tô mộc thu hái tại ấp Phú Hòa, xã An Phú, huyện

Tịnh Biên, tỉnh An Giang vào tháng 04 năm 2005

Trang 28

Năm 1977, Hiroshi Hikino và cộng sự [14] đã cô lập được hợp chất 56

Năm 1984, Masahiro Nagai và cộng sự [30] đã cô lập được hợp chất 81

Năm 1985, Shimokawa Takashi và cộng sự [52] cô lập được các hợp chất 56, 58

và 59

Năm 1986, Kazumoto Miyahara và cộng sự [16]

đã xác định cấu trúc hợp chất 58

bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

Năm 1986, Masahiro Nagai và cộng sự [31], [32] đã cô lập được các hợp chất 51,

52, 81

Năm 1986, Tamotsu Saitoh và cộng sự [55] đã cô lập được các hợp chất 56, 81,

58, 59, 61, 62, 63, 64, 66

Năm 1987, Michio Namikoshi và cộng sự [36], [37], [38], [39, [40] cô lập được các hợp

chất 54, 56, 66, 67, 72, 64, 65, 68, 69, 70, 80, 84, 85, 86 từ lõi gỗ thân cây tô

mộc

Năm 1987, Masahiro Naigai và cộng sự [33] cô lập được hợp chất 55

Năm 1990, Masahiro Naigai và cộng sự [34] cô lập được hỗn hợp gồm hai chất 87

và 88

Năm 1997, Dong Seon Kim và cộng sự [10] cô lập được hợp chất 56, 77

Năm 1998, Sei Ryang Oh và cộng sự [49] cô lập được các hợp chất 56, 77, 51, 87

và hỗn hợp gồm hai chất 51, 52

Năm 2002, Bo Ou Yang và cộng sự [7] cô lập được hợp chất 60

Năm 2004 và 2005, Nguyễn Thị Thanh Mai và cộng sự [26], [27] đã cô lập được các

hợp chất 51, 56, 57, 61, 63, 64, 65, 66, 79, 86, 88, 89, 90, 91 và hỗn hợp gồm 52

và 53

Năm 2008, Lin-chun Fu [23] và cộng sự cô lập được các hợp chất 7, 51, 53, 81, 72,

77, 86, 56, 63, 61, 94, 95, 96, hỗn hợp gồm 52, 53 từ lõi gỗ cây tô mộc

Năm 2008, Yu-Ping Chen và cộng sự [67] cô lập được các hợp chất 51, 55, 56, 60,

61, 63, 81, 72, 71, 73, 74, 75, 76, hỗn hợp gồm 52 và 53

Năm 2011, Shi Hui Shu [51] cô lập được hai hợp chất mới 91 và 92

Các hợp chất được cô lập từ lõi gỗ thân cây tô mộc được ghi trong bảng 1.3

Trang 29

Bảng 1.3 Các hợp chất được cô lập từ lõi gỗ thân cây tô mộc

Trang 31

Brazilin và các dẫn xuất brazilin

Các hợp chất có khung homoisoflavon

Trang 32

Các hợp chất chalcon

Các hợp chất phenol

Trang 33

Một số hợp chất khác

Như vậy, các kết quả nghiên cứu trước đây về thành phần hóa học cho thấy, lõi

gỗ thân cây tô mộc chứa chủ yếu các hợp chất flavonoid và các dẫn xuất của chúng Ngoài ra, brazilin, dẫn xuất của brazilin và hợp chất khung dibenz[b,d]oxocin cũng được tìm thấy trong lõi gỗ của thân cây này

Trang 34

1.6.2 Thành phần hóa học của hạt quả cây tô mộc

Năm 2008, từ dịch chiết CH2Cl2 của hạt quả tô mộc, Orapun Yodsaoue và cộng

sự [43] đã cô lập được 11 hợp chất diterpenoid là 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103,

104, 105, 106, 107 Các hợp chất này được ghi trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Các hợp chất được cô lập từ hạt quả cây tô mộc

Trang 35

1.7 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY TÔ MỘC

1.7.1 Tính chất dược lý

Từ lâu, y học dân tộc ở các nước như Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Miến Điện, Indonesia đã dùng lõi gỗ cây tô mộc làm thuốc bổ máu, trị long đờm.[1], [2], [6] Trong y học cổ truyền Trung Quốc, tô mộc được dùng làm thuốc điều hòa kinh nguyệt, dùng trị vết thương.[1] Ở Ấn độ, tô mộc dùng làm thuốc chữa kiết lỵ, tiêu chảy và trị một số bệnh ngoài da.[2], [6] Trong y học cổ truyền Nhật Bản,[66] tô mộc được dùng làm thuốc kháng viêm và chống hội chứng oketsu (hội chứng làm tắc nghẽn lưu thông máu) Các nghiên cứu về tính chất dược lý và thử nghiệm lâm sàng trước đây cho thấy tô mộc có độc tính đối với một số chủng vi khuẩn, có tác dụng bảo vệ gan, trị thấp khớp, kháng oxy hóa.[8]

1.7.2 Hoạt tính sinh học

Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy dịch chiết metanol từ lõi gỗ thân cây tô mộc có nhiều hoạt tính sinh học lý thú, như hoạt tính kháng bổ thể,[49] kháng oxy hóa,[8], [50] kháng khuẩn,[8]

kháng viêm, giãn mạch,[8], [14] kháng ung thư.[8], [21], [22]

Các hợp chất phenol cô lập được từ lõi gỗ thân cây tô mộc như sappanchalcon, deoxysappanchalcon có hoạt tính chống dị ứng mạnh Các hợp chất brazilin, sappanchalcon, protosappanin E có hoạt tính làm giãn mạch.[66]

3-Năm 2003, Niranjan Reddy và cộng sự [61] đã thử nghiệm hoạt tính kháng nấm

Beauveria bassiana của các hợp chất phenol cô lập được từ cây tô mộc Kết quả

Trang 36

nghiên cứu cho thấy hợp chất 4-O-metylsappanol có hoạt tính ức chế loại nấm

này

Năm 2004, Nguyễn Thị Thanh Mai và cộng sự,[25], [26], [27] đã thử nghiệm hoạt tính

ức chế enzym xanthin oxidase của các hợp chất phenol được cô lập từ cây tô mộc Enzym xanthin oxidase xúc tác cho quá trình oxy hóa hypoxanthin thành xanthin và xanthin thành acid uric, do đó gây nên bệnh gút ở người Kết quả thử nghiệm của tác giả cho thấy, sappanchalcon có hoạt tính ức chế mạnh nhất trong số các hợp chất phenol được thử nghiệm hoạt tính sinh học, với giá trị IC50

là 3,9 μM; hơi yếu hơn chất đối chứng dương allopurinol (IC50 2,5 μM) Từ kết

quả này, tác giả nhận xét rằng, dân gian sử dụng lõi gỗ thân cây tô mộc để điều trị các bệnh viêm nhiễm, thấp khớp có hiệu quả là do thành phần của nó có chứa các hợp chất phenol như sappanchalcon

Năm 2007, Jia Shen và cộng sự [15] nghiên cứu hoạt tính sinh học của brazilein, kết quả cho thấy brazilein cô lập được từ cây tô mộc có tác dụng bảo vệ não, chống lại sự tổn thương do thiếu máu não cục bộ gây ra

Năm 2008, tác giả Hoàng Thu Hà và cộng sự [3] nghiên cứu tác dụng ức chế trypsin và chymotrypsin của dịch chiết từ phần vỏ và gỗ thân cây tô mộc, kết quả nghiên cứu cho thấy các dịch chiết này có hoạt tính ức chế trypsin và chymotrypsin

Năm 2009, Makiko Washiyama và cộng sự [28] đã thử nghiệm in vitro hoạt tính kháng viêm của bảy hợp chất phenol, được cô lập từ dịch chiết metanol lõi gỗ thân cây tô mộc Kết quả cho thấy các hợp chất này đều có hoạt tính kháng viêm

Trang 37

Năm 2009, Orapun [43] và cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống dị ứng của các hợp chất chalcon và homoisoflavon, được cô lập từ dịch chiết diclorometan của

rễ và lõi gỗ thân cây tô mộc Kết quả nghiên cứu cho thấy, sappanchalcon có hoạt tính kháng dị ứng mạnh nhất, với giá trị IC50 là 7,6 μM; 3-deoxysappanchalcon

có hoạt tính yếu hơn, với giá trị IC50 là 15,3 μM Sappanchalcon có hoạt tính gấp hơn sáu lần so với fumarat ketotifen (giá trị IC50 47,5 μM), là một loại thuốc được sử dụng trong lâm sàng.[43]

Năm 2010, Yohei Sasaki và cộng sự [66] đã nghiên cứu hoạt tính làm giãn mạch trên chuột của các hợp chất phenol, được cô lập từ dịch chiết metanol của lõi gỗ thân cây tô mộc Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất này có hoạt tính làm giãn mạch ở động mạch chủ và động mạch mạc treo ruột ở chuột

Năm 2010 và 2011, Lee và cộng sự [21], [22] đã nghiên cứu cơ chế ức chế sự phát triển của tế bào ung thư miệng ở người trên hai hợp chất isoliquiritigenin 2-metyl eter và sappanchalcon Kết quả nghiên cứu cho thấy isoliquiritigenin 2-metyl eter và sappanchalcon đều có tác dụng ức chế mạnh tế bào ung thư miệng

ở người

Năm 2012, Yang và cộng sự [65]

đã nghiên cứu tác dụng ức chế sự sinh sản của virus bệnh cúm, của hợp chất 3-deoxysappanchalcon cô lập được từ lõi gỗ thân cây tô mộc Qua kết quả thử nghiệm in vitro, tác giả kết luận rằng, cơ chế ức chế

sự hoạt động của virus cúm của hợp chất 3-deoxysappanchalcon liên quan đến việc kiểm soát sự sinh sản của virus cúm

Trang 38

SKC Silica gel 30 g cao CHCl 3,

Đun hoàn lưu với MeOH (25 lít, 3 giờ x 3 lần), lọc nóng, cô đến cắn

Chiết phân bố bằng hai dung môi CHCl 3 :H 2 O=1:1 (5 lần1,5lít)

Dịch sệt nước (720 g) Cao CHCl 3 (190,6 g)

III-2 (9,8 g)

III-3 (9,9 g)

III-4 (1,1 g)

III-5

(10,3 g)

IV-2 (14,2 g)

IV-3

(1,6 g)

IV-5 (1,7 g)

H16 (3,5 mg)

(0,00004375%)

Phân đoạn C-III (1,5 g)

Trang 39

Đun hoàn lưu với MeOH (3 giờ x 3), lọc nóng, cô đến cắn

Chiết phân bố bằng hai dung môi EtOAc:H 2 O = 2:1 (1,5 lít  3 lần), cô quay ở áp suất thấp

TM-VI (5,1 g) (7,2 g) TM-VII (18,7 g) TM-VIII (15,4 g) TM-IX

Sơ đồ 2.2 Cô lập các hợp chất có trong lõi gỗ thân cây tô mộc

T2 (6,5 mg)

(0,000325%)

T1 (5,5 mg)

(0,000275%)

T4 (10,5 mg)

(0,000525%)

T3 (15 mg)

(0,0009%)

T5 (120 mg)

(0,006%)

Hỗn hợp T6 và T7 (150 mg)

Trang 40

Bảng 3.22 So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất T6, T7 và protosappanin B, isoprotosappanin B.[23]

Định dạng
Số trang	165
Dung lượng	30,45 MB