Nghiên cứu thành phần hóa học và độc tính trên dòng tế bào ung thư tuyến tụy panc 1 của cây bồng bồng (calotropis gigantea), họ trúc đào (apocynaceae)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---o0o--- NGUYỄN HỮU DUY KHANG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘC TÍNH TRÊN DÕNG TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY PANC-1 CỦA CÂY BỒ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-o0o -

NGUYỄN HỮU DUY KHANG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘC TÍNH TRÊN DÕNG TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY PANC-1 CỦA

CÂY BỒNG BỒNG (CALOTROPIS GIGANTEA),

HỌ TRÖC ĐÀO (APOCYNACEAE)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-o0o -

NGUYỄN HỮU DUY KHANG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘC TÍNH TRÊN DÕNG TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY PANC-1 CỦA

CÂY BỒNG BỒNG (CALOTROPIS GIGANTEA),

HỌ TRÖC ĐÀO (APOCYNACEAE)

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS NGUYỄN TRUNG NHÂN

2 TS TÔN THẤT QUANG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-o0o -

NGUYỄN HỮU DUY KHANG

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘC TÍNH TRÊN DÕNG TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY CỦA

CÂY BỒNG BỒNG (CALOTROPIS GIGANTEA),

HỌ TRÖC ĐÀO (APOCYNACEAE)

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-o0o -

NGUYỄN HỮU DUY KHANG

PHỤ LỤC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ ĐỘC TÍNH TRÊN DÕNG TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY PANC-1 CỦA

CÂY BỒNG BỒNG (CALOTROPIS GIGANTEA),

HỌ TRÖC ĐÀO (APOCYNACEAE)

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

1 Khang D.H Nguyen, Phu H Dang, Hai X Nguyen, Mai T.T Nguyen, Suresh Awale,

Nhan T Nguyen (2017), Phytochemical and cytotoxic studies on the leaves of Calotropis

gigantea, Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 27, 2902-2906

2 Nguyen Huu Duy Khang, Dang Hoang Phu, Nguyen Trung Nhan* (2017), Chemical

constituents of leaves of Calotropis gigantea (Linn.), Asclepidaceae, VietNam Journal of

Chemistry, 55(3e), 76-69

3 Nguyen Huu Duy Khang, Dang Hoang Phu, Nguyen Trung Nhan* (2015), Xanthones,

flavonoids and chalcone from the root of Calotropis gigantea (Linn.) (Asclepidaceae),

Tạp chí Khoa học và công nghệ, 53 (4C), 196-201

4 Nguyen Huu Duy Khang, Dang Hoang Phu, Nguyen Trung Nhan* (2015), Chemical

constituents from the chloroform extract of the root of Calotropis gigantea (Linn.), Asclepidaceae, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 20(4), 368-372

LỜI CẢM ƠN



Xin trân trọng gửi lời tri ân sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trung Nhân, PGS.TS Nguyễn Thị Thanh Mai, PGS.TS Tôn Thất Quang đã tận tình hướng dẫn, tạo nhiều

điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt luận án này

Xin cảm ơn trường Đại Học Sài Gòn, cùng các thầy cô Khoa Sư Phạm Khoa Học Tự Nhiên đã tạo điều kiện làm việc tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian hoàn thành

luận án

Xin cảm ơn em Đặng Hoàng Phú, em Nguyễn Xuân Hải đã giúp đỡ tôi rất nhiều

trong suốt quá trình thực hiện luận án này

Xin cảm ơn Ba Mẹ, mọi người trong gia đình đã luôn động viên hỗ trợ giúp đỡ tôi

vượt mọi khó khăn trong suốt 5 năm qua để có được ngày hôm nay

Xin cảm ơn tất cả các em sinh viên, các em, các anh chị là học viên cao học, nghiên cứu sinh đã cùng đồng hành học tập và làm việc với tôi trong suốt khoảng thời gian dài cho đến ngày hoàn thành luận án

Xin chân thành cảm ơn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án Tiến sĩ Hóa học “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt

tính gây độc tế bào ung thư của cây Bồng bồng Calotropis gigantea, họ Trúc đào (Apocynaceae)” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Trung Nhân

và PGS TS Tôn Thất Quang Những kết quả nghiên cứu trong luận án này chưa được các tác giả khác công bố ở Việt Nam cũng như trên thế giới Điều này đã được kiểm tra bằng cách tra cứu tài liệu tham khảo cung cấp bởi phần mềm SciFinder

Tôi xin cam đoan danh dự về công trình khoa học này

Tp Hồ Chí Minh ngày 10 tháng 4 năm 2017

Tác giả luận án

Nguyễn Hữu Duy Khang

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC CÁC BẢNG xi

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH xiv

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỔ xix

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây Calotropis gigantea 2

1.1.1 Giới thiệu về họ Trúc Đào (Apocynaceae) 2

1.1.2 Giới thiệu về cây Bồng bồng 4

1.1.3 Thành phần hóa học 5

1.1.4 Hoạt tính sinh học 17

1.1.5 Công dụng dân gian 19

1.2 Tổng quan về tuyến tụy 20

1.2.1 Giới thiệu về tuyến tụy 20

1.2.2 Ung thư tuyến tụy 21

1.2.3 Một số dòng tế bào ung thư tuyến tụy 23

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Phương pháp xử lý và ly trích cao 25

2.2.2 Phương pháp phân lập các hợp chất hữu cơ 25

2.2.3 Phương pháp xác định cấu trúc của các hợp chất 26

2.2.4 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư

tuyến tụy sử dụng bộ kit WST-8 27

2.3 Ly trích và cô lập 29

2.3.1 Hóa chất và thiết bị 29

2.3.2 Điều chế các loại cao từ rễ cây Bồng bồng 30

2.3.3 Điều chế các loại cao từ lá cây Bồng bồng 37

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các mẫu cao từ rễ và lá cây Bồng bồng 40

3.2 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất cô lập từ rễ cây Calotopis gigantea 41

3.2.1 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm cardenolide 41

3.2.2 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm xanthone 103

3.2.3 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm flavanone và chalcone 108

3.2.4 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm lignan 112

3.2.5 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm pregnane 117

3.2.6 Khảo sát cấu trúc hóa học một số hợp chất đơn vòng 125

3.3 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất cô lập từ lá cây Calotopis gigantea 129

3.3.1 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm cardenolide 131

3.3.2 Khảo sát cấu trúc hoá học các hợp chất nhóm pregnane 135

3.3.3 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất vòng furan gắn đường 139

3.3.4 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất nhóm lignan 145

3.3.5 Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất có dị nguyên tố và hợp chất đơn vòng 153

3.4 Nhận xét về đặc điểm phổ NMR của các nhóm hợp chất đã được phân lập trong rễ và lá cây Bồng bồng 160

3.4.1 Một số đặc điểm phổ NMR của khung cardenolide 160 3.4.2 Một số đặc điểm phổ NMR của khung xanthone 162

3.4.3 Một số đặc điểm phổ NMR của khung flavanone 162

3.4.4 Một số đặc điểm phổ NMR của khung chalcone 163

3.4.5 Một số đặc điểm phổ NMR của khung diepoxylignan 163

3.4.6 Một số đặc điểm phổ NMR của khung pregnane 164

3.5 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư tụy PANC-1 165

3.5.1 Nhận xét kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư tụy PANC-1 của các hợp chất tinh khiết cô lập được từ rễ và lá cây Bồng bồng 165

3.5.2 Đánh giá mối liên quan giữa hoạt tính và cấu trúc hóa học của nhóm các hợp chất cardenolide 166

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 169

4.1.1 Khảo sát thành phần hóa học……… 169

4.1.2 Hoạt tính ức chế tế bào ung thư tuyến tụy PANC-1……… 175

4.2 Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo 175

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC (xem quyển đính kèm)

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1D/2D-NMR : One/Two Dimensional – Nuclear Magnetic Resonance

AO : Aridin orange

Ara : -L-Arabinopyrano

brd : Broad doublet (mũi đôi rộng)

brs : Broad singlet (mũi đơn rộng)

CDCl3 : Chloroform deuteri hóa

COSY : Correlation Spectroscopy

d : Doublet (mũi đôi)

dd : Doublet of doublet (mũi đôi-đôi)

ddd : Doublet of doublet of doublet (mũi đôi-đôi-đôi)

DMEM : Dulbecco’s modified Eagle medium (môi trường đủ dinh dưỡng)

DMSO-d 6 : Dimethyl sulfoxide deuteri hóa

dq : Doublet of quartet (mũi đôi của mũi bốn)

dt : Doublet of triplet (mũi đôi của mũi ba)

H : n-Hexane

HEPES : Đệm của acid 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinetan

sulfonic và baz liên hợp của nó có pH = 7.4 HIV : Human Immunodeficiency Virus

HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence

HPLC : High Performance Liquid Chromatography

HR-ESI-MS : High Resolution – Electrospray Ionization –

Mass Spectroscopy HSQC : Heteronuclear Single Quantum Coherence

IC50 : Half maximal inhibition concentration

mmu : Milli mass unit

m/z : Tỉ lệ khối lượng theo điện tích của ion (phổ MS)

ppm : Part per million (phần triệu)

Pyridine-d 5 : Pyridin deuteri hóa

SKC : Sắc kí cột

SKĐC : Sắc kí điều chế

SKLM : Sắc kí lớp mỏng

t : Triplet (mũi ba)

td : Triplet of doublet (mũi ba của mũi đôi)

TLC : Thin layer chromatography

UV : Ultraviolet (tử ngoại)

[α]D : Năng lực triền quang

δC (δH) : Độ dịch chuyển hóa học của carbon (hoặc proton) YHCT : Y học cổ truyền

WST-8 :

2-(2-methoxy-4-nitrophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các dòng tế bào ung thư tuyến tụy và nguồn gốc

Bả 3.1: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào PANC-1 các cao chiết MeOH,

ete dầu hỏa, CHCl3, EA, n-BuOH của rễ và lá cây Bồng bồng

Bả 3.2: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK1 với frugoside

Bảng 3.3: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK2 với gofruside

Bảng 3.10: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK9 với 19-carboxylcalactic

acid methyl ester

Bảng 3.11: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK10 với calotropin

Bảng 3.16: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK15 vớ mangostanin

Bảng 3.17: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK16 với liquiritigenin

Bảng 3.18: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK17 với isoliquiritigenin Bảng 3.19: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK18 với (+)-pinoresinol

Bảng 3.20: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK19 với (+)-syringaresinol

Bảng 3.21: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK20 với 12-O-benzoyllineolon

Bảng 3.22: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK21 với

12-O-benzoyldeacetylmetaplexigenin

Bảng 3.23: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK22 với calotropone

Bảng 3.24: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK23 với 5-hydroxymethyl-2

-furfuraldehyde

Bảng 3.25: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK24

Bảng 3.26: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK25

Bảng 3.27: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK26với calotropagenin

Bảng 3.28: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK27 với calotoxin

Bảng 3.29: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK28 với 14α-hydroxy-pregna-

Bảng 3.35: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK34 với 2-methylpyridin-3-ol

Bảng 3.36: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK35 với methyl β-carboline-1-

carboxylate

Bảng 3.37: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK36 với (+)-dehydrovomifoliol Bảng 3.38: So sánh dữ liệu phổ NMR của hợp chất DK37 với pleurone

Bảng 3.39: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư tụy PANC-1 các hợp chất tinh

khiết cô lập được từ rễ và lá cây Calotropis gigantea

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Quy trình điều chế các loại cao petroleum ether, chloroform, ethyl acetate,

n- butanol và cao nước từ rễ cây Bồng bồng

Sơ đồ 2.2: Quy trình phân lập các cao phân đoạn (A-H) từ cao chloroform

Sơ đồ 2.3: Quy trình phân lập các hợp chất tinh khiết từ các cao phân đoạn C, D và E

Sơ đồ 2.4: Quy trình phân lập các hợp chất tinh khiết từ các cao phân đoạn F, G và H

Sơ đồ 2.5: Quy trình phân lập các hợp chất tinh khiết từ cao ethyl acetate

Sơ đồ 2.6: Quy trình phân lập các hợp chất tinh khiết từ cao n-butanol

Sơ đồ 2.7: Quy trình điều chế các loại cao petroleum ether, chloroform, ethyl acetate

và cao n-butanol từ lá cây Bồng bồng

Sơ đồ 2.8: Quy trình phân lập các cao phân đoạn (R-Y) từ cao chloroform

Sơ đồ 2.9: Quy trình phân lập các hợp chất tinh khiết từ phân đoạn R, S và T

Sơ đồ 2.10: Quy trình thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư tuyến tụy

Hì h 1.7: Hóa học lập thể của khung cardenolide

Hì h 1.8: Các aglycone chính trong cây Dương địa hoàng tía

Hì h 1.14: Vị trí và cấu tạo của tuyến tụy

Hì h 2.1: Cấu trúc của Gemcitabine

Hì h 3.16: Cấu hình tuyệt đối của digitoxigenin

Hì h 3.17: Cấu hình tuyệt đối hợp chất DK4

Hì h 3.18: Cấu phẳng phần aglycone của hợp chất DK5

Hì h 3.19: Cấu trúc phẳng phần đường của hợp chất DK5

Hì h 3.20: Cấu trúc phẳng của hợp chất DK5

Hì h 3.21: Cấu trúc lập thể của hợp chất DK5

Hì h 3.22: Cấu hình tuyệt đối của uzarigenin

Hì h 3.23: Cấu hình tuyệt đối của hợp chất DK5

Hì h 3.36: Card-20(22)-enolide-14,19-dihydroxy-(3α,5β)

Hì h 3.37: Card-20(22)-enolide,3-[(6-deoxy-β-D-allopyranosyl)oxy]-14,19-

dihydroxy-(3α,5β)

Hì h 3.38: Cấu hình tuyệt đối hợp chất DK8

Hì h 3.39: Cấu trúc phẳng phần aglycone của hợp chất DK9

Hì h 3.40: Cấu trúc phẳng của hợp chất DK9

Hì h 3.41: 19-Carboxylcalactic acid methyl ester (DK9)

Hì h 3.42: Cấu trúc phẳng phần aglycone của hợp chất DK10

Hì h 3.91: Cấu trúc hóa học của hợp chất DK12, DK13 và giá trị IC50

Hì h 3.92: Cấu trúc hóa học của hợp chất DK5, DK10, DK11 và giá trị IC50

Hì h 3.93: Cấu trúc hóa học của hợp chất DK2, DK3, DK4, DK8, DK9 và giá trị IC50

Hì h 3.94: Cấu trúc hóa học của hợp chất DK6, DK7 và giá trị IC50

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỔ Phụ lục 1.1: Phổ 1H-NMR của hợp chất DK1

Phụ lục 31.4: Phổ HSQC của hợp chất DK31

Phụ lục 31.5: Phổ HR-ESI-MS của hợp chất DK31 Phụ lục 32.1a: Phổ 1H-NMR của hợp chất DK32

Phụ lục 33.1b: Phổ 1H-NMR của hợp chất DK33

Phụ lục 33.1c: Phổ 1H-NMR của hợp chất DK33

Phụ lục 33.2a: Phổ 13C-NMR của hợp chất DK33 Phụ lục 33.2b: Phổ 13C-NMR của hợp chất DK33 Phụ lục 33.2c: Phổ 13C-NMR của hợp chất DK33 Phụ lục 33.3: Phổ HSQC của hợp chất DK33

Phụ lục 33.4: Phổ HSQC của hợp chất DK33

Phụ lục 33.5: Phổ HR-ESI-MS của hợp chất DK33 Phụ lục 34.1: Phổ 1H-NMR của hợp chất DK34

LỜI MỞ ĐẦU

Ung thư tuyến tụy là một trong những căn bệnh nguy hiểm gây tử vong nhiều nhất hiện nay trên thế giới Chỉ có 15-20% trường hợp ung thư tuyến tụy có thể phẫu thuật và phần lớn trường hợp đều xuất hiện di căn ngay sau đó.Khoảng phân nửa bệnh nhân ung thư tuyến tụy chỉ sống được từ 2 đến 3 năm Cơ hội sống được 5 năm sau khi phẫu thuật chỉ khoảng 20% Đối với những người bị ung thư tuyến tụy giai đoạn cuối không thể phẫu thuật được, hầu hết bệnh nhân không sống quá một năm Ung thư tuyến tụy có tốc độ phát triển rất nhanh, khó kiểm soát Các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh thường khá mơ hồ

và chỉ được biểu hiện rõ ở giai đoạn trễ cho nên việc điều trị bệnh vô cùng khó khăn

Việc điều trị ung thư tuyến tụy hiện nay vẫn dựa trên những phương pháp cổ điển: phẫu thuật, hóa trị, xạ trị Một số cách tiếp cận khác trong việc điều trị căn bệnh này cũng

đã được phát triển như dựa vào hiện tượng thực bào,[81,82]

dựa vào biệt dược phá hủy lớp màng xung quanh khối u[80] hay dựa vào “tế bào gốc ung thư”,[78,79]… Tuy nhiên cho đến nay, chưa có phương pháp trị liệu nào thực sự hiệu quả trong việc điều trị căn bệnh này

Ngày nay, xu hướng nghiên cứu mới là tìm các hoạt chất trong tự nhiên có khả năng gây độc mạnh tế bào ung thư Từ năm 2008 đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng gây độc tế bào ung thư tuyến tụy của loài keo ong đỏ Brazil (Brazilian red propolis)[76] và cây Ngãi bún (Malaysia) (Boesenbergia pandurata).[73-75]

gây độc tế bào ung thư của cây Bồng bồng (Calotropis gigantea) Tuy nhiên, vẫn chưa có

bất kỳ nghiên cứu nào về hoạt tính gây độc tế bào ung thư tuyến tụy của cây này Mặt khác, đây lại là một loại cây rất phổ biến ở nước ta, mọc hoang khắp nơi từ miền Bắc vào miền Nam, thường mọc trên đất có cát ở các tỉnh ven biển.[1-6]

Với điều kiện tự nhiên sẵn có này, luận án được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu

phân lập, xác định cấu trúc, định danh các hợp chất trong cây Calotropis gigantea, sau đó

thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư tuyến tụy PANC-1 nhằm tìm kiếm các hợp chất có khả năng gây độc mạnh dòng tế bào ung thư này

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CALOTROPIS GIGANTEA L

1.1.1 Giới thiệu về họ Trúc đào (Apocynaceae)[1-6,11,12]

1.1.1.1 Mô tả[1-6]

Các cây thuộc họ Trúc đào có thể là cây thân gỗ, thân cỏ, bụi, có khi là dây leo Có

mủ trắng

Lá đơn, nguyên, mọc đối hay mọc vòng, không lá kèm, đôi khi mọc cách

Hoa đều, lưỡng tính, xếp thành chùm gồm nhiều cụm hoa Đài hoa thường có vảy Cánh hoa có 5 thùy ở phần trên, xếp xoắn ốc và hợp lại ở dưới thành ống Ống tràng có phần phụ ở phía trong, thùy tràng xếp vặn, ít khi xếp lợp Nhị đính trên ống tràng và xen

kẽ với các thùy của tràng Chỉ nhị ngắn hình mũi tên, bao phấn dài, nhọn, chụm lại ở đỉnh hay dính với đầu nhụy Bộ nhụy thường gồm 2 lá noãn, các lá noãn thường chỉ dính ở gốc hoặc ở đỉnh vòi, núm nhụy phình rộng Hạt phấn rời

Quả gồm 2 đại dài hay hình cầu choãi ra, hoặc quả khô không mở Hạt thường có cánh hay có chùm lông ở 1 hoặc ở cả 2 đầu

Hình 1.1: Một số cây thuộc họ Trúc đào (Apocynaceae)

Dischidia hirsuta Bl Hoya carnosa R

Telosma cordata Toxocarpus spirei Cost.

1.1.2 Giới thiệu về cây Bồng bồng (Calotropis gigantea L.)[1-6,11,12]

1.1.1.3 Tên gọi[1-6]

 Tên khoa học: Calotropis gigantea (Linn.), thuộc họ Trúc đào (Apocynaceae)

 Tên thông thường: Nam tì bà, cây lá hen, bàng biển, bồn bồn, cốc may (Tày)

 Tên nước ngoài: Sanskrit (arka, alarka), Anh (Giantic swallow wort, Mudar), Hindi (madar), Kannada (Ekkemale), Telugu (Mandaramu, Ekke, Jilledu, Arka), Malayalam (Errikka), Indonesia (Koreng susu, Biduri)

 Hệ thống phân loại khoa học:[11,12]

Thân: Cây nhỏ cao 4-7 m có thể cao hơn nếu để tự nhiên Cành có lông trắng Lá mọc đối dài 12-20 cm, rộng 5-11 cm không có lá kèm Góc phiến lá có tuyến trắng.[1-6]

Hoa: Hoa mọc thành xim gồm nhiều tán đơn hay kép Hoa lớn, đều, đẹp, 5 cánh tỏa ra 5 hướng, mọc thành chùm, đường kính 5 cm, màu trắng xám hoặc tím hồng Đài 5, tràng hợp hình bánh xe, 5 nhị liền nhau thành ống có phần phụ như 5 con rồng Mùa hoa gần như quanh năm, chủ yếu từ tháng 12 đến tháng 1 Bao phấn hàn liền với đầu nhị Hạt phấn ở mỗi ô hợp thành một khối phấn có chuôi đính với 2 lá noãn rời nhau, bầu thượng, đầu nhụy dính liền với các bao phấn.[5,11,14]

Quả: Gồm 2 đại, nhiều hạt, dài khoảng 20 mm, trên hạt có chùm lông.[5,6,11,12]

Hình 1.3: Hoa, quả tươi, quả khô và rễ cây Bồng bồng

1.1.2.3 Phân bố[2-6,11,12]

Phân bố khắp vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Phi và Châu Á Cây mọc hoang ở Bangladesh, Trung quốc, Burma, Ấn Độ, Indonesia, Malaysia, Pakistan, Philippin, Thái Lan, Sri Lanka, Singapore, đảo Timor, Cuba, New Guinea, đảo Hawaii, dải đất gần dãy Himalaya (Kartikar và Basu), những vùng đất hoang khô ở Anh.[2-6,11,12]

Ở nước ta, cây mọc hoang và được trồng khắp nơi, từ miền Bắc vào miền Nam thường mọc trên đất có cát ở các tỉnh ven biển, nhưng cũng gặp ở vùng đồng bằng và các vùng trung

du.[3-5]

1.1.3 Thành phần hóa học

Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về cây Bồng bồng (Calotropis gigantea

L.) về thành phần hóa học cũng như về hoạt tính sinh học của nó Theo những nghiên cứu này thì cây có các nhóm hợp chất chính sau: Flavonoid, steroid, terpenoid

1.1.3.1 Nhóm flavonoid [21]

Hình 1.4: Các hợp chất thuộc nhóm flavonoid 1.1.3.2 Nhóm steroid [29,30,35-41]

Các steroid được phân lập từ cây Bồng bồng gồm 2 loại: các hợp chất thuộc nhóm cardenolide và các hợp chất thuộc nhóm pregnane

1.1.3.2.1 Giới thiệu về hợp chất cardenolide

Cardenolide là nhóm hợp chất chính trong cây Calotropis gigantea, được dự đoán là tác

nhân chính gây ra các hoạt tính sinh học của loại cây này

Isorhamnetin 3-O-glucoside (2) Glu

Isorhamnetin rhamnoglucoside (3) Glu-O-rha

Trong đó:

- Carbon C-3 thường mang nhóm –OH

- Carbon C-13 luôn mang nhóm –CH3 định hướng vị trí β

- Carbon C-14 thường mang nhóm –OH định hướng vị trí α hoặc β

- Nhóm –CH3 tại C-10 luôn định hướng vị trí β, có thể bị oxy hóa thành nhóm

-CH2OH, -CHO, -COOH…

Phần nhánh: là vòng γ-lacton nối vào carbon C-17 của nhân steroid, định hướng vị

trí α hoặc β, mang 1 liên kết đôi tại C α-Cβ (hình 1.6)

Hình 1.6: Vòng γ–lactone

1.1.3.2.2 Cấu trúc hóa học lập thể của khung cardenolide

 Hóa học lập thể của khung aglycone[7,29,30,33,34,91]

Trong tự nhiên, các hợp chất dẫn xuất cardenolide cô lập được từ chi Calotropis có

các cấu trúc khung aglycon như sau:

vòng A, B ghép cis, vòng A, B ghép trans vòng A, B ghép cis vòng A, B ghép trans

3β-OH 3β-OH 3α-OH 3α-OH

Hình 1.7: Hóa học lập thể của khung cardenolide

β

γ

α

 Các đơn vị đường thường gặp trong dẫn xuất cardenolide[7,29,30,33-36,91,92]

Một số đơn vị đường thường gặp trong các dẫn xuất cardenolide cô lập được từ chi

Calotropis: β-D-glucopyranose, β-D-allopyranose, β-D-gulopyranose, β-D-oleandrose, β-D

-cymarose, α-L-mannopyranose, β-D-galactopyranose…

1.1.3.2.3 Hoạt tính sinh học nhóm cardenolide

Trong thiên nhiên, các hợp chất cardenolide hay còn gọi là glycoside tim là những glycoside steroid có tác dụng đặc biệt lên tim Ở liều điều trị thì có tác dụng cường tim, làm chậm và điều hoà nhịp tim Nếu quá liều thì gây nôn làm chảy nước bọt, mờ mắt, loạn nhịp tim, giảm sức co bóp của tim và có thể gây ngưng thở.[7,9,29] Tác dụng chữa bệnh, độ mạnh cũng như thời gian tác dụng của các glycoside tim phụ thuộc vào cấu trúc aglycon, loại đường cũng như số lượng đơn vị đường gắn vào C-3 có trong phân tử Vì phần đường làm tăng tính tan trong nước và tăng sự liên kết với cơ tim.[7,31]

Đại diện quan trọng nhất của nhóm cardenolide là hợp chất digitoxigenin (hình 1.8)

có trong cây Dương địa hoàng tía (Digitalis purpurea, họ Hoa mõm chó) Hàm lượng

glycoside trợ tim trong lá Dương địa hoàng tía là 0,15-0,4%, với khoảng 30 cấu trúc khác nhau Thành phần chính là các aglycon digitoxigenin, gitoxigenin và gitaloxigenin (hình 1.8) Trong đó hợp chất digitoxin là glycoside của digitoxigenin với 3 phân tử đường digitoxose (hình 1.9) đã được sử dụng làm thuốc trị tim và loạn nhịp tim.[7]

Hình 1.8: Các aglycon chính trong cây Dương địa hoàng tía

Hình 1.9: Hợp chất digitoxin 1.1.3.2.4 Một số hợp chất nhóm cardenolide đã đƣợc phân lập từ cây Bồng bồng [28-40,83-94]

12β-Hydroxycalotropagenin (12)