BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC MAI HÙNG THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HAI LOÀI KHỔ SÂM MỀM (BRUCEA MOLLIS WALL. EX KURZ) VÀ CƠM RƯỢU TRÁI HẸP (GLYCOSMIS STENOCARPA (DRAKE) GUILLAUM) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC MAI HÙNG THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HAI LOÀI KHỔ SÂM MỀM (BRUCEA MOLLIS WALL. EX KURZ) VÀ CƠM RƯỢU TRÁI HẸP (GLYCOSMIS STENOCARPA (DRAKE) GUILLAUM) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ Mã số : 62.44.27.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. NGUYỄN MẠNH CƯỜNG 2. GS.TS. YOUNG HO KIM HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả thu được trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Mai Hùng Thanh Tùng LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS. Nguyễn Mạnh Cường và GS.TS. Young Ho Kim là những người thầy đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Hóa học và Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, đặc biệt PGS.TS. Phạm Quốc Long, Viện trưởng Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, người đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo trường Cao đẳng công nghiệp Tuy Hòa đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đỗ Thị Thảo và các anh chị Tổ Thử nghiệm sinh học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành các nghiên cứu về hoạt tính sinh học. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể cán bộ Phòng Hoạt chất sinh học, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã cổ vũ, động viên tôi hoàn thành tốt luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận án Mai Hùng Thanh Tùng MỤC LỤC Danh mục các hình trong luận án DM1 Danh mục các bảng trong luận án DM2 Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt DM3 MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu về chi Brucea (Sầu đâu) 3 1.1.1. Sơ lược về chi Brucea 3 1.1.2. Thành phần hóa học của chi Brucea 3 1.1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước 3 1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3 1.1.2.2.1. Lớp chất quassinoit 4 1.1.2.2.2. Lớp chất ancaloit 4 1.1.2.2.3. Lớp chất tritecpenoit và steroit 5 1.1.2.2.4. Lớp chất flavonoit 5 1.1.2.2.5. Lớp chất axít béo và loại khác 5 1.1.3. Hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Brucea 12 1.1.3.1. Hoạt tính chống sốt rét 12 1.1.3.2. Hoạt tính kháng u và ung thư 13 1.1.3.3. Hoạt tính kháng virus TMV (Tobacco Mosaic Virus) 13 1.1.3.4. Hoạt tính chống tiểu đường 13 1.1.3.5. Hoạt tính kháng ký sinh trùng mũi khoan 14 1.1.3.6. Hoạt tính kháng amíp 14 1.1.3.7. Các hoạt tính khác 14 1.1.4. Sơ lược lớp chất quassinoit 14 1.1.4.1. Giới thiệu 14 1.1.4.2. Phân lập và xác định cấu trúc 15 1.1.4.3. Sinh tổng hợp các quassinoit 16 Trang 1.1.4.4. Bán tổng hợp các quassinoit 17 1.1.4.5. Tổng hợp toàn phần các quassinoit 18 1.1.4.6. Hoạt tính sinh học của lớp chất quassinoit 19 1.1.5. Loài Khổ sâm mềm (Brucea mollis Wall. ex Kurz) 20 1.2. Chi Glycosmis 21 1.2.1. Đặc điểm hình thái và phân bố 21 1.2.2. Sử dụng trong dân gian 22 1.2.3. Thành phần hóa học chi Glycosmis 23 1.2.3.1. Tecpenoit 23 1.2.3.2. Flavonoit 24 1.2.3.3. Cumarin 25 1.2.3.4. Ancaloit 25 1.2.3.5. Các ancaloit dạng amít chứa lưu huỳnh 25 1.2.3.6. Glycosid 26 1.2.4. Hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Glycosmis 27 1.2.5. Loài Cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa (Drake) Guillaum) 27 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 30 2.1.1. Thu mẫu cây, xác định tên khoa học và phương pháp xử lý mẫu 30 2.1.2. Phương pháp phân lập các hợp chất từ các dịch chiết 30 2.1.3. Các phương phương xác định cấu trúc hóa học các hợp chất 30 2.1.3.1. Xác định điểm chảy và góc quay cực 31 2.1.3.2. Phổ khối lượng (ESI-MS) và phổ khối phân giải cao (HR-ESI-MS) 31 2.1.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 31 2.1.4. Phương pháp thử hoạt tính gây độc (ức chế) tế bào ung thư in vitro 31 2.1.4.1. Vật liệu 31 2.1.4.2. Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro 31 2.1.4.3. Phép thử sinh học xác định hoạt tính gây độc tế bào (cytotoxic assay) 31 2.2. Xử lí mẫu thực vật và chiết tách 32 2.3. Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được 40 2.4. Hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập 46 2.4.1. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư KB 47 2.4.2. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư LU-1 47 2.4.3. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư LNCaP 48 2.4.4. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư HL-60 48 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 3.1. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào các cặn chiết từ lá cây Khổ sâm mềm 50 3.2. Cấu trúc của các hợp chất được phân lập 50 3.2.1. Cấu trúc các hợp chất phân lập từ lá cây Khổ sâm mềm 50 3.2.2. Cấu trúc các hợp chất phân lập từ thân và rễ cây Khổ sâm mềm 74 3.2.3. Xác định tên khoa học cây Brucea mollis 108 3.2.4. Cấu trúc các hợp chất phân lập từ rễ cây Cơm rượu trái hẹp 109 KẾT LUẬN 137 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ TRONG KHUÔN KHỔ LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC DM-1 DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN ÁN Trang Hình 1.1 Các bộ khung cơ bản của lớp chất quassinoit 15 Hình 1.2 Quassin 117 và neoquassin 118 là hai quassinoit đầu tiên được phân lập từ cây Quassia amara 16 Hình 1.3 Con đường sinh tổng hợp các quassinoit 17 Hình 1.4 Bán tổng hợp bruceantin từ bruceoside A 18 Hình 1.5 Tổng hợp toàn phần bruceantin 19 Hình 1.6 Cây Khổ sâm mềm (Brucea mollis Wall. ex Kurz) 21 Hình 1.7 Cây Cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa (Drake) Guillaum) 27 Hình 2.1 Sơ đồ phân đoạn các cặn chiết từ lá cây Khổ sâm mềm 33 Hình 2.2 Sơ đồ phân lập các chất từ lá cây Khổ sâm mềm 36 Hình 2.3 Sơ đồ phân lập các chất từ thân và rễ cây Khổ sâm mềm 38 Hình 2.4 Sơ đồ phân lập các chất từ rễ cây Cơm rượu trái hẹp 39 Hình 2.5 Tác dụng ức chế tế bào ung thư KB của hợp chất BM.19 ở các nồng độ 20; 4; 0,8 mg/ml…………………………………… 47 Hình 2.6 Tác dụng ức chế tế bào ung thư LNCaP của hợp chất BM.17 ở các nồng độ 20; 4; 0,8 mg/ml………………………………… 48 Hình 2.7 Tác dụng ức chế tế bào ung thư HL-60 của hợp chất BM.19 ở các nồng độ 20; 4; 0,8 mg/ml…………………………………. 49 Hình 3.1 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.01 51 Hình 3.2 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.02 52 Hình 3.3 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.03 52 Hình 3.4 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.04 52 Hình 3.5 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.04 54 Hình 3.6 Phổ DEPT của hợp chất BM.04 54 Hình 3.7 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.05 56 DM-1 Hình 3.8 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.05 56 Hình 3.9 Phổ DEPT của hợp chất BM.0 5 57 Hình 3.10 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.06 57 Hình 3.11 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.07 58 Hình 3.12 Các tương tác HMBC và NOESY chính của hợp chất BM.08 60 Hình 3.13 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.08 60 Hình 3.14 Phổ DEPT của hợp chất BM.08 61 Hình 3.15 Phổ HSQC của hợp chất BM.08 61 Hình 3.16 Phổ HMBC của hợp chất BM.08 61 Hình 3.17 Phổ COSY của hợp chất BM.08 62 Hình 3.18 Phổ NOESY của hợp chất BM.08 62 Hình 3.19 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.09 63 Hình 3.20 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.09 63 Hình 3.21 Phổ DEPT của hợp chất BM.09 63 Hình 3.22 Các tương tác trong phổ HMBC, COSY và NOESY của hợp chất BM.10 66 Hình 3.23 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.10 66 Hình 3.24 Phổ DEPT của hợp chất BM.10 67 Hình 3.25 Phổ HSQC của hợp chất BM.10 67 Hình 3.26 Phổ HMBC của hợp chất BM.10 67 Hình 3.27 Phổ COSY của hợp chất BM.10 68 Hình 3.28 Phổ NOESY của hợp chất BM.10 68 Hình 3.29 Phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS của hợp chất BM.10 68 Hình 3.30 Các tương tác HMBC của hợp chất BM.11 69 Hình 3.31 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.11 69 Hình 3.32 Phổ DEPT của hợp chất BM.11 70 Hình 3.33 Các tương tác HMBC của hợp chất BM.12 70 Hình 3.34 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.12 71 Hình 3.35 Phổ 13 C-NMR của hợp chất BM.12 71 DM-1 Hình 3.36 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.13 75 Hình 3.37 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.14 75 Hình 3.38 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.14 76 Hình 3.39 Phổ 13 C-NMR của hợp chất BM.14 76 Hình 3.40 Các tương tác trong phổ HMBC, COSY và NOESY của hợp chất BM.15 77 Hình 3.41 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.15 80 Hình 3.42 Phổ DEPT của hợp chất BM.15 80 Hình 3.43 Phổ HSQC của hợp chất BM.15 80 Hình 3.44 Phổ HMBC của hợp chất BM.15 81 Hình 3.45 Phổ COSY của hợp chất BM.15 81 Hình 3.46 Phổ NOESY của hợp chất BM.15 81 Hình 3.47 Các tương tác NOESY của hợp chất BM.16 82 Hình 3.48 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.16 83 Hình 3.49 Phổ DEPT của hợp chất BM.16 84 Hình 3.50 Phổ HSQC của hợp chất BM.16 84 Hình 3.51 Phổ HMBC của hợp chất BM.16 84 Hình 3.52 Phổ COSY của hợp chất BM.16 85 Hình 3.53 Phổ NOESY của hợp chất BM.16 85 Hình 3.54 Các tương tác HMBC và COSY của hợp chất BM.17 86 Hình 3.55 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.17 87 Hình 3.56 Phổ DEPT của hợp chất BM.17 88 Hình 3.57 Phổ HSQC của hợp chất BM.17 88 Hình 3.58 Phổ HMBC của hợp chất BM.17 88 Hình 3.59 Phổ COSY của hợp chất BM.17 89 Hình 3.60 Phổ NOESY của hợp chất BM.17 89 Hình 3.61 Cấu trúc hóa học của hợp chất BM.18 90 Hình 3.62 Phổ 1 H-NMR của hợp chất BM.18 91 Hình 3.63 Phổ DEPT của hợp chất BM.18 91 [...]... cây này, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: " Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài Khổ sâm mềm (Brucea mollis Wall ex Kurz) và Cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa (Drake) Guillaum) ở Việt Nam' ' với nội dung nghiên cứu như sau: 1 Nghiên cứu thành phần hóa học của hai loài trên 2 Đánh giá hoạt tính kháng ung thư của một số hợp chất phân lập được 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới... thành phần hóa học, bởi vì phổ hoạt tính sinh học đa dạng của chúng Các nghiên cứu hóa học về chi Brucea đã phát hiện ra nhiều hợp chất thuộc các lớp chất chính là quassinoit, ancaloit, tritecpenoit và flavonoit 1.1.2 Thành phần hóa học của chi Brucea 1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Ở trong nước, cho đến nay chỉ có ba công bố các nghiên cứu về hai loài trong chi Brucea là B javanica và B sumatrana... thuộc chi Brucea Tác dụng sinh học đầu tiên được phát hiện của các cây thuộc họ Simaroubaceae là hoạt tính chống sốt rét [19] Các nghiên cứu tiếp theo về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học các loài thuộc chi Brucea đã phân lập được nhiều hợp chất có phổ hoạt tính rộng và mạnh như: kháng u, ung thư, virus, amíp 1.1.3.1 Hoạt tính chống sốt rét Vào năm 1987, một nhóm nghiên cứu về các cây thuốc có... chuột (Brucea javanica) và Khổ sâm mềm (Brucea mollis) trị sốt rét, đau bụng, u nhọt Hai loài trên thường gặp ở vùng Lào Cai, Kom Tum, Lâm Đồng [1] Ở Trung Quốc, hai loài Brucea mollis và Brucea javanica cũng được sử dụng như là thuốc thảo dược truyền thống bởi vì hoạt tính chống ung thư và chống sốt rét của chúng [6] Gần đây, các cây thuộc chi Brucea đã thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu về thành phần. .. dụng ở dạng sắc lấy nước uống hoặc ở dạng cao, viên Đó là một hỗn hợp bao gồm nhiều thành phần khác nhau, có những thành phần có khả năng làm tăng hoặc giảm hoạt tính hoặc độc tính của thuốc Vì vậy, chúng ta cần phải nghiên cứu xác định chính xác tác dụng của từng thành phần hoặc các hợp phần, từ đó tạo cơ sở cho sử dụng tốt hơn cây thuốc và bài thuốc dân tộc Trong y học dân gian cây Khổ sâm mềm (Brucea. .. Việt Nam đã được nghiên cứu từ năm 2004 Từ cây Cơm rượu trái hẹp đã phân lập được một số ancaloit như murrayanin, murrayafoline A Trong đó, murrayafoline A 2 có hoạt tính ức chế mạnh sự phát triển tế bào ung thư đại tràng thông qua con đường Wnt/b-catenin [3] Nhằm mục đích đi sâu nghiên cứu về thành phần hóa học và tác dụng dược lý của hai cây này, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: " Nghiên cứu thành phần. .. (Brucea mollis Wall ex Kurz) được sử dụng để trị sốt rét, đau bụng, u nhọt, amíp, ghẻ lở [1] Trong chương trình hợp tác giữa Việt Nam và Hàn Quốc, nhằm phát hiện các loài thực vật có kháng ung thư, các tác giả đã phát hiện ra dịch chiết MeOH từ lá cây Khổ sâm mềm (Brucea mollis) có hoạt tính rất mạnh, ức chế tới 96% tế bào ung thư phổi người A549 [2] Cây Cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa (Drake) Guillaum). .. hình nghiên cứu trên thế giới 4 Cho đến nay, đã có năm loài trong sáu loài chính của chi Brucea được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học trên thế giới gồm: B javanica, B mollis var tonkinensis, B sumatrana, B antidysenterica và B amarissima Kể từ năm 1900, đã có hơn 100 hợp chất hóa học được tách ra từ chi Brucea, bao gồm các lớp chất: quassinoit, ancaloit, tritecpenoit, flavonoit và. .. chất tham khảo 118 Bảng 3.23 Số liệu phổ NMR của hợp chất GP.26 118 Bảng 3.24 Số liệu phổ NMR của hợp chất GP.27 122 Bảng 3.25 Cấu trúc các hợp chất phân lập từ rễ cây Cơm rượu trái hẹp 127 Bảng 3.26 Bảng tổng kết các hợp chất được phân lập từ cây Khổ sâm mềm (Brucea mollis Wall ex Kurz) và cây Cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa (Drake) Guillaum) 129 DM-3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC... cũng thể hiện hoạt tính sinh học khác in vitro và/ hoặc in vivo gồm: kháng u, chống sốt rét, kháng virus, gây độc tế bào, chống viêm, kháng côn trùng, kháng HIV, kháng amíp và diệt cỏ (xem mục 1.1.3, trang 12) 1.1.5 Loài Khổ sâm mềm (Brucea mollis Wall Ex Kurz) Ở Việt Nam, họ Thanh Thất (Simaroubaceae) có tám chi, trong đó chi Brucea có ba loài gồm Brucea javanica, Brucea mollis và Brucea mollis var tonkinensis . 38, javanicolide A-D (41-44), javanicoside A-H (45-52), yadanzigan 57, yadanziolide B 58, C 59, và S 60, và yadanzioside A-O (61-75). Trong số chúng thì các hợp chất yadanzigan 57 và yadanzioside. javanica. Đặc biêt hợp chất brusatol 34 chỉ được phát hiện ở hai loài là B. sumatrana và B. javanica. Một số quassinoit khung C-20 như: bruceantarin 9, bruceantin 10, bruceantinol 11, bruceantinoside. Human epidermoid carcinoma Ung thư biểu mô Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma Ung thư gan người MCF-7 Adenocarcinoma Ung thư vú LU-1 Human lung carcinoma Ung thư phổi người LNCaP Human