Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống ung thư của cây giác đế đài to (goniothalamus macrocalyx ban) và giác đế cuống dài (goniothalamus gracilipes ban) họ na (annonaceae)

Chia sẻ: Hoàng Thiện | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:174

Thêm vào BST

Báo xấu

154
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án: nghiên cứu thành phần hóa học cây Giác đế đài to (G. macrocalyx Ban)và cây Giác đế cuống dài (G. gracilipes Ban) nhằm phát hiện các hợp chất có hoạt tính chống ung thư,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống ung thư của cây giác đế đài to (goniothalamus macrocalyx ban) và giác đế cuống dài (goniothalamus gracilipes ban) họ na (annonaceae)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC Triệu Quý Hùng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA CÂY GIÁC ĐẾ ĐÀI TO (GONIOTHALAMUS MACROCALYX BAN) VÀ GIÁC ĐẾ CUỐNG DÀI (GONIOTHALAMUS GRACILIPES BAN) HỌ NA (ANNONACEAE) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC Triệu Quý Hùng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA CÂY GIÁC ĐẾ ĐÀI TO (GONIOTHALAMUS MACROCALYX BAN) VÀ GIÁC ĐẾ CUỐNG DÀI (GONIOTHALAMUS GRACILIPES BAN) HỌ NA (ANNONACEAE) Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 62.44.27.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS. Nguyễn Văn Hùng 2. TS. Đoàn Thị Mai Hương Hà Nội – 2013
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ. Nghiên cứu sinh Triệu Quý Hùng
LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Văn Hùng và TS. Đoàn Thị Mai Hương-Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã chỉ ra hướng nghiên cứu và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, các Cô, các nhà khoa học Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương trình đào tạo. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo Viện Hóa học, Hội đồng khoa học, Bộ phận đào tạo và các phòng chức năng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (CNRS- Cộng hòa Pháp), TS. Marc Litaudon-chủ nhiệm dự án “Nghiên cứu hóa thực vật của thảm thực vật Việt Nam” đã hỗ trợ tôi trong việc đo X-ray, phổ MS/MS, thử hoạt tính sinh học; cùng với Quỹ Nafosted (Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản mã số 104.01.76.09) đã cấp kinh phí cho việc thực hiện Luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn TS.HDR. Phạm Văn Cường và các cán bộ nghiên cứu Phòng Tổng hợp hữu cơ, Trung tâm nghiên cứu và phát triển thuốc-Viện Hóa sinh biển đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và hỗ trợ tôi thực hiện Luận án. Tôi tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo Trường Đại học Hùng Vương, Khoa Khoa học Tự nhiên-Trường Đại học Hùng Vương đã tạo mọi điều kiện về thời gian, kinh phí hỗ trợ cho tôi trong quá trình học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy, NGND.GS.TSKH. Đặng Như Tại, NGƯT. Đào Văn Ích đã định hướng, xây dựng cho tôi nền móng kiến thức hóa học từ bậc Trung học phổ thông, Đại học và Cao học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã hỗ trợ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện Luận án. Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2013 Tác giả Luận án Triệu Quý Hùng
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................ iv DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vi DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC .............................................................................. ix ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 4 1. 1 Giới thiệu sơ lược về thực vật họ Na (Annonaceae) .................................... 4 1.2 Giới thiệu về thực vật chi Goniothalamus ..................................................... 4 1.2.1 Sơ lược về chi Goniothalamus .................................................................. 4 1.2.2 Đặc điểm thực vật cây Giác đế đài to ....................................................... 7 1.2.3 Đặc điểm thực vật cây Giác đế cuống dài................................................. 8 1.3 Các nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học chi Goniothalamus ......... 9 1.3.1 Styryl-lactone từ chi Goniothalamus ........................................................ 9 1.3.2 Acetogenin từ chi Goniothalamus ........................................................... 20 1.3.3 Flavonoid từ chi Goniothalamus ............................................................ 28 1.3.4 Alkaloid từ chi Goniothalamus ............................................................... 30 1.3.5 Một số hợp chất khác từ chi Goniothalamus........................................... 32 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 34 2.1 Thu hái mẫu cây và xác định tên khoa học ................................................. 34 2.2 Phương pháp xử lý và chiết mẫu................................................................. 34 2.3 Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất từ mẫu thực vật ................................................................................................. 34 2.4 Các phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất phân lập được từ các mẫu thực vật nghiên cứu ............................................................................ 35 2.5 Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ........................................................................................................... 36 2.5.1 Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào ............................................. 36 2.5.2 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ......................... 37 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 38 3.1 Tách chiết, phân lập các chất từ cây Giác đế đài to .................................... 38 i
3.1.1 Vỏ cây Giác đế đài to ................................................................................ 38 3.1.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách .......................................................... 38 3.1.1.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ vỏ cây Giác đế đài to ................................................................................................. 41 3.1.2 Quả cây Giác đế đài to .............................................................................. 47 3.1.2.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách .......................................................... 47 3.1.2.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ quả cây Giác đế đài to ........................................................................................... 49 3.2 Tách chiết, phân lập các chất từ cây Giác đế cuống dài ............................. 55 3.2.1 Quả cây Giác đế cuống dài ....................................................................... 55 3.2.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách .......................................................... 55 3.2.1.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ quả cây Giác đế cuống dài ..................................................................................... 58 3.2.2 Lá cây Giác đế cuống dài ......................................................................... 64 3.2.2.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách .......................................................... 64 3.2.2.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ lá cây Giác đế cuống dài ........................................................................................... 67 3.3 Hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất được phân lập ............................................................................................ 70 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 71 4.1 Các hợp chất phân lập được từ cây Giác đế đài to ...................................... 71 4.1.1 Từ vỏ cây Giác đế đài to ........................................................................... 71 4.1.1.1 Altholactone (GM1) ............................................................................ 72 4.1.1.2 Goniopypyrone (GM2) ........................................................................ 73 4.1.1.3 Goniofufurone (GM3) ......................................................................... 74 4.1.1.4 Cardiobutanolide (GM4)..................................................................... 75 4.1.1.5 Goniothalamin (GM5) ......................................................................... 76 4.1.1.6 (+)-T-cadinol (GM6)........................................................................... 77 4.1.1.7 α-Cadinol (GM7) ................................................................................ 79 4.1.1.8 Aristolactam BII (GM8) ...................................................................... 79 4.1.1.9 3-Methyl-1H-benz[f]indole-4,9-dione (GM9) ...................................... 81 4.1.1.10 Acid nonacosanoic (GM10) ............................................................... 82 4.1.2 Từ quả cây Giác đế đài to ......................................................................... 83 4.1.2.1 8-Hydroxygoniofupyrone A (GM11) .................................................... 84 4.1.2.2 4-Deoxycardiobutanolide (GM12) ...................................................... 90 ii
4.1.2.3 7-Acetylaltholactone (GM13) .............................................................. 92 4.1.2.4 Annonacin (GM14) ............................................................................. 93 4.1.2.5 cis+trans-Solamin (GM15) ................................................................. 97 4.1.2.6 Isoannonacin (GM16) ......................................................................... 99 4.1.2.7 trans-Murisolinone (GM17) .............................................................. 101 4.1.2.8 β-Caryophyllene oxide (GM18) ......................................................... 103 4.1.2.9 2-(2’-Hydroxytetracosanoylamino)octadecane-1,3,4-triol (GM19) ... 105 4.1.2.10 Acid palmitic (GM20)...................................................................... 106 4.2 Các hợp chất phân lập được từ cây Giác đế cuống dài ............................. 106 4.2.1 Từ quả cây Giác đế cuống dài ................................................................ 106 4.2.1.1 Saccopetrin A (GG1) ......................................................................... 107 4.2.1.2 Gracilipin A (GG2) ........................................................................... 109 4.2.1.3 Methylsaccopetrin A (GG3) ............................................................... 115 4.2.1.4 7,3’,4’-Trimethylquercetin (GG4)...................................................... 117 4.2.1.5 Rhamnazin (GG5) ............................................................................. 117 4.2.1.6 Casticin (GG6) .................................................................................. 118 4.2.1.7 Isokanugin (GG7).............................................................................. 119 4.2.1.8 Melisimplexin (GG8) ......................................................................... 120 4.2.1.9 5-Hydroxy-3,7-dimethoxy-3’,4’-methylenedioxyflavone (GG9) ......... 120 4.2.1.10 1-Phenylpropan-1,2-diol (GG10) .................................................... 121 4.2.1.11 Acid vanillic (GG11) ....................................................................... 122 4.2.1.12 Phenylmethanol (GG12) .................................................................. 122 4.2.2 Các hợp chất phân lập được từ lá cây Giác đế cuống dài ...................... 123 4.2.2.1 Gracilipin B (GG13) ......................................................................... 124 4.2.2.2 Gracilipin C (GG14) ......................................................................... 130 4.2.2.3 Gracilipin D (GG15) ......................................................................... 133 4.2.2.4 Squalene (GG16) ............................................................................... 136 4.2.2.5 Benzyl benzoate (GG17) .................................................................... 136 4.2.2.6 Acid benzoic (GG18) ......................................................................... 137 4.3 Hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập ................................. 138 4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào của các chất được phân lập .......................... 138 4.3.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất được phân lập ....... 142 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 144 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ....................................... 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 149 iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT  Các phương pháp sắc ký TLC Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng CC Column Chromatography: Sắc ký cột  Các phương pháp phổ ESI-MS Electrospray Ionization Mass Spectroscopy: Phổ khối phun mù điện tử IR Infrared Spectroscopy: Phổ hồng ngoại 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13 C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer: Phổ DEPT COSY Correlation Spectroscopy: Phổ tương tác 2 chiều đồng hạt nhân 1H-1H HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation: Phổ tương tác hai chiều trực tiếp dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation: Phổ tương tác đa liên kết hai chiều dị hạt nhân NOESY: Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy: Phổ NOESY s: singlet d: doublet t: triplet q: quartet quint: quintet m: multiplet dd: double doublet br: broad  Các chữ viết tắt khác IC50 Nồng độ ức chế 50% sự tăng trưởng của tế bào thử nghiệm ED50 Liều có hiệu quả trên 50% tế bào thử nghiệm MIC Nồng độ ức chế tối thiểu đnc. Điểm nóng chảy DMSO Dimethyl sulfoxide TMS Tetramethyl silan CTPT Công thức phân tử MTT 3-(4,5-dimethythiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide OD Optical density: Mật độ quang grad. gradient  Tên của các hợp chất được viết theo nguyên bản Tiếng Anh iv
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1. Dữ kiện phổ 13C-, 1H-NMR (125/500 MHz, Acetone-d6) của GM11 ..... 85 Bảng 4.2. Dữ kiện phổ 13C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CD3OD) của GM12 .......... 90 Bảng 4.3. Dữ kiện phổ 13C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CDCl3) của GG2 ............. 110 Bảng 4.4. Dữ kiện phổ 13C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CDCl3) của GG1, GG3 ... 116 Bảng 4.5. Dữ kiện phổ 13C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CDCl3) của GG13 ........... 125 13 Bảng 4.6. Dữ kiện phổ C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CDCl3) của GG14 .......... 132 13 Bảng 4.7. Dữ kiện phổ C-, 1H-NMR (125/500 MHz, CDCl3) của GG15 .......... 134 Bảng 4.8. Hoạt tính gây độc tế bào của dịch chiết CH2Cl2 vỏ cây Giác đế đài to . 138 Bảng 4.9. Hoạt tính gây độc tế bào KB của dịch chiết MeOH phần vỏ và dịch chiết CH2Cl2 phần quả cây Giác đế đài to .................................................................... 139 Bảng 4.10. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ cây Giác đế đài to và Giác đế cuống dài ........................................................................................................ 140 Bảng 4.11. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất từ cây Giác đế đài to và Giác đế cuống dài.................................................................................. 143 v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cành mang hoa (1) và ảnh chụp tiêu bản lá, cành mang quả (2) của cây Giác đế đài to .......................................................................................................... 7 Hình 1.2. Cành mang hoa, quả (1) và ảnh chụp tiêu bản lá, cành mang quả (2) của cây Giác đế cuống dài.............................................................................................. 8 Hình 1.3. Các khung cơ bản của styryl-lactone ........................................................ 9 Hình 1.4. Con đường sinh tổng hợp các khung styryl-lactone cơ bản ..................... 20 Hình 1.5. Một số dạng cấu trúc THF, THP của acetogenin .................................... 21 Hình 1.6. Một số dạng cấu trúc vòng epoxy của acetogenin ................................... 21 Hình 1.7. Một số dạng cấu trúc vòng -lactone của acetogenin .............................. 22 Hình 1.8. Quá trình hình thành mono-THF acetogenin .......................................... 27 Hình 3.1. Sơ đồ ngâm chiết vỏ cây Giác đế đài to .................................................. 38 Hình 3.2. Sơ đồ phân lập dịch chiết CH2Cl2 vỏ cây Giác đế đài to ......................... 39 Hình 3.3. Sơ đồ phân lập dịch chiết MeOH vỏ cây Giác đế đài to .......................... 40 Hình 3.4. Sơ đồ ngâm chiết quả cây Giác đế đài to ................................................ 47 Hình 3.5. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết CH2Cl2 quả cây Giác đế đài to...... 48 Hình 3.6. Sơ đồ ngâm chiết quả cây Giác đế cuống dài.......................................... 56 Hình 3.7. Sơ đồ phân lập dịch chiết CH2Cl2 quả cây Giác đế cuống dài ................. 57 Hình 3.8. Sơ đồ ngâm, chiết phân bố lá cây Giác đế cuống dài .............................. 65 Hình 3.9. Sơ đồ phân lập các chất từ lá cây Giác đế cuống dài............................... 66 Hình 4.1. Cấu trúc các hợp chất được phân lập từ vỏ cây Giác đế đài to ................ 71 Hình 4.2. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM1 ......... 73 Hình 4.3. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM2 ......... 74 Hình 4.4. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM5 ......... 77 Hình 4.5. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và NOESY của GM6 .. 78 Hình 4.6. Các tương tác chính trong phổ HMBC của chất GM8 ............................ 80 Hình 4.7. Một số tương tác chính trong phổ HMBC, COSY, NOESY của GM9 ... 82 Hình 4.8. Cấu trúc các hợp chất được phân lập từ quả cây Giác đế đài to .............. 83 vi
Hình 4.9. Phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS của GM11 ..................................... 84 Hình 4.10. Phổ 1H-NMR giãn rộng của GM11 ...................................................... 86 Hình 4.11. Phổ 13C-NMR và DEPT của GM11 ..................................................... 86 Hình 4.12. Phổ COSY giãn rộng của GM11 .......................................................... 87 Hình 4.13. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và NOESY của GM11 .............................................................................................................................. 87 Hình 4.14. Phổ HMBC của GM11 ........................................................................ 88 Hình 4.15. Phổ NOESY giãn rộng của GM11 ....................................................... 89 Hình 4.16. Cấu trúc không gian qua nhiễu xạ tia X của hợp chất GM11................ 89 Hình 4.17. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và NOESY của GM12 .............................................................................................................................. 91 Hình 4.18. Một số tương tác chính trên phổ HMBC, COSY và NOESY của GM13 .............................................................................................................................. 92 Hình 4.19. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và phân mảnh MS/MS của GM14 .................................................................................................................... 94 Hình 4.20. Độ chuyển dịch hóa học đặc trưng của mono-THF-acetogenin............. 94 Hình 4.21. Phổ Li-(+)ESI-LQT/Obitrap MS/MS của GM14.................................. 95 Hình 4.22. Cơ chế phân mảnh tạo ion X4, B1 ......................................................... 96 Hình 4.23. Một số ion mảnh trên phổ Li-(+)ESI-QTOF MS/MS của GM14 .......... 96 Hình 4.24. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và phân mảnh MS/MS của GM15 ............................................................................................................. 98 Hình 4.25. Độ chuyển dịch hóa học của proton trong vòng ketolactone ............... 100 Hình 4.26. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và phân mảnh MS/MS của GM16 ........................................................................................................... 100 Hình 4.27. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và phân mảnh MS/MS của GM17 ........................................................................................................... 102 Hình 4.28. Một số tương tác chính trên phổ HMBC, COSY và NOESY của GM18 ............................................................................................................................ 104 Hình 4.29. Cấu trúc các hợp chất được phân lập từ quả cây Giác đế cuống dài .... 107 Hình 4.30. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và NOESY của chất GG1 .. 108 vii
Hình 4.31. Phổ khối phân giải cao của GG2 ........................................................ 109 Hình 4.32. Phổ 1H-NMR của GG2 ...................................................................... 111 Hình 4.33. Phổ 13C-NMR và DEPT của GG2 ...................................................... 112 Hình 4.34. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC, NOESY của GG2 .. 113 Hình 4.35. Phổ COSY của GG2 .......................................................................... 113 Hình 4.36. Phổ HMBC của GG2 ......................................................................... 114 Hình 4.37. Phổ NOESY của GG2 ....................................................................... 114 Hình 4.38. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC, NOESY của GG3 .. 115 Hình 4.39. Các hợp chất được phân lập từ lá cây Giác đế cuống dài .................... 123 Hình 4.40. Phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS của GG13.................................. 124 Hình 4.41.Phổ 1H-NMR của GG13 ..................................................................... 126 Hình 4.42. Phổ 13C-NMR và DEPT của GG13 .................................................... 127 Hình 4.43. Phổ COSY của GG13 ........................................................................ 127 Hình 4.44. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC, NOESY của GG13 128 Hình 4.45. Phổ HMBC của GG13 ....................................................................... 129 Hình 4.46. Phổ NOESY giãn rộng của GG13 ...................................................... 129 Hình 4.47. Cấu trúc nhiễu xạ tia X của hợp chất GG13 ....................................... 130 Hình 4.48. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC, NOESY của GG14 131 Hình 4.49. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC, NOESY của GG15 135 viii
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Các phổ của hợp chất GM1 ………………………………..…... PL1 Phụ lục 2. Các phổ của hợp chất GM2 ………………………………..….. PL5 Phụ lục 3. Các phổ của hợp chất GM3 ………………………………..….. PL10 Phụ lục 4. Các phổ của hợp chất GM4 ………………………………..….. PL14 Phụ lục 5. Các phổ của hợp chất GM5 ………………………………..….. PL17 Phụ lục 6. Các phổ của hợp chất GM6 ………………………………..….. PL22 Phụ lục 7. Các phổ của hợp chất GM7 ………………………………..….. PL26 Phụ lục 8. Các phổ của hợp chất GM8 ………………………………..….. PL30 Phụ lục 9. Các phổ của hợp chất GM9 ………………………………..….. PL34 Phụ lục 10. Các phổ của hợp chất GM10 ………………………………..… PL40 Phụ lục 11. Các phổ của hợp chất GM11 ………………………………..… PL40 Phụ lục 12. Các phổ của hợp chất GM12 ………………………………..… PL43 Phụ lục 13. Các phổ của hợp chất GM13 ………………………………..… PL49 Phụ lục 14. Các phổ của hợp chất GM14 ………………………………..… PL54 Phụ lục 15. Các phổ của hợp chất GM15 ………………………………..… PL59 Phụ lục 16. Các phổ của hợp chất GM16 ………………………………..… PL66 Phụ lục 17. Các phổ của hợp chất GM17 ………………………………..… PL73 Phụ lục 18. Các phổ của hợp chất GM18 ………………………………..… PL79 Phụ lục 19. Các phổ của hợp chất GM19 ………………………………..… PL84 Phụ lục 20. Các phổ của hợp chất GM20 ………………………………..… PL88 Phụ lục 21. Các phổ của hợp chất GG1 ………..………………………..… PL88 Phụ lục 22. Các phổ của hợp chất GG2 ………..………………………..… PL94 Phụ lục 23. Các phổ của hợp chất GG3 ………..………………………..… PL96 Phụ lục 24. Các phổ của hợp chất GG4 ………..………………………..… PL101 Phụ lục 25. Các phổ của hợp chất GG5 ………..………………………..… PL104 Phụ lục 26. Các phổ của hợp chất GG6 ………..………………………..… PL107 Phụ lục 27. Các phổ của hợp chất GG7 ………..………………………..… PL109 ix
Phụ lục 28. Các phổ của hợp chất GG8 ………..………………………..… PL112 Phụ lục 29. Các phổ của hợp chất GG9 ………..………………………..… PL114 Phụ lục 30. Các phổ của hợp chất GG10 ………..…………………...……. PL117 Phụ lục 31. Các phổ của hợp chất GG11 ………..…………………...……. PL119 Phụ lục 32. Các phổ của hợp chất GG12 ………..…………………...……. PL121 Phụ lục 33. Các phổ của hợp chất GG13 ………..…………………...……. PL123 Phụ lục 34. Các phổ của hợp chất GG14 ………..…………………...……. PL125 Phụ lục 35. Các phổ của hợp chất GG15 ………..…………………...……. PL131 Phụ lục 36. Các phổ của hợp chất GG16 ………..…………………...……. PL136 Phụ lục 37. Các phổ của hợp chất GG17 ………..…………………...……. PL139 Phụ lục 38. Các phổ của hợp chất GG18 ………..…………………...……. PL142 Phụ lục 39. Dữ kiện phổ nhiễu xạ tia X của GM11 và GG13 ……………. PL145 x
ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư là căn bệnh đã có từ lâu mà nhiều người trên thế giới mắc phải và có tỉ lệ tử vong cao. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO) hằng năm có khoảng 7,6 triệu người chết vì bệnh ung thư, chiếm hơn 13% số người chết mỗi năm. Điển hình là các nhóm bệnh ung thư phổi, ung thư dạ dày, ung thư gan, ung thư đại trực tràng, ung thư vú, ung thư cổ tử cung và ung thư tiền liệt tuyến. Gần 2/3 số ca tử vong do ung thư xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình. Tình hình mắc bệnh và tử vong do ung thư có xu hướng ngày càng tăng. Theo ước tính của WHO, số ca tử vong do ung thư trên toàn thế giới sẽ lên đến con số 11,8 triệu mỗi năm vào năm 2030 [1]. Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê qua ghi nhận ung thư tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh; ước tính mỗi năm ở nước ta có khoảng 150 nghìn bệnh nhân mới mắc ung thư và 75 nghìn người chết vì ung thư; con số này có xu hướng ngày càng gia tăng [2]. Hóa học liệu pháp trong điều trị ung thư đã xuất hiện ở thế kỷ 19 với việc sử dụng potassium arsenite để điều trị bệnh bạch cầu tủy và được sử dụng đến tận những năm 1930 [3]. Đến nay, nhiều hợp chất thiên nhiên hoặc các sản phẩm được tổng hợp, bán tổng hợp từ các hợp chất tự nhiên đã được sử dụng một cách hiệu quả trong việc điều trị, phòng ngừa bệnh ung thư và các bệnh tật khác giúp con người chống lại bệnh tật, nâng cao sức khỏe cộng đồng. Nhiều loại thuốc chữa trị ung thư sử dụng các hoạt chất được phân lập từ tự nhiên như nhóm các hợp chất vinca alkaloid vinblastine, vincristine được phân lập từ cây Dừa cạn (Catharanthus roseus, họ Trúc đào-Apocynaceae), paclitaxel (Taxol) là một diterpenoid được phân lập từ loài Thông đỏ Taxus brevifolia (Taxaceae) hay một số hợp chất khác podophyllotoxin, camptothecin, berbamine, beta-lapachone, acid betulinic, colchicine, curcumin, daphnoretin, ellipticine, … và dẫn xuất bán tổng hợp của chúng vinflunine, docetaxel (Taxotere), …[4],[5]. Cùng với sự phát triển của công nghệ tổng hợp hóa dược tạo ra các biệt dược, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng -1-
tìm hiểu, khám phá tác dụng chống ung thư và các hoạt tính sinh học khác của các hợp chất có nguồn gốc từ nhiều loài thực vật khác nhau. Việt Nam nằm ở trung tâm Đông Nam Á với 3/4 diện tích là đồi núi, thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa có hai mùa rõ rệt thay đổi theo địa hình. Lượng mưa hằng năm vào khoảng 1200-2800 mm cùng với độ ẩm tương đối cao. Với những đặc thù về khí hậu thiên nhiên như vậy, Việt Nam có một hệ thực vật phong phú và đa dạng với trên 12.000 loài, trong đó có trên 3.200 loài thực vật được sử dụng làm thuốc trong Y học dân gian; mở ra tiềm năng nghiên cứu về các hợp chất tự nhiên từ các loài thực vật của Việt Nam [6]. Chi Goniothalamus (tên Tiếng Việt là Giác đế) thuộc họ Na (Annonaceae) có 160 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, đặc biệt ở Châu Á, tập trung nhiều ở Đông Nam Á [7]. Nhiều loài trong số đó đã được sử dụng trong các bài thuốc y học cổ truyền. Theo tác giả Nguyễn Tiến Bân, chi Goniothalamus ở Việt Nam có 19 loài. Một số loài trong chi này được sử dụng chữa vết thương, làm thuốc trị đòn ngã tổn thương, gãy xương, làm thuốc bổ, kích thích tiêu hóa [8],[9]. Cho đến nay mới có khoảng 30 loài trong số 160 loài thuộc chi Goniothalamus được nghiên cứu về hoá thực vật. Các nghiên cứu này cho thấy styryl-lactone, alkaloid và acetogenin là các lớp chất chính có trong các loài Goniothalamus; trong đó nhiều styryl-lactone và acetogenin thể hiện 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 [10],[11]. Với đặc trưng cấu trúc và hoạt tính sinh học của các lớp chất thiên nhiên thứ cấp có trong cây, các loài thuộc chi Goniothalamus tiếp tục được các nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Trong khuôn khổ của Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản mã số 104.01.76.09 và dự án Hợp tác Quốc tế Pháp - Việt “Nghiên cứu hóa thực vật của thảm thực vật Việt Nam”; một số loài Goniothalamus của Việt Nam đã được thu hái và thử hoạt tính sơ bộ. Kết quả cho thấy dịch chiết EtOAc của vỏ và quả cây Goniothalamus macrocalyx Ban có khả năng ức chế lần lượt 50,2%; 43,1% dòng tế bào ung thư biểu mô KB ở nồng độ 1 μg/mL. Dịch chiết EtOAc của lá và quả cây Goniothalamus gracilipes Ban có khả năng ức chế lần lượt 29,7%; 17,0% dòng tế -2-
bào KB ở nồng độ 1,0 μg/mL. Cho đến nay mới chỉ có 2 loài Goniothalamus của Việt Nam (G. tamirensis, G. vietnamensis) được nghiên cứu về thành phần hóa học và chưa có công trình trong nước hay quốc tế nào nghiên cứu về hóa học của hai loài G. macrocalyx Ban và G. gracilipes Ban. Do vậy chúng tôi lựa chọn hai loài Goniothalamus này làm đối tượng nghiên cứu của Luận án với mục tiêu: (1) Nghiên cứu thành phần hóa học cây Giác đế đài to (G. macrocalyx Ban) và cây Giác đế cuống dài (G. gracilipes Ban) nhằm phát hiện các hợp chất có hoạt tính chống ung thư. (2) Khảo sát hoạt tính chống ung thư và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất này. -3-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1. 1 Giới thiệu sơ lược về thực vật họ Na (Annonaceae) Họ Na (danh pháp khoa học Annonaceae) là một họ thực vật có hoa bao gồm các loại cây thân gỗ, cây bụi hay dây leo. Đây là họ lớn nhất của bộ Mộc lan (Magnoliales) với 130 chi và 2.300 loài, được phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới [8],[11]. Hầu hết các dạng sống chủ yếu được thấy ở các loài trong họ Na, chỉ trừ các cây thân cỏ và các dạng sống phụ sinh hay ký sinh. Đối với các loài cây mọc đứng thường gặp ở dạng cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ. Trong khi đó nhiều loài khác thuộc chi Polyathia và hàng loạt các chi khác lại gặp những cây gỗ to lớn [8]. Hình thái chung của các cây họ Na có những đặc điểm sau [8]: Lá của tất cả các loài họ Na đều không có lá kèm, mọc cách, đơn, nguyên, mép lá nguyên với gân lông chim. Hoa của các loài họ Na thường là hoa lưỡng tính. Hoa mọc đơn độc hoặc họp thành các dạng cụm hoa khác nhau, ở nách lá hoặc ngoài nách lá, ở đỉnh cành hoặc hoa mọc trên thân già không lá. Đặc điểm này thường được dùng để phân biệt các chi trong họ Na. Nhị trong họ Na có hai kiểu chính: “kiểu Uvarioid” với trung đới khá dầy và dài vượt quá bao phấn để tạo thành mào trung đới,“kiểu Miliusoid” có trung đới mỏng và hẹp, làm cho bao phấn lồi lên so với trung đới. Phần lớn các loài họ Na có bộ nhụy gồm các lá noãn rời. Mỗi lá noãn được chia thành bầu, vòi nhụy và núm nhụy. 1.2 Giới thiệu về thực vật chi Goniothalamus 1.2.1 Sơ lược về chi Goniothalamus 1.2.1.1 Đặc điểm hình thái của chi Goniothalamus Các loài Goniothalamus ở dạng cây bụi hoặc gỗ nhỏ, ở các bộ phận non không có lông hình sao. Hoa lưỡng tính, thường mọc ở nách lá xanh hoặc nách lá đã rụng, -4-
hiếm khi hoa mọc trên thân già hoặc vừa ở đỉnh hoặc vừa ở nách; ở gốc cuống hoa thường có một số lá bắc nhỏ. Lá đài (3), cánh hoa (6) đều xếp van; 3 cánh hoa vòng ngoài thường phẳng; các cánh hoa vòng trong rất nhỏ và dày hơn cánh hoa ngoài, ở gốc thót lại thành móng hẹp, còn đỉnh thì dính nhau tạo thành mũ, chụp lên trên nhị và nhụy. nhị nhiều, dạng uvarioid; mào trung đới có khi rất nhọn đầu hoặc thường thì cụt, bao phấn hướng ngoài, thường có vách ngăn ngang. Lá noãn nhiều, vòi thường rõ, với núm nhụy nguyên hoặc hơi xẻ thành hai thùy. Noãn 1-2 hoặc 3-10. Phân quả ngồi hoặc có cuống ngắn [8]. Chi Goniothalamus có 160 loài, phân bố ở châu Á đến Niu Ghinê, tập trung nhiều ở Đông Nam Á (Thái Lan, Đông Dương, Malaixia, Inđônêxia, Philipin). Ở Việt Nam chi này có 19 loài [7],[8]. 1.2.1.2 Một số loài Goniothalamus ở Việt Nam Theo tác giả Nguyễn Tiến Bân, chi Goniothalamus ở Việt Nam có 19 loài [8]: Goniothalamus albiflorus Ban (Giác đế hoa trắng): Cho đến nay mới gặp loài này ở Trung Bộ Việt Nam: Thừa Thiên-Huế, Kon Tum. Goniothalamus chinensis Merr. & Chun. (Giác đế trung hoa): Cây này có ở Lào Cai (Sapa), Hà Giang, Quảng Ninh và còn có cả ở Trung Quốc (Quảng Tây, Quảng Đông, Hải Nam). Goniothalamus chartaceus P. T. Li (Chân kiềng hay giác đế giấy): Hiện mới thấy loài này ở miền Bắc Việt Nam: Quảng Ninh, Lạng Sơn. Goniothalamus donnaiensis Fin. & Gagnep. (Giác đế nhung, còn gọi là giác đế đồng nai): Mới chỉ thấy loài này ở Trung và Nam Bộ Việt Nam: Khánh Hoà, Kon Tum, Đắc Lắc, Đắc Nông, Lâm Đồng, Ninh Thuận, Đồng Nai. Goniothalamus elegans Ast. (Giác đế thanh lịch): Loài này mới gặp ở Trung Bộ Việt Nam: Quảng Bình. Goniothalamus expansus Craib (Giác đế xoè): Loài này được tìm thấy ở Gia Lai và còn gặp ở Thái Lan. Goniothalamus gabriacianus (Baill.) Ast. (Giác đế sài gòn): Loài này có ở Quảng Trị, Đà Nẵng, Quảng Nam, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Kon Tum, Gia Lai, -5-
Đắc Lắc, Tây Ninh, Bình Dương, Bà Rịa-Vũng Tàu, Kiên Giang, ngoài ra còn có ở Trung Quốc, Lào, Campuchia. Goniothalamus gracilipes Ban (Giác đế cuống dài): Loài này gặp ở Trung Bộ Việt Nam (Đắc Lắc), gần đây còn tìm thấy ở Thái Nguyên. Goniothalamus macrocalyx Ban (Màu cau trắng, còn gọi là giác đế đài to, tai nghé, bồ câu đất): Loài này có ở Bắc Cạn, Hà Nội, Hòa Bình, Thanh Hóa, gần đây còn tìm thấy ở Hà Giang. Goniothalamus multiovulatus Ast. (Giác đế nhiều noãn): Cho đến nay chỉ mới gặp loài này ở Trung Bộ Việt Nam: Thừa Thiên-Huế, Đà Nẵng. Goniothalamus ninhianus Ban (Giác đế lâm đồng): Có ở Lâm Đồng. Goniothalamus takhtajanii Ban (Giác đế tam đảo): Loài này chỉ mới gặp ở miền Bắc Việt Nam: Vĩnh Phúc (Tam Đảo). Goniothalamus tamirensis Pierre ex Fin. & Gagnep. (Giác đế miên, còn gọi là giác đế Tamir): Loài này có ở Nghệ An, Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Đắc Lắc, Đắc Nông và còn có ở Lào, Campuchia. Goniothalamus tenuifolius King (Giác đế lá mỏng): Loài này có ở Kon Tum, ngoài ra còn gặp ở Malaixia. Goniothalamus touranensis Ast. (Giác đế đà nẵng): Cho đến nay chỉ thấy loài này ở vùng Trung Bộ Việt Nam: Đà Nẵng, Quảng Nam, Khánh Hòa, Đắc Lắc, Lâm Đồng. Goniothalamus undulatus Ridl. (Giác đế lượn sóng): Có ở Đắc Lắc, ngoài ra còn có ở Mianma, Thái Lan. Goniothalamus vietnamensis Ban (Bổ béo đen): Loài này mới gặp ở miền Bắc Việt Nam: Cao Bằng, Quảng Ninh, Phú Thọ, Hà Nội (Ba Vì, Minh Quang). Goniothalamus wightii Hook.f. & Thoms. (Giác đế ấn độ): Loài này có ở Đà Nẵng, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Gia Lai, Đồng Nai, ngoài ra còn có ở Ấn Độ, Lào, Campuchia. Goniothalamus yunnanensis W. T. Wang (Giác đế vân nam): Loài này có ở Lào Cai, Sơn La, Lạng Sơn, Hòa Bình và còn có ở Trung Quốc (Vân Nam). -6-