Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria holosericea Blume, Anacolosa poilanei Gagnep.

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:147

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu để làm rõ thành phần hoá học chủ yếu của lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., quả loài Boehmeria holosericea Blume thuộc họ Gai (Urticaceae) và vỏ loài Anacolosa poilanei Gagnep. thuộc họ Dương đầu (Olacaceae) nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào, làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng và định hướng nghiên cứu ứng dụng 3 loài thực vật trên một cách hiệu quả .

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 gây độc tế bào của loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria holosericea Blume, Anacolosa poilanei Gagnep.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THỊ THÚY ÁI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI PILEA AFF. MARTINII (H.LÉV.) HAND.-MAZZ., BOEHMERIA HOLOSERICEA BLUME, ANACOLOSA POILANEI GAGNEP. LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN THỊ THÚY ÁI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI PILEA AFF. MARTINII (H.LÉV.) HAND.-MAZZ., BOEHMERIA HOLOSERICEA BLUME, ANACOLOSA POILANEI GAGNEP. Ngành: Hoá học Mã số: 9440112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Lê Huyền Trâm 2. PGS. TSKH. Phạm Văn Cường HÀ NỘI - 2018
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Lê Huyền Trâm và PGS.TSKH. Phạm Văn Cƣờng. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 TM.Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh Đoàn Thị Thúy Ái
LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Bộ môn Hóa Hữu cơ, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng nhất tới TS. Lê Huyền Trâm và PGS. TSKH. Phạm Văn Cường - những người Thầy đã chỉ ra hướng nghiên cứu, tận tâm hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ của phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa sinh Biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đặc biệt là PGS.TS. Đoàn Thị Mai Hương, TS. Trịnh Thị Thanh Vân, TS. Trương Bích Ngân, TS. Nguyễn Thùy Linh đã giúp đỡ tôi trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Quốc Bình, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, về sự giúp đỡ trong việc thu thập và giám định các mẫu thực vật. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo và các cán bộ công tác tại Bộ môn Hóa Hữu cơ - Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương trình đào tạo Tiến sĩ. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban Chủ nhiệm Khoa Môi trường, Bộ môn Hóa học đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam (NAFOSTED) đã tài trợ kinh phí theo mã số đề tài 104.01-2015.67. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! 1
i
MỤC LỤC MỤC LỤC ..................................................................................................................... i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................... iv DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vii MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHI PILEA VÀ BOEHMERIA HỌ GAI (URTICACEAE) .....3 1.1.1 Khái quát về họ Gai (Urticaceae) ..............................................................................3 1.1.2 Giới thiệu về chi Pilea ................................................................................................4 1.1.3 Giới thiệu về chi Boehmeria .......................................................................................19 1.2 TỔNG QUAN VỀ CHI ANACOLOSA HỌ DƢƠNG ĐẦU (OLACACEAE) .....29 1.2.1 Khái quát về họ Dƣơng đầu (Olacaceae) ...................................................................29 1.2.2 Giới thiệu về chi Anacolosa ........................................................................................30 1.3 NHẬN XÉT CHUNG............................................................................................33 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................. 35 2.1 THU HÁI MẪU CÂY VÀ ĐỊNH TÊN KHOA HỌC ..........................................35 2.2 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ, ĐỊNH TÍNH ALKALOID VÀ CHIẾT MẪU .............35 2.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ PHÂN LẬP CÁC CHẤT ............................35 2.3.1 Sắc ký lớp mỏng ..........................................................................................................35 2.3.2 Sắc ký cột .....................................................................................................................36 2.4 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC .........................................................36 2.4.1 Phổ hồng ngoại.............................................................................................................36 2.4.2 Phổ khối lƣợng .............................................................................................................36 2.4.3 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân........................................................................................36 2.4.4 Phổ lƣỡng sắc tròn .......................................................................................................37 2.4.5 Độ quay cực và điểm nóng chảy.................................................................................37 2.5 PHƢƠNG PHÁP THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO ................................37 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 39 3.1 PHÂN LẬP CÁC CHẤT TỪ HAI LOÀI PILEA AFF. MARTINII VÀ BOEHMERIA HOLOSERICEA, HỌ URTICACEAE.................................................39 3.1.1 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất từ loài Pilea aff. martinii .........................39 3.1.2 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ lá loài Pilea aff. martinii ...................................................................................................................................43 3.1.3 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất từ loài Boehmeria holosericea ................45 i
3.1.4 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ quả loài Boehmeria holosericea .........................................................................................................47 3.2 PHÂN LẬP CÁC CHẤT TỪ LOÀI ANACOLOSA POILANEI, HỌ OLACACEAE .............................................................................................................48 3.2.1 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất....................................................................48 3.2.2 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ vỏ cây Anacolosa poilanei ................................................................................................................51 3.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC ......................53 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 54 4.1 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI PILEA AFF. MARTINII ......54 4.1.1 Hợp chất pileamartine A (PM1) (chất mới) ...............................................................54 4.1.2 Hợp chất pileamartine B (PM2) (chất mới) ...............................................................61 4.1.3 Hợp chất 1,3,6,6-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydoisoquinolin-8-one (PM3) .......66 4.1.4 Hợp chất julandine (PM4) ...........................................................................................67 4.1.5 Hợp chất pileamartine C (PM5) (chất mới) ...............................................................68 4.1.6 Hợp chất pileamartine D (PM6) (chất mới) ...............................................................75 4.1.7 Hợp chất cryptopleurine (PM7) ..................................................................................81 4.1.8 Hợp chất pileamartine E (PM8) (chất mới)................................................................83 4.1.9 Hợp chất quinine (PM9) ..............................................................................................87 4.2 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI BOEHMERIA HOLOSERICEA BLUME ...........................................................................................90 4.2.1 Hợp chất ruspolinone (BH1) .......................................................................................90 4.2.2 Hợp chất benzyl -D-glucoside (BH2) ......................................................................91 4.2.3 Hợp chất adenine (BH3)..............................................................................................92 4.2.4 Hợp chất adenosine (BH5) ..........................................................................................92 4.2.5 Hợp chất uridine (BH5) ...............................................................................................93 4.3 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI ANACOLOSA POILANEI ...95 4.3.1 Hợp chất acid 3α-p-coumaroyl-D:A-friedo-oleanan-27-oic (AP1) (chất mới) ........................................................................................................................................95 4.3.2 Hợp chất acid trichadenic A (AP2).......................................................................... 101 4.3.3 Hợp chất acid trichadonic (AP3) ............................................................................. 102 4.3.4 Hợp chất acid 3α-(3,4-dihydroxycinnamoyl)-D:A-friedo-oleanan-27-oic (AP4) (chất mới) ............................................................................................................................ 103 4.3.5 Hợp chất 3α-(3,4-dihydroxycinnamoyl)-D:A-friedo-oleanan-27,15-α-lactone (AP5) (chất mới) ................................................................................................................ 109 4.3.6 Hợp chất β-sitosterol (AP6) ..................................................................................... 115 ii
4.3.7 Hợp chất amentoflavon (AP7) ................................................................................. 115 4.4 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC ........................................................117 4.4.1 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập từ loài Pilea aff. martinii ......................................................................................................................... 117 4.4.2 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ loài A. poilanei ........... 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 120 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 120 KIẾN NGHỊ.............................................................................................................. 121 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................... 122 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .......................................... 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 124 iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt  Các phương pháp sắc ký: CC Column chromatography Sắc kí cột GC Gas chromatography Sắc ký khí TLC Thin-layer chromatography Sắc kí lớp mỏng PTLC Preparative thin-layer Sắc kí lớp mỏng điều chế chromatography  Các phương pháp phổ: IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại ESI-MS Electrospray Ionization Mass Phổ khối phun mù điện Spectroscopy ESI-HRMS High resolution electrospray Phổ khối phân giải cao phun mù ionization mass spectroscopy điện 1 H NMR Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy proton 13 C NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy carbon-13 DEPT Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarisation Transfer COSY Correlation Spectroscopy Phổ tƣơng tác 2 chiều đồng hạt nhân 1H-1H HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ tƣơng tác hai chiều trực tiếp Correlation dị hạt nhân 1H-13C HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tƣơng tác đa liên kết hai Correlation chiều dị hạt nhân NOESY Nuclear Overhauser Effect Phổ NOESY Spectroscopy ROESY Rotating-frame nuclear Phổ ROESY Overhauser Effect Spectroscopy CD Circular dichroism spectrum Phổ lƣỡng sắc tròn DBE Double bond equivalent Số tƣơng đƣơng nối đôi δ (ppm) Chemical shift (parts per Độ chuyển dịch hóa học (phần million) triệu) J (Hz) Coupling constant (Hertz) Hằng số tƣơng tác (Hertz) s singlet br broad iv
d doublet dd double-doublet t Triplet dt double-triplet Q Quartet dq double-quartet M multiplet  Thử hoạt tính sinh học: MIC Minimum inhibitory Nồng độ ức chế tối thiểu concentration OD Optical density Mật độ quang học IC50 Inhibitory concentration 50 Nồng độ ức chế 50% đối tƣợng thử LD50 Lethal Dose 50 percent Liều chết 50% động vật thử nghiệm TBUT Tế bào ung thƣ Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma Ung thƣ gan ngƣời KB Human epidermic carcinoma Ung thƣ biểu mô ngƣời LU-1 Human lung carcinoma Ung thƣ phổi ngƣời MCF-7 Human breast Dòng tế bào ung thƣ vú ngƣời adenocarcinoma cell line FBS Fetal Bovine Serum Huyết thanh phôi bò  Các hóa chất, dung môi (tên của các hợp chất được viết theo nguyên bản Tiếng Anh): ACN Acetonitrile ABTS 2,2'-azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) DMSO Dimethyl sulfoxide DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazine MeOH Methanol EtOH Ethanol EtOAc Ethyl acetate SRB Sulforhodamine B TMS Tetramethylsilane Glc -D-glucose Rha α-L-rhamnose  Các ký hiệu khác: Đnc. Điểm nóng chảy VAST Vietnam Academy of Science Viện Hàn lâm Khoa học và and Technology Công nghệ Việt Nam v
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ chi Pilea ............................... 6 Bảng 1.2 Các hợp chất flavonoid đã đƣợc phân lập từ chi Pilea ............................. 10 Bảng 1.3 Các hợp chất lignan phân lập từ loài ......................................................... 11 Bảng 1.4 Các hợp chất alkaloid và dị vòng chứa nitơ phân lập ............................... 13 Bảng 1.5 Các hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Pilea .......................................... 14 Bảng 1.6 Các hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria .................... 21 Bảng 1.7 Các hợp chất flavonoid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria .................... 22 Bảng 1.8 Các hợp chất alkaloid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria ...................... 24 Bảng 1.9 Một số hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Boehmeria............................ 25 Bảng 4.1 Số liệu phổ NMR của PM1 ....................................................................... 57 Bảng 4.2 Số liệu phổ NMR của PM2 ....................................................................... 63 Bảng 4. 3 Số liệu phổ NMR của PM4 ...................................................................... 68 Bảng 4.4 Số liệu phổ NMR của hợp chất PM5 ........................................................ 70 Bảng 4.5 Số liệu phổ NMR của PM6 ....................................................................... 76 Bảng 4.6 Số liệu phổ NMR của PM7 ....................................................................... 82 Bảng 4.7 Số liệu phổ NMR của PM8 ....................................................................... 85 Bảng 4.8 Số liệu phổ NMR của BH2 ....................................................................... 91 Bảng 4.9 Số liệu phổ NMR của BH4 ....................................................................... 93 Bảng 4.10 Số liệu phổ NMR của BH5 ..................................................................... 94 Bảng 4.11 Số liệu phổ NMR của hợp chất AP1 ....................................................... 98 Bảng 4.12 Số liệu phổ NMR của hợp chất AP3 ..................................................... 102 Bảng 4.13 Số liệu phổ NMR của AP4 .................................................................... 104 Bảng 4.14 Số liệu phổ NMR của AP5 và chất tham khảo AP4 ............................. 111 Bảng 4.15 Số liệu phổ NMR của AP7 .................................................................... 116 Bảng 4.16 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất ............................... 118 Bảng 4.17 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất ............................... 119 vi
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc các hợp chất terpenoid đƣợc phân lập từ chi Pilea. ...................... 8 Hình 1.1 Cấu trúc các hợp chất terpenoid đƣợc phân lập từ chi Pilea (tiếp). ............ 9 Hình 1.2 Cấu trúc các hợp chất flavonoid phân lập đƣợc từ chi Pilea. ................... 10 Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất lignan đƣợc phân lập từ loài .................................. 12 Hình 1.4 Cấu trúc các hợp chất alkaloid và dị vòng chứa nitơ đƣợc phân lập từ loài Pilea cavaleriei Levl. subsp. cavaleriei........................................................... 13 Hình 1.5 Cấu trúc một số hợp chất khác đƣợc phân lập đƣợc từ chi Pilea. ............. 15 Hình 1.6 Ảnh cây Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz. ................................... 18 Hình 1.7 Cấu trúc các hợp chất terpenoid phân lập từ chi Boehmeria. .................... 21 Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất flavonoid đƣợc phân lập từ chi Boehmeria...... 23 Hình 1.9 Cấu trúc các hợp chất alkaloid từ chi Boehmeria...................................... 24 Hình 1.10 Cấu trúc một số hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Boehmeria. ........ 25 Hình 1.11 Ảnh cây Boehmeria holosericea Blume. ................................................. 28 Hình 1.12 Cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc từ loài A. pervilleana. ............ 31 Hình 1.13 Cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc từ loài A. frutescens. .............. 32 Hình 1.14 Ảnh cây Anacolosa poilanei Gagnep. ..................................................... 33 Hình 3.1 Sơ đồ thu nhận cặn chiết alkaloid tổng từ ................................................. 40 Hình 3.2 Sơ đồ phân lập các chất từ loài Pilea aff. martinii. ................................... 42 Hình 3.3 Sơ đồ thu nhận alkaloid tổng từ quả cây B. holosericea. .......................... 46 Hình 3.4 Sơ đồ phân lập các chất từ loài Boehmeria holosericea. .......................... 47 Hình 3.5 Sơ đồ ngâm chiết vỏ cây Anacolosa poilanei. .......................................... 50 Hình 3.6 Sơ đồ phân lập các chất từ loài A. poilanei. .............................................. 50 .Hình 4.1 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC .............. 54 Hình 4.2 Phổ ESI-HRMS của PM1. ......................................................................... 55 Hình 4.3 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM1. ............................................................. 55 Hình 4.4 Phổ 13C NMR của PM1. ............................................................................ 56 Hình 4.5 Phổ DEPT của PM1................................................................................... 56 Hình 4.6 Phổ COSY của PM1. ................................................................................. 58 vii
Hình 4.7 Phổ HMBC của PM1. ................................................................................ 59 Hình 4.8 Phổ HMBC của PM1 (tiếp). ...................................................................... 59 Hình 4.10 Phổ ROESY của PM1. ............................................................................ 60 Hình 4.11 Một số tƣơng tác ROESY chính của PM1. ............................................. 60 Hình 4.12 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM1. ............................. 61 Hình 4.13 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 61 Hình 4.14 Phổ ESI-HRMS của PM2. ....................................................................... 62 Hình 4.15 Phổ 1H NMR của PM2. ........................................................................... 62 Hình 4.16 Phổ 13C NMR của PM2. .......................................................................... 64 Hình 4.17 Phổ COSY của PM2. ............................................................................... 64 Hình 4.18 Phổ ROESY của PM2. ............................................................................ 65 Hình 4.19 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM2. ............................. 66 Hình 4.20 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 66 Hình 4.21 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 67 Hình 4.22 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 68 Hình 4.23 Phổ ESI-HRMS của PM5. ....................................................................... 69 Hình 4.24 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM5. ........................................................... 70 Hình 4.25 Phổ DEPT của PM5................................................................................. 71 Hình 4.26 Phổ COSY giãn rộng của PM5. ............................................................... 72 Hình 4.27 Phổ HMBC của PM5. .............................................................................. 73 Hình 4.28 Một số tƣơng tác trên phổ NOESY của PM5. ......................................... 73 Hình 4.29 Phổ NOESY của PM5. ............................................................................ 74 Hình 4.30 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM5. ............................. 75 Hình 4.31 Cấu trúc hóa học của PM6 và chất tham khảo PM5. .............................. 75 Hình 4.32 Phổ ESI-HRMS của PM6. ....................................................................... 75 Hình 4.33 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM6. ........................................................... 77 Hình 4.34 Phổ DEPT của PM6................................................................................. 77 Hình 4.35 Phổ COSY của PM6. ............................................................................... 78 Hình 4.36 Phổ HMBC của PM6. .............................................................................. 79 Hình 4.37 Một số tƣơng tác trên phổ COSY và HMBC của PM6. .......................... 79 Hình 4.38 Phổ NOESY của PM6. ............................................................................ 80 viii
Hình 4.39 Một số tƣơng tác trên phổ NOESY của PM6. ......................................... 80 Hình 4.40 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM6. ............................. 81 Hình 4.41 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. ............ 81 Hình 4.42 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 83 Hình 4.43 Phổ ESI-HRMS của PM8. ....................................................................... 83 Hình 4.44 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM8. ........................................................... 84 Hình 4.45 Phổ 13C NMR của PM8. .......................................................................... 84 Hình 4.46 Phổ COSY của PM8. ............................................................................... 85 Hình 4.47 Phổ HMBC của PM8. .............................................................................. 86 Hình 4.48 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM8. ............................. 87 Hình 4.49 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 87 Hình 4.50 Sơ đồ giả định quá trình sinh tổng hợp PM1 ........................................... 88 Hình 4.51 Các hợp chất alkaloid từ loài Pilea aff. martinii. .................................... 89 Hình 4.52 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ HMBC của BH1. ......... 90 Hình 4.53 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. ............ 91 Hình 4.54 Cấu trúc hóa học của BH3. ...................................................................... 92 Hình 4.55 Cấu trúc hóa học của BH4. ...................................................................... 92 Hình 4.56 Cấu trúc hóa học của BH5. ...................................................................... 93 Hình 4.57 Các hợp chất từ cây B. holosericea. ........................................................ 94 Hình 4.58 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 95 Hình 4.59 Phổ ESI-HRMS của AP1......................................................................... 96 Hình 4.60 Phổ 1H NMR của AP1. ............................................................................ 96 Hình 4.61 Phổ 13C NMR của AP1. ........................................................................... 97 Hình 4.62 Phổ COSY giãn rộng của AP1. ............................................................... 99 Hình 4.63 Phổ HMBC của AP1. ............................................................................ 100 Hình 4.64 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP1. ............................................ 100 Hình 4.65 Cấu trúc hóa học của AP2. .................................................................... 101 Hình 4.66 Cấu trúc hóa học của AP3. .................................................................... 102 Hình 4.67 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ........... 103 Hình 4.68 Phổ ESI-HRMS của AP4....................................................................... 103 Hình 4.69 Phổ 1H NMR của AP4. .......................................................................... 105 ix
Hình 4.70 Phổ DEPT của AP4. .............................................................................. 105 Hình 4.71 Phổ COSY của AP4............................................................................... 106 Hình 4.72 Phổ HMBC của AP4. ............................................................................ 107 Hình 4.73 Phổ HMBC của AP4 (tiếp). ................................................................... 107 Hình 4.74 Phổ NOESY của AP4. ........................................................................... 108 Hình 4.75 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP4. ............................................ 108 Hình 4.76 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. .......... 109 Hình 4.77 Phổ ESI-HRMS của AP5....................................................................... 109 Hình 4.78 Phổ 1H NMR của AP5. .......................................................................... 110 Hình 4.79 Phổ DEPT của AP5. .............................................................................. 110 Hình 4.80 Phổ COSY của AP5............................................................................... 112 Hình 4.81 Phổ HMBC của AP5. ............................................................................ 113 Hình 4.82 Phổ NOESY của AP5. ........................................................................... 114 Hình 4.83 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP5. ............................................ 114 Hình 4.84 Cấu trúc hợp chất AP6........................................................................... 115 Hình 4.85 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ........... 115 Hình 4.86 Cấu trúc các chất phân lập từ loài Anacolosa poilanei. ........................ 117 x
xi
MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với công cuộc phát triển kinh tế thì việc chăm sóc sức khoẻ ban đầu và bảo vệ sức khoẻ cộng đồng trở nên cấp thiết đối với mọi quốc gia trên thế giới. Do đó, nhu cầu về sử dụng thuốc để phòng ngừa và chữa trị những căn bệnh nan y đặc biệt là ung thƣ ngày càng cao, trong đó một trong những hƣớng chính để phòng ngừa và chữa trị bệnh ung thƣ là nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên [1][2]. Chính vì vậy việc nghiên cứu hoá học cũng nhƣ hoạt tính sinh học của các loài cây thuốc có ý nghĩa quan trọng cho việc sử dụng một cách hợp lý và có hiệu quả nhất nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Việt Nam với điều kiện khí hậu thuận lợi để hình thành một hệ sinh thái thực vật đa dạng và phong phú với khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao trong đó có gần 5000 loài đƣợc sử dụng làm thuốc [3]. Trong số các họ thực vật của Việt Nam, họ Urticaceae (họ Gai) và họ Olacaceae (họ Dƣơng đầu) đƣợc biết đến là các họ thực vật có nhiều loài đƣợc sử dụng làm thuốc, phân bố chủ yếu ở miền Bắc Việt Nam. Rễ của các loài cây thuộc hai họ thực vật trên đƣợc sử dụng chủ yếu để chữa các bệnh nhƣ cảm cúm, sởi, sốt cao, ho, hen, lở loét, mẩn ngứa, thanh nhiệt, giải độc, đau răng, rắn cắn v.v [3][4][5][6][7]. Các nghiên cứu về hóa thực vật đã công bố cho thấy thành phần hóa học của thực vật họ Gai và Dƣơng đầu gồm các hợp chất thiên nhiên thứ cấp nhƣ triterpenoid, alkaloid, lignan… Chúng có hoạt tính gây độc tế bào cao và nhiều hoạt tính sinh học lý thú khác. Trong khuôn khổ của Dự án hợp tác Quốc tế Việt–Pháp “Nghiên cứu hóa thực vật của thảm thực vật Việt Nam”, việc khảo sát hoạt tính sơ bộ một số loài thực vật thuộc hai họ Gai và Dƣơng đầu ở Việt Nam đã đƣợc thực hiện. Kết quả cho thấy dịch chiết các loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria holosericea Blume và Anacolosa poilanei Gagnep. thể hiện khả năng ức chế tế bào ung thƣ KB rất mạnh. Trong đó lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz. (Urticaceae) ức chế 100% sự phát triển của tế bào ung thƣ KB ở nồng độ 1µg/mL; cũng ở nồng độ này, quả loài Boehmeria holosericea Blume. (Urticaceae) ức chế 25% và vỏ loài Anacolosa poilanei Gagnep. (Olacaceae) ức chế 55%. Tuy nhiên, theo tra cứu tài liệu, cho đến nay có rất ít nghiên cứu về hóa học của các loài thuộc hai chi 1
Pilea và Anacolosa. Đặc biệt chƣa có công trình nào nghiên cứu hóa thực vật hai loài P. martinii và A. poilanei đƣợc công bố trên thế giới và ở Việt Nam. Xuất phát từ các lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria holosericea Blume, Anacolosa poilanei Gagnep.”. Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành phần hoá học chủ yếu của lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., quả loài Boehmeria holosericea Blume thuộc họ Gai (Urticaceae) và vỏ loài Anacolosa poilanei Gagnep. thuộc họ Dƣơng đầu (Olacaceae) nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào, làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng và định hƣớng nghiên cứu ứng dụng 3 loài thực vật trên một cách hiệu quả . Nội dung của luận án: 1. Phân lập các hợp chất từ lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., quả loài Boehmeria holosericea Blume thuộc họ Gai (Urticaceae) và vỏ loài Anacolosa poilanei Gagnep. thuộc họ Dƣơng đầu (Olacaceae) bằng các phƣơng pháp sắc ký; 2. Xác định cấu trúc hoá học các hợp chất phân lập đƣợc bằng các phƣơng pháp vật lý hiện đại; 3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập đƣợc trên một số dòng tế bào ung thƣ ngƣời. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHI PILEA VÀ BOEHMERIA HỌ GAI (URTICACEAE) 1.1.1 Khái quát về họ Gai (Urticaceae) Họ Gai (tên khoa học là Urticaceae) có khoảng 48 chi và trên 1000 loài, phân bố rộng trên thế giới, chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [3][6][7]. Đặc điểm thực vật họ Gai: Các loài thực vật họ Gai thƣờng là loại cây thảo, cây bụi thấp hay ít khi là cây to có gỗ mềm, rất ít khi là cây leo, thƣờng có lông ngứa, tế bào biểu bì thƣờng có nang thạch nổi lên, thân thƣờng có sợi. Lá mọc so le hay đối, đơn, có lá kèm, rất ít khi không có. Hoa rất nhỏ, đơn tính cùng gốc hay khác gốc thƣờng là xim, có khi tập trung trên đế hoa chung lớn. Hoa đực có 4-5 thùy dài, 4-5 nhị mọc đối với đài, có chỉ nhị cong trong nụ, bao phấn 2 ô, mở dọc, bầu thô sơ. Hoa cái có đài nhƣ trong hoa đực, thƣờng lớn lên trong quả, rất ít khi không có, có nhị lép hay không, bầu rời hay đính vào đài, 1 ô, vòi đơn, noãn đơn độc, đứng. Quả bế khô hay hạch nạc, hạt thƣờng có phôi nhũ [3][6]. Ở Việt Nam, có 21 chi thuộc họ Gai, bao gồm: Archiboehmeria Gonostegia Parietaria Boehmeria Laportea Pellionia Chamabainia Lecanthus Petelotiella Debregeasia Maoutia Pilea Dendrocnide Nanocnide Pouzolzia Elastostema Neodistemon Procis Girardinia Oreocnide Urtica Các cây thuộc họ Gai (Urticaceae) cho giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao. Một số loài đƣợc trồng để lấy sợi do sợi bền, chắc, chịu lực, chịu mặn nhƣ Boehmeria nivea (L.) Gaudich., Boehmeria holosericea Blume, Maoutia puya (Hook.f.) Wedd., Oreocnide frutescens (Thunb.) Miq. Một số loài khác trong họ này nhƣ Đay suối (Boehmeria tonkinensis Gagnep.), rau pơ lang 3
(Elatostema balansae Gagnep.) đƣợc sử dụng làm rau ăn. Ngoài ra, một số loài trong họ này còn đƣợc sử dụng làm cảnh, lấy gỗ, làm nguyên liệu giấy …[8]. 1.1.2 Giới thiệu về chi Pilea 1.1.2.1 Đặc điểm thực vật chi Pilea Chi Pilea là chi đa dạng nhất trong họ Urticaceae, với 600-715 loài, là chi lớn nhất trong họ thực vật Urticaceae, đƣợc phân bố khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, ôn đới ở châu Mỹ, châu Á, châu Phi và châu Đại dƣơng. Phần lớn các loài cây thân cỏ lá, mọng bóng hoặc cây bụi, do đó dễ dàng phân biệt với các loài Urticaceae khác bởi sự kết hợp của lá cây đối diện với một lá bẹ đơn trong mỗi nách lá, lá cùng cặp khác nhau, 1 to 1 nhỏ, phiến lá mỏng hoặc ráp, kích thƣớc lớn nhỏ khác nhau, có hình tròn, hình trứng hoặc hình mũi giáo. Gân lá thƣờng là gân hình lông chim với 3 hoặc 5 gân xuất phát từ gốc, thƣờng gặp lá kèm hình trứng hay trứng rộng, lá kèm thƣờng sớm rụng, ít khi bền. Cụm hoa đơn độc hoặc theo cặp, hoa đơn tính cùng gốc hoặc khác gốc chủ yếu có màu trắng xanh đôi khi có màu hồng [3][6]. Theo các tác giả Võ Văn Chi và Phạm Hoàng Hộ, chi Pilea ở Việt Nam gồm 18 loài sau: 1. Pilea alongensis Gagnep. - Hổ nhĩ Hạ Long; 2. Pilea angulata (Blume) Blume - Thủy ma có cạnh; 3. Pilea balansae Gagnep. - Hổ nhĩ Balansa; 4. Pilea baviansis Gagnep. - Hổ nhĩ Ba Vì; 5. Pilea baviansis. var. serrata Gagnep.; 6. Pilea cadieri Gagnep. - Hổ nhĩ trắng; 7. Pilea bookerlana Wedd.; 8. Pilea hydrophila (Miq.) Bl. - Mạo đài háo ẩm ; 9. Pilea langsonensis Gagn. - Mạo đài Lạng Sơn; 10. Pilea melastomatoides (Poir.) Wedd. - Thủy ma lá mua, Nan ông ba gân; 11. Pilea microphylla (L.) Liebm. - Lăn tăn; 12. Pilea notata Wright. - Thủy ma, Ông lão; 13. Pilea peltata Hance - Nan ông, Thủy ma lá khiên; 4