Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào ung thư cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC. và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. Thuộc họ cúc –asteraceae

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:146

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án nhằm nghiên cứu thành phần hóa học của cây đại bi -Blumea balsamifera (L.) DC và cây ngải cứu -Artemisia vulgaris L. thuộc họ cúc –Asteraceae; đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cho các nghiên cứu tiếp theo để tạo ra các sản phẩm thuốc cũng như giải thích tác dụng chữa bệnh từ các loài nghiên cứu.

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 ung thư cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC. và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. Thuộc họ cúc –asteraceae

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CÂY ĐẠI BI - BLUMEA BALSAMIFERA (L.) DC. VÀ CÂY NGẢI CỨU - ARTEMISIA VULGARIS L. THUỘC HỌ CÚC -ASTERACEAE LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội – 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CÂY ĐẠI BI - BLUMEA BALSAMIFERA (L.) DC. VÀ CÂY NGẢI CỨU - ARTEMISIA VULGARIS L. THUỘC HỌ CÚC -ASTERACEAE Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9. 44. 01. 14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Nguyễn Văn Thanh 2. TS. Nguyễn Xuân Cường Hà Nội – 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Văn Thanh và TS. Nguyễn Xuân Cường Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Lê Thị Thúy Hằng
LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Văn Thanh và TS. Nguyễn Xuân Cường - những người Thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ đã quan tâm giúp đỡ và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển cùng tập thể cán bộ của Viện đã quan tâm giúp đỡ và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Phòng Dược liệu biển, Phòng Hoạt chất sinh học - Viện Hóa sinh biển, đặc biệt tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Hoài Nam, TS. Trần Hồng Quang, TS. Nguyễn Phương Thảo, Ths. Phạm Thanh Bình đã giành cho tôi những lời khuyên bổ ích và những góp ý quý báu trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Lãnh đạo Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội cùng tập thể các đồng nghiệp khoa Khoa học Đại cương, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Hóa Học đã ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ từ đề tài: “Nghiên cứu áp dụng phương pháp fingerprint trong xác định thành phần thực phẩm chức năng” - Mã số: VAST.TĐ.TP.05/16-18 và “Nghiên cứu sử dụng các chất/nhóm chất chìa khóa có nguồn gốc từ dược liệu phục vụ xác định dược liệu kém chất lượng”- Mã số: VAST.TĐNDTP.05/19-21. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể gia đình, bố mẹ, anh chị em hai bên gia đình, bạn bè và những người thân, đặc biệt là chồng và các con đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành quá trình học tập và nghiên cứu này. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Lê Thị Thúy Hằng
MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. 5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................... 8 DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... 10 DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... 12 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU........................... 4 1.1. Sơ lược về các đối tượng nghiên cứu ............................................................... 4 1.2. Tổng quan về cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC................................... 4 1.2.1. Đặc điểm thực vật của cây đại bi – B. balsamifera (L.) DC. ..................... 4 1.2.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học cây đại bi - B. balsamifera (L.) DC. .. 6 1.2.3. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây đại bi – B. balsamifera (L.) DC. ........................................................................................................... 14 1.3. Tổng quan về cây ngải cứu - Artemisia vulgaris ............................................ 19 1.3.1. Đặc điểm thực vật của cây ngải cứu A. vulgaris L .................................. 19 1.3.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học trong cây ngải cứu - A. vulgaris ...... 20 1.3.3. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây ngải cứu - A. vulgaris ............ 28 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 31 2.1. Mẫu thực vật ................................................................................................... 31 2.2. Các phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 32 2.2.1. Phương pháp phân lập các hợp chất ......................................................... 32 2.2.2. Các phương pháp xác định cấu trúc ......................................................... 33 2.2.3. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào .................................. 33 2.3. Phân lập các hợp chất ..................................................................................... 35 2.3.1. Phân lập các hợp chất từ cây đại bi – B. balsamifera ............................... 35 2.3.2. Phân lập các hợp chất từ cây ngải cứu A. vulgaris .................................. 41 2.4. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được ................... 42 2.4.1. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B. balsamifera .......................................................................................... 42 2.4.2. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A. vulgaris................................................................................................ 44 2.5. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được........... 46
2.5.1. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B. balsamifera ...................................................................... 46 CHƯƠNG III. THẢO LUẬN KẾT QUẢ ............................................................. 50 3.1. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập từ cây đại bi - B. balsamifera......... 50 3.1.1. Hợp chất BB1: Balsamiferoside A (Hợp chất mới) ................................. 50 3.1.2. Hợp chất BB2: Balsamiferoside B (Hợp chất mới) ................................. 54 3.1.3. Hợp chất BB3: Balsamiferine K (Hợp chất mới) ..................................... 59 3.1.4. Hợp chất BB4: Isohemiphloin .................................................................. 65 3.1.5. Hợp chất BB5: ()-Angelicoidenol 2-O-β-D-glucopyranoside ............... 67 3.1.6. Hợp chất BB6: (1S,2R,4S)-borneol -D-glucopyranoside ..................... 70 3.1.7. Hợp chất BB7: 1,4,7-trihydroxyeudesmane ...................................... 73 3.1.8. Hợp chất BB8: 6,15-epoxy-1,4-dihydroxyeudesmane ...................... 75 3.1.9. Hợp chất BB9: Blumeanen J .................................................................... 77 3.1.10. Tổng hợp kết quả xác định cấu trúc các hợp chất từ cây Đại bi – B. balsamifera ............................................................................................... 80 3.2. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A. vulgaris............ 81 3.2.1. Hợp chất AV1: Vulgarolide A (Hợp chất mới) ........................................ 81 3.2.2. Hợp chất AV2: Vulgarolide B (Hợp chất mới) ........................................ 88 3.2.3. Hợp chất AV3: Dihydrosyringin .............................................................. 94 3.2.4. Hợp chất AV4: Coniferin ......................................................................... 96 3.2.5. Hợp chất AV5: Turpenionoside A ........................................................... 98 3.2.6. Hợp chất AV6: (6S,9R)-roseoside ......................................................... 101 3.2.7. Hợp chất AV7: Corchoionoside C ......................................................... 103 3.2.8. Hợp chất AV8: Pinoresinol glucoside .................................................... 106 3.2.9. Hợp chất AV9: eucommin A .................................................................. 107 3.2.10. Hợp chất AV10: Syringaresinol glucoside ........................................... 110 3.2.11. Tổng hợp kết quả xác định cấu trúc các hợp chất từ cây ngải cứu – A. vulgaris .................................................................................................. 111 3.3. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được............................ 113 3.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B. balsamifera ..................................................................................... 113
3.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu – A. vulgaris.................................................................................... 113 TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN ................................................................................ 115 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 116 KIẾN NGHỊ ........................................................................................................... 117 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ....................................................... 118 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ................................................................................ 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 119
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT HepG2: Tế bào ung thư gan SK-Mel-2: Tế bào ung thư da LNCaP: Tế bào ung thư tiền liệt tuyến MCF-7: Tế bào ung thư vú AGS: Tế bào ung thư dạ dày HeLa: Tế bào ung thư cổ tử cung CHCl3: Dichloromethane EtOAc: Ethylacetate KB: Tế bào ung thư biểu mô khoang miệng NCl-H187: Tế bào ung thư phổi TLC: Sắc ký lớp mỏng CC: Sắc ký cột MPLC: Sắc ký lỏng trung áp HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao HMBC: Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết HR-ESI-MS: Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử HSQC: Phổ tương tác dị hạt nhân qua 1 liên kết 1 H-NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13 C-NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon DM: Dichloromethane/methanol DMW: Dichloromethane/methanol/nước YMC: Sắc ký cột pha đảo MW: Methanol/nước DA: Dichloromethane/axeton HA: Hexane/acetone AW: Acetone/nước DAW: Dichloromethane/acetone/nước EM: Ethylacetate /methanol HE: Hexan/ethylacetate EMW: Ethylacetate /methanol/nước CD3OD: Methanol
CTPT: Công thức phân tử DPPH: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl IC50: nồng độ ức chế tối đa một nửa MIC: nồng độ ức chế tối thiểu MDA: malondialdehyde (chỉ số trong máu) NO: Oxit nitric (chỉ số trong máu) ALP: phosphatase kiềm (chỉ số trong máu) AST: aspartate aminotransferase (chỉ số trong máu) ALT: Alanine aminotransferase (chỉ số trong máu) NAG: natri máu (chỉ số trong máu)
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các hợp chất thuộc lớp chất flavonoid của cây đại bi ................................ 7 Bảng 1.2: Các hợp chất thuộc lớp chất terpene của cây đại bi ................................. 10 Bảng 1.3: Hoạt tính sinh học các hợp chất từ dịch chiết cây đại bi – B. balsamifera ............................................................................................... 15 Bảng 1.4: Các hợp chất Terpene trong tinh dầu cây ngải cứu .................................. 22 Bảng 1.5: Các hợp chất Flavonoid đã được phân lập từ cây ngải cứu - A. vulgaris 27 Bảng 2.5.1.a: % Ức chế sự phát triển tế bào của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B. balsamifera tại nồng độ 100 µM ................................. 46 Bảng 2.5.1.b: Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B. balsamifera .................................................................. 47 Bảng 2.5.2.b: Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A. vulgaris ...................................................................... 48 Bảng 2.5.2.c: Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A. vulgaris ...................................................................... 49 Bảng 3.1.1: Số liệu phổ NMR của hợp chất BB1 và các chất tham khảo ................ 52 Bảng 3.1.2: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB2 và chất so sánh...................... 56 Bảng 3.1.3: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB3 và hợp chất so sánh .............. 61 Bảng 3.1.4 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB4 và chất so sánh ....................... 66 Bảng 3.1.5: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB5 và chất so sánh...................... 69 Bảng 3.1.6: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB6 và chất so sánh..................... 72 Bảng 3.1.7 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB7 và chất so sánh ....................... 73 Bảng 3.1.8: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB8 và chất so sánh...................... 75 Bảng 3.1.9 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất BB9 và chất so sánh ....................... 78 Bảng 3.2.1 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV1 và chất so sánh ...................... 83 Bảng 3.2.2: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV2 và chất so sánh ..................... 91 Bảng 3.2.3 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV3 và chất so sánh ...................... 95 Bảng 3.2.4 Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV4 và chất so sánh ...................... 97 Bảng 3.2.5: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV5 và chất so sánh ................... 100 Bảng 3.2.6: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV6 và chất so sánh ................... 102 Bảng 3.2.7: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV7 và chất so sánh ................... 104 Bảng 3.2.8: Số liệu phổ 13C-NMR và 1H-NMR của AV8 và chất so sánh ............. 106
Bảng 3.2.9: Số liệu phổ 1H và 13C của hợp chất AV9 và chất tham khảo .............. 108 Bảng 3.2.10: Số liệu phổ 13C-NMR và 1H-NMR của AV10 và chất so sánh ......... 110
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh cây Đại bi – Blumea balsamifera ................................................ 5 Hình 1.2 : Công thức cấu tạo các hợp chất thuộc lớp chất flavonoid của cây đại bi 10 Hình 1.3: Công thức cấu tạo các hợp chất sesquiterpene 2 vòng của cây đại bi ........................................................................................... 13 Hình 1.4: Công thức cấu tạo các hợp chất sesquiterpene 3 vòng của cây đại bi ........................................................................................... 13 Hình 1.5: Công thức cấu tạo các hợp chất diterpene của cây đại bi ........................................................................................... 13 Hình 1.6: Cây ngải cứu – Artemisia vulgaris ............................................................ 19 Hình 1.7: Các hợp chất monoterpene 1 vòng trong tinh dầu cây ngải cứu ............... 24 Hình 1.8: Các hợp chất monoterpene 2 vòng trong tinh dầu cây ngải cứu ............... 25 Hình 1.9: Các hợp chất monoterpene mạch hở trong tinh dầu cây ngải cứu ............ 25 Hình 1.10: Các hợp chất triterpene trong tinh dầu cây ngải cứu .............................. 25 Hình 1.11: Các hợp chất sesquiterpene 1 vòng trong tinh dầu cây ngải cứu ............ 25 Hình 1.12: Các hợp chất sesquiterpene 2 vòng trong tinh dầu cây ngải cứu ............ 26 Hình 1.13: Các hợp chất sesquiterpene 3 vòng trong tinh dầu cây ngải cứu ............ 26 Hình 1.14: Các hợp chất flavonoid trong tinh dầu cây ngải cứu .............................. 28 Hình 2.1: Sơ đồ tạo dịch chiết mẫu cây đại bi .......................................................... 35 Hình 2.2: Sơ đồ phân lập các hợp chất từ dịch chiết nước cây đại bi ....................... 39 Hình 2.3: Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cặn chiết dichloromethane cây đại bi ..... 40 Hình 2.4: Sơ đồ tạo dịch chiết mẫu cây ngải cứu ..................................................... 41 Hình 2.5: Sơ đồ phân lập chất từ dịch chiết nước cây ngải cứu ............................... 43 Hình 3.1.1.a Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB1 ... 50 và hợp chất so sánh BB1A ........................................................................................ 50 Hình 3.1.1.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất BB1 .................................................... 50 Hình 3.1.1.c Phổ 1H-NMR của BB1 ......................................................................... 51 Hình 3.1.1.d Phổ 13C-NMR của BB1 ........................................................................ 51 Hình 3.1.1.e Phổ HSQC của BB1 ............................................................................. 52 Hình 3.1.1.f Phổ HMBC của BB1............................................................................ 53 Hình 3.1.2.a Cấu trúc hóa học của hợp chất BB2 và hợp chất tham khảo BB2A .... 54 Hình 3.1.2.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất BB2 ..................................................... 54
Hình 3.1.2.c Phổ 1H- NMR của BB2 ........................................................................ 55 Hình 3.1.2.d Phổ 13C- NMR của BB2 ....................................................................... 55 Hình 3.1.2.e Phổ HSQC của BB2 ............................................................................. 56 Hình 3.1.2.f Phổ HMBC của BB2............................................................................. 57 Hình 3.1.2.g Phổ COSY của BB2 ............................................................................. 58 Hình 3.1.2.h Các tương tác COSY và HMBC chính của BB2 ................................. 58 Hình 3.1.2.i Phổ NOESY của BB2 ........................................................................... 59 Hình 3.1.3.a Cấu trúc hóa học của hợp chất BB3 và chất so sánh ............................ 59 Hình 3.1.3.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất BB3 ..................................................... 60 Hình 3.1.3.c Phổ 1H-NMR của BB3 ......................................................................... 60 Hình 3.1.3.d Phổ 13C-NMR của BB3 ........................................................................ 61 Hình 3.1.3.e Phổ HSQC của BB3 ............................................................................. 62 Hình 3.1.3,f Phổ HMBC của BB3............................................................................. 63 Hình 3.1.3.g Phổ COSY của BB3 ............................................................................. 63 Hình 3.1.3.h Phổ NOESY của BB3 .......................................................................... 64 Hình 3.1.4 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB4 ...... 65 Hình 3.1.5 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB5 ...... 68 Hình 3.1.6: Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB6 ..... 70 Hình 3.1.7 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB7 ...... 73 Hình 3.1.8 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB8 ...... 75 Hình 3.1.9 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất BB9 ...... 77 Hình 3.1.11: Cấu trúc hóa học của các hợp chất từ cây Đại bi – B. balsamifera ..... 81 Hình 3.2.1.a Cấu trúc hóa học của hợp chất AV1 và chất so sánh AV1A ............... 81 Hình 3.2.1.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất AV1 .................................................... 82 Hình 3.2.1.c Phổ 1H-NMR của AV1 ......................................................................... 82 Hình 3.2.1.d Phổ 13C-NMR của AV1 ....................................................................... 83 Hình 3.2.1.e Phổ HSQC của AV1 ............................................................................. 84 Hình 3.2.1.f Phổ HMBC của AV1 ............................................................................ 85 Hình 3.2.1.g Phổ COSY của AV1............................................................................. 86 Hình 3.2.1.h Phổ NOESY của AV1 .......................................................................... 86 Hình 3.2.1.i Các tương tác COSY( ), HMBC ( ) và NOESY ( ) chính của AV1 .......................................................................................................... 87
Hình 3.2.1.j Phổ lưỡng sắc tròn (CD) của AV1 ........................................................ 87 Hình 3.2.2.a Cấu trúc hóa học của hợp chất AV2 và chất so sánh AV1 .................. 88 Hình 3.2.2.b Phổ HR-ESI-MS của hợp chất AV2 .................................................... 88 Hình 3.2.2.c Phổ 1H- NMR của AV2 ........................................................................ 89 Hình 3.2.2.d Phổ 13C- NMR của AV2 ...................................................................... 89 Hình 3.2.2.e Phổ HSQC của AV2 ............................................................................. 90 Hình 3.2.2.f Phổ HMBC của AV2 ............................................................................ 90 Hình 3.2.2.g Phổ COSY của AV2............................................................................. 91 Hình 3.2.2.h Phổ NOESY của AV2 .......................................................................... 92 Hình 3.2.2.i Các tương tác COSY( ), HMBC ( ) và NOESY ( ) chính của AV2 .......................................................................................................... 93 Hình 3.2.2.j Phổ lưỡng sắc tròn (CD) của AV2 ........................................................ 93 Hình 3.2.3 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất AV3 ..... 94 Hình 3.2.4 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất AV4 ..... 96 Hình 3.2.5 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất AV5 ..... 98 Hình 3.2.6 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất AV6 ... 101 Hình 3.2.7 Cấu trúc hóa học hợp chất AV7 ............................................................ 103 Hình 3.2.8: Cấu trúc hóa học hợp chất AV8 ........................................................... 106 Hình 3.2.9: Cấu trúc hóa học hợp chất AV9 ........................................................... 107 Hình 3.2.10: Cấu trúc hóa học hợp chất AV10 ....................................................... 110 Hình 3.2.11: Cấu trúc hóa học của các hợp chất từ cây ngải cứu – A. vulgaris ..... 112
ĐẶT VẤN ĐỀ Cây thuốc ở nước ta rất phong phú và đa dạng. Việc sử dụng nguồn tài nguyên quý giá đó để phòng, chữa bệnh và nâng cao sức khoẻ cho con người đã có một quá trình lịch sử hàng nghìn năm và ngày càng trở nên quan trọng. Riêng dược thảo, theo thống kê của Tổ chức y tế thế giới con số lên tới hơn 35.000 loài. Không chỉ các nước Á đông mà các nước phương tây cũng tiêu thụ một lượng rất lớn dược liệu. Người ta thống kê và thấy rằng ở các nước có nền công nghiệp phát triển thì 1/4 số thuốc kê trong các đơn đều có chứa hoạt chất từ thảo mộc. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng phần lớn những loài thực vật cung cấp các nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến dược phẩm lại chỉ thường phân bố và sinh trưởng ở các vùng nhiệt đới. Đây thực sự là nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế và xã hội hết sức to lớn. Do đó chúng đã và đang là đối tượng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, nhất là ở những nước phát triển. Cùng với sự phát triển rất nhanh chóng của y học hiện đại thì xu hướng trên thế giới dùng thuốc thảo mộc tự nhiên ngày càng nhiều. Nhiều hợp chất thứ cấp từ thực vật có giá trị chữa bệnh đã được phân lập và đưa vào sử dụng với mục đích chữa bệnh. Theo ước tính, Việt Nam có khoảng gần 12.000 loài thực vật bậc cao có mạch, trong đó có khoảng gần 4.000 loài được sử dụng làm thuốc. Đa số các loài thực vật đó đều sống hoang dại. Một số cây thuốc quý được nhập trồng phổ biến ở nhiều địa phương như bạc hà, bạch chỉ, bạch truật, đương quy, huyền sâm, ngưu tất, vân mộc hương, xuyên khung,... cũng trở nên quen thuộc. Mặt khác, cùng với sự phát triển của khoa học hiện đại ngày nay cũng như sự phát triển nhanh như vũ bão của nền kinh tế thì bệnh ung thư cũng đang là căn bệnh nan y và khá phổ biến. Đây là vấn đề mang tính toàn cầu, gây ra những hậu quả đặc biệt nghiêm trọng cho sức khỏe con người. Các nhà nghiên cứu trong nước cũng như trên thế giới đã và đang nghiên cứu tìm ra các loại thuốc có thể điều trị dứt điểm các căn bệnh ung thư trong đó xu hướng tìm ra các hợp chất có tác dụng ức chế các tế bào ung thư từ các loài thảo được đang rất được quan tâm và phát triển. Ở Việt Nam, các cây thuốc được sử dụng dưới hình thức độc vị hay phối hợp với nhau tạo nên các bài thuốc cổ phương, còn tồn tại và thịnh hành đến ngày nay. Ngoài ra, hàng trăm cây thuốc đã được khoa học y - dược hiện đại chứng minh về giá trị chữa bệnh của chúng. Nhiều loại thuốc được chiết xuất từ dược liệu Việt Nam như 1
rutin, berberin, palmatin, L-tetrahydropalmatin, artermisinin, các sản phẩm từ tinh dầu, đã được sử dụng rộng rãi trong nước và xuất khẩu. Xu hướng đi sâu nghiên cứu xác minh Y học cổ truyền và tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao để làm thuốc từ dược liệu ngày càng được thế giới quan tâm. Trong các loài thảo dược đã và đang được sử dụng ở nước ta, cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC. và cây ngải cứu Artemisia vulgaris L. là hai cây thuốc thuộc họ Cúc – Asteraceae được sử dụng nhiều trong y học cổ truyền trong nước cũng như các nước trong khu vực. Hai cây thuốc này cũng nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Nhiều hoạt chất đã được phát hiện từ cây đại bi như blumealactone A, blumealactone B, blumealactone C thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư sarcoma, hợp chất (2R,3S)-(-)-4′-O-methyldihydroquercetin có khả năng chống bệnh gút với tác dụng ức chế mạnh enzyme xanthine oxidase. Dịch chiết cây ngải cứu A. vulgaris được khẳng định có hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư vú MCF-7, tế bào ung thư dạ dày AGS và tế bào ung thư cổ tử cung HeLa. Tuy nhiên hiện nay hai thảo dược này của Việt Nam vẫn chưa được nghiên cứu nhiều về hóa học cũng như hoạt tính sinh học nói chung và khả năng ức chế các tế bào ung thư nói riêng. Do đó, luận án này tập trung nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào ung thư của cây đại bi - B. balsamifera (L.) DC. và cây ngải cứu - A. vulgaris L., nhằm làm sáng tỏ thành phần hóa học và tìm kiếm các hoạt chất sinh học. Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ tạo cơ sở khoa học cho những nghiên cứu ứng dụng tiếp theo của các cây thuốc này ở Việt Nam. Mục tiêu của luận án: - Nghiên cứu thành phần hóa học của cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. thuộc họ cúc – Asteraceae. - Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cho các nghiên cứu tiếp theo để tạo ra các sản phẩm thuốc cũng như giải thích tác dụng chữa bệnh từ các loài nghiên cứu. Nội dung chính của luận án: - Phân lập các hợp chất từ cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. thuộc họ cúc – Asteraceae ở Việt Nam bằng phương pháp sắc ký. - Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng phương pháp 2
vật lý và hóa học. - Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được. 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1. Sơ lược về các đối tượng nghiên cứu Cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC. Là cây thuộc chi đại bi – Blumea và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. thuộc chi ngải – Artemisia nhưng cả hai đều thuộc họ cúc - Asteraceae. Đây là hai cây khá quen thuộc với người dân Việt Nam cũng như các nước khác trên thế giới, chúng được trồng nhiều trong vườn nhà của người dân. Hai cây này đã được sử dụng từ rất lâu đời với các bài thuốc dân gian trong việc phòng và chữa bệnh. Cây đại bi và cây ngải cứu đều có tác dụng với các bệnh của phụ nữ như các bệnh liên quan đến kinh nguyệt, các bệnh sau sinh hay cổ tử cung. Ngoài ra một số bệnh thông dụng như cảm mạo, các bệnh ngoài da cũng là tác dụng của cây ngải cứu và cây đại bi [1]. Một số nghiên cứu khác cũng cho thấy khả năng ức chế tế bào ung thư của một số hợp chất được chiết suất từ cây đại bi và cây ngải cứu. Vì vậy cây đại bi và cây ngải cứu – hai cây khác chi nhưng cùng họ – được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu của đề tài luận án nhằm góp phần làm sáng tỏ thêm các tác dụng sinh học của hai cây để có định hướng khai thác, sử dụng. 1.2. Tổng quan về cây đại bi - Blumea balsamifera (L.) DC. 1.2.1. Đặc điểm thực vật của cây đại bi – B. balsamifera (L.) DC. Cây Đại bi hay còn gọi là cây cúc tần (danh pháp: Blumea balsamifera) là loài thực vật có hoa thuộc chi Đại bi (Blumea), họ Cúc (Asteraceae). Đại bi là cây thân thảo dạng bụi thấp, sống lâu năm. Thân cao từ 1-3 m, thân có khía rãnh phân cành ở ngọn, phủ lông tơ vàng nhạt. Lá mọc so le, phiến lá hình bầu dục, hai đầu nhọn, hơi tù, dài 8-30 cm, rộng 2-12 cm, có tuyến thơm và có lông dày trắng ở mặt dưới, mép lá có răng cưa đều. Vò lá ta sẽ thấy mùi thơm dễ chịu của băng phiến. Cụm hoa gồm nhiều đầu màu vàng, trên hoa có nhiều lông tơ, họp thành ngù ở kẽ lá và đầu cành, đầu có đường kính 8–10 mm, có cuống ngắn, lá bắc xếp thành nhiều hàng, không đều nhau, trong đầu có nhiều hoa cái ở xung quanh, phần giữa là hoa lưỡng tính, mào lông có màu gỉ sắt, tràng hoa cái hình ống có 3 răng, tràng hoa lưỡng tính gần như có hình trụ, 5 răng, 5 nhị, bầu hình trụ, hơi có lông Quả bế, có chùm lông ở đỉnh. Toàn cây có lông trắng mềm và thơm như long não. Cây mọc ở ven rừng thưa, rừng tái sinh, trảng cỏ, ven đường đi, quanh làng bản ở độ cao 100-1600 m. Cây ra hoa vào tháng 3-5 và có quả tháng 7-8 [1]. 4
Hình 1.1: Hình ảnh cây Đại bi – Blumea balsamifera Ở nước ta cây đại bi mọc ở các tỉnh Lai Châu, Lào Cai, Sơn La, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Vĩnh Phúc, Hòa Bình, Ninh Bình, Thanh Hóa, Quảng Trị, Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Tây Ninh. Cây mọc hoang khắp nơi ở trung du, đồng bằng, thường gặp ven đường, quanh làng, trên các đồng cỏ... Cây đại bi thường mọc ở những đồi núi đã phát quang có nhiều ánh sáng, không thấy trong rừng sâu, thường mọc thành bãi khá rộng, vì chưa có sự khai thác nên chưa thống kê được trữ lượng. Ngoài ra cây đại bi còn có ở một số nước trong khu vực như Ấn Độ, Myanma, Nepan, Trung Quốc, Lào, Campuchia, Thái Lan, Indonesia [1]. Đại bi có vị cay và đắng, mùi thơm nồng, tính ẩm, có tác dụng ôn trung hòa huyết, khư phong trừ thấp, tán ứ tiêu thũng, sát trùng. Ở Việt Nam, theo kinh nghiệm dân gian, cây đại bi được dùng để chữa trị rất nhiều bệnh: cảm cúm, ho, viêm họng, long đờm, sổ mũi, đau răng, chân răng loét, đau ngực, đau bụng, đau dạ dày, trị co thắt, sản hậu, đau lưng, đau bụng sau khi sinh, đau bụng kinh, cảm mạo, đau dạ dày, đầy bụng chứng khó tiêu, tiêu chảy, dùng ngoài chữa vết thương, chấn thương, chữa đinh nhọt, viêm mủ da, ngứa da, tan máu bầm, chữa ngất hôn mê... Lá cây đại bi có tính kháng khuẩn, chống nấm, giải nhiệt, hạ sốt và làm giảm đau. Ở Ấn Độ, người ta dùng đại bi làm thuốc chữa trạng thái tâm thần bị kích thích, chữa chứng mất ngủ và bệnh cao huyết áp. Ở Philippin, cây đại bi (Sambong) được biết đến như là thuốc lợi tiểu, dùng để điều trị sỏi thận, dùng giảm huyết áp, điều trị tiêu chảy, bệnh lỵ và còn làm thuốc long đờm. Lá của cây đại bi cũng được dùng như trà tại Philippin [1]. 5
1.2.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học cây đại bi - B. balsamifera (L.) DC. Cây đại bi (cây cúc tần) được sử dụng lâu đời theo kinh nghiệm dân gian ở nước ta cũng như nhiều nước trong khu vực và trên thế giới. Nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cây đại bi trên thế giới đã được công bố. Theo thống kê của Yuxin Pang và cộng sự được công bố năm 2014 [2], các hợp chất hóa học được phân lập từ cây đại bi - B. balsamifera bao gồm monoterpene, sesquiterpene, diterpene, flavonoid, acid hữu cơ, este, rượu, dihydroflavone và sterol trong đó thành phần chính là hai lớp chất terpene và flavonol. Ở Việt Nam, mới có một công bố của Nguyễn Thị Thanh Mai và cộng sự nghiên cứu năm 2012 về thành phần hóa học cây đại bi - B. balsamifera. Kết quả họ đã phân lập được 1 hợp chất dihydroﬂavonol mới (B1) cùng 7 hợp chất đã biết khác (B2-B8) [3]. Trên thế giới, đã có nhiều công bố về các nghiên cứu và phân lập hợp chất trong cây đại bi. Năm 1981, từ phân đoạn dịch chiết CHCl3, Nijsiji Ruangrungsi và các cộng sự đã phân lập được 2 hợp chất flavonoid là (2R,3R)-dihydroquercetin-4’- methyl ether (B9) và (2R,3R)-dihydroquercetin-4’,7-dimethyl ether (B10) [4]. Năm 1988, Yasuo Fujimoto và các cộng sự đã công bố 3 hợp chất sesquiterpenelactone mới là blumealactone A-C từ dịch chiết lá cây đại bi (B43- B45) [5]. Năm 2005, từ các phân đoạn dịch chiết n-hexane và EtOAc của lá cây đại bi – B. balsamifera, Naoto Osaki và các cộng sự đã phân lập được 2 hợp chất sesquiterpenoid ester mới (B46- B47) và 9 hợp chất flavonoid đã biết khác (B11-B19) [6]. Năm 2005, Mohamed Hag Ali và các cộng sự đã phân lập được một hợp chất biflavonoid mới là 3-O-7’’-biluteolin (B20) và hai hợp chất đã biết khác là 3,4’,5-trihydroxy-3’,7-dimethoxyflavanone và 3’,4’,5-trihydroxy-7-methoxyflavan-one (B21-B22) [7] từ nghiên cứu về các hợp chất trao đổi thứ cấp của cây đại bi. Đánh giá khả năng quét gốc tự do của dịch chiết cây đại bi, Nisakorn Saewan và các cộng sự đã phân lập được 9 flavonoid từ dịch chiết loài thảo dược này (B23-B31) [8]. Consolacion Y. Ragasa và cộng sự đã công bố sự phân lập được hai hợp chất mới là icthyothereol acetate và một sesquiterpene là cryptomeridiol (B48) cùng 10 hợp chất đã biết khác từ dịch chiết dichloromethane của cây đại bi cùng năm 2005 [9]. Năm 2009, Ming Chen và cộng sự đã phân lập mười sesquiterpenoid este mới là blumeaene A-J (B49-B58), với 13 flavonoid đã 6