Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.)

Chia sẻ: Dopamine Grabbi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:197

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nhằm nghiên cứu phát hiện được các hoạt chất có tiềm năng từ cây Giá và Đơn lá đỏ góp phần làm rõ hơn những công dụng chữa bệnh trong y học cổ truyền đồng thời làm tăng giá trị khoa học của các cây này ở Việt Nam. Mời các bạn tham khảo nội dung đề tài!

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 hoá học và hoạt tính sinh học của lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.)

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -------------------------------- Lại Hợp Hiếu NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LÁ CÂY GIÁ (EXCOECARIA AGALLOCHA L.) VÀ CÂY ĐƠN LÁ ĐỎ (EXCOECARIA COCHINCHINENSIS LOUR.) LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội – 2021
ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -------------------------------- Lại Hợp Hiếu NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LÁ CÂY GIÁ (EXCOECARIA AGALLOCHA L.) VÀ CÂY ĐƠN LÁ ĐỎ (EXCOECARIA COCHINCHINENSIS LOUR.) Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. Ngô Đại Quang 2. TS. Nguyễn Văn Thanh Hà Nội – 2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Ngô Đại Quang và TS. Nguyễn Văn Thanh. Các số liệu và kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Lại Hợp Hiếu
ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hoá sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, với sự hỗ trợ kinh phí của đề tài VAST.ĐTCB 01/16-17 và TĐNDTP.05/19-21. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bảy tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc, sự cảm phục và kính trọng tới PGS. TS. Ngô Đại Quang và TS. Nguyễn Văn Thanh những người thầy đã tận tình hướng dẫn, hết lòng chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian làm luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Học viện, Phòng Đào tạo Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện 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 thực hiện luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Hoạt chất sinh học - Viện Hóa Sinh biển và các cộng sự đã tạo điều kiện giúp đỡ và có những lời khuyên bổ ích những góp ý quý báu trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết 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! Tác giả Lại Hợp Hiếu
iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 I.1. Giới thiệu về chi Giá - Excoecaria) ................................................................3 I.1.1. Đặc điểm thực vật của chi Giá - Excoecaria) .......................................3 I.1.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Excoecaria ..............4 I.1.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chi Giá -Excoecaria).......23 I.2. Giới thiệu về các cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis Lour.) ........................................................................................32 I.2.1. Cây Giá (E. agallocha) .........................................................................32 I.2.2. Cây Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) ....................................................34 I.2.3. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học về cây E. agallocha và E. cochinchinensis ở Việt Nam .............................................35 CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 37 II.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................37 II.1.1. Cây Giá (E. agallocha) .......................................................................37 II.1.2. Cây Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) ..................................................38 II.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................38 II.2.1. Phương pháp ngâm chiết ...................................................................38 II.2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất .................................................39 II.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất ....................39 II.2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học ........................................40 CHƢƠNG III. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ................................................. 46 III.1. Phân lập các hợp chất................................................................................46 III.1.1. Phân lập các hợp chất từ cây Giá.....................................................46 III.1.2. Phân lập các hợp chất từ cây Đơn lá đỏ ..........................................49 III.1.3. Thông số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất đã phân lập.52 III.2. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học ........................................................58 III.2.1. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của loài Giá ............58 III.2.2. Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (VSVKĐ) ........59 III.2.3. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của loài Đơn lá đỏ ....................61 CHƢƠNG IV. THẢO LUẬN KẾT QUẢ ............................................................. 62
iv IV.1. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập đƣợc từ cây Giá ....................62 IV.1.1. Hợp chất excoecarin L (EA-1, chất mới) .........................................62 IV.1.2. Hợp chất excoecarin O (EA-2, chất mới) .........................................68 IV.1.3. Hợp chất aquillochin (EA-3) ...........................................................73 IV.1.4. Hợp chất (+)-(7'S,8R,8'R)-isolariciresinol (EA-4)...........................75 IV.1.5. Hợp chất (+)-epipinoresinol (EA-5) .................................................77 IV.1.6. Hợp chất blumenol A (EA-6) ............................................................79 IV.1.7. Hợp chất blumenol B ( EA-7) ...........................................................80 IV.1.8. Hợp chất kaempferol (EA-8) .............................................................82 IV.1.9. Hợp chất methyl gallate (EA-9) ........................................................83 IV.2. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập đƣợc từ cây Đơn lá đỏ .........85 IV.2.1. Hợp chất 6α,7α-epoxy-4β,5β,9α,13α-tetrahydroxy-rhamnofola-1,15- dien-3-one 20-O-β-D-glucopyranoside (EC-1, Chất mới) ...............................85 IV.2.2. Hợp chất venenatin (EC-2) ...............................................................92 IV.2.3. Hợp chất glochionionol A (EC-3) .....................................................94 IV.2.4. Hợp chất (6R,9S)-roseoside (EC-4) ..................................................96 IV.2.5. Hợp chất isofraxoside (EC-5) ...........................................................98 IV.2.6. Hợp chất pinoresinol-4'-O-β-D-glucoside (EC-03) ..........................99 IV.2.7. Hợp chất liriodendrin (EC-7)..........................................................101 IV.2.8. Hợp chất rhamnocitrin 3-O-β-D-glucopyranoside (EC-8) ............103 IV.2.9. Hợp chất 3-(2-O-β-D-glucopyranosyl-3-hydroxyphenyl) propanoic (EC-9, Hợp chất mới) .....................................................................................105 IV.2.10. Hợp chất sinapyl alcohol 4-O-β-D-glucopyranoside (EC-10) .....110 IV.2.11. Hợp chất 2,3-dihydroxypropyl-benzoate 3-O-α-(4''-methoxy glucuronide) (EC-11) ......................................................................................111 III.2.12. Hợp chất 1-phenylethyl 6-O-α-L-rhamnopyranosyl-β-D- glucopyranosi de (EC-12) ...............................................................................113 III.2.13. Hợp chất benzyl-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-β-D- glucopyranoside (EC-13) ................................................................................115 IV.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập đƣợc .............................120 IV.3.1. Tác dụng gây độc đối với các dòng tế bào ung thư của cặn chiết và các hợp chất phân lập .....................................................................................120
v IV.3.2. Tác dụng kháng vi sinh vật kiểm định của cặn chiết và các hợp chất phân lập được..................................................................................................122 IV.3.3. Tác dụng kháng viêm của các hợp chất phân lập .........................122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 125 Về nghiên cứu thành phần hóa học .................................................................125 Về nghiên cứu hoạt tính sinh học .....................................................................125 Kiến nghị ............................................................................................................125 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................................... 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 128 PHỤ LỤC PHỔ CÁC HỢP CHẤT
vi DANH MỤC BẢNG Bảng I.1. Danh sách các loài thuộc chi Excoecaria ở Việt Nam ................................3 Bảng III.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào ung thư của cây Giá .............58 Bảng III.2. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ cây Giá .59 Bảng III.3. Kết quả sàng lọc hoạt tính kh ng vi sinh vật kiểm định của cây Giá .....60 Bảng III.4. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế quá trình sản sinh NO trên đại tế bào RAW264.7 của các hợp chất phân lập từ cây Đơn l đỏ .........................61 Bảng III.5. Kết quả giá trị IC50 của các hợp chất thể hiện hoạt tính .........................61 Bảng IV.1. Số liệu phổ NMR của EA-1 và hợp chất tham khảo ..............................67 Bảng IV.2. Số liệu phổ NMR của EA-2 và hợp chất tham khảo ..............................72 Bảng IV.3. Số liệu phổ NMR của EA-3 và hợp chất tham khảo ..............................74 Bảng IV.4. Số liệu phổ NMR của EA-4 và hợp chất tham khảo ..............................76 Bảng IV.5. Số liệu phổ NMR của EA-5 và hợp chất tham khảo ..............................78 Bảng IV.6. Số liệu phổ NMR của EA-6 và hợp chất tham khảo ..............................80 Bảng IV.7. Số liệu phổ NMR của EA-7 và hợp chất tham khảo ..............................81 Bảng IV.8. Số liệu phổ NMR của EA-8 và hợp chất tham khảo ..............................83 Bảng IV.9. Số liệu phổ NMR của EC-1 và hợp chất tham khảo ..............................91 Bảng IV.10. Số liệu phổ NMR của EC-2 và hợp chất tham khảo ............................93 Bảng IV.11. Số liệu phổ NMR của EC-3 và hợp chất tham khảo ............................95 Bảng IV.12. Số liệu phổ NMR của EC-4 và hợp chất tham khảo ............................97 Bảng IV.13. Số liệu phổ NMR của EC-5 và hợp chất tham khảo ............................99 Bảng IV.14. Số liệu phổ NMR của EC-6 và hợp chất tham khảo ..........................100 Bảng IV.15. Số liệu phổ NMR của EC-7 và hợp chất tham khảo ..........................102 Bảng IV.16. Số liệu phổ NMR của EC-8 và hợp chất tham khảo ..........................104 Bảng IV.17. Số liệu phổ NMR của EC-9 và hợp chất tham khảo ..........................108 Bảng IV.18. Số liệu phổ NMR của EC-10 và hợp chất tham khảo ........................111 Bảng IV.19. Số liệu phổ NMR của EC-11 và hợp chất tham khảo ........................112 Bảng IV.20. Số liệu phổ NMR của EC-12 và hợp chất tham khảo ........................115 Bảng IV.21. Số liệu phổ NMR của EC-12 và hợp chất tham khảo ........................117 Bảng IV.22. Bảng thống kê các hợp chất phân lập được từ cây Đơn l đỏ ............118
vii DANH MỤC HÌNH Hình II.1. Ảnh tiêu bản cây Giá (Excoecaria agallocha L.).....................................37 Hình II.2. Ảnh tiêu bản cây Đơn l đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour).............38 Hình III.1. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cặn chiết CHCl3 cây Giá .......................46 Hình III.2. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cặn chiết EtOAc cây Giá ......................48 Hình III.3. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ dịch nước cây Giá .................................49 Hình III.4. Sơ đồ phân bố c c phân đoạn từ cặn chiết MeOH cây Đơn l đỏ...........50 Hình III.5. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ phần dịch nước của cây Đơn l đỏ .......51 Hình IV.1. Cấu trúc của EA-1, tương t c COSY, HMBC chính và chất tham khảo 62 Hình IV.2. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất EA-1 ......................................................62 Hình IV.3. Phổ 1H NMR của hợp chất EA-1 ............................................................63 Hình IV.4. Phổ 13C NMR của hợp chất EA-1 ...........................................................63 Hình IV.5. Phổ HSQC của hợp chất EA-1 ................................................................64 Hình IV.6. Phổ HMQC của hợp chất EA-1 ..............................................................64 Hình IV.7. Phổ COSY của hợp chất EA-1 ................................................................65 Hình IV.8. C c tương t c NOESY của hợp chất EA-1 .............................................66 Hình IV.9. Phổ NOESY của hợp chất EA-1 .............................................................66 Hình IV.10. Cấu trúc của hợp chất EA-2 và hợp chất tham khảo.............................68 Hình IV.11. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất EA-2 ....................................................68 Hình IV.12. Phổ 1H NMR của hợp chất EA-2 ..........................................................69 Hình IV.13. Phổ 13C NMR của hợp chất EA-2 .........................................................69 Hình IV.14. Phổ HSQC của hợp chất EA-2 ..............................................................69 Hình IV.15. Phổ HMBC của hợp chất EA-2 .............................................................70 Hình IV.16. Phổ COSY của hợp chất EA-2 ..............................................................70 Hình IV.17. Phổ NOESY của hợp chất EA-2 ...........................................................70 Hình IV.18. C c tương t c COSY, HMBC và NOESY của EA-2 ............................71 Hình IV.19. Cấu trúc của hợp chất EA-3 và c c tương t c HMBC chính ................73 Hình IV.20. Cấu trúc của hợp chất EA-4 và c c tương t c HMBC chính ................75 Hình IV.21. Cấu trúc của hợp chất EA-5 và c c tương t c HMBC chính ................77 Hình IV.22. Cấu trúc của hợp chất EA-6 và c c tương t c HMBC chính ................79 Hình IV.23. Cấu trúc của hợp chất EA-7 và c c tương t c HMBC chính ................80
viii Hình IV.24. Cấu trúc của hợp chất EA-8 ..................................................................80 Hình IV.25. Cấu trúc của hợp chất EA-9 ..................................................................83 Hình IV.26. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây Giá ..............................84 Hình IV.27. Cấu trúc của EC-1 và hợp chất tham khảo ...........................................85 Hình IV.28. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất EC-1 ....................................................85 Hình IV.29. Phổ 1H NMR của hợp chất EC-1 ..........................................................86 Hình IV.30. Phổ 13C NMR của hợp chất EC-1 .........................................................87 Hình IV.31. Tương t c HMBC của hợp chất EC-1 ..................................................88 Hình IV.32. Phổ HSQC của hợp chất EC-1 ..............................................................88 Hình IV.33. Phổ HMBC của hợp chất EC-1 .............................................................89 Hình IV.34. Phổ COSY của hợp chất EC-1 ..............................................................90 Hình IV.35. Phổ NOESY của hợp chất EC-1 ...........................................................90 Hình IV.36. Cấu trúc của EC-2 và c c tương t c COSY, HMBC chính ..................92 Hình IV.37. Cấu trúc của EC-3 và c c tương t c HMBC chính ...............................94 Hình IV.38. Cấu trúc của EC-4 và c c tương t c HMBC chính ...............................96 Hình IV.39. Cấu trúc của EC-5 và c c tương t c HMBC chính ...............................98 Hình IV.40. Cấu trúc của EC-6 và c c tương t c HMBC chính ...............................99 Hình IV.41. Cấu trúc của EC-7 và c c tương t c HMBC chính ...............................99 Hình IV.42. Cấu trúc của hợp chất EC-8 và c c tương t c HMBC chính ..............102 Hình IV.43. Cấu trúc của hợp chất EC-9 và c c tương t c COSY, HMBC chính .105 Hình IV.44. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất EC-9 ..................................................105 Hình IV.45. Phổ 1H NMR của hợp chất EC-9 ........................................................106 Hình IV.46. Phổ 13C NMR của hợp chất EC-9 .......................................................106 Hình IV.47. Phổ HSQC của hợp chất EC-9 ............................................................107 Hình IV.48. Phổ HMBC của hợp chất EC-9 ...........................................................109 Hình IV.49. Phổ COSY của hợp chất EC-9 ............................................................109 Hình IV.50. Cấu trúc của hợp chất EC-10 và c c tương t c HMBC chính ............110 Hình IV.51. Cấu trúc của hợp chất EC-11 và c c tương t c HMBC chính ............111 Hình IV.52. Cấu trúc của hợp chất EC-12 và c c tương t c HMBC chính ............114 Hình IV.53. Cấu trúc của hợp chất EC-13 và c c tương t c HMBC chính ............116 Hình IV.54. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây Đơn l đỏ ..................119
ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng anh Diễn giải Human lung adenocarcinoma Dòng tế bào ung thư biểu mô A549 epithelial cell line phổi người CC Column Chromatography Sắc ký cột 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C NMR Resonance Spectroscopy cacbon 13 CH2Cl2 Dichloromethan Diclometan Distortionless Enhancement DEPT Phổ DEPT by Polarisation Transfer Dulbecco’s Modified Eagle Môi trường nuôi cấy tế bào DMEM Medium DMEM DMSO Dimethylsulfoside Dimethylsulfoside EC100 Effective Concentration 100% Nồng độ có hiệu quả 100% EC50 Effective Concentration 50% Nồng độ có hiệu quả 50% ED50 Effective Dose 50% Liều hiệu dụng 50% Electronspray Ionization Mas Phổ khối ion hóa phun mù điện ESI-MS Spectrum tử 1 Proton Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H NMR Spectroscopy proton 1 H-1H Chemical Shift 1 1 H- H COSY Phổ tương t c proton-proton Correlation Spectroscopy Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương t c dị hạt nhân qua HMBC Connectivity nhiều liên kết High Resolution Time Phổ khối phân giải cao thời HR-TOF-MS of-Flight Mass Spectrometer gian bay Heteronuclear Single Phổ tương t c dị hạt nhân qua 1 HSQC Quantum Coherence liên kết IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại IUPAC International Union of Pure Hiệp hội Hóa học Quốc tế
x and Applied Chemistry Human epidemoid carcinoma Dòng tế bào ung thư biểu mô KB cell line người LPS Lipopolysaccharide Lipopolysacaride LU-1 Lung carcinoma cell lines Dòng tế bào ung thư phổi người Human breast MCF-7 Dòng tế bào ung thư vú người adenocarcinoma cell line MeOH Methanol Metanol/rượu metylic Minimal Inhibitory MIC Nồng độ ức chế tối thiểu Concentration Mp Melting Point Điểm chảy [3-(4,5-dimethylthiazol-2- [3-(4,5-dimetylthiazol-2-yl)2,5- MTT yl)2,5-diphenyltetrazolium diphenyltetrazoli bromua] bromide] TKI Tyrosine Kinase Inhibitor Chất ức chế tyrosine kinase TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng TMS Tetrametyl Silan Tetrametyl silan s: singlet; d: doublet; dd: doublet doublet; ddd: doublet doublet doublet; t: triplet; dt: doublet triplet; q: quartet; qui: quintet; m: multiplet; br: broad Tên của các hợp chất đƣợc sử dụng nguyên gốc theo tiếng Anh
1 MỞ ĐẦU Trải suốt lịch sử nhân loại, nguồn sinh vật biển và nguồn thực vật đã trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năng cho nghiên cứu phát hiện các biệt dược phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng. Hơn 70% thuốc chống ung thư trên thị trường hiện nay có nguồn gốc thiên nhiên hoặc được tổng hợp theo mẫu hình cấu trúc của hợp chất thiên nhiên. Song song bệnh ung thư hiện đang là vấn đề đau đầu của các nhà khoa học, c c căn bệnh liên quan đến kh ng sinh trước đây được điều trị bằng cách dùng các thuốc kh ng sinh như penicillin, cephalosporin... Tuy nhiên, hiện nay đã xuất hiện tình trạng lạm dụng thuốc kháng sinh không những ở Việt Nam và cả trên thế giới, ngoài c c nguyên nhân thường gặp như ở các quốc gia khác, còn có nguyên nhân từ thói quen tự chữa trị và “bắt chước” đơn thuốc của người dân. Chính những nguyên nhân này làm xuất hiện hiện tượng gọi là kháng kháng sinh. Kháng kháng sinh là tình trạng các vi sinh vật như vi khuẩn, vi rút, nấm và ký sinh trùng thay đổi cách thức hoạt động, làm cho các thuốc trị bệnh do chúng gây ra trở nên vô hiệu. Trên thế giới đã xuất hiện các vi khuẩn kháng hầu hết kháng sinh, còn gọi là vi khuẩn siêu kháng thuốc. Vấn đề kháng thuốc không phải là mới, nhưng đã trở nên nguy hiểm, cấp b ch, đòi hỏi phải có nỗ lực tổng hợp nhằm giúp nhân loại tránh khỏi cảnh quay trở lại thời kỳ chưa có thuốc kh ng sinh (năm 1942). Vai trò quan trọng của các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã được khẳng định từ các nền y học cổ truyền cho đến y học hiện đại. Giá trị của chúng không chỉ có công dụng trực tiếp làm thuốc chữa bệnh mà vì còn có thể dùng làm nguyên mẫu hoặc cấu trúc dẫn đường cho sự phát hiện và phát triển nhiều dược phẩm mới. Trong việc nỗ lực điều tra, nghiên cứu và tìm kiếm nguồn dược liệu phục vụ cho c c chương trình chăm sóc sức khỏe cộng đồng, việc thực hiện các nghiên cứu, tìm kiếm các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên có hoạt tính gây độc tế bào, ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, c c nguồn kháng sinh thế hệ mới… để ứng dụng trong phòng ngừa, chữa trị các bệnh ung thư, kh ng sinh, kh ng lao… là một trong những nhiệm vụ đặc biệt quan trọng đã và đang được các nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm. Bên cạnh các nguồn tài nguyên thực vật có mạch trên đất liền, nguồn tài nguyên sinh vật biển, nguồn tài nguyên thực vật rừng ngập mặn và thực vật tham gia ngập mặn đã và đang trở thành đối tượng thu hút nhiều sự quan tâm
2 của các nhà khoa học trong lĩnh vực y sinh-dược học. Nhiệm vụ nghiên cứu, tìm kiếm các chất có hoạt tính sinh học trong các loài thực vật thuộc rừng ngập mặn đã và đang được triển khai, đang được nhiều cơ sở nghiên cứu quan tâm và theo đuổi nghiên cứu. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.)” được thực hiện nhằm mục tiêu phát hiện được các hoạt chất có tiềm năng từ cây Giá và Đơn l đỏ góp phần làm rõ hơn những công dụng chữa bệnh trong y học cổ truyền đồng thời làm tăng gi trị khoa học của các cây này ở Việt Nam. Với mục tiêu trên, đề tài có các nội dung như sau: 1. Phân lập và x c định cấu trúc các hợp chất từ cây Giá (Excoecaria agallocha) và Đơn l đỏ (E. cochinchinensis); 2. Đ nh gi tác dụng gây độc tế bào, hoạt tính kháng viêm và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của cặn chiết tổng và các hợp chất phân lập được nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học, làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo.
3 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN I.1. Giới thiệu về chi Giá – Excoecaria Chi Giá – Excoecaria (họ thầu dầu Euphorbiaceae) trên thế giới có khoảng 40 loài, phân bố chủ yếu ở các khu vực nhiệt đới thuộc châu Phi, châu Á và vùng Tây Bắc nước Úc. Ở Việt Nam đã ghi nhận 6 loài Excoecaria (Bảng I.1). Đến nay, chi Giá có khoảng 10 loài đã được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học [1], trong đó cây Giá (Excoecaria agallocha L.), một cây ngập mặn có nhiều mủ nhựa được tập trung nghiên cứu nhiều nhất [2-5]. Các hợp chất được công bố từ chi Giá gồm các flavonoid, tannin, terpenoid và một số hợp chất khác. Trong số này, các hợp chất diterpenoid của chi này được xác định là thành phần chính, với cấu trúc rất đa dạng, thuộc các dạng khung atisane, beyerane, daphnane, isopimarane, kaurane, labdane và tigliane; cũng như thể hiện hoạt tính rất phong phú [1]. Bảng I.1. Danh sách các loài thuộc chi Excoecaria ở Việt Nam [6] STT Tên khoa học Tên thƣờng gọi 1 Excoecaria agallocha L. Giá, Giá mủ, Trà mủ, Chá 2 Excoecaria aporusifolia P.T. Li Gi l tai nghé, Đơn đỏ lá thàu táu 3 Excoecaria cochinchinensis Lour. Đơn l đỏ, Đơn tía, đơn mặt trời 4 Excoecaria indica (Willd.) Müll. Trao tráo, Sòi tía Arg. 5 Excoecaria oppositifolia Griff. Trang lim, Trao tr o l đối 6 Excoecaria poilanei Gagnep. Cơm nguội I.1.1. Đặc điểm thực vật của chi Giá - Excoecaria Các loài thuộc chi Excoecaria (họ Euphorbiaceae) hiện khoảng 40 loài đã được chấp nhận tên khoa học [7], phân bố ở cả châu Phi, châu Á và Tây Bắc Úc [8]. Cho đến nay, chỉ có khoảng 10 loài đã được nghiên cứu thành phần hóa học cũng như một số đ nh gi hoạt tính sinh học, tuy nhiên, vẫn còn nhiều loài Excoecaria chưa nhận được hoặc chỉ ít sự chú ý, quan tâm nhiều hơn nữa các nghiên cứu thực
4 vật, hóa học và sinh học nên được thực hiện trên những đối tượng này để tìm kiếm các hoạt chất có hoạt tính tiềm năng. Cây thực vật rừng ngập mặn thuộc chi Giá - Excoecaria được công bố rộng rãi nhất là cây Giá (E. agallocha) [2-5], mủ nhựa đã được sử dụng làm chất tẩy rửa và trong điều trị loét, thấp khớp, phong và tê liệt ở Pakistan. Những lá và mủ nhựa của cây này đã được sử dụng như một chất độc chỉ thị ở Ấn Độ, New Caledonia và Malaysia. Vỏ cây của chi Excoecaria đã được áp dụng trong y học Th i Lan như một phương thuốc hạn chế sự đầy hơi [9]. Gần đây, nhiều sự chú ý đã được tập trung cho các loài Excoecaria do thể hiện nhiều hoạt tính tốt như khả năng ức chế các tế bào ung thư và kh ng virus gây ra hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ở người (HIV-human immunodeficiency virus) của chúng [1]. I.1.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Excoecaria Theo thống kê trong Cơ sở dữ liệu Sci-Finder đến năm 2021 [10], trong số hơn 40 loài thuộc chi Excoecaria, có 10 loài đã được nghiên cứu thành phần hóa học bao gồm E. acerifolia Didr., E. agallocha L., E. cochinchinensis Lour., E. formosana Hayata & Kawak., E. indica (Willd.) Müll. Arg., E. kawakamii Hayata, E. lucida Sw., E. oppositifolia Griff., E. parvifolia Müll. Arg. và E. venenata S.K.Lee & F.N.Wei [1, 2, 5, 11-15]. Những thống kê ở trên cho thấy rằng, các nhà khoa học trên thế giới đã phân lập được hơn 250 hợp chất khác nhau từ các loài Excoecaria [1, 2]. Phân loại cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được kh đa dạng bao gồm flavonoid, tannin, terpenoid và một số hợp chất khác. Tuy nhiên, các kết quả cho thấy các nhóm hợp chất này còn được công bố từ các loài thực vật khác ngoài các loài trong chi Excoecaria. I.1.2.1. Các hợp chất monoterpenoid Năm 2005, nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Phan Minh Giang (Trường Đại học Khoa học tự nhiên) và các cộng sự của Nhật Bản đã phân lập và x c định bốn dẫn xuất megastigmane 1–4 phân lập từ lá của cây Đơn l đỏ (E. cochinchinensis). Trong số đó, hợp chất 1 và 2 là các hợp chất mới, đặt tên là excoecarioside A và B [16]. Năm 2015, nhóm nghiên cứu D.S. Ning công bố một megastigmane đã biết có tên apocynol A (4) cùng với sáu hợp chất khác từ loài E. venenata [17].
5 I.1.2.2. Các hợp chất diterpenoid Diterpenoid là các chất chuyển hóa quan trọng bao gồm atisane, beyerane, daphnane, isopimarane, kaurane, labdane, tigliane... phân loại trên cơ sở cấu trúc khác nhau của các liên kết trong khung diterpenoid. Cho đến nay, đây cũng là những thành phần chính được tìm thấy trong 10 loài Excoecaria đã được nghiên cứu thành phần hóa học [1, 2, 11-14]. Đã có hơn 150 diterpenoid đã được phân lập từ chi Excoecaria [1-3], nhóm chất này thể hiện nhiều hoạt tính sinh học tốt, như hoạt tính kháng viêm, ức chế tế bào ung thư, kháng virus HIV và chống oxy hóa [1]. Nhóm chất labdane: Năm 1996, T. Konishi và cộng sự (Nhật Bản) đã công bố phân lập được ba hợp chất mới khung labdane diterpenoid (5–7) là ent-11α- hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl oxide (5), ent-16-hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl (6), ent-15-hydroxy-labda-8(17),13E-diene-3-one (7) và bốn hợp chất đã biết khác (8– 11) từ E. agallocha [18]. Đến năm 1998, T. Konishi và cộng sự đã phân lập được 5 hợp chất labdane diterpenoid mới từ phần thân gỗ của E. agallocha là ent-13-epi- 8,13-epoxy-2-hydroxylabda-1,14-dien-3-one (15), ent-13-epi-8,13-epoxy-14S,15- dohydroxylabdan-3-one (16), ent-13-epi-8,13-epoxy-2,3-secolabd-14-ene-2,3-dioic acid (27), ent-13-epi-8,13-epoxy-2,3-secolabd-14-ene-2,3-dioic acid 3-methyl ester (28) và ent-13-epi-8,13-epoxy-2-oxa-3-oxolabd-14-ene-1R-carboxylic acid (29) [19]. Đồng thời, cùng thời gian này nhóm nghiên cứu của T. Konishi công bố một hợp chất seco-labdane diterpenoid mới là excoecarin H (31) [20]. Tiếp một năm sau, năm 1999, T. Konishi và cộng sự tiếp tục công bố ba hợp chất là excoecarin G1-G2 (17–18) và F (30) cũng từ chính loài này [21]. Năm 2000, từ phân đoạn n-hexane của phần rễ cây E. agallocha, A.S.R. Anjaneyulu và cộng sự đã phân lập và x c định được 11 dẫn xuất diterpenoid, trong đó có bốn hợp chất mới được đặt tên là agallochin A-C (19–21), agallochin E (36) và các hợp chất đã biết như ent-16-hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl oxide (6), ent- (13E)-15-hydroxy-labda-8(17),13-dien-3-onelabda (7), ribenone (8), ribenol (9),
6 13E-diene-3β,15-diol (11) và excoecarin B (13) [22]. Năm 2003, từ phân đoạn EtOAc của phần rễ cây E. agallocha, các nhà hoa học Ấn Độ đã công bố năm diterpenoid trong đó có ba seco-diterpenoid mới là agallochin M-O (32, 37 và 51), hai hợp chất đã biết được x c định là excoecarin H methylester (31) và ent-15,16- epoxybeyeran-3α-ol [23]. Cũng vào năm 2003, nhóm nghiên cứu của T. Konishi (Nhật Bản) tiếp tục công bố thêm ba labdane diterpenoid mới, đặt tên là excoecarin S, T1 và T2 (33–35), cùng ba dẫn xuất diterpenoid kh c đã biết t ch được từ phần thân gỗ cây E. agallocha [24]. Hai bis-secolabdane diterpenoid mới, excoecarin R1- R2 (38–39), được T. Konishi và cộng sự phân lập từ mủ nhựa của E. agallocha [25]. Năm 2005, J.H. Yang và cộng sự (Trung Quốc) đã nghiên cứu cặn chiết EtOAc từ cành và lá của cây E. cochinchinensis và x c định được ba hợp chất diterpenoid mới (các hợp chất diterpenoid có chứa nhiều nhóm thế oxi) đặt tên là excolabdone A-C (23–25) [26].
7 Năm 2015, bốn hợp chất lần đầu tiên đại diện cho một nhóm chất mới seco- labdanoid với một dạng khung chưa từng công bố trước đó, được đặt tên là excolide A-D (40–43), được phân lập từ thân cây E. agallocha bởi nhóm nghiên cứu các nhà khoa học Ấn Độ [27].
8 Nhóm chất atisane: Năm 2000, nhóm nghiên cứu của T. Konishi phân lập và x c định cấu trúc hai hợp chất seco-atisane diterpenoid mới với tên gọi excoecarin M-N (44–45) từ thân gỗ loài E. agallocha. Cấu hình tuyệt đối của hợp chất excoecarin N (45) được chứng minh thông qua phân tích phổ nhiễu xạ tia X (X-ray) [28]. Năm 2003, nhóm nghiên cứu của T. Konishi tiếp tục công bố thêm ba hợp chất diterpenoid kh c đã biết (46–47 và 52) phân t ch được từ phần thân gỗ cây E. agallocha [24]. Cũng từ loài E. agallocha, J. Kang và cộng sự đã công bố một hợp chất mới 16β-hydroxy-ent-atisan-3-one (53) [29]. Năm 2006, nhóm c c nhà khoa học Trung Quốc từ phần lá và vỏ thân cây E. agallocha phân lập và x c định bốn hợp chất 3,4-seco-ent-atisane diterpenoid mới khác, đặt tên là agallochaol G-J (48– 51) [30]. Năm 2009, một hợp chất diterpenoid mới khung atisane là ent-16α-hydroxy- atisane-3,4-lactone (54) cùng với ba hợp chất diterpenoid kh c đã biết 16β-hydroxy- ent-atisan-3-one (53), ent-3,4-seco-16α-hydroxyatis-4(19)-en-3-oic acid (55) và ent- atisane-3β,16α-diol (56), đã được nhóm nghiên cứu của Z.C. Wang (Trung Quốc) phân lập từ thân vỏ loài thực vật ngập mặn E. agallocha [31]. Đến năm 2010, nhóm các nhà nghiên cứu Y. Li (Trung Quốc) và P. Proksch (Đức) đã công bố một hợp chất atisane diterpenoid mới với tên gọi agallochaol Q (57) [32].