Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây dấu dầu lá nhẵn Tetradium glabrifolium (Benth.) Hartl.

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án nghiên cứu để làm rõ thành phần hóa học chủ yếu của cây dấu dầu lá nhẵn nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học, làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo để tạo ra sản phẩm chăm sóc sức khỏe cộng đồng và góp phần giải thích được tác dụng chữa bệnh của vị thuốc này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây dấu dầu lá nhẵn Tetradium glabrifolium (Benth.) Hartl.

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC ________________v vv________________ LÊ THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI THÔNG LÁ DẸT (PINUS KREMPFII LECOMTE) VÀ NGŨ GIA BÌ HƯƠNG (ACANTHOPANAX TRIFOLIATUS L. MERR.) Chuyên ngành : Hóa học hữu cơ Mã số: 62.44.27.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2014
2 Công trình được hoàn thành tại: Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trịnh Thị Thủy 2. TS. Nguyễn Thanh Tâm Phản biện 1: PGS.TS. Phan Văn Kiệm Phản biện 2: PGS. TS. Trần Thị Như Mai Phản biện 3: GS. TS. Đinh Thị Ngọ Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện, họp tại: Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Số 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Vào hồi giờ ngày 8 tháng 11 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt nam Thư viện Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam
3 I. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN I.1. Đặt vấn đề Việt Nam có nguồn thực vật rất phong phú và đa dạng. Theo các số liệu thống kê của Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới (IUCN), hệ thực vật Việt Nam có trên 12.000 loài và khoảng 4.000 loài được sử dụng trong dân gian làm thuốc chữa bệnh. Tuy nhiên hầu hết các loài cây thuốc này được dùng theo kinh nghiệm dân gian. Vì vậy, việc nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của các đối tượng này để tạo cơ sở khoa học nhằm bảo tồn các giá trị truyền thống trong y học dân tộc và phát huy các tiềm năng của chúng theo hướng hiện đại là việc làm cần thiết. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) thuộc chi Pinus, họ Pinaceae. Loài này mới chỉ có một công bố trên thế giới từ 1966 và là loài đặc hữu của Việt Nam, một thực vật cổ “hóa thạch sống” hiếm hoi còn sót lại cho đến ngày nay. Việc nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Thông lá dẹt ngoài ý nghĩa về khoa học còn có ý nghĩa rất lớn về mặt xã hội. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) thuộc chi Acanthopanax, họ Araliaceae. Ngay từ những năm 80 của thế kỷ trước, đã có nhiều công trình công bố về thành phần hóa học của cây này. Nhiều hợp chất triterpene acid có khung lupan với hàm lượng khá cao đã được phân lập và xác định. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có công trình khoa học nào về nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất triterpene từ cây này được công bố. Do đó, luận án được thực hiện với tên đề tài: “Nghiên cứu hoá học và thăm dò hoạt tính sinh học của loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) và Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.)”. I.2. Mục tiêu của luận án - Nghiên cứu thành phần hóa học của loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte).
4 - Nghiên cứu chiết tách các chất, đặc biệt là các triterpene khung lupane có hàm lượng cao từ Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) để làm nguyên liệu cho quá trình chuyển hóa. - Tổng hợp các dẫn xuất từ các triterpene phân lập được. - Khảo sát hoạt tính sinh học như khả năng kháng chủng Bacillus subtilis, khả năng gây độc với một số dòng tế bào ung thư, khả năng chống oxi hóa của các dịch chiết và các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất này trong công nghệ hóa dược. I.3. Những đóng góp mới của luận án - Đây là lần đầu tiên loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) được nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học) ở Việt Nam. - Từ rễ Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) đã phân lập và xác định được cấu trúc của 7 hợp chất, trong đó 2 chất Galangin (PK4), Isolariciresinol (PK7) lần đầu phân lập từ loài này. - Từ thân và lá của loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) đã phân lập và xác định cấu trúc của một hợp chất mới là 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3). - Bằng các phản ứng chuyển hóa ở các vị trí khác nhau đã tổng hợp được 23 dẫn xuất mới từ 2 hợp chất có hàm lượng lớn AT1 và AT2 phân lập được từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.). - Đây là kết quả mới về hoạt tính gây độc tế bào, kháng chủng Bacillus subtilis và chống oxi hóa của một số dịch chiết, hợp chất phân lập và tổng hợp được từ hai loài nghiên cứu. Đặc biệt, dẫn xuất N-[24-nor- 3α,11α-diacetoxy-lup-20(29)-ene-28-oyl]-1,9-diaminononane (AT22) có hoạt tính gây độc tế bào rất mạnh trên các dòng tế bào ung thư biểu mô (KB), ung thư gan (HepG2), ung thư phổi (Lu), ung thư vú (MCF7) với IC50 = 3,65 ÷ 4,42µg/ml.
5 I.4. Bố cục của luận án Luận án gồm 144 trang với 4 chương, 20 sơ đồ, 21 bảng, 48 hình, 100 tài liệu tham khảo và phụ lục. Luận án được bố cục như sau: Mở đầu (2 trang); Chương 1: Tổng quan tài liệu (29 trang); Chương 2: Nguyên liệu, hóa chất và phương pháp nghiên cứu (7 trang); Chương 3: Thực nghiệm (25 trang); Chương 4: Kết quả và thảo luận (58 trang); Bảng tổng hợp các hợp chất phân lập và chuyển hóa hóa học từ 2 loài nghiên cứu (6 trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang); Danh mục các công trình khoa học đã công bố trong khuôn khổ luận án (2 trang); Những đóng góp mới của luận án bằng tiếng Anh (1 trang); Tài liệu tham khảo (12 trang). Ngoài ra còn có 59 trang phần Phụ lục với các hình phổ và kết quả hoạt tính sinh học. II. NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN MỞ ĐẦU: Đề cập tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án. Chương 1. TỔNG QUAN Phần Tổng quan tài liệu tập hợp và phân tích các nghiên cứu trong nước và quốc tế về các vấn đề liên quan đến nội dung luận án: • Đặc điểm thực vật và tình hình nghiên cứu về loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) và Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) • Các hợp chất flavonoid. • Các hợp chất triterpene khung lupane. • Chuyển hóa hóa học hợp chất triterpene khung lupane và hoạt tính sinh học của chúng. Chương 2: NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị Mẫu rễ Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) được thu hái tại tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam vào tháng 8 năm 2012. Tên khoa học do TS. Nguyễn
6 Tiến Hiệp xác định và Tiêu bản số CPC-4711 được lưu giữ tại Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mẫu cây Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) được thu hái ở Mai Châu, Tỉnh Hòa Bình, Việt Nam vào tháng 10 năm 2009. Tên khoa học do CN. Ngô Văn Trại, Viện Dược liệu, Bộ Y tế xác định. Tiêu bản được lưu giữ tại Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hóa chất và thiết bị được liệt kê đầy đủ trong luận án. 2.2.Phương pháp nghiên cứu Phương pháp chiết tách: Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu gồm: chiết ở nhiệt độ phòng, chiết phân lớp, sắc ký lớp mỏng, sắc ký cột... Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất: Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng cách kết hợp giữa các phương pháp phổ hiện đại như phổ hồng ngoại (FT-IR), phổ khối (ESI-, HR-ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1H-, 13C-NMR, DEPT) và hai chiều (HSQC, HMBC, COSY, NOESY …). Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học: * Hoạt tính gây độc tế bào: các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp bởi ATCC, gồm có: ung thư biểu mô (KB), ung thư gan (HepG2), ung thư phổi (Lu), ung thư vú (MCF7). * Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtillis (Bs) ATCC 6633. * Hoạt tính chống oxi hóa: Thực hiện theo phương pháp DPPH. Chương 3: THỰC NGHIỆM Trình bày về cách phân lập, tổng hợp và liệt kê tính chất, hằng số vật lý như tính tan, điểm nóng chảy (đnc), năng suất quay cực ([α]D)…, số liệu phổ của các chất thu được từ hai đối tượng nghiên cứu. 3.1. Loài Thông lá dẹt Đã tiến hành xác định thành phần của cặn chiết n-hexane bằng phương pháp GC-MS.
7 Đã phân lập được 7 hợp chất (PK1-PK7) từ hai cặn chiết ethyl acetate và n-butanol. 3.2. Loài Ngũ gia bì hương Đã phân lập được 3 hợp chất (AT1-AT3) từ cặn chiết dichloromethane, trong đó AT1, AT2 thu được với hàm lượng tương đối cao. Từ hai hợp chất AT1, AT2 đã chuyển hóa hóa học được 23 dẫn xuất mới. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và hoạt tính gây độc tế bào các cặn chiết và một số chất phân lập được. Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Kết quả từ loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 4.1.1. Thành phần hóa học của cặn n-hexane Cặn chiết n-hexane thu được từ rễ loài Thông lá dẹt chiếm 0,27% (so với lượng mẫu rễ khô), có đặc điểm sánh, trong và màu vàng nhạt, có mùi đặc trưng của tinh dầu thông. Khảo sát sơ bộ bằng sắc ký lớp mỏng cho thấy cặn chiết n-hexane chủ yếu là chất kém phân cực, vì vậy cặn chiết này được tập trung xác định thành phần hóa học bằng phương pháp sắc ký khí gắn khối phổ (GC-MS) và cho kết quả ở Bảng 4.1. Bảng 4.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của cặn chiết n-hexane bằng phương pháp GC-MS TT Hợp chất Thời gian lưu Hàm lượng (RT, phút) (%) 1 α-terpineol 13,332 1,02 2 1-tert-butyl-1,5-cyclooctadiene 20,038 0,23 3 α-amorphene 20,839 0,22 4 δ-cadiene 21,962 0,28 5 Nerolidol 22,871 13,79 6 α-copaene 24,839 1,10 7 Farnesol 22,022 0,50
8 8 (E,E)-α-farnesene 25,354 1,08 9 α-bisabolol 25,640 0,63 10 Caryophylla-2(12),6(13)-dien-5-one 26,310 0,32 11 (+)α-atlantone 27,580 2,31 12 Todomatuic acid 33,079 4,10 13 Trans-Octadec-9-enoic acid 34,486 0,98 14 Octadecanoic acid 34,875 0,43 15 O-(3,5-dimethoxyphenyl)-2- 36,260 8,18 phenylethene Theo số liệu ở Bảng 4.1, từ cặn chiết n-hexane đã xác định được 15 hợp chất, trong đó có mặt của α-terpineol (1,02%), một hợp chất đặc trưng của tinh dầu thông và chất thơm như nerolidol (13,79%). 4.1.2. Các chất phân lập được từ cặn ethyl acetate Từ cặn chiết EtOAc, đã phân lập được 6 chất PK1-PK6 sạch. Cả sáu chất này đều hấp thụ ánh sáng dưới đèn tử ngoại (254nm) và hiện màu vàng hoặc đỏ với thuốc thử Vanilin/H2SO4 khi hơ nóng và được dự đoán là các hợp chất flavonoid. Bằng các phương pháp phổ (cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối, phổ hồng ngoại) và so sánh với các số liệu đã công bố 6 hợp chất phân lập được từ loài Thông lá dẹt được xác định là: Tectochrysin (PK1), Pinostrobin (PK2), Pinobanksin (PK3), Galangin (PK4), Strobopinin (PK5), Cryptostrobin (PK6). 3' 3' 3' 2' 4' B 2' 4' 2' 4' 8 B O 7 9 O 5' 8 B 8 1 2 1' O 7 9 O 5' HO 9 O 5' 6' 1 1' 7 1 1' A C 2 6' 2 6' 6 4 3 A C 3 A C 10 3 5 6 10 4 6 10 4 5 5 OH OH O OH O OH O PK1 PK2 PK3 3' 3' 3' 2' 4' 2' 4' 2' 4' B B B 8 8 8 HO 9 O 5' HO 9 O 5' HO 9 O 5' 7 1' 1 1' 1 1' 1 2 7 2 7 2 6' A 6' 6' A C C A C 3 6 3 6 3 6 4 10 4 4 10 OH 10 5 5 5 OH O OH O OH O PK4 PK5 PK6
9 4.1.3. Chất phân lập được từ cặn n-butanol Từ cặn n-butanol đã phân lập được chất Isolariciresinol (PK7). Hợp chất PK7 dạng chất rắn màu trắng đã phân lập được từ cặn chiết n-BuOH. Kết hợp dữ liệu phổ 1H-, 13C-NMR và pic ion phân tử ở m/z 383,1470 [M+Na]+ (tính toán cho công thức C20H24O6 Na+ là 383,1465) ở phổ khối phân giải cao (HR-ESI-MS), đã xác định được công thức phân tử của chất PK7 là C20H24O6. 2' 7' 9' O 1' 8' 3' OH B C 7 OH HO 4' 6' 8 5' 9 1 6 2 A 5 3 4 O OH PK7 13 Phổ C-NMR và DEPT cho thấy chất PK7 có tín hiệu của 20 nguyên tử cacbon, bao gồm 7 cacbon bậc 4 (7xCq) trong đó có bốn cacbon bậc 4 nối với oxy (oxy-quartenary carbon, δC 145,1 - 148,9 ppm); 8 nhóm methine (8xCH) trong đó có 5 nhóm methine của vòng thơm (δC 112,3 - 123,1); 3 nhóm methylene (3xCH2), trong đó có 2 nhóm oxymethylene (δC 62,3; 66,0 ppm); 1 tín hiệu có cường độ lớn gấp đôi của 2 nhóm methoxy (δC 56,36 ppm, 2xC). Phổ 1H-NMR của PK7 phù hợp với số liệu phổ 13C-NMR và DEPT. Sự xuất hiện các tín hiệu proton ở δH 6,68 (1H, br s, H-2) và hai proton có tương tác ortho ở δH 6,76 (1H, d, J = 8,0, H-5) 6,63 (1H, d, J = 8,0, H-6) cho thấy chất này có chứa vòng thơm bị thế ở C-1, C-3 và C-4. Ngoài ra, hai singlet ở δH 6,22 (1H, s, H-5’) và 6,66 (1H, s, H-2’) cho biết vòng B bị thế ở bốn vị trí C-1’, C-3’, C-4’ và C-6’. Kết hợp các dữ liệu phổ cho thấy hợp chất này có những dữ liệu phổ đặc trưng của lớp chất lignan có vòng thơm gắn tại C-7. Vị trí chính xác của các nhóm hydroxyl methylene, methoxy được xác định qua tương tác ở phổ HMBC. Dựa vào sự tương tác mạnh của H- 7’với C-9’; H-8’ với C-9’ và H-7 với C-9; H-8 với C-9 cho thấy có một nhóm hydroxyl methylene gắn vào C-8’; nhóm thứ hai gắn với C-8. Hai
10 nhóm methoxy được xác định ở vị trí C-3 và C-3’ dựa trên sự tương tác proton của nhóm methoxy với C-3 và C-3’. Bên cạnh đấy, có thể khẳng định vòng A gắn với vòng C tại C-7 thông qua tương tác của H-2 với C- 7; H-6 với C-7. (Hình 4.1). H 2 2' H O 1' 7' 9' 3' 8' OH B C H 8 OH HO 4' 6' 5' 7 H 9 1 H 6 2 H A 5 3 O 4 OH Hình 4.1. Một số tương tác chính trong phổ HMBC của chất PK7 Cấu hình tương đối của các trung tâm bất đối (C*) được xác định dựa vào hằng số tương tác trong phổ 1H-NMR và dữ liệu phổ NOESY. Tương tác của H-7’β/H2-9’ và H-8/ H2-9’ trên phổ NOESY cho thấy nhóm hydroxyl methyl ở C-8’ có cấu hình β. Tương tác của H-7/ H-8’ cũng cho thấy nhân thơm gắn với C-7 có cấu hình β. Điều này được khẳng định thêm qua độ chuyển dịch khác nhau của C-7 (∆δC -1,67 ppm) so với cấu hình α của đồng phân PK7a (Bảng 4.2). Bên cạnh tương tác H-2/H-8 ở phổ NOESY thì tín hiệu doublet của H-7 (δH 3,79 d) và H-8 (δH 1,79 tt) trên phổ 1H-NMR cho cùng một hằng số tương tác lớn (J = 11 Hz ), cho thấy hai proton này ở khác phía đối với nhau, và khẳng định được nhóm methylene ở C-8 có cấu hình α. H H H2 2' H 2' 7' 9' O 1' O 7' 9' 1' 8' 3' 8' OH OH 3' B H 8 OH 4' 9 4' 6' 7 OH HO 6' HO 8 5' 7 H 5' 9 1 1 H 6 2 H 6 2 A 5 5 3 3 4 O 4 O OH OH Hình 4.2. Một số tương tác chính Hình 4.3. Chất burselignan trong phổ NOESY của chất PK7 (PK7a) Dữ liệu phổ của chất PK7 hoàn toàn phù hợp với phổ của
11 isolariciresinol ở từng vị trí tương ứng và chất này được xác định chính là isolariciresinol (Bảng 4.2). Gần đây isolariciresinol và một đồng phân lập thể của nó là burselignan (PK7a) cùng được tìm thấy từ loài Bursela tonkinensis của Việt Nam. Bảng 4.2. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của PK7, (+)-Isolariciresinol và Burselignan Vị PK7 (+)-Isolariciresinol Burselignan trí δHa,b δCa,c δH# δC# δH# δC# 1 - 138,5 138,6 - 135,9 2 6,68 br s 113,8 6,66 d(1,8) 113,8 6,70 d(1,7) 115,2 3 - 148,9 149,0 - 148,2 4 - 145,7 145,9 - 145,8 5 6,76 d(8,0) 115,9 6,73 d(8,0) 115,9 6,66 d(8,1) 115,4 6 6,63 d(8,0) 123,1 6,60 dd(1,8;8) 123,2 6,46 dd(1,7; 8,1) 124,0 7α 3,8d d (11) 48,1* 3,79 d(10,7) 48,1 4,21 d(3,2) 46,5 7β 8 1,79 tt(3,7;11) 48,1* 1,75 tt(3,9;10) 48,0 2,07 m 44,7 9α 3,42 dd(4;11) 62,3 3,38 dd(3,9;11) 62,2 3,38 dd(6,7;10,6) 63,4 9β 3,66 m 3,65 dd(4,5;11) 3,53 dd(6,0;10,4) 1' - 128,9 129,0 - 128,4 2' 6,66 s 112,3 6,64 s 112,4 6,71 s 112,3 3' - 147,0 147,2 - 147,8 4' - 145,1 145,3 - 145,5 5' 6,22 s 117,3 6,17 s 117,3 6,36 s 117,0 6' - 134,0 134,2 - 133,0 7’α 2,78 d(7,5),1H 2,77 d(7,7) 2,65 dd(9,3;16,7),1H 7’β 2,79 d(7,5),1H 33,5 33,6 2,96 dd(4,3;16,7),1H 33,1 8' 2,01 m 40,0 1,99 m 40,0 2,07 m 35,5 9' 3,70 m 66,0 3,66 m 65,9 3,58 dd(4,6; 7) 65,8 3- 3,81 s 56,36* 3,76 s 56,3 3,76 s* 56,3 OMe 3'- 3,78 s 56,39* 3,79 s 56,4 3,84 s* 56,3 OMe * Tín hiệu có thể trao đổi trong cùng một cột a Đo trong CD3OD, b500 MHz, c125 MHz # Số liệu phổ của isolariciresinol và burselignan đo trong CD3OD
12 Hình 4.4. Phổ 1H-NMR của chất PK7 (500 MHz, CD3OD) Hình 4.4. Phổ 3H-NMR và DEPT của chất PK7 (125 MHz, CD3OD) Hình 4.5. Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK7 (125 MHz, CD3OD)
13 ***Nhận xét về thành phần hóa học loài Thông Lá dẹt Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam và là lần thứ hai trên thế giới (lần đầu từ năm 1966), thành phần hóa học của loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) được công bố. Kết quả của luận án cho thấy loài Thông lá dẹt có chứa nhiều flavonoid, lớp chất thường được tìm thấy ở chi này. Ngoài 6 flavonoid, một hợp chất lignan là isolariciresinol đã được phân lập và xác định. Trong 7 hợp chất phân lập được, galangin và isolariciresinol là hai hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ loài này. Theo tài liệu năm 1966, một số chất chỉ được nhận dạng qua sắc ký khí gắn khối phổ (GC-MS) và phổ 1H-NMR, do vậy rất có thể chúng có hàm lượng rất bé không thu nhận được trong quá trình chiết, tách - điều này giải thích nguyên nhân vì sao so với công bố năm 1966, một vài hợp chất đã không được nhận dạng. Theo như nhiều tài liệu đã công bố, các hợp chất flavonoid có nhiều hoạt tính sinh học quý báu và hoạt tính chống oxi hóa là một hoạt tính đặc trưng của lớp chất này. Kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy hai chất pinostrobin và tectochrysin đều có khả năng ức chế tế bào ung thư vú, còn hai hợp chất strobopinin và crytostrobin có hoạt tính chống lại các vi khuẩn Staphylococcus aureus (ATCC 25923) và aeruginosa (ATCC 27853). Với hai hợp chất lần đầu phân lập được từ loài này, galangin ngoài khả năng kháng khuẩn tốt còn có khả năng ức chế lại enzyme oxi hóa khử thuộc nhóm polyphenol oxidase (OPD) và isolariciresinol có khả năng chống oxi hóa rất mạnh, thậm chí còn cao hơn cả vitamin E và butylated hydroxytoluene (BHT). Ở nồng độ 2,5 μg/ml, nếu Vitamin E chỉ ức chế được 18,7% zymosan, hợp chất kích hoạt polymorphonuclear leukocytes (PMNL) để tạo ra oxy gốc tự do, thì hợp chất isolariciresinol có thể ức chế lên đến 23,8%.
14 4.2. Kết quả từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L. Merr.) 4.2.1. Các hợp chất được phân lập và xác định từ loài Ngũ gia bì hương Từ dịch chiết dichloromethane của thân và lá cây Ngũ gia bì hương, đã phân lập và xác định được ba hợp chất triterpene acid khung lupane: 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1); 24-nor- 3α,11α-dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2); 11α,23-dihydroxy- 3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3). 30 30 30 20 20 20 29 29 29 19 21 H 19 21 19 21 HO 22 H H 12 18 HO 22 HO 22 28 12 25 11 26 13 17 12 18 18 28 COOH 13 17 28 25 11 26 13 17 9 14 16 25 11 26 COOH 14 COOH 1 15 9 14 16 9 16 8 15 2 10 1 15 1 H 2 10 8 2 10 8 3 7 27 H H 27 4 5 6 3 7 27 3 7 O 4 5 6 4 5 6 O HO HO 23 24 AT1 AT2 AT3 23 23 Hợp chất AT3 phân lập được có dạng bột màu trắng. Công thức phân tử của AT3 là C30H46O5 được xác định nhờ pic ion phân tử tại m/z 487,3424 [M+H]+ (tính toán lý thuyết cho công thức C30H47O5 là 487,3423) ở phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS..Phổ hồng ngoại cho đỉnh hấp thụ đặc trưng của nhóm hydroxyl tại νmax 3447cm-1, nhóm carbonyl tại νmax 1695cm-1 và nhóm C=C ở νmax 1642cm-1 và 891cm-1. Phổ 1H-NMR của AT3 cho thấy sự xuất hiện của 2 proton olefinic ở δH 4,65 (1H, br s, H-29A), δH 4,79 (1H, br s, H-29B), hai doublet của nhóm oxymethylene tại δH 3,51 và 3,42 (mỗi tín hiệu 1H, d, J = 10,5); một nhóm oxymethine ở δH 3,86 (1H, dt, J = 11,0 và 5,0 Hz) và 5 singlet của năm nhóm methyl ở δH 0,95; 1,04; 1,09; 1,10; 1,75 ppm. Phổ 13 C và DEPT cho thấy trong phân tử có 30 cacbon, bao gồm một nhóm ketone tại δC 220,9; một nhóm cacboxylic acid ở δC 179,8; một liên kết đôi ở δC151,5 và 110,6; một nhóm hydroxymethine tại δC 71,1; một nhóm hydroxymethylene tại δC 68,5; 5 tín hiệu của nhóm methyl tại
15 δC14,8; 17,2; 17,3; 17,4; 19,7 ppm; chín nhóm methylene, năm nhóm methine và năm cacbon bậc bốn. Từ các dữ liệu phổ ở trên cho thấy hợp chất AT3 là một triterpene acid khung lupane. Bảng 4.3. Số liệu phổ 1H-, 13C-NMR của AT3 (CD3OD, 500/125MHz) Vị trí δH δC Vị trí δH δC 1 2,39 (m, 1H) 37,2 16 1,48 (m, 1H) 33,3 2,47 (m, 1H) 2,29 (m, 1H) 2 1,68 (m, 1H) 41,8 17 - 57,4 2,78 (m, 1H) 3 - 220,9 18 1,72 (m, 1H) 50,0 4 - 54,0 19 3,08 48,2 (dt, J = 10,5;4,5,1H) 5 2,04 (m, 1H) 48,5 20 - 151,5 6 1,45 (m, 2H) 20,6 21 1,54 (m,1H) 37,9 1,95 (m, 1H) 7 1,47 (m, 1H) 31,7 22 1,52 (m, 2H) 35,1 1,98 (m, 1H) 8 - 43,4 23 3,42;3,51 68,5 (dAB, J = 10,5, 2H) 9 1,64 (d, J = 55,5 24 0,95 (s, 3H) 17,4 11,0, 1H) 10 - 39,1 25 1,04 (s, 3H) 17,3 11 3,86 (dt, J = 71,1 26 1,10 (s, 3H) 17,2 11,0;5,0, 1H) 12 1,32 (m, 1H) 38,3 27 1,09 (s, 3H) 14,8 2,02 (m, 1H) 13 2,53 (m, 1H) 38,6 28 - 179,8 14 - 43,4 29 4,65 (br s, 1H) 110,6 4,79 (br s, 1H) 15 1,25 (m,1H) 30,8 30 1,75 (s, 3H) 19,7 1,47 (m,1H) Vị trí của các nhóm hydroxyl và cacboxylic acid được xác định dựa vào phổ 2D-NMR như HSQC, HMBC, H-H COSY và so sánh với tài
16 liệu. Một nhóm hydroxyl được gắn ở C-11 dựa vào tương tác của H-11 (δH 3,86) với H-9 (δH 1,64) và H-12 (δH 1,32 và 2,02) trên phổ H-H COSY. Hằng số tương tác của H-9 với H-11 là J11,9 = Jax,ax = 11,0 Hz, cho thấy nhóm hydroxyl này có cấu hình α. Phổ HMBC của AT3 xuất hiện tương tác giữa proton của nhóm hydroxymethylene (δH 3,41 và 3,51) với C-3 (δC 220,9), C-4 (δC 54,0), C-5 (δC 48,5) và nhóm methyl tại vị trí C-4 (δC 17,4). Từ các dữ liệu phổ này, cho phép dự đoán nhóm hydroxymethylene có thể gắn vào vị trí C-23 hoặc C-24. So sánh độ dịch chuyển hóa học của cacbon hydroxymethylene và nhóm methyl của AT3 (δC 67,1; 17,0) với 23-hydroxy-3-oxo-urs-12-ene-28-oic (δC 67,0; 17,2) (đo trong cùng dung môi CDCl3) thấy hoàn toàn đồng nhất (đối với hợp chất: 24-hydroxy betulone (δC là 65,3 và 22,1). Điều này cho phép khẳng định nhóm hydroxyl ở C-23 của AT3. Vị trí của nhóm cacboxylic acid được xác định là ở vị trí C-17 dựa vào sự tương tác của C-28 (δC 179,8) với H-16 (δH 2,29), H-18 (δH 1,72), H-22 (δH 1,52); và C-17 (δC 57,4) với H-15 (δH 1, 52), H-16 (δH 2,29) trên phổ HMBC (Hình 4.6). 30 20 29 H 19 21 H HO 22 12 18 17 H2 H2 25 11 26 13 28 14 H2 COOH H2 1 9 16 2 10 8 15 H2 H 27 3 5 7 4 6 O HO 24 COSY 23 H2 HMBC Hình 4.6. Các tương tác chính trên phổ COSY, HMBC của chất AT3 Từ các dữ liệu phổ đã phân tích ở trên, cấu trúc của chất AT3 được xác định là 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid. Đây là một hợp chất mới, lần đầu tiên được phân lập và xác định cấu trúc.
17 Hình 4.7. Phổ 1H-NMR của chất AT3 (500 MHz, CD3OD) Hình 4.8. Phổ 13C-NMR và DEPT của chất AT3 (125 MHz, CD3OD) *** Nhận xét về thành phần hóa học của loài Ngũ gia bì hương Ba hợp chất AT1, AT2 và AT3 phân lập được từ loài Ngũ gia bì hương đều thuộc nhóm chất triterpene khung lupane, trong đó AT1 và AT2 đã được nhóm nghiên cứu Ph.D.Ty phân lập được từ năm 1985, và AT3 là một chất mới. Hai chất AT1 và AT2 đều có hàm lượng khá cao (0,26% và 0,25% so với mẫu khô), vì vậy luận án đã sử dụng 2 chất này làm nguyên liệu đầu để tổng hợp các dẫn xuất mới và nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng
18 4.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất của hợp chất AT1, AT2 Với mục tiêu nghiên cứu tổng hợp tìm kiếm hoạt chất mới, từ ba hợp chất phân lập được (AT1, AT2, AT3) đã tổng hợp được 23 dẫn xuất mới. Các dẫn xuất này được khảo sát hoạt tính nhằm tìm ra chất có hoạt tính cao hướng đến nghiên cứu ứng dụng. * Tổng hợp dẫn xuất của chất AT1 RO H COOH H AT5 R = -COC6H4COOH (65%) O AT6 R = -CO(CH2)3COOH (67%) AT7 R = -COC2H4COOH (65%) acid anhydride,4- DMAP, pyridine 600C,8h HO H H H H3COCO H3COCO COOH 1. (COCl)2, CH2Cl2 COOH CONHR1 (CH3CO)2O, pyridine rt, 48h rt, 24h O 2. R1NH2, TEA, CH2Cl2 O O rt, 24h AT1 AT4 (85%) AT9 R1 = (CH2)10COOCH3 (85%) AT10 R1 = (CH2)4CHCH3NH2 (68%) CrO3, H2SO4/acetone AT11 R1 = (CH2)9NH2 (72%) rt, 4h AT12 R1 = (CH2)3OH (67%) (CH 3CO)2O, pyridine rt, 24h AT13 R1 = (CH2)3OCOCH3 (87%) H O H O COOH 1. (COCl)2, CH2Cl2 CONH(CH2) 7NH2 rt, 48h H H 2. NH2(CH2)7NH2, TEA, CH2Cl2 O O rt, 24h AT8 (67%) AT14 anhydride, pyridine, 4-DMAP rt,12h H O CONH(CH2) 7NHR2 H AT15 R2 = COCH3 (52%) O AT16 R2 = CO(CH2)2COOH (58%) AT17 R2 = COC6H8COOH (55%) Sơ đồ 4.1. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của AT1
19 Các dẫn xuất của AT1 được tổng hợp theo Sơ đồ 4.1. Nhóm hydroxyl ở vị trí của C-11 được thực hiện phản ứng acyl hóa với các acetic, phthalic, glutaric và succinic anhydride trong pyridine tạo các ester AT4, AT5, AT6, AT7 với hiệu suất tương ứng là 85%, 65%, 67%, 65%. Dẫn xuất acetoxy AT4 được chuyển về dạng chlorua acid nhờ phản ứng với oxalylchlorid trong dichlomethan ở nhiệt độ phòng. Cất loại dichlomethan và oxalylchlorid còn dư, thu được hợp chất acyl chlorid tương ứng. Chất này không cần làm sạch mà dùng ngay cho phản ứng tiếp theo. Sau đó, cho tác dụng với với các amine: methyl 11-aminoundecanoate, 1,5-diamino hexane, 1,9-diaminononane hoặc 3-amino-1-propanol với sự có mặt của triethylamine trong dichloromethane tạo các amide AT9- AT12 (hiệu suất tương ứng: 85%, 68%, 72% và 67%). Acetyl hóa dẫn xuất AT12 với acetic anhydride trong pyridine ở nhiệt độ phòng cho sản phẩm diacetyl AT13 với hiệu suất (87%). Để nhận được các dẫn xuất amide khác của AT1, một cách khác đã được thực hiện. Oxi hóa AT1 bằng tác nhân Jones CrO3/H2SO4 thu được hợp chất diketone AT8 với hiệu suất 67%. Nhóm COOH ở vị trí C-17 của AT8 được tác dụng với oxalylchloride, sau đó với diamine (NH2(CH2)7NH2) trong môi trường kiềm để tạo amide AT14. Chất này không cần làm sạch mà thực hiện phản ứng ngưng tụ với các acetic, succinic hoặc 1,2,3,6- tetrahydrophthalic anhydride dưới sự có mặt của 4-DMAP trong pyridine cho sản phẩm tương ứng AT15, AT16, AT17 với hiệu suất là 52%, 58%, 55%. * Tổng hợp các dẫn xuất của AT2 Tương tự như quá trình tổng hợp các dẫn xuất của AT1, các dẫn xuất của AT2 được tổng hợp theo Sơ đồ 4.2. Đầu tiên, chất AT2 được acyl hóa với acetic anhydride trong pyridine ở nhiệt độ phòng tạo dẫn xuất diacetyl AT18 với hiệu suất 86%. Dẫn xuất AT18 tiếp tục được chuyển hóa thành acyl chloride, sau đó thực hiện phản ứng amide hóa với dung dịch NH3 hoặc methyl 11-aminoundecanoate, 1,5-diamino hexane, 1,9- diaminononane hoặc 3-amino-1-propanol tạo các amide AT19- AT23 (hiệu
20 suất tương ứng: 78%, 75%, 68% và 72%). Acetyl hóa nhóm ancol bậc một của AT23 với acetic anhydride thu được sản phẩm AT24 với hiệu suất 87%. Thủy phân AT19, AT20 bằng dung dịch NaOH 4N trong hỗn hợp dung môi THF/MeOH (1:1) ở nhiệt độ phòng thu được hai dẫn xuất AT25 (74%), AT26 (78%). H H 3C OCO H HO COOH COOH (C H3 C O) 2 O, pyr id in e H rt, 24h H HO H 3 COCO AT 2 AT 18 (86%) 1. ( CO C l) 2 , CH 2 Cl 2 r t, 48h 2. R 1 N H 2 , TEA, CH 2C l 2 r t, 24h H H HO H3C OCO N aO H 4N , THF/MeO H (1:1) CON HR1 CONHR 2 r t, 12h H H HO H3 COCO AT 25 R 2 = H (74%) AT19 R1 = H (78 %) AT 26 R 2 = (CH 2) 10 COOH (7 8%) AT20 R1 = (C H2 )1 0COOCH 3 (75%) AT21 R1 = (C H2 )4 CHCH 3NH 2 (68%) AT22 R1 = (C H2 )9 NH2 (6 5%) AT23 R1 = (C H2 )3 OH (7 2%) ( CH 3 CO )2 O, pyr idine rt, 24h AT24 R 1 = (C H2 )3 OC OC H3 (87 %) H3 COCO H H H 3C OCO C ONH 2 CH 3 CO Cl, 4- DMA P, C H2 C l 2 CN rt, 1 5 phut H H H 3COC O H 3 COCO AT19 AT27 (7 8%) Sơ đồ 4.2. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của AT2 Bên cạnh đó, dẫn xuất amide AT19 còn có thể bị dehydrat hóa