Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của 2 loài Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và Stereospermum binhchauensis V.S. Dang thuộc họ Quao (Bignoniaceae)

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

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu thành phần hóa học chủ yếu của hai loài Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và Stereospermum binhchaunesis V.S. Dang ở Việt Nam; đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hoạt chất tiềm năng. Mời các bạn cùng tham khảo.

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 của 2 loài Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và Stereospermum binhchauensis V.S. Dang thuộc họ Quao (Bignoniaceae)

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGÔ TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA 2 LOÀI MARKHAMIA STIPULATA VAR. CANAENSE V.S. DANG VÀ STEREOSPERMUM BINHCHAUENSIS V.S. DANG THUỘC HỌ QUAO (BIGNONIACEAE) Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9440117 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC TP. HỒ CHÍ MINH, 2020
2 Công trình được hoàn thành tại: Học viện khoa học công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. MAI ĐÌNH TRỊ Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. TRẦN CÔNG LUẬN Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. TRẦN CÔNG LUẬN Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Viện Công nghệ Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi …giờ …, ngày…tháng….năm 2020. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có nguồn thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó có nhiều cây thuốc quý từ lâu đã được ông cha ta sử dụng để chữa nhiều loại bệnh cho thấy tầm quan trọng của tài nguyên cây thuốc. Những năm gầy đây, theo sự phát triển của kinh tế xã hội nhu cầu chăm sóc sức khỏe cũng không ngừng tăng lên, các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm các hoạt chất có khả năng chữa bệnh có nguồn gốc từ tự nhiên. Nhiều hợp chất thiên nhiên đã được phân lập và ứng dụng rộng rãi, chúng được dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm bởi sự an toàn, ít tác dụng phụ, thân thiện môi trường. Vì vậy, việc tìm kiếm, nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các cây thuốc nhằm phát hiện những hợp chất có hoạt tính hấp dẫn từ các loại thảo dược là một vấn đề hết sức cần thiết. Chi Markhamia và chi Stereospermum thuộc họ Quao (Bignoniaceae) phân bố vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Phi, Trung Quốc và các quốc gia Đông Nam Á như Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan. Những kết quả nghiên cứu của một số loài trong 2 chi này đã phát hiện nhiều dược tính sinh học lý thú như hạ đường huyết, kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxy hóa và giảm đau… Thiết đinh Cà Ná (Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang) và quao Bình Châu (Stereospermum binhchauensis V.S. Dang) là 2 loài mới được phát hiện vào năm 2015. Hiện chưa có bất kỳ nghiên cứu nào về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của 2 loài thiết đinh Cà Ná và quao Bình Châu thuộc họ Quao, vì vậy trên cơ sở khoa học đó, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của 2 loài Markhamia stipulata var. canaense
2 V.S. Dang và Stereospermum binhchauensis V.S. Dang thuộc họ Quao (Bignoniaceae)” góp phần làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu và ứng dụng về 2 loài này trong tương lai. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu thành phần hóa học chủ yếu của hai loài Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và Stereospermum binhchaunesis V.S. Dang ở Việt Nam Đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hoạt chất tiềm năng. 3. Các nội dung nghiên cứu chính 1. Phân lập các hợp chất từ lá cây thiết đinh Cà Ná Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và lá cây quao Bình Châu Stereospermum binhchaunesis V.S. Dang. 2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập. 3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính ức chế enzyme - glucosidase của một số hợp chất chất phân lập được. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN Phần trình bày tổng quan các nghiên cứu trong nước và quốc tế về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của vấn đề nghiên cứu. CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối trượng nghiên cứu Lá cây thiết đinh Cà Ná và quao Bình Châu được thu hái tại Ninh Thuận và Vũng Tàu (tháng 6 năm 2016) được định danh bởi TS. Đặng Văn Sơn – Viện Sinh học nhiệt đới. 2.2. Hóa chất Phần này trình bày các loại dung môi và hóa chất sử dụng trong thực nghiệm. 2.3. Phương pháp phân lập
3 Phần này trình bày các phương pháp phân lập các hợp chất tinh khiết: sắc ký lớp mỏng (TLC) và sắc ký cột. 2.4. Phương pháp xác định cấu trúc Phần này trình bày các phương pháp xác định cấu trúc: Độ quay cực [α]D, phổ tử ngoại (UV), phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ khối lượng phun mù điện phân giải cao một lần (HR-ESI-MS) và hai lần (HR-ESI-MS/MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). 2.5. Phương pháp thử hoạt tính sinh học Phần này trình bày hóa chất, thiết bị của phương pháp thử hoạt tính sinh học. CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 3.1. Điều chế các cao chiết Từ mẫu khô được trích kiệt bằng ethanol và sau đó phân bố lại với n- hexan, EtOAc và nước thu được các cao tương ứng. 3.2. Phân lập các hợp chất Phần này trình bày chi tiết quá trình phân lập từng hợp chất từ các cao chiết. Từ cao n-hexane (MSH) và cao EtOAc (MSE) của lá cây thiết đinh Cà Ná đã phân lập được 17 hợp chất. Quy trình phân lập các hợp chất được tóm tắt ở sơ đồ 4.1 và 4.2. Từ cao n-hexane (SBH) và cao EtOAc (SBE) của lá cây quao Bình Châu đã phân lập được 11 hợp chất. Quy trình phân lập các hợp chất được tóm tắt ở sơ đồ 4.3 và 4.4.
4 Sơ đồ 4.1. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cao MSH
5 Sơ đồ 4.2. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cao MSE
6 Sơ đồ 4.3. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cao SBH
7 Sơ đồ 4.4. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cao SBE
8 3.3. Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất đã phân lập được từ lá cây thiết đinh Cà Ná Phần này trình bày các dữ liệu hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ thiết đinh Cà Ná 3.4. Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất đã phân lập được từ lá cây quao Bình Châu Phần này trình bày các dữ liệu hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ quao Bình Châu 3.5. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được Phần này trình bày phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các hợp chất phân lập được. CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Phân lập các hợp chất Phần này trình bày kết quả quá trình phân lập từng hợp chất từ các cao chiết. Từ cao n-hexane (MSH) và cao EtOAc (MSE) của lá cây thiết đinh Cà Ná đã phân lập được 17 hợp chất trong đó có 5 hợp chất mới. Từ cao n-hexane (SBH) và cao EtOAc (SBE) của lá cây quao Bình Châu đã phân lập được 11 hợp chất. 4.2. Xác định cấu trúc hoá học các hợp chất phân lập đƣợc Phần này trình bày chi tiết kết quả phân tích phổ và xác định cấu trúc của 28 hợp chất phân lập được từ 2 loài Markhamia stipulata var. canaense V.S. Dang và Stereospermum binhchaunesis V.S. Dang.
9 MS01 : Mollic acid MS02: Markhacanasin A MS03: Markhacanasin B MS04: Markhacanasin C MS05: Epi- Markhacanasin C MS06: Acid Oleanoic
10 MS07: Acid ursolic MS08: Acid 6β,19α-dihydroxyursolic MS09: Apigenin MS10: Luteolin MS11: 4’,7-dimethylapigenin MS12: Naringenin MS13: Apigenin 7-O-β-D- glucopyranoside MS14: Luteolin 7-O-β-D- glucopyranoside
11 MS15: Tectoquinone MS16: 1-hexadecanoyl-sn-glycerol MS17: Markhasphingolipid A SB01: Chrysin 5,7-dimethyl ether SB02: Kaempferol SB04: Luteolin 7-O-β-D- SB03: Luteolin glucopyranoside
12 SB05: Naringenin 7-O-β-D- glucopyranoside SB06: Eriodictyol 7-O-β-D- glucopyranoside SB07: Specioside SB08: Lupeol SB10: Bergapten SB09: Acid oleanoic SB11: ,7-dihyroxychromone
13 Dưới đây trình bày phần xác định cấu trúc của hợp chất mới là MS02 trong số 5 hợp chất mới. Phổ IR (MeOH), νmax, cm-1 (phụ lục 2a): cho các mũi hấp thụ của nhóm hydroxyl ở 3384; nhóm C=O ở 1640; nhóm C-O ở 1110. Phổ HR-ESI-MS (phụ lục 2b) cho mũi ion phân tử giả với m/z: [M+NH4]+ = 506,3826 ứng với C30H52NO5 (lý thuyết 506,3845, sai lệch 1,9 mmass), giúp xác định CTPT của MS02 là C30H48O5. Phổ 13C-NMR kết hợp với DEPT (phụ lục 2b và 2c) của MS02 cho tín hiệu của 30 carbon, gồm: 1 carbon carbonyl, 2 carbon olefin, 3 carbon oxymethine, 5 carbon bậc bốn, 4 carbon methine, 9 carbon methylene, 6 carbon methyl. Sự hiện diện của 6 carbon methyl, trong đó có 1 carbon methyl ở δC 9,0 (C-29), 2 carbon olefin ở δC 131,7 (C-25), 126,2 (C-24) và 1 carbon carbonyl ở δC 180,5 (C-28) giúp xác định MS02 có khung sườn cycloart-24-en-28-oic acid và mang 3 nhóm hydroxyl [58, 59]. Dữ liệu phổ 1H-NMR (phụ lục 2e) cho tín hiệu cộng hưởng: 2 proton gem- methylene ở δH 0,84 (1H, d, J = 5,0 Hz, H-19a), 0,47 (1H, d, J = 5,0 Hz, H-19b) đặc trưng cho vòng cyclopropyl methylene của khung cycloartane; 3 proton oxymethine ở δH 3,58 (1H, brs, H-1), 4,54 (1H, dd, J = 5,0 và 12,0 Hz, H-3), 3,59 (1H, m, H-7); 1 proton olefin ở 5,12 (t, J = 7,0 Hz, H-24) 5 nhóm methyl bậc ba ở δH 1,05-1,18 và 1 nhóm methyl bậc hai ở δH 0,94 (3H, d, J = 6,0 Hz, H-21) giúp khẳng định lại MS02 là cycloart-24-en-28-oic acid mang 3 nhóm hydroxyl. Phổ HMBC (hình 4.2, phụ lục 2f) của MS02 cho thấy các tương tác giữa proton oxymethine ở δH 3,58 (H-1) với carbon oxymethine ở δC 71,2 (C-3) và carbon methine ở 37,4 (C-5); giữa proton oxymethine ở δH 4,54 (H-3) với carbon bậc bốn ở δC 55,5 (C-4) và carbon methine ở 37,4 (C-5); giữa proton oxymethine ở δH 3,59 (H-7) với carbon methine ở 37,4 (C-5) giúp xác định vị trí gắn của 3 nhóm hydroxyl lần lượt ở C-1, C-3, C-7. Ngoài ra, các vị trí gắn của 3 nhóm hydroxyl
14 cũng được xác nhận lại thông qua các tương quan trong phổ COSY (hình 4.2, phụ lục 2g): giữa các proton H-1 (δH 3,58), H-2a (δH 1,82), H-2b (δH 1,88) và proton H-3 (δH 4,54); giữa các proton H-5 (δH 2,78), H-6a (δH 1,17), H-6b (δH 1,45), H-7 (δH 3,59) và proton H-8 (δH 1,63). Phổ NOESY (hình 4.2, phụ lục 2h) của MS02 cho thấy sự tương quan giữa 2 proton cyclopropyl methylene H-19 với proton H-1; giữa proton H-5 với các proton H-3 và H-7, giúp xác định cấu hình của 3 nhóm hydroxyl ở C-1, C-3 và C- 7 lần lượt là α, β và β. Tóm lại dựa vào dữ liệu phổ IR, UV, HR-ESI-MS, 2D-NMR và so sánh với tài liệu [58,59], cấu trúc của MS02 được xác định là 1α,3β,7β- trihydroxycycloart-24-en-28-oic acid. Tra cứu trên cơ sở dữ liệu Scifinder (phụ lục 29a) cho phép xác định đây là hợp chất mới và được đặt tên là markhacanasin A. Hình 4.2: Các tƣơng tác COSY, HMBC, NOESY chính của hợp chất MS02 Hình 4.3: Cấu trúc của hợp chất MS02
15 4.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập đƣợc 4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn cao từ lá thiết đinh Cà Ná được trình bày ở bảng 4.2 Bảng 4.2. Phần trăm (%) gây độc tế bào của các phân đoạn cao từ lá thiết đinh Cà Ná ở nồng độ thử là 100 µg/mL Dòng tế bào STT Mẫu MCF-7 HeLa Hep G2 1 MSH 72,11 ± 1,96 52,60 ± 1,20 49,64 ± 2,27 2 MSH.I 19,95 ± 4,26 0,78 ± 4,78 2,00 ± 0,49 3 MSH.II 55,81 ± 2,16 35,49 ± 1,86 39,34 ± 1,73 4 MSH.III 86,84 ± 2,78 95,03 ± 0,79 92,71 ± 0,99 5 MSH.IV 95,83 ± 0,64 95,59 ± 1,62 90,91 ± 1,13 6 MSH.V 79,00 ± 0,06 92,75 ± 1,83 61,89 ± 2,13 7 MSE 28,98±4,00 6,72 ± 2,99 13,57 ± 6,22 8 MSE.I 35,57 ± 1,79 13,61 ± 2,48 23,65 ± 4,96 9 MSE.II 60,29 ± 1,94 37,48 ± 3,52 46,13 ± 1,78 10 MSE.III 41,36 ± 4,16 6,08 ± 2,21 12,50 ± 3,24 11 MSE.IV 21,67 ± 4,74 1,92 ± 1,01 -9,57 ± 4,30 12 MSE.V 5,98 ± 6,27 -7,33 ± 1,26 -7,88 ± 5,41 13 Camptothecin 51.85 ± 1.32 65.08 ± 2.59 51.85 ± 0.32 Kết quả cho thấy các phân đoạn MSH.IV, có hoạt tính gây độc trên 3 dòng tế bào ung thư vú MCF-7, HeLa, Hep G2 ở nồng độ 100 µg/mL cao nhất với phần trăm gây độc tế bào lần lượt là 95,83 ± 0,64%, 95,59 ± 1,62%, 90,91 ± 1,13% Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn cao từ lá quao Bình Châu được trình bày ở bảng 4.3
16 Bảng 4.3. Phần trăm (%) gây độc tế bào của các phân đoạn cao từ lá quao Bình Châu ở nồng độ thử là 100 µg/mL Dòng tế bào STT Mẫu MCF-7 HeLa Hep G2 1 SBH.I 12,92 ± 4,62 10,77 ± 0,45 0,71 ± 4,98 2 SBH.II 34,48 ± 3,22 12,91 ± 2,46 17,63 ± 5,64 3 SBH.III 44,41 ± 0,85 19,64 ± 0,94 20,14 ± 4,48 4 SBH.IV 41,94 ± 3,19 24,30 ± 1,19 17,37 ± 4,05 5 SBH.V 29,12 ± 3,15 18,83 ± 2,87 -3,02 ± 3,88 6 SBE.I 68,51 ± 1,71 56,31 ± 3,52 33,37 ± 3,39 7 SBE.II 60,56 ± 1,07 83,26 ± 5,56 53,79 ± 1,20 8 SBE.III 44,09 ± 1,47 44,57 ± 3,83 44,07 ± 0,61 9 SBE.IV 32,55 ± 5,50 35,89 ± 1,89 14,72 ± 8,33 10 SBE.V 1,31 ± 6,09 -4,97 ± 6,57 -12,43 ± 2,03 13 Camptothecin* 51.85 ± 1.32 65.08 ± 2.59 51.85 ± 0.32 *nồng độ thử là 0,01 µg/mL đối với dòng MCF-7 và 0,07 µg/mL đối với dòng HepG2, 1,00 µg/mL đối với HeLa Kết quả cho thấy phân đoạn SBE.II, có hoạt tính gây độc trên 3 dòng tế bào ung thư vú MCF-7, HeLa, Hep G2 ở nồng độ 100 µg/mL khá cao với phần trăm gây độc tế bào lần lượt là 60,56 ± 1,07%, 83,26 ± 5,56%, 53,79 ± 1,20%. Kết quả thử hoạt gây độc tế bào của một số hợp chất được phân lập từ cây thiết đinh Cà Ná được trình bày ở Bảng 4.4. và 4.5. Bảng 4.4. Phần trăm (%) kết quả hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất ở nồng độ thử là 100 µg/mL Dòng tế bào STT Mẫu MCF-7 HeLa Hep G2 NCI-H460 Jurkat 1 MS02* 92,72 ± 0,11 85,92 ± 3,99 91,25 ± 1,91 94,52 ± 1,67 91,84 ± 1,21
17 2 MS03 29,58 ± 3,06 6,66 ± 2,08 10,31 ± 1,59 -1,10 ± 3,13 21,54±3,78 3 MS04 5,06 ± 2,03 - - - - 4 MS05 72,16±0,34 - - - - 5 MS07 27,67 ± 1,57 86,36±3,69 29,50 ± 1,84 - - 6 MS08 43,38 ± 2,11 26,19 ± 1,25 5,57 ± 1,02 - - 7 MS10 71,39 ± 0,09 - 71,20 ± 2,46 - - 8 MS13 77,41 ± 0,82 - - - - 9 MS14 5,06 ± 2,03 - - - - 10 MS16 75,08 ± 2,81 63,72 ± 1,74 66,76 ± 1,68 - - 11 MS17 19,69 ± 3,18 12,76 ± 2,36 -4,43 ± 3,21 - - - Không thử nghiệm * Nồng độ 50 µg/mL Kết quả cho thấy các hợp chất MS03, MS04, MS08, MS17 không thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư ở nồng độ 100 µg/mL. Các hợp chất MS05, MS07 chỉ thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên 1 dòng tế bào ung thư. Hai hợp chất MS02 và MS16 thể hiện hoạt tính gây độc tế bào cao trên các dòng tế bào ung thư. Đặc biệt MS02 thể hiện hoạt tính cao trên 5 dòng tế bào ở nồng độ 50 µg/mL. Bảng 4.5. Giá trị IC50 của một số hợp chất trên các dòng tế bào ung thư Dòng tế bào (IC50, µg/ml) STT Mẫu MCF-7 HeLa Hep G2 NCI-H460 Jurkat 16,51 ± 29,55 ± 25,26 ± 24,21 ± 14,72 ± 1 MS02 0,22 1,64 1,06 0,38 0,38 53,38 ± 2 MS05 - - - - 0,56 61,88 ± 3 MS13 - - - - 0,90
18 48,51 ± 63,30 ± 57,94 ± 4 MS16 - - 1,78 0,27 4,82 0,005 ± 0,089 ± 0,079 ± 0,003 ± 0,005 ± 5 Camptothecin 0,001 0,088 0,023 0,000 0,001 Kết quả cho thấy MS02 thể hiện hoạt tính ức chế các dòng tế bào ung thư tốt với giá trị IC50 từ 14 -28 µg/mL. 4.3.2. Hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase Kết quả thử hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các phân đoạn cao từ lá thiết đinh Cà Ná được trình bày ở bảng 4.6 Bảng 4.6. Kết quả hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các phân đoạn từ lá thiết đinh Cà Ná STT Mẫu IC50 (µg/mL) 1 MSHI 527,530 2 MSHII - 3 MSHIII 141,785 4 MSHIV 145,908 5 MSHV - 6 MSEI - 7 MSEII 71,436 8 MSEIII 51,339 9 MSEIV 93,333 10 MSEV 70,909 Kết quả thử hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của một số hợp chất được phân lập từ cây thiết đinh Cà Ná được trình bày ở bảng 4.7. Bảng 4.7. Kết quả hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các hợp chất STT Mẫu IC50 (µg/mL) 1 MS09 -