Luận án nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của loài thông nàng (dacrycarpus imbricatus) và pơ mu (fokienia hodginsii)

MỞ ĐẦU Sự phát triển công nghiệp làm cho chất lượng sống người ngày nâng cao, mặt trái thảm họa môi trường ngày nhiều Cùng với đó, việc lạm dụng hóa chất độc hại sản xuất nông nghiệp, công nghiệp kháng thuốc, biến dị vi khuẩn, virus xem nguyên nhân gây chứng bệnh nguy hiểm cho người HIV/AIDS, tim mạch, ung thư, tiểu đường, viêm đường hô hấp cấp SARS, hay gần loại cúm virus … Trước thay đổi tiêu cực ấy, nhiệm vụ cấp thiết đặt cho nhà khoa học phải tìm loại thuốc chữa bệnh có tác dụng chọn lọc, hiệu cao, giá thành rẻ điều trị bệnh hiểm nghèo Trong trình nghiên cứu, nhà khoa học nhận theo tự nhiên xu hướng tất yếu để người tồn thích nghi tốt với tự nhiên Và đường hiệu nghiên cứu tìm chất có cấu trúc mới, có hoạt tính tiềm từ hợp chất thiên nhiên để phát triển thành thuốc chữa bệnh cho người, gia súc trồng Nguyên nhân trải qua hàng triệu năm tiến hóa, hợp chất thiên nhiên có khả tương thích dễ dàng, tương đối phù hợp với thể sống, độc đặc biệt thân thiện với môi trường Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình nên có thảm thực vật vơ đa dạng phong phú với khoảng 12.000 loài, có 309 họ gồm 4.000 lồi dùng để làm thuốc Đây nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá Mặc dù có nhiều loại thảo dược sử dụng để làm thuốc chữa bệnh cho người, gia súc trồng, nhiên hiệu kinh tế hạn chế việc khai thác sử dụng dựa vào kinh nghiệm dân gian Chi Dacrycarpus thuộc họ Podocarpaceae, họ có khoảng 20 chi cơng nhận với khoảng 173 lồi, phân bố bắc Miến Điện, phía Nam Trung Quốc, Lào, Việt Nam đến Fiji New Zealand, với đa dạng lớn New Guinea Kết nghiên cứu số loài thuộc chi Dacrycarpus phát nhiều hợp chất có cấu trúc hóa học hoạt tính sinh học lý thú cyanidin 3-glucoside có tác dụng ức chế mạnh tăng trưởng tế bào HS578T, delphinidin-3-glucoside có khả làm chậm q trình tụ máu hay totarol có khả kháng khuẩn cao, chống lại vi khuẩn gram dương, ngăn ngừa tổn thương tế bào thần kinh, cải thiện tình trạng thiếu máu não cục bộ, kháng ung thư Chi Fokienia thuộc họ Hoàng đàn hay họ Bách phân bố từ miền Đông Nam Trung Quốc (các tỉnh Chiết Giang, Quý Châu, Vân Nam Phúc Kiến) tới miền Bắc Việt Nam Pơ mu loài gỗ quý mùi thơm đặc trưng, vân gỗ đẹp sử dụng làm đồ nội thất, tinh dầu chưng cất dùng hóa mĩ phẩm dược liệu Cũng từ loài Trung Quốc nhà khoa học phát số hợp chất kháng ung thư tốt, lồi Việt Nam chưa nghiên cứu sâu thành phần hóa học hoạt tính sinh học Dựa sở khoa học chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học lồi thơng nàng (Dacrycarpus imbricatus) Pơ mu (Fokienia hodginsii)” Mục tiêu luận án: - Nghiên cứu thành phần hóa học lồi thơng nàng (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub) loài Pơ mu (Fokienia hodginsii (Dunn) A Henry et Thomas) - Thử nghiệm hoạt tính sinh học chất tách Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm thực vật tình hình nghiên cứu chi Dacrycarpus, họ Podocarpaceae 1.1.1 Đặc điểm thực vật chi Dacrycarpus Chi Dacrycarpus thuộc họ Podocarpaceae, họ có khoảng 20 chi cơng nhận với khoảng 173 loài Chi Dacrycarpus gồm loại bụi gỗ, chiều cao từ 55-60 m Vỏ cứng, màu nâu sẫm đen đơi có màu xám Trên bề mặt vỏ thơ có nốt sần, phần giác gỗ màu hồng nhạt nâu đỏ, xơ có dạng hạt, già vỏ bị nứt thành mảnh nhỏ, dày nhiều loài bong thành mảnh dài, mỏng Lá cành cành chồi màu xanh, dẹt hình mác hay hình tam giác thu nhọn đầu Trên cành non bắt đầu phát triển hình mác hay hình lưỡi liềm áp sát vào cành trơng cành có lơng Nón phấn non lúc đầu hình trứng sau phát triển chúng trở nên thuôn dài Lá đài hạt phát triển chúng ôm vào hạt bao hạt, bề mặt thường có nốt sần Thơng thường chúng màu cam sau chuyển sang đỏ dần, số lồi có màu tím chuyển dần sang mầu nâu Hạt có dạng hình cầu đơi bầu dục có mầu thẫm [2, 3] Bảng 1.1 Các lồi loài thuộc chi Dacrycarpus [4] Dacrycarpus (Endl.) de Laub Dacrycarpus kawaii (Hayata) Gaussen Dacrycarpus imbricatus var imbricatus Dacrycarpus kinabaluensis (Wasscher) de (Blume) de Laub Laub Dacrycarpus compactus (Wasscher) de Laub Dacrycarpus leptophyllus (Wasscher) Gaussen Dacrycarpus cumingii (Parl.) de Laub Dacrycarpus papuana (Ridley) Gaussen Dacrycarpus steupii de Laub Dacrycarpus steupii (Wasscher) de Laub Dacrycarpus dacrydioides (A.Rich.) de Laub Dacrycarpus dacrydiifolius (Wasscher) Gaussen Dacrycarpus expansus (deLaubenfels) Dacrycarpus vieillardii (Parl.) de Laub Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub Dacrycarpus imbricatus var patulus de Laub Dacrycarpus imbricatus var curvulus (Miq.) de Laub Dacrycarpus imbricatusvar robustus de Laub Dacrycarpus cinctus (Pilg.) de Laub Các lồi thuộc chi Dcarycarpus chủ yếu phân bố phía bắc Myanma phía nam Trung Quốc, Lào, Việt Nam đến Fiji New Zealand, với đa dạng lớn New Guinea Chi Dacrycarpus theo nhiều tài liệu thống kê có khoảng 15 lồi loài Ở Việt Nam theo tài liệu [5] tìm thấy có lồi Dacrycarpus imbricatus 1.1.1.1 Đặc điểm thực vật lồi thơng nàng (Dacrycarpus imbricatus) Cây thơng nàng hay cịn gọi kim giao kết lợp, thông lông gà, bạch tùng mạy hương Tên khoa học Dacrycarpus imbricatus Ngành: Thông (Pynophyta) Lớp: Thông hạt trần (Pinopsida) Bộ: Thông, Tùng bách (Pinales) Họ: Kim Giao, thông tre (Podocarceae) Chi: Dacrycarpus Hình 1.1 Thơng nàng (Tiêu VNMN.B0000050010 BảoTàng Thiên Nhiên Việt Nam) Hình 1.2 Hình ảnh hoa, thơng nàng [5] Lồi D imbricatus chủ yếu phân bố Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia, Malaixia, Indonexia, Philippin, Papua New Ghine, nhiều đảo Thái Bình Dương Ở Việt Nam, loài phân bố rộng từ bắc đông bắc (Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Tun Quang, Lạng Sơn, Hịa Bình, Thanh Hóa) qua bắc Trường Sơn (Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình) trung Trường Sơn (Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam, Gia Lai) đến cuối nam Trường Sơn (Đắk Lắk, Lâm Đồng, Khánh Hịa, Ninh Thuận Đắk Nơng) Thơng nàng loại gỗ cao từ 30-50 m đường kính từ 1,2-2m có lớn hơn, tán rậm màu xanh đậm, hình vịm Lớp vỏ thân màu xám trắng, vỏ có nhựa đỏ, cành non cành khơng có mang hạt có dẹt xếp xịe mặt phẳng giống lông gà Hạt mọc chúc xuống, đế hạt cỡ mm, có mụn sần sùi, chín từ lục chuyển sang da cam, đỏ mọng sau chuyển thành nâu, mang từ 1-2 hạt hạt phát triển Hạt gần giống hình cầu nhẵn bóng, đường kính khoảng 4-5mm, chín màu đỏ chuyển sang màu nâu Thụ phấn từ tháng 1-tháng hạt chín từ tháng 9-tháng 11 Cây mọc vượt tán rừng tán rộng hay hỗn giao sườn núi đá có độ cao 300 - 2400 m, tái sinh tự nhiên hạt tốt Tăng cường đường kính chậm, gỗ nhẹ, đẹp, màu nâu nhạt [6, 7] 1.1.1.2 Đặc điểm thực vật loài Dacrycarpus dacrydioides D dacrydioides lồi đặc hữu Newzeland, phân bố phía Nam phía Bắc đảo Stewart Cây cao 50 m, đường kính 1,5 m, thân có rãnh, tán hình vương miện, vỏ màu xám đen phủ mắt lồi nhỏ, vảy hình trứng rộng vào dày 1-2 mm Các mang non cao khoảng 1-2 m Lá non già Hình 1.3 Cây chín Dacrycarpus dacrydioides [8] thường xuất Lá non xếp thành hai hàng, hẹp dần, nhọn, thuôn, 3-7 mm chiều dài × 0,5-1 mm chiều rộng Lá trưởng thành dài 1-2 mm, xếp đè lên nhau, áp vào cành cây, hình mác nhọn, rộng Nón phấn đế hoa dài cm, bào tử bao kín, đỉnh nhọn Chỉ có hạt cho hoa đế hoa đỏ mọng nước chín Hạt dài 4-5 mm, hình trứng, màu đen 1.1.1.3 Đặc điểm thực vật loài Dacrycarpus vieillardii Cây đạt chiều cao đến 25 m Vỏ cứng, có nhiều mảnh nhỏ phân tán, màu nâu sẫm chuyển thành màu xám, xơ có dạng hạt bên trongtùy theo độ tuổi Lá non mọc đối xếp thành hai dãy, 10 × mm lan rộng thu gọn dần đầu Lá trưởng thành hình kim, đơi khơng phẳng hai mặt, thẳng, lan rộng góc 300, dài 2-4 mm, rộng 0,4-0,6 mm dày 0,4-0,8 mm Phấn hoa hình nón, có số lượng nhỏ nhụy hoa nách, nhụy hoa có cành ngắn, tuyến tính, dài 7-12 mm đường kính mm Lá bào tử nhỏ hình tam giác, nón hạt vảy trùm kín từ đầu đến cuối dài 6-8 mm, đế hoa bao quanh từ 6-10 lớp dài từ 1-2 mm Hạt hình trứng hình cầu, màu tím Hình 1.4 Lá Dacrycarpus vieillardii [9] 1.1.2 Sử dụng y học cổ truyền Trong 19 lồi lồi Việt Nam đến biết có lồi Dacrycarpus imbricatus Theo y học cổ truyền thơng nàng có vị nhạt chát, tính bình, có tác dụng tán nhiệt tiêu thũng, sát trùng, dương Có thể dùng trị cảm mạo bệnh ngồi da [10] Bồ hóng thu từ q trình đốt tâm gỗ lồi Dacrycarpus dacrydioides sử dụng để xăm theo truyền thống người địa Ngoài vỏ loài Dacrycarpus dacrydioides dùng mỹ phẩm hỗn hợp kem dưỡng da chữa vết bầm tím, nước sắc dùng để chữa bệnh da Nước sắc dùng để chữa bệnh tiết niệu 1.1.3 Thành phần hóa học hoạt tính sinh học chi Dacrycarpus 1.1.3.1 Lớp chất diterpene Từ phần gỗ loài Dacrycarpus vieillardi nhà khoa học phát ba diterpene sau: 19-oxototarol (1), totarol (2) 19–hydroxyl totarol (3) Totarol (2) chất có hoạt tính cao, xuất nhiều lồi hạt trần với khả chống mục nát tốt Nhiều nghiên cứu totarol có khả kháng khuẩn cao, khả chống lại vi khuẩn gram dương, ngăn ngừa tổn thương tế bào thần kinh, cải thiện tình trạng thiếu máu não cục với trị số IC 50 từ 5,44-6,98 µM [11-13] Năm 1983 Richard C Cambie nghiên cứu loài Dacrycarpus imbricatus thu hái đảo Fiji (một quốc đảo thuộc châu Đại dương) phát lồi có chứa diterpene totarol (2) acid lambertic (4) [14, 15] Năm 2002 Angela Bernabeu cộng phân lập diterpene totarol (2) chất chống oxy hóa mạnh chất kháng khuẩn từ Podocarpus spp Mặc dù chế hoạt động phân tử kị nước chưa hiểu rõ nghiên cứu từ phịng thí nghiệm họ cho thấy tương tác với màng tế bào Vị trí totarol màng tế bào tương tác với thành phần màng quan tâm nghiên cứu Dựa vào phương pháp cộng hưởng từ 13 C-NMR phương pháp nghiên cứu khác họ totarol nằm khu vực phía màng tế bào với nhóm hydroxyl nằm vùng lân cận nguyên tử carbon C-3/4 chuỗi acyl phospholipid gần vuông góc với trục chuỗi acyl phospholipid Vị trí totarol màng ảnh hưởng tới toàn vẹn chức màng tế bào giải thích cho khả kháng khuẩn [16] Năm 2013 Elizabeth Jane Zammit cộng thử nghiệm khả gây độc dòng tế bào ung thư người theo phương pháp MTT Kết thu cho thấy, totarol có hoạt tính gây độc tế bào tế bào ung thư in vitro với giá trị IC50 từ 161,73-331,63 µM [17] 1.1.3.2 Lớp chất flavonoid glucoside Theo khảo sát J B Lowry vào năm 1972, podocarpin B (5) tìm thấy phần đế hoa mẫu lấy Malaysia [18] Năm 1983 từ thơng trắng New Zealand có tên khoa học Dacrycarpus dacrydioides Kenneth R cộng phân lập số flavonoid glycoside (6, 7, 8) Bảng 1.2 Một số chất flavonoid glucoside tách từ loài D dacrydioides Tricetin-3',5'-di-O-β-glucopyranoside 3-O-methyl myricetin-3'-O-β-xylopyranoside 3-O-methyl myricetin-7-O-α-rhamnopyranoside 3-O-methyl-quercetin-7-O-α-rhamnopyranoside 10 3-O-methyl myricetin-7-O-α-rhamnopyranoside-3’-O-β–xylopyranoside 11 3-O-methyl-quercetin-3’-O-β-xylopyranoside 12 3-O-methyl-quercetin-7-O-α-rhamnopyranoside-3’-O-β-xylopyranoside 13 3,4-di-O-methylmyricetin-7-O-α-rhamnopyranoside-3’-O-β-xylopyranoside 14 3,4'-di-O-methyl myricetin-3'-O-β-xylopyranoside Bảng 1.3 Một số hợp chất flavonoid glucoside hạt đế hoa loài D dacrydioides 15 cyanindin-3-glucose 16 pelargonidin-3-glucose 17 peonidin-3-glucose 18 delphinidin-3-glucose Ngoài ra, loài Dacrycarpus kinabaluesis (Wasscher) de Laub thu hái Sabah (Malaysia) phát cyanindin-3-glucose (15), delphinidin-3-glucose (18) mẫu hạt, pelargonidin-3-glucose (16), cyanidin-3-glucose (15), peonidin-3glucose (17), delphinidin-3-glucose (18) cành non [19] Theo Somerset Johannot nghiên cứu xuất năm 2008, nguồn thực phẩm cung cấp anthocyanin cho người Úc việt quất, anh đào 10 Phổ giãn 13C-NMR Totarolone Phổ HSQC Totarolone 199 Phổ giãn HSQC Totarolone Phụ lục phổ 16: Các phổ 3β-hydroxytotarol (chất 93) FHH16.3 Phổ 1H-NMR 3β-hydroxytotarol 200 Phổ giãn 1H-NMR 3β-hydroxytotarol Phổ giãn 1H-NMR 3β-hydroxytotarol 201 Phổ 13C-NMR 3β-hydroxytotarol Phổ giãn 13C-NMR 3β-hydroxytotarol 202 Phổ DEPT 3β-hydroxytotarol Phổ DEPT 3β-hydroxytotarol 203 Phụ lục phổ 17: Các phổ Drummondol (chất 94) FHE9.6 100 95 886.20cm -1 90 581.13cm-1 941.25cm -1 85 842.18cm-1 1454.51cm-1 458.18cm-1 80 %T 811.84cm-1 684.44cm-1 1378.14cm-1 75 2855.6cm-1 760.81cm-1 70 976.97cm-1 1242.15cm-1 2878.38cm-1 65 2965.1cm-1 60 1041.07cm-1 1001.12cm-1 3416.89cm-1 1144.42cm-1 1061.4cm-1 1714.53cm-1 2930.32cm-1 55 1121.6cm-1 50 47 4000 3500 3000 2500 2000 1500 cm-1 Phổ IR Drummondol Phổ 1H-NMR Drummondol 204 1000 500 450 Phổ giãn 1H-NMR Drummondol Phổ giãn 1H-NMR Drummondol 205 Phổ 13C-NMR Drummondol Phổ giãn 13C-NMR Drummondol 206 Phổ HSQC Drummondol Phổ giãn HSQC Drummondol 207 Phụ lục 18: Các phổ Vomifoliol (chất 95) FHE 8.2 100 98 96 592.09cm-1 1178.2cm-1 840.06cm-1 94 1125.27cm-1 873.63cm-1 92 1711cm -1 %T 913.4cm-1 90 942cm-1 2871cm-1 1439.3cm-1 88 1308.7cm-1 86 978.24cm-1 1059.61cm-1 1372.77cm-1 3398.75cm-1 2967.73cm-1 84 2933cm-1 1252.8cm-1 1656.77cm-1 82 80 79 4000 3500 3000 2500 2000 1278.70cm-1 1500 cm-1 Phổ IR Vomifoliol Phổ 1H-NMR Vomifoliol 208 1027.8cm-1 1000 500 450 Phổ giãn 1H-NMR Vomifoliol Phổ giãn 1H-NMR Vomifoliol 209 Phổ 13C-NMR Vomifoliol Phổ giãn 13C-NMR Vomifoliol 210 Phổ giãn 13C-NMR Vomifoliol Phổ HSQC Vomifoliol 211 Phổ giãn HSQC Vomifoliol Phổ giãn HSQC Vomifoliol 212 213 ... tài ? ?Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học lồi thơng nàng (Dacrycarpus imbricatus) Pơ mu (Fokienia hodginsii)? ?? Mục tiêu luận án: - Nghiên cứu thành phần hóa học lồi thơng nàng (Dacrycarpus. .. rễ Pơ mu dùng nhiều hóa mỹ phẩm y học Tinh dầu có khả chống mu? ??i 1.2.5 Thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi Fokienia hodginsii Nghiên cứu trước loài chủ yếu tập trung vào thành phần hóa học. .. cất dùng hóa mĩ phẩm dược liệu Cũng từ lồi Trung Quốc nhà khoa học phát số hợp chất kháng ung thư tốt, lồi Việt Nam chưa nghiên cứu sâu thành phần hóa học hoạt tính sinh học Dựa sở khoa học chúng