Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây bon bo (alpinia blepharocalyx k schum) và cây cát sâm (millettia speciosa champ ) ở việt nam

ÁMF BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY BON BO (Alpinia blepharocalyx K Schum) VÀ CÂY CÁT SÂM (Millettia speciosa Champ) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Vinh - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY BON BO (Alpinia blepharocalyx K Schum) VÀ CÂY CÁT SÂM (Millettia speciosa Champ) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ Mã số: 9440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGUYỄN THỊ HƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS TRẦN ĐÌNH THẮNG PGS TS NGƠHỌC XNVÀ LƢƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH2.PHẦN HĨA TRẦN ĐÌNH THẮNG PGS TS NGƠ XN LƢƠNG LỜI CAM ĐOAN Vinh – 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng Tất số liệu, kết thu đƣợc nêu luận án trung thực chƣa đƣợc tác giả khác cơng bố cơng trình Vinh, ngày tháng năm 2022 Ký tên Nguyễn Thị Hƣờng i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS TS Trần Đình Thắng, PGS TS Ngơ Xn Lƣơng ngƣời thầy giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất, giúp tơi bƣớc q trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn PGS TS Lê Đức Giang, PGS TS Nguyễn Hoa Du, TS Lê Xuân Đức, Trƣờng Đại học Vinh, tạo điều kiện thuận lợi, động viên tơi q trình làm luận án Tơi bày tỏ lịng biết ơn TS Nguyễn Quốc Bình, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp thu mẫu định danh Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Vinh, Phịng Đào tạo Sau đại học tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tơi xin cám ơn Trƣờng Đại học Hồng Đức - Thanh Hóa, đồng nghiệp, học viên cao học, sinh viên, gia đình ngƣời thân động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận án Vinh, ngày tháng năm 2022 Nguyễn Thị Hƣờng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC iii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1-TỔNGQUAN .3 1.1 Cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K Schum) .3 1.1.1 Đặc điểm thực vật Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 1.1.2 Thành phần hoá học Bon bo (Alpinia blepharocalyx K Schum) 1.1.2.1 Các hợp chất terpenoid .4 1.1.2.2 Các hợp chất phenolic thuộc nhóm diarylheptanoid 1.1.2.3 Các flavonoid hợp chất phenolic khác .10 1.1.3 Hoạt tính sinh học Bon bo 12 1.2 Cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ) .13 1.2.1 Đặc điểm thực vật (Millettia speciosa) .13 1.2.2 Thành phần hóa học Cát sâm 14 1.2.2.1 Các alkaloid .15 1.2.2.2 Flavonoid polyphenol 15 1.2.2.3 Coumarin lignan 17 1.2.2.4 Terpenoid steroid 17 1.2.2.5 Acid hữu .20 1.2.2.6 Rotenoid 21 1.2.3 Hoạt tính sinh học Cát sâm 22 CHƢƠNG 2- PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 27 2.1 Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 27 2.1.2 Phƣơng pháp xử lý mẫu thực vật phƣơng pháp chiết .28 2.1.3 Các phƣơng pháp phân lập 28 2.1.4 Các phƣơng pháp phổ xác định cấu trúc hợp chất 28 2.2 Thiết bị, dụng cụ hoá chất .28 2.2.1 Dụng cụ, thiết bị 28 2.2.2 Hoá chất .29 2.3 Nghiên cứu phân lập hợp chất từ hạt Bon bo (A blepharocalyx ) 29 2.3.1 Chiết, phân lập hợp chất từ hạt Bon bo 29 iii 2.3.2 Dữ kiện phổ chất phân lập từ hạt Bon bo (A blepharocalyx) 30 2.3.2.1 Hợp chất AS1 - Flavokawain A 30 2.3.2.2 Hợp chất AS2 - 2', 6'-dihydroxy-4'-methoxychalcone 30 2.3.2.3 Hợp chất AS3 - Nevadensin 31 2.3.2.4 Hợp chất AS4 - Apigenin 31 2.3.2.5 Hợp chất AS5 - Apigetrin 31 2.3.2.6 Hợp chất AS6 - Luteoloside .31 2.3.2.7 Hợp chất AS7 - Rutin .32 2.3.2.8 Hợp chất AS8 - Polydatin 32 2.3.2.9 Hợp chất AS9 - Luteolin-4’-yl O-β-D-glucopyranoside 32 2.4 Nghiên cứu phân lập hợp chất từ rễ Bon bo (A blepharocalyx ) 34 2.4.1 Chiết, phân lập hợp chất từ rễ Bon bo 34 2.4.2 Một số kiện phổ chất hữu đƣợc phân lập từ rễ Bon bo 35 2.4.2.1 Hợp chất AR1 - 4-hydroxy-2-methoxy-phenyl 1-O-β-D-[3''-O-(4'-hydroxy-3' – methoxy-benzoyl)]-glucopyranoside .35 2.4.2.2 Hợp chất AR2 - Desmethoxyyangonin .35 2.4.2.3 Hợp chất AR3 - Resveratrol .35 2.4.2.4 Hợp chất AR4- Zerumbone 6,01 ppm (1H, d, J =12,5 Hz) .36 2.4.2.5 Hợp chất AR5 - Bisdemethoxycurcumin 36 2.4.2.6 Hợp chất AR6 - Demethoxycurcumin .36 2.4.2.7 Hợp chất AR7 – Quercetin .36 2.5 Nghiên cứu phân lập hợp chất từ rễ Cát sâm (Millettia speciosa) 38 2.5.1 Chiết, phân lập hợp chất từ rễ Cát sâm 38 2.5.2 Dữ kiện phổ chất từ rễ Cát sâm 39 2.5.2.1 Hợp chất MS1 - Friedelin .39 2.5.2.2 Hợp chất MS2 - -Sitosterol 40 2.5.2.3 Hợp chất MS3 - Ursolic acid 40 2.5.2.4 Hợp chất MS4 - Rotundic acid .41 2.5.2.5 Hợp chất MS5 - Uvaol 41 2.5.2.6 Hợp chất MS6 - Pterocarpin 41 2.5.2.7 Hợp chất MS7 - Pedunculoside .42 2.5.2.8 Hợp chất MS8 - 3-acetyl morolic acid 42 iv 2.5.2.9 Hợp chất MS9 - Syringin (sinapyl alcohol 4-yl O-β-D-glucopyranoside) 42 2.5.2.10 Hợp chất MS10 - Daidzin (daidzein-7-yl O--D-glucopyranoside) 43 2.5.2.11 Hợp chất MS11 - Rutin 43 2.5.2.12 Hợp chất MS12 - Gypenoside XVII .43 2.5.2.13 Hợp chất MS13 - Betulinic acid 44 2.5.2.14 Hợp chất MS14 - Daucosterol .45 2.6 Phƣơng pháp thử hoạt tính sinh học .49 2.6.1 Thử hoạt tính ức chế sản sinh NO in vitro hợp chất phân lập đƣợc 49 2.6.2 Thử nghiệm sinh học in vitro ức chế enzyme α-glucosidase ức chế enzyme acetylcholinesterase 49 2.6.3 Nghiên cứu docking phân tử để chống ức chế α-glucosidase .50 2.6.4 Phân tích thống kê .51 CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Hạt Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 52 3.1.1 Phân lập hợp chất 52 3.1.2 Xác định cấu trúc hợp chất phân lập từ hạt Bon bo 52 3.1.2.1 Hợp chất AS1 - Flavokawain A .52 3.1.2.2 Hợp chất AS2 - 2',6'-dihydroxy-4'-methoxychalcone 54 3.1.2.3 Hợp chất AS3 - Nevadensin 55 3.1.2.4 Hợp chất AS4 - Apigenin 56 3.1.2.5 Hợp chất AS5 - Apigetrin 58 3.1.2.6 Hợp chất AS6 - Luteoloside 59 3.1.2.7 Hợp chất AS7 – Rutin (Xem MS11) 61 3.1.2.8 Hợp chất AS8 - Polydatin 61 3.1.2.9 Hợp chất AS9 - Luteolin- 4’-yl O-β-glucopyranoside 62 3.2 Thân rễ Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 64 3.2.1 Các hợp chất đƣợc phân lập từ thân rễ Bon bo 64 3.2.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất đƣợc phân lập từ thân rễ Bon bo 64 3.2.2.1 Hợp chất AR1- 4-hydroxy-2-methoxy-phenyl 1-O-D-[3''-O-(4'-hydroxy-3'-methoxybenzoyl)]-glucopyranoside 64 3.2.2.2 Hợp chất AR2 - Desmethoxyyangonin .66 3.2.2.3 Hợp chất AR3 - Resveratrol .66 3.2.2.4 Hợp chất AR4 - Zerumbone 67 3.2.2.5 Hợp chất AR5- Bisdemethoxycurcumin 68 v 3.2.2.6 Hợp chất AR6 - Demethoxycurcumin 70 3.2.2.7 Hợp chất AR7 - Quercetin .71 3.3 Nghiên cứu phân lập hợp chất từ rễ Cát sâm (Millettia speciosa) 72 3.3.1 Phân lập hợp chất từ rễ Cát sâm .72 3.3.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất từ Rễ Cát sâm 73 3.3.2.1 Hợp chất MS1 - Friedelin 73 3.3.2.2 Hợp chất MS2 - -Sitosterol 74 3.3.2.3 Hợp chất MS3 - Ursolic acid (lần phân lập đƣợc từ Cát sâm) 76 3.3.2.4 Hợp chất MS4 - Rotundic acid 77 3.3.2.5 Hợp chất MS5 – Uvaol (lần đƣợc phân lập từ Cát sâm) .79 3.3.2.6 Hợp chất MS6 - Pterocarpin (lần phân lập đƣợc từ Cát sâm) 81 3.3.2.7 Hợp chất MS7 - Pedunculoside .83 3.3.2.8 Hợp chất MS8 - 3-acetyl morolic acid 85 3.3.2.9 Hợp chất MS9 - Syringin (sinapyl alcohol 4-O-glucoside) .86 3.3.2.10 Hợp chất MS10 - Daidzin (daidzein-7-yl O--D-glucopyranoside) .88 3.3.2.11 Hợp chất MS11 - Rutin 89 3.3.2.12 Hợp chất MS12 - Gypenoside XVII (lần phân lập đƣợc từ Cát sâm) 90 3.3.2.13 Hợp chất MS13 - Betulinic acid 93 3.3.2.14 Hợp chất MS14 - Daucosterol .94 3.4 Thử hoạt tính sinh học 97 3.4.1 Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ rễ Alpinia blepharocalyx K Schum.97 3.4.2 Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ Millettia speciosa 97 3.4.2.1 Ức chế sản sinh NO 97 3.4.2.2 Ức chế enzyme α-glucosidase 99 3.4.2.3 Ức chế enzyme acetylcholinesterase 101 3.4.3 Nghiên cứu docking phân tử khả ức chế enzyme α-glucosidase .101 3.4.4 Thảo luận 105 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ HẠT CÂY BON BO 108 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ THÂN RỄ CÂY BON BO 109 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ THÂN RỄ CÂY CÁT SÂM 110 KẾT LUẬN 112 DANH MỤC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHỤ LỤC PL-1 vi DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Các hợp chất diarylheptanoid phân lập từ A blepharocalyx Bảng 1.2: Các hợp chất flavonoid phenolic khác phân lập từ A blepharocalyx .11 Bảng 1.3: Hoạt tính sinh học chất phân lập đƣợc từ Cát sâm (Millettia speciosa) 24 Bảng 3.1: Các hợp chất đƣợc tách từ hạt Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 52 Bảng 3.2: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AS1 53 Bảng 3.3: Dữ liệu phổ NMR AS2 54 Bảng 3.4: Dữ liệu phổ NMR AS3 56 Bảng 3.5: Dữ liệu phổ NMR AS4 57 Bảng 3.6: Dữ liệu phổ NMR AS5 58 Bảng 3.7: Dữ liệu phổ NMR AS6 60 Bảng 3.8: Dữ liệu phổ NMR AS8 62 Bảng 3.9: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AS9 63 Bảng 3.10: Các hợp chất đƣợc tách từ thân rễ Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 64 Bảng 3.11: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AR1 65 Bảng 3.12: Dữ liệu phổ NMR AR2 .66 Bảng 3.13: Dữ liệu phổ NMR AR3 .67 Bảng 3.14: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AR4 .68 Bảng 3.15: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AR5 69 Bảng 3.16: Dữ liệu phổ NMR hợp chất AR6 70 Bảng 3.17: Dữ liệu phổ NMR AR7 .71 Bảng 3.18: Các hợp chất đƣợc tách từ thân rễ Cát sâm (Milletia speciosa) 72 Bảng 3.19: Dữ liệu phổ NMR MS1 .74 Bảng 3.20: Dữ liệu phổ NMR MS2 .75 Bảng 3.21: Dữ liệu phổ NMR MS3 77 Bảng 3.22: Dữ liệu phổ NMR MS4 .78 Bảng 3.23: Dữ liệu phổ NMR MS5 .80 Bảng 3.24: Dữ liệu phổ NMR MS6 .82 Bảng 3.25: Dữ liệu phổ NMR MS7 .83 Bảng 3.26: Dữ liệu phổ NMR MS8 .85 Bảng 3.27: Dữ liệu phổ NMR MS9 .87 Bảng 3.28: Dữ liệu phổ NMR MS10 88 vii Bảng 3.29: Dữ liệu phổ NMR MS11 90 Bảng 3.30: Dữ liệu phổ NMR MS12 92 Bảng 3.31: Dữ liệu phổ NMR MS13 94 Bảng 3.32: Dữ liệu phổ NMR MS14 95 Bảng 3.33: Hoạt tính kháng viêm hợp chất phân lập từ rễ loài A blepharocalyx 97 Bảng 3.34: Hoạt tính ức chế sản sinh NO hợp chất phân lập từ Millettia speciosa 98 Bảng 3.35: Kết đánh giá hoạt tính (IC50) ức chế enzyme α-glucosidase hợp chất phân lập từ Millettia speciosa 100 Bảng 3.36: Sự ức chế enzyme α-glucosidase hợp chất phân lập từ Millettia speciosa .100 Bảng 3.37: Nồng độ ức chế nửa tối đa (IC50) ức chế enzyme AchE hợp chất phân lập từ Millettia speciose .101 Bảng 3.38: Tƣơng tác hợp chất mô docking phân tử 103 viii Phụ lục 25.10: Phổ HMBC chất gypenoside XVII – (MS12) Phụ lục 25.11: Phổ HMBC chất gypenoside XVII – (MS12) PL - 94 Phụ lục 25.12: Phổ HMBC chất gypenoside XVII – (MS12) Phụ lục 25.13: Phổ HMBC chất gypenoside XVII – (MS12) PL - 95 Phụ lục 25.14: Phổ HMBC chất gypenoside XVII – (MS12) Phụ lục 25.15: Phổ HSQC chất gypenoside XVII – (MS12) PL - 96 Phụ lục 25.16: Phổ HSQC chất gypenoside XVII – (MS12) Phụ lục 25.17: Phổ HSQC chất gypenoside XVII – (MS12) PL - 97 Phụ lục 25.18: Phổ HSQC chất gypenoside XVII – (MS12) 26, Phụ lục hợp chất betulinic acid - (MS13) Phụ lục 26.1: Phổ 1H-NMR chất betulinic acid - (MS13) PL - 98 Phụ lục 26.2: Phổ 1H-NMR chất betulinic acid - (MS13) Phụ lục 26.3: Phổ 1H-NMR chất betulinic acid - (MS13) PL - 99 Phụ lục 26.4: Phổ 13C-NMR chất betulinic acid - (MS13) Phụ lục 26.5: Phổ 13C-NMR chất betulinic acid - (MS13) PL - 100 Phụ lục 26.6: Phổ DEPT chất betulinic acid - (MS13) Phụ lục 26.8: Phổ HMBC chất betulinic acid - (MS13) PL - 101 Phụ lục 26.9: Phổ HSQC chất betulinic acid - (MS13) 27, Phụ lục hợp chất daucosterol - (MS14) PL - 102 Phụ lục 27.1: Phổ 1H-NMR hợp chất daucosterol - (MS14) Phụ lục 27.2: Phổ 13C-NMR hợp chất daucosterol - (MS14) Phụ lục 27.3: Phổ DEPT hợp chất daucosterol - (MS14) PL - 103 Phụ lục 27.4: Phổ HMBC hợp chất daucosterol - (MS14) Phụ lục 27.5: Phổ HSQC hợp chất daucosterol - (MS14) PL - 104