Nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát một số hoạt tính sinh học của loài lycopodiella cernua và kadsura coccinea ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI LYCOPODIELLA CERNUA (L.) PIC SERM VÀ KADSURA COCCINEA (LEM.) A C SM Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI LYCOPODIELLA CERNUA (L.) PIC SERM VÀ KADSURA COCCINEA (LEM.) A C SM Ở VIỆT NAM Ngành: Hoá học Mã số: 9440112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trần Thu Hương TS Nguyễn Hải Đăng Hà Nội - 2022 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học PGS TS Trần Thu Hương TS Nguyễn Hải Đăng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố hình thức ngồi tơi tập thể hướng dẫn Hà Nội, ngày… tháng….năm … Tập thể hướng dẫn PGS TS Trần Thu Hương TS Nguyễn Hải Đăng Nghiên cứu sinh Lê Thị Thùy LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành Bộ mơn Hóa Hữu cơ, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam với với hỗ trợ kinh phí từ đề tài thuộc Quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia (NAFOSTED) với mã số: 104.01-2018.07 104.01-2019.318 Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Trần Thu Hương TS Nguyễn Hải Đăng – người Thầy tận tâm hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thiện luận án Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Hoài Nam, TS Nguyễn Xuân Cường, TS Trần Thị Hồng Hạnh, TS Trần Hồng Quang anh chị em phòng Dược liệu biển - Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm khoa học cơng nghệ Việt Nam quan tâm, hỗ trợ để hồn thành luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ môn CN Hóa dược Bảo vệ thực vật, Bộ mơn Hóa hữu cơ, thầy Ban lãnh đạo Viện Kỹ Thuật Hóa học ln ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn anh Hào, em Hoằng Sapa giúp đỡ thu thập mẫu dược liệu, em Đạt giúp đỡ đo phổ thử số hoạt tính sinh học anh chị em đồng nghiệp khác hỗ trợ tơi q trình thực luận án Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới gia đình, bạn bè người thân ln ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Và đặc biệt, xin gửi tặng quà đến bố mẹ kính u tơi Xin trân trọng cảm ơn! ii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung chi Lycopodiella Holub 1.2 Tổng quan lồi Thơng đất (Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm.) .3 1.2.1 Đặc điểm thực vật 1.2.1.1 Phân loại khoa học 1.2.1.2 Mô tả 1.2.1.3 Phân bố, thu hái, chế biến 1.2.1.4 Tính vị, tác dụng, cơng dụng 1.2.2 Thành phần hóa học lồi Thơng đất 1.2.2.1 Các nghiên cứu nước 1.2.2.2 Các nghiên cứu nước 13 1.2.3 Hoạt tính sinh học lồi Thơng đất 13 1.2.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào 13 1.2.3.2 Hoạt tính chống oxy hóa 13 1.2.3.3 Hoạt tính kháng viêm 13 1.2.3.4 Hoạt tính ức chế enzyme xanthine oxidase (XO) 14 1.2.3.5 Hoạt tính kháng nấm Candida 14 1.2.3.6 Hoạt tính ức chế acetycholinesterase 14 1.3 Tổng quan chi Kadsura Juss 14 1.3.1 Tổng quan chung thành phần hóa học chi Kadsura Juss 14 1.3.2 Các terpenoid 15 1.3.3 Flavonoid 15 1.3.4 Lignan 15 1.4 Tổng quan loài Na rừng (Kadsura coccinea (Lem.) A C Sm.) 15 1.4.1 Đặc điểm thực vật Na rừng 15 1.4.1.1 Phân loại khoa học 15 1.4.1.2 Mô tả 16 1.4.1.3 Phân bố, thu hái, chế biến 16 1.4.1.4 Tính vị, tác dụng, cơng dụng 16 1.4.2 Thành phần hóa học Na rừng 17 1.4.2.1 Các nghiên cứu nước 17 1.4.2.2 Các nghiên cứu nước 22 1.4.3 Hoạt tính sinh học 22 1.4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào 22 iii 1.4.3.2 Hoạt tính kháng HIV 23 1.4.3.3 Hoạt tính ức chế sản sinh nitric oxide (NO) 23 1.4.3.4 Hoạt tính khác 23 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Đối tượng nghiên cứu 25 2.1.1 Loài Thông đất (Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm.) 25 2.1.2 Loài Na rừng (Kadsura coccinea (Lem.) A C Sm.) .25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp phân lập chất 25 2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học chất 26 2.2.2.1 Góc quay cực riêng 26 2.2.2.2 Phổ khối lượng (MS) 26 2.2.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 26 2.2.2.4 Phổ lưỡng sắc tròn (CD) 26 2.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 26 2.2.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào ức chế sinh trưởng tế bào ung thư 26 2.2.3.2 Hoạt tính ức chế sản sinh nitric oxide (NO) 28 2.2.3.3 Phương pháp xác định cấu hình đường thủy phân acid .30 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 31 3.1 Phân lập hợp chất từ lồi Thơng đất (Lycopodiella cernua (L.) Pic Serm.) 31 3.1.1 Quy trình phân lập chất 31 3.1.2 Thông số vật lý liệu phổ hợp chất phân lập từ lồi Thơng đất 33 3.1.2.1 Hợp chất LC1: Lycocernuaside E (hợp chất mới) 33 3.1.2.2 Hợp chất LC2: Lycocernuaside A 33 3.1.2.3 Hợp chất LC3: Bombasin 4-O-β-D-glucopyranoside 33 3.1.2.4 Hợp chất LC4: Dihydrodehydrodiconiferyl alcohol 4-O-β-Dglucopyranoside 34 3.1.2.5 Hợp chất LC5: Cedrusin 34 3.1.2.6 Hợp chất LC6: Lycernuic B (hợp chất mới) 34 3.1.2.7 Hợp chất LC7: Lycocernuic ketone F (hợp chất mới) 34 3.1.2.8 Hợp chất LC8: Lycernuic ketone C 34 3.1.2.9 Hợp chất LC9: Lycernuic ketone B 34 3.1.2.10 Hợp chất LC10: Lycoclavanol 34 3.1.2.11 Hợp chất LC11: 3-epi-lycoclavanol 34 3.1.2.12 Hợp chất LC12: Methyl lycernuate B 34 iv 3.1.2.13 Hợp chất LC13: Lycernuic acid B 34 3.1.2.14 Hợp chất LC14: 3β,21β,24-trihydroxyserrat-14-en-16-one .35 3.1.2.15 Hợp chất LC15: Apigenin-4′-O-(2′′-O-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 35 3.1.2.16 Hợp chất LC16: Apigenin-4′-O-(6′′-O-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 35 3.1.2.17 Hợp chất LC17: Apigenin-4′-O-(2′′,6′′-di-O-trans-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 35 3.1.2.18 Hợp chất LC18: Cernuine 35 3.1.2.19 Hợp chất LC19: Lycocernuine 35 3.1.2.20 Hợp chất LC11: Cermizine C N-Oxide 35 3.2 Phân lập chất từ loài Na rừng (Kadsura coccinea (Lem.) A C Sm.) 35 3.2.1 Quy trình phân lập chất 35 3.2.1.1 Từ thân 35 3.3.1.2 Từ 37 3.2.2 Thông số vật lý liệu phổ hợp chất phân lập từ loài Na rừng 38 3.2.2.1 Hợp chất KC1: Kadnanolactone H 38 3.2.2.2 Hợp chất KC2: Micrandiactone H 38 3.2.2.3 Hợp chất KC3: Kadcoccilactone V (hợp chất mới) 38 3.2.2.4 Hợp chất KC4: Kadnanolactone I 38 3.2.2.5 Hợp chất KC5: Kadsuracin A (hợp chất mới) 38 3.2.2.6 Hợp chất KC6: Interiotherin C 39 3.2.2.7 Hợp chất KC7: (S)-1-phenylethyl-6-α-L-arabinopyranosyl-β-Dglucopyranoside (hợp chất mới) 39 3.2.2.8 Hợp chất KC8: 3,4-dihydroxyphenylethanol-5-O-β-D-glucose 39 3.2.2.9 Hợp chất KC9: Cimidahurinine 39 3.2.2.10 Hợp chất KC10: Thalictoside 39 3.2.2.11 Hợp chất KC11: Icariside E3 39 3.2.2.12 Hợp chất KC12: Phloridzin 39 3.2.2.13 Hợp chất KC13: Seco-coccinic acid A 39 3.2.2.14 Hợp chất KC14: Seco-coccinic acid F 39 3.2.2.15 Hợp chất KC15: Schisanlactone B 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 4.1 Các hợp chất phân lập từ lồi Thơng đất (L.cernua) .41 4.1.1 Hợp chất LC1: Lycocernuaside E (hợp chất mới) 41 v 4.1.2 Hợp chất LC2: Lycocernuaside A 45 4.1.3 Hợp chất LC3: Bombasin 4-O-β-D-glucopyranoside 47 4.1.4 Hợp chất LC4: Dihydrodehydrodiconiferyl alcohol 4-O-β-Dglucopyranoside 48 4.1.5 Hợp chất LC5: Cedrusin 50 4.1.6 Hợp chất LC6: Lycernuic B (hợp chất mới) 51 4.1.7 Hợp chất LC7: Lycocernuic ketone F (hợp chất mới) .57 4.1.8 Hợp chất LC8: Lycernuic ketone C 62 4.1.9 Hợp chất LC9: Lycernuic ketone B 63 4.1.10 Hợp chất LC10: Lycoclavanol 65 4.1.11 Hợp chất LC11: 3-epi-lycoclavanol 66 4.1.12 Hợp chất LC12: Methyl lycernuate B 68 4.1.13 Hợp chất LC13: Lycernuic acid B 69 4.1.14 Hợp chất LC14: 3β,21β,24-trihydroxyserrat-14-en-16-one 71 4.1.15 Hợp chất LC15: Apigenin-4′-O-(2′′-O-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 72 4.1.16 Hợp chất LC16: Apigenin-4′-O-(6′′-O-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 74 4.1.17 Hợp chất LC17: Apigenin-4′-O-(2′′,6′′-di-O-trans-p-coumaroyl)-β-Dglucopyranoside 75 4.1.18 Hợp chất LC18: Cernuine 77 4.1.19 Hợp chất LC19: Lycocernuine 78 4.1.20 Hợp chất LC20: Cermizine C N-oxide 79 4.2 Các hợp chất phân lập từ loài Na rừng (K.coccinea) .81 4.2.1 Hợp chất KC1: Kadnanolactone H 81 4.2.2 Hợp chất KC2: Micrandiactone H 82 4.2.3 Hợp chất KC3: Kadcoccilactone V (hợp chất mới) 83 4.2.4 Hợp chất KC4: Kadnanolactone I 89 4.2.5 Hợp chất KC5: Kadsuracin A (hợp chất mới) 90 4.2.6 Hợp chất KC6: Interiotherin C 95 4.2.7 Hợp chất KC7: (S)-1-phenylethyl-6-α-L-arabinopyranosyl-β-Dglucopyranoside (hợp chất mới) 97 4.2.8 Hợp chất KC8: 3,4-dihydroxyphenylethanol-5-O-β-D-glucose .103 4.2.9 Hợp chất KC9: Cimidahurinine .104 4.2.10 Hợp chất KC10: Thalictoside 105 4.2.11 Hợp chất KC11: Icariside E3 .106 4.2.12 Hợp chất KC12: Phloridzin 107 vi 4.2.13 Hợp chất KC13: Seco-coccinic acid A 108 4.2.14 Hợp chất KC14: Seco-coccinic acid F 110 4.2.15 Hợp chất KC15: Schisanlactone B .112 4.3 Đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất phân lập .114 4.3.1 Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ lồi Thơng đất (L cernua) 114 4.3.1.1 Kết đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh nitric oxide (NO) 114 4.3.1.2 Kết đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 115 4.3.2 Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ loài Na rừng (K coccinea) .116 4.3.2.1 Kết sàng lọc hoạt tính ức chế sản sinh nitric oxide (NO) 116 4.3.2.2 Kết đánh giá hoạt tính ức chế sinh trưởng tế bào ung thư 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .119 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .121 TÀI LIỆU THAM KHẢO .122 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh • Các phương pháp sắc ký: CC Column chromatography YMC RP18 Reversed – phase C18 TLC Thin-layer chromatography • Các phương pháp phổ: HR-ESI-MS High resolution electrospray ionization - mass spectroscopy IR Infrared spectroscopy Proton nuclear magnetic H-NMR resonance spectroscopy 13 C-NMR Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy COSY Correlation spectroscopy Tiếng Việt Sắc ký cột Sắc ký cột pha đảo C18 Sắc ký lớp mỏng Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử Phổ hồng ngoại Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 Phổ tương tác chiều đồng hạt 1 nhân H- H HSQC Heteronuclear single quantum Phổ tương tác hai chiều trực tiếp dị 13 hạt nhân H- C correlation HMQC Heteronuclear multipe quantum Phổ tương tác hai chiều liên kết đa 13 lượng tử dị hạt nhân H- C coherence HMBC Heteronuclear multipe bond Phổ tương tác hai chiều đa liên kết 13 dị hạt nhân H- C correlation NOESY Nuclear overhauser effect Phổ NOESY spectroscopy CD Circular dichroism Phổ lưỡng sắc tròn δH Proton chemical shift Độ chuyển dịch hóa học proton δC Carbon chemical shift Độ chuyển dịch hóa học carbon δ (ppm) Chemical shift (parts per Độ chuyển dịch hóa học (phần million) triệu) J (Hz) Coupling constant (Hertz) Hằng số tương tác (Hertz) s singlet br broad d doublet dd double-doublet t triplet dt double-triplet q quartet dq double-quartet m multiplet • Thử hoạt tính sinh học: AChEAcetylcholinesterase TBUT Tear breakup time MIC Minimum inhibitory Nồng độ ức chế tối thiểu concentration NO Nitric oxide Oxit nitric OD Optical density Mật độ quang học viii