Nghiên cứu chiết tách các hợp chất phenolic từ loài ngọc cẩu balanophora laxiflora hemsl bán tổng hợp một số dẫn xuất caffeyl hydrazide mới và tác dụng sinh học của chúng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chiết tách hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu (Balanophora laxiflora Hemsl.), bán tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide tác dụng sinh học chúng NGUYỄN THỊ THU HOA Hoa.NTT202922M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ PGS TS Trịnh Thị Thủy Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 10/2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Thị Thu Hoa Đề tài luận văn: Nghiên cứu chiết tách hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu (Balanophora laxiflora Hemsl.), bán tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide tác dụng sinh học chúng Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số SV: 20202922M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 21 tháng 09 năm 2021 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lỗi tả, lỗi in ấn - Chỉnh sửa tài liệu tham khảo - Chỉnh sửa bố cục luận văn Ngày 12 tháng 10 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu chiết tách hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu (Balanophora laxiflora Hemsl.), bán tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide tác dụng sinh học chúng Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Trần Khắc Vũ PGS.TS Trịnh Thị Thủy Ký ghi rõ họ tên Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành Phịng Nghiên cứu Hợp chất thiên nhiên, Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phịng thí nghiệm mơn Hóa dược BVTV, Viện Kỹ thuật Hóa học- Đại học Bách Khoa Hà Nội Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Khắc Vũ PGS.TS Trịnh Thị Thủy giao đề tài tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô, cán Viện Kỹ thuật Hóa học giảng dạy, hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành học phần chương trình đào tạo Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè hết lịng ủng hộ tơi tinh thần vật chất suốt trình học tập thực luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn! Tóm tắt nội dung luận văn Đề tài "Nghiên cứu chiết tách hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu (Balanophora laxiflora Hemsl.), bán tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide tác dụng sinh học chúng" nhằm tìm kiếm hoạt chất thiên nhiên có hoạt tính tốt, tạo sở cho việc nghiên cứu hợp chất theo hướng tổng hợp với hoạt tính cao đủ lượng cho phát triển sản phẩm ứng dụng Luận văn tập trung vào vấn đề chính: - Nghiên cứu chiết tách số hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu Xác định cấu trúc nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư hợp chất tách - Nghiên cứu quy trình bán tổng hợp dẫn xuất caffeyl hydrazide Xác định cấu trúc đánh giá hoạt tính kháng viêm thơng qua khả ức chế sản sinh NO từ hợp chất tổng hợp Các phương pháp thực bao gồm: phương pháp phân lập hợp chất theo kỹ thuật thông dụng dược liệu (sắc ký mỏng, sắc ký cột), phương pháp tổng hợp (phản ứng este hóa, thế, cộng…với nhiều xúc tác đại), phương pháp thử hoạt tính (phương pháp gây độc tế bào, phương pháp thử hoạt tính ức chế sản sinh NO…) Kết luận văn hoàn toàn phù hợp với mục tiêu vấn đề đặt ra: chiết tách xác định hợp chất phenolic từ lồi Ngọc cẩu, methyl caffeate chất chính, khơng độc, có hoạt tính gây độc tế bào ung thư tốt với nhiều dòng tế bào, đáng ý dòng tế bào ung thư tủy xương cấp - dòng tế bào gốc Do acid este acid caffeic, có sẵn thị trường với giá hợp lý, chọn làm chất ban đầu để nghiên cứu quy trình tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide Các dẫn xuất caffeyl hydrazide tổng hợp cách đơn giản, từ nguyên liệu dễ kiếm, dễ dàng thực phịng thí nghiệm Việt Nam dễ dàng nâng qui trình qui mơ lớn Một số dẫn xuất caffeyl hydrazide tổng hợp có hoạt tính ức chế sản sinh NO tốt nhiều (gấp lần) so với chất đối chứng Những kết đạt từ luận văn sở để định hướng cho nghiên cứu HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 1.2 Tổng quan loài Ngọc cẩu 1.1.1 Đặc điểm thực vật 1.1.2 Ứng dụng y học cổ truyền 1.1.3 Thành phần hóa học 1.1.4 Hoạt tính sinh học Tổng quan hợp chất phenolic 14 1.2.1 Về hóa học hoạt tính sinh học hợp chất phenolic 14 1.2.2 Về hóa học hoạt tính sinh học acid caffeic dẫn xuất caffeate tự nhiên 17 1.3 Tổng quan dẫn xuất acid caffeic tổng hợp 21 1.3.1 Phương pháp tổng hợp số dẫn xuất acid caffeic 21 1.3.2 Vài nét dẫn xuất hydrazide 24 1.3.3 Hoạt tính sinh học số dẫn xuất acid caffeic 28 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.2 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 33 2.3 2.2.1 Thiết bị, dụng cụ 33 2.2.2 Hóa chất 33 Phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Phương pháp xử lý chiết mẫu 33 2.3.2 Phương pháp phân lập hợp chất 34 2.3.3 Phương pháp tổng hợp dẫn xuất 34 2.3.4 Phương pháp xác định cấu trúc 34 2.3.5 Phương pháp xác định hoạt tính sinh học 34 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 39 3.1 Phân lập số hợp chất phenolic từ loài Ngọc cẩu 39 3.1.1 Methyl gallate (methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate) (BL1) 41 3.1.2 4-Hydroxy-3-methoxycinnamaldehyde [3-(4-hydroxy-3- methoxyphenyl)-2-propenal] (BL2) 42 3.1.3 Methyl 4-hydroxy cinnamate [Methyl 4-hydroxy cinnamate [methyl - trans-3-(4-hydroxyphenyl)-2-propenoate] (BL3) 42 3.1.4 Methyl caffeate [methyl trans-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-2- 3.2 Tổng hợp methyl caffeate 43 43 3.3 Tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide 43 CHƯƠNG THẢO LUẬN VÀ KẾT QUẢ 50 propenoate] (BL4) 4.1 Xác định cấu trúc số hợp chất phenolic phân lập từ loài Ngọc cẩu 50 4.1.1 Methyl gallate (methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate, BL1) 50 4.1.2 4-Hydroxy-3-methoxycinnamaldehyde [3-(4-hydroxy-3- methoxyphenyl)-2-propenal, BL2] 4.1.3 Methyl 4-hydroxy cinnamate [methyl 51 trans-3-(4- hydroxyphenyl)-2-propenoate, BL3] 51 4.1.4 Methyl caffeate [methyl trans-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-2propenoate, BL4] 52 55 4.2 Tổng hợp methyl caffeate 4.3 Tổng hợp xác định cấu trúc số dẫn xuất caffeyl hydrazide 56 4.4 4.3.1 Tổng hợp số dẫn xuất caffeyl hydrazide 56 4.3.2 Xác định sản phẩm tổng hợp caffeyl hydrazide 57 Kết thử hoạt tính sinh học 4.4.1 62 Kết thử hoạt tính sinh học số hợp chất phenolic phân lập từ loài Ngọc cẩu BL1-BL4 62 4.4.2 Kết thử hoạt tính sinh học dẫn xuất caffeyl hydrazide 67 CHƯƠNG KẾT LUẬN 69 5.1 Kết luận 69 5.2 Hướng phát triển luận văn tương lai 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 82 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cây Ngọc cẩu (Balanophora laxiflora Hemsley.) (Ảnh chụp Tuyên Quang) Hình 1.2 Cấu trúc hợp chất hóa học phenylpropanoid tách từ loài Ngọc cẩu Hình 1.3 Cấu trúc hợp chất terpenoid tách từ lồi Ngọc cẩu Hình 1.4 Cấu trúc hợp chất tannin tách từ loài Ngọc cẩu Hình 1.5 Cấu trúc số hợp chất khác tách từ loài Ngọc cẩu .9 Hình 4.1 Tương tác HMBC BL4 (H/C) 53 Hình 4.2 Phổ H-NMR BL4 53 13 Hình 4.3 Phổ C-NMR BL4 54 Hình 4.4 Phổ HSQC BL4 54 Hình 4.5 Phổ HMBC BL4 55 Hình 4.6 Phổ H-NMR CA4.6 59 13 Hình 4.7 Phổ C-NMR CA4.6 60 Hình 4.8 Phổ HSQC CA4.6 61 Hình 4.9 Phổ HMBC CA4.6 62 Hình 4.10 Ảnh hưởng hợp chất (BL1), (BL2), (BL3) (BL4) đến số lượng tế bào OCI-AML chết theo chương trình (apoptosis) 63 Hình 4.11 Ảnh hưởng hợp chất (BL1), (BL2), (BL3) (BL4) đến số lượng tế bào OCI-AML pha chu kỳ tế bào .64 Hình 4.12 Ảnh hưởng BL4 đến trình apoptotic 65 Hình 0.1 Phổ IR BL1 82 Hình 0.2 Phổ H-NMR BL1 82 13 Hình 0.3 Phổ C-NMR BL1 83 Hình 0.4 Phổ HMBC BL1 83 Hình 0.5 Phổ H-NMR BL2 84 13 Hình 0.6 Phổ C-NMR BL2 84 Hình 0.7 Phổ HSQC BL2 85 Hình 0.8 Phổ IR BL3 86 Hình 0.9 Phổ H-NMR BL3 86 13 Hình 0.10 Phổ C-NMR BL3 87 Hình 0.11 Phổ HSQC BL3 87 Hình 0.12 Phổ H-NMR BL4 88 13 Hình 0.13 Phổ C-NMR BL4 88 Hình 0.14 Phổ HSQC BL4 89 Hình 0.15 Phổ HMBC BL4 89 Hình 0.16 Phổ H-NMR CA4.1 90 13 Hình 0.17 Phổ C-NMR CA4.1 90 Hình 0.18 Phổ H-NMR CA4.2 91 13 Hình 0.19 Phổ C-NMR CA4.2 91 Hình 0.20 Phổ H-NMR CA4.3 92 13 Hình 0.21 Phổ C-NMR CA4.3 92 Hình 0.22 Phổ H-NMR CA4.4 93 13 Hình 0.23 Phổ C-NMR CA4.4 93 Hình 0.24 Phổ H-NMR CA4.5 94 13 Hình 0.25 Phổ C-NMR CA4.5 94 Hình 0.26 Phổ H-NMR CA4.6 95 13 Hình 0.27 Phổ C-NMR CA4.6 96 Hình 0.28 Phổ HSQC CA4.6 97 Hình 0.29 Phổ HMBC CA4.6 98 Hình 0.30 Phổ H-NMR CA4.7 99 13 Hình 0.31 Phổ C-NMR CA4.7 99 Hình 0.32 Phổ H-NMR CA4.8 .100 13 Hình 0.33 Phổ C-NMR CA4.8 .100 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các hợp chất hóa học phenylpropanoid tách từ loài Ngọc cẩu Bảng 1.2 Các hợp chất terpenoid tách từ loài Ngọc cẩu Bảng 1.3 Các hợp chất tannin tách từ loài Ngọc cẩu Bảng 1.4 Một số hợp chất khác tách từ loài Ngọc cẩu Bảng 1.5 Hoạt tính thu gom gốc tự DPPH số hợp chất tách từ loài Ngọc cẩu 10 Bảng 1.6 Hoạt tính chống oxi hóa dịch chiết methanol từ hoa đực hoa loài Ngọc cẩu 11 Bảng 1.7 Hoạt tính chống oxi hóa số hợp chất phân lập từ loài Ngọc cẩu 12 Bảng 1.8 Phân loại nhóm hợp chất phenolic nguồn thu nhận từ thực vật 15 Bảng 1.9 Hoạt tính gây độc tế bào bạch cầu số dẫn xuất caffeate tự nhiên 20 Bảng 1.10 Hoạt tính ức chế AChE BuChE số dẫn xuất N-Alkyl-2-[4(trifluoromethyl)benzoyl]hydrazine1-carboxamides 28 Bảng 1.11 Hoạt tính chống oxy hóa số dẫn xuất acid caffeic .29 Bảng 1.12 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư số dẫn xuất aza-caffeic 30 Bảng 1.13 Hoạt tính kháng khuẩn số dẫn xuất amide caffeic acid 31 Bảng 1.14 Khả ức chế NO số dẫn xuất caffeic acid amide 32 Bảng 4.1 Số liệu phổ chất chất CA4.6 58 Bảng 4.2 Hoạt tính gây độc tế bào methyl caffeate 66 Bảng 4.3 Ảnh hưởng methyl caffeate lên biểu IL-2 kiểm soát LPS 66 Bảng 4.4 Khả ức chế sản sinh NO caffeyl hydrazide 67