Phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính kháng sinh của hợp chất steroid trong củ loài trọng lâu (paris polyphylla) tại việt nam

Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VALIPHONE SISAVATH PHÂN LẬP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA HỢP CHẤT STEROID TRONG CỦ LOÀI TRỌNG LÂU PAR

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VALIPHONE SISAVATH PHÂN LẬP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA HỢP CHẤT STEROID TRONG CỦ LOÀI TRỌNG LÂU (PARIS POLYPHYLLA) TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VALIPHONE SISAVATH PHÂN LẬP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA HỢP CHẤT STEROID TRONG CỦ LOÀI TRỌNG LÂU (PARIS POLYPHYLLA) TẠI VIỆT NAM Ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 8.44.01.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN KHANG THÁI NGUYÊN - 2023 LỜI CAM ĐOAN Trải qua quá trình nghiên cứu các tài liệu cộng với sự nỗ lực của bản thân trong suốt quá trình tiến hành thực nghiệm, công trình nghiên cứu của tôi đến nay đã hoàn thành Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, các chỉ số, số liệu trong bài báo cáo đều là trung thực và chưa từng được bất kỳ ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác Thái Nguyên, tháng 11 năm 2023 Học viên VALIPHONE SISAVATH i LỜI CẢM ƠN Với những thành công đã đạt được trong quá trình nghiên cứu, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành của mình tới PGS.TS Phạm Văn Khang - người thầy đã tin tưởng giao đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cũng như tài trợ toàn bộ kinh phí thực hiện luận văn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo và các học viên Cao học K29 trên phòng thí nghiệm Hóa Hữu cơ đã tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tôi hoàn thành các kế hoạch nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn các em sinh viên làm đề tài nghiên cứu khoa học cũng như khoá luận tốt nghiệp về hợp chất thiên nhiên đã cùng cộng tác với tôi trong trong việc tiến hành các thí nghiệm thuộc đề tài luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu nhà trường, Ban lãnh đạo khoa Hóa học và phòng Đào tạo (bộ phận sau Đại học) - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2023 Học viên VALIPHONE SISAVATH ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ vi MỞ ĐẦU 1 1 Tính cấp thiết của đề tài 1 2 Mục tiêu của đề tài 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1 Khái quát về loài Trọng lâu 3 1.1.1 Tên khoa học 3 1.1.2 Phân loại và đặc điểm thực vật chi Paris 3 1.1.3 Phân bố 5 1.1.4 Một số công dụng của loài Trọng lâu 6 1.2 Tình hình nghiên cứu thành phần hoá học của các loài trong chi Paris 6 1.3 Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của các loài trong chi Paris 11 1.3.1 Hoạt tính chống ung thư 11 1.3.2 Hoạt tính chống oxi hoá 13 1.3.3 Hoạt tính kháng khuẩn 14 1.3.4 Hoạt tính kháng virus 14 1.3.5 Hoạt tính chống Leishmania 15 1.3.6 Hoạt tính tẩy giun sán 15 1.3.7 Điều trị các bệnh phụ khoa 15 iii 1.3.8 Hoạt tính ức chế enzym tyrosinase 16 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 17 2.1 Hóa chất và thiết bị phân lập 17 2.1.1 Hóa chất 17 2.1.2 Thiết bị 18 2.2 Phương pháp xử lý mẫu thực vật, chiết tách và xác định cấu trúc các chất phân lập được 19 2.2.1 Mẫu nghiên cứu và xử lý mẫu thực vật 19 2.2.2 Chiết xuất và phân lập hợp chất 19 2.2.3 Xác định cấu trúc các chất 20 2.3 Phương pháp thử hoạt tính kháng sinh của hợp chất steroid 20 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Phân lập hợp chất 21 3.2 Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được 21 3.2.1 Hợp chất 1 21 3.2.2 Hợp chất 2 27 3.3 Hoạt tính kháng sinh của các hợp chất phân lập được 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 1 Kết luận 34 2 Kiến nghị 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN 13C-NMR : 13C-Nuclear Magnetic Resonance : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C 1H-NMR : 1H-Nuclear Magnetic Resonance : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H ESI-Ms : Electron Impact Mass Spectroscopy : Phổ khối lượng HMBC : Heteronuclear multiple - Bond Correlation : Phổ tương quan hai chiều H-C HSQC : Heteronuclear Spectroscopy - Quantum Coherence : Phổ tương tác C-H MS : Mass spectrometry : Phổ khối lượng IC50 : Inhibitory Concentration 50% : Nồng độ ức chế 50% sự phát triển EC50 : Effective Concentration 50% : Nồng độ 50% tác dụng tối đa MIC : Minimum Inhibitory Concentration : Nồng độ ức chế tối thiểu TSSAP : Tổng saponin steroid của cả cây TSSR : Tổng saponin steroid của thân rễ NF-κB : Nuclear factor kappa-B : Yếu tố nhân kappa-B IKKα/β : Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase α/β : Chất ức chế yếu tố hạt nhân kappa-B kinase α/β UV : Ultraviolet : Tia tử ngoại (Tia cực tím) TLTK : Tài liệu tham khảo iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các hóa chất được sử dụng trong quá trình nghiên cứu 17 Bảng 2.2 Các thiết bị sử dụng trong quá trình phân lập 18 Bảng 3.1 Một số giá trị phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C đặc trưng của chất 1 24 Bảng 3.2 Số liệu phổ NMR của chất 2 .27 Bảng 3.3 Kết quả kháng vi sinh vật của các hợp chất 32 v DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Hình ảnh loài Trọng lâu 4 Hình 1.2 Hình vẽ mô tả loài Trọng lâu 5 Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất chính của loài Trọng lâu 9 Hình 3.1 Hình phổ 1H-NMR của chất 1 .21 Hình 3.2 Phổ 13C-NMR của chất 1 .23 Hình 3.3 Phổ tương quan trực tiếp (C-H) của chất 1 (HSQC) 25 Hình 3.4 Phổ sự tương quan giữa HC của chất 1 (HMBC) 25 Hình 3.5 Phổ HR-MS của chất 1 26 Hình 3.6 Công thức cấu tạo của chất 1 .27 Hình 3.7 Phổ 1H-NMR của chất 2 29 Hình 3.8 Phổ 13C -NMR của chất 2 30 Hình 3.9 Phổ HSQC của chất 2 30 Hình 3.10 Phổ HR-MS của chất 2 31 Hình 3.11 Công thức cấu tạo của chất 2 (Diosgenin) .32 Hình 3.12 Cơ chế ức chế các loài vi khuẩn [76] 33 vi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Hóa học các hợp chất thiên nhiên nói chung và các hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng là một trong những lĩnh vực nghiên cứu đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm Từ xa xưa, con người đã khám phá sức mạnh của thiên nhiên và biết sử dụng nhiều loại thực vật nhằm mục đích chữa bệnh, đồng thời tránh được một số tác nhân có hại cho sức khỏe con người và được đặt lên hàng đầu Do vậy, việc nghiên cứu các chất mang hoạt tính sinh học cao có trong các loài cây, cỏ có tác dụng thiết thực trong đời sống hàng ngày là vấn đề quan tâm của toàn xã hội Như đã biết, động - thực vật là nguồn tài nguyên phong phú và là nguồn cung cấp các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học vô cùng quý giá Việc khai thác và sử dụng các loài thực vật để làm thuốc và hỗ trợ chữa bệnh đã được thực hiện từ lâu Hiện nay, xu hướng nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao từ các loài thực vật làm dược phẩm chữa bệnh ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học Từ thực tế nhận thấy các hợp chất thiên nhiên thường có hoạt tính mạnh, độ ổn định cao và có độc tính thấp so với các hợp chất nguồn gốc tổng hợp Loài Trọng lâu (Paris polyphylla) là loài thực vật có giá trị làm thuốc và chữa nhiều bệnh như viêm gan, viêm dạ dày và đại tràng Các nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng cao chiết và các hợp chất tách ra được từ loài thực vật này có khả năng ức chế mạnh nhiều dòng tế bào ung thư Ở Việt Nam, loài thực vật này hiện nay rất được quan tâm nhân giống để trồng trong các vườn dược liệu để phục vụ cho nhu cầu chữa bệnh bằng các bài thuốc cổ truyền có chứa thành phần là cây Trọng lâu Tuy nhiên, việc nghiên cứu một cách hệ thống về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài thực vật này mọc hoang trong tự nhiên chưa được quan tâm đúng mức Do đó chúng tôi đề xuất đề tài: Phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính kháng sinh của hợp chất steroid trong củ loài Trọng lâu (Paris polyphylla) tại Việt Nam 1