HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -
Hoàng Thị Yến
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA LOÀI Trichosanthes baviensis Gagnep (QUA LÂU BA VÌ), Trichosanthes anguina L (DƯA NÚI) VÀ
Trichosanthes kirilowii Maxim (QUA LÂU NHÂN)
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Hà Nội - 2019
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
Trang 2HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -
Hoàng Thị Yến
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA LOÀI Trichosanthes baviensis Gagnep (QUA LÂU BA VÌ), Trichosanthes anguina L (DƯA NÚI) VÀ
Trichosanthes kirilowii Maxim (QUA LÂU NHÂN)
Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ Mã số: 9 44 01 14
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1 GS VS Châu Văn Minh 2 TS Nguyễn Xuân Nhiệm
Hà Nội - 2019
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.VS Châu Văn Minh và TS Nguyễn Xuân Nhiệm Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất
kỳ công trình nào khác
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Tác giả luận án
Hoàng Thị Yến
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình
Tôi xin trân trọng bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển cùng tập thể cán bộ của Viện, về sự quan tâm và ủng hộ to lớn tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Tôi xin trân trọng cảm ơn Học viện Khoa học và Công nghệ đã hết sức quan tâm và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại Học viện
Tôi xin cảm ơn, sự cảm phục và kính trọng nhất tới GS.VS Châu Văn Minh -người Thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS Nguyễn Xuân Nhiệm - người Thầy đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận án
Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Nghiên cứu cấu trúc và Phòng Dược liệu biển - Viện Hóa sinh biển, về sự quan tâm giúp đỡ, với những lời khuyên bổ ích và những góp ý quý báu trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án
Tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Dược, Trường Đại học Quốc gia Chungnam và Khoa Dược, Trường Đại học Yonsei, Hàn Quốc đã giúp đỡ tôi trong việc thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư và hoạt tính kháng viêm
Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam (NAFOSTED) đã tài trợ kinh phí theo mã số đề tài 104.01-2011.23
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Xin trân trọng cảm ơn!
Trang 51.1 Giới thiệu về chi Trichosanthes 3
1.1.1 Đặc điểm thực vật của chi Trichosanthes 3
1.1.2 Tình hình sử dụng trong y học cổ truyền các loài thuộc chi Trichosanthes 6
1.1.3 Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Trichosanthes 7
1.1.4 Hoạt tính sinh học của chi Trichosanthes 20
1.1.4.1 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư 21
1.1.4.2 Hoạt tính kháng viêm 24
1.1.4.3 Tác dụng chống oxy hóa 25
1.1.4.4 Tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm 25
1.1.5 Tình hình nghiên cứu về chi Trichosanthes ở Việt Nam 26
1.2 Giới thiệu về loài T anguina, T baviensis và T kirilowii 26
1.2.1 Loài T baviensis 26
1.2.2 Loài T anguina 27
1.2.3 Loài T kirilowii 28
CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 30
2.1 Đối tượng nghiên cứu 30
Trang 62.2.3 Phương pháp xác định hoạt tính sinh học 33
2.2.3.1 Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 33
2.2.3.2 Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzym tyrosinase 34
2.3 Phân lập các hợp chất 36
2.3.1 Các hợp chất phân lập từ loài T baviensis 36
2.3.2 Các hợp chất phân lập từ loài T anguina 39
2.3.3 Các hợp chất phân lập từ loài T kirilowii 41
2.4 Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất đã phân lập được 43
2.4.1 Các thông số vật lý của các hợp chất phân lập được từ loài T baviensis 43
2.4.2 Các thông số vật lí của các hợp chất phân lập được từ loài T anguina 46
2.4.2.1 Hợp chất TA1: tricanguina A (mới) 46
2.4.2.2 Hợp chất TA2: tricanguina B (mới) 46
2.4.2.3 Hợp chất TA3: corchoionoside B 46
2.4.2.4 Hợp chất TA4: icariside B5 46
2.4.2.5 Hợp chất TA5: (3R,9S) 3,9-dihydroxymegastigman-5-ene 9-O-β-D-glucopyranoside 47
Trang 72.4.2.6 Hợp chất TA6: icariside B1 47
2.4.2.7 Hợp chất TA7: kaemferol 3-O-β-D-glucopyranoside (1→3) O-β-D-glucopyranoside 47
2.4.2.8 Hợp chất TA8: isopentyl 1-O-β-D-glucopyranoside 47
2.4.3 Các thông số vật lí của các hợp chất phân lập được từ loài T kirilowii 47
2.4.4 Hoạt tính ức chế enzym tyrosinase của các hợp chất phân lập được từ T baviensis 50
2.4.5 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ T kirilowii 51
CHƯƠNG 3 THẢO LUẬN KẾT QUẢ 52
3.1 Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được 52
3.1.1 Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ loài T baviensis 52
3.1.2 Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ loài T anguina 77
3.1.2.1 Hợp chất TA1: tricanguina A (mới) 77
3.1.2.2 Hợp chất TA2: tricanguina B (mới) 82
3.1.2.3 Hợp chất TA3: corchoionoside B 88
Trang 83.1.2.4 Hợp chất TA4: icariside B5 89
3.1.2.5 Hợp chất TA5: (3R,9S) 3,9-dihydroxymegastigman-5-ene 9-O-β-D-glucopyranoside 91
3.1.2.6 Hợp chất TA6: icariside B1 92
3.1.2.7 Hợp chất TA7: kaemferol 3-O-β-D-glucopyranoside-(1→3)-O-β-D-glucopyranoside 943.1.2.8 Hợp chất TA8: isopentyl 1-O-β-D-glucopyranoside 95
3.1.3 Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ loài T kirilowii 96
3.2 Tập hợp danh sách các hợp chất phân lập từ các loài thuộc chi Trichosanthes 112
3.3 Hoạt tính của các hợp chất phân lập được 115
3.3.1 Hoạt tính ức chế enzym tyrosinase của các hợp chất phân lập được từ T baviensis 115
3.3.2 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài T kirilowii 116
KẾT LUẬN 118
KIẾN NGHỊ 120
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO 122
Trang 9DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
chuột
chuột
COSY 1H-1H correlation spectroscopy Phổ 1H-1H COSY
polarization transfer
Phổ DEPT
Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết
Quantum Correlation
Phổ tương tác dị hạt nhân qua một liên kết
ionization mass spectrum
Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử
Trang 10Kí hiệu Tiếng Anh Diễn giải
người
enhancement spectroscopy
Phổ NOESY
Trang 11DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Danh sách các loài thuộc chi Trichosanthes ở Việt Nam 3
Bảng 1.2 Các hợp chất triterpenoid 1-64 từ chi Trichosanthes 8
Bảng 1.3 Các hợp chất steroid 65-90 từ chi Trichosanthes 14
Bảng 1.4 Các hợp chất flavonoid 91-110 từ chi Trichosanthes 16
Bảng 1.5 Các hợp chất lignan 110-114 từ chi Trichosanthes 18
Bảng 1.6 Các hợp chất có chứa nitơ 115-131 từ chi Trichosanthes 19
Bảng 2.1 Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế enzym tyrosinase của TB1-TB10 50
Bảng 2.2 Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế enzym tyrosinase của TA1-TA8 51
Bảng 2.3 Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của TK1-TK8 51
Bảng 3.1 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB1 54
Bảng 3.2 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB2 và hợp chất tham khảo 59
Bảng 3.3 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB3 và hợp chất tham khảo 61
Bảng 3.4 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB7 và hợp chất tham khảo 65
Bảng 3.5 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB8 và hợp chất tham khảo 67
Bảng 3.6 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB9 và hợp chất tham khảo 68
Bảng 3.7 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB10 và hợp chất tham khảo 70
Bảng 3.8 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB11 và hợp chất tham khảo 71
Bảng 3.9 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB12 và hợp chất tham khảo 72
Bảng 3.10 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB13 và hợp chất tham khảo 74
Bảng 3.11 Số liệu phổ NMR của hợp chất TB14 và hợp chất tham khảo 75
Bảng 3.12 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA1 78
Bảng 3.13 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA2 và phần hợp chất tham khảo TA1 83
Bảng 3.14 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA3 và hợp chất tham khảo 89
Bảng 3.15 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA4 và hợp chất tham khảo 90
Bảng 3.16 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA5 và hợp chất tham khảo 92
Bảng 3.17 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA6 và hợp chất tham khảo 93
Bảng 3.18 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA7 94
Bảng 3.19 Số liệu phổ NMR của hợp chất TA8 và hợp chất tham khảo 96
Bảng 3.20 Số liệu phổ NMR của TK1 và phần cấu trúc tham khảo 97
Bảng 3.21 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK3 và hợp chất tham khảo 103
Bảng 3.22 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK4 và hợp chất tham khảo 104
Bảng 3.23 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK5 và hợp chất tham khảo 106
Bảng 3.24 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK6 và hợp chất tham khảo 107
Bảng 3.25 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK7 và hợp chất tham khảo 108
Bảng 3.26 Số liệu phổ NMR của hợp chất TK8 và hợp chất tham khảo 111
Trang 12DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Các dạng lá của chi Trichosanthes 4
Hình 1.2 Hoa của một số loài thuộc chi Trichosanthes 5
Hình 1.3 Quả của một số loài thuộc chi Trichosanthes 5
Hình 1.4 Các dạng hạt trong chi Trichosanthes 6
Hình 1.5 Cấu trúc của các steroid 65-90 16
Hình 1.6.Cấu trúc các hợp chất flavonoid 91-109 18
Hình 1.7 Cấu trúc các hợp chất lignan 110-114 18
Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất có chứa nitơ 115-131 20
Hình 2.1 Quy trình thử hoạt tính ức chế enzym tyrosinase 35
Hình 2.2 Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài T baviensis 38
Hình 2.3 Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài T anguina 40
Hình 2.4 Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài T kirilowii 42
Hình 3.1 Cấu trúc hóa học của TB1 52
Hình 3.2 Các tương tác HMBC, COSY và NOE chính của TB1 53
Hình 3.10 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB2 58
Hình 3.11 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB3 60
Hình 3.12 Cấu trúc hóa học của TB4 62
Hình 3.13 Cấu trúc hóa học của TB5 62
Hình 3.14 Cấu trúc hóa học của TB6 63
Hình 3.15 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TB7 64
Hình 3.16 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TB8 66
Hình 3.17 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TB9 67
Hình 3.18 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TB10 69
Hình 3.19 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB11 70
Hình 3.20 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB12 71
Hình 3.21 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB13 73
Hình 3.22 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TB14 75
Hình 3.23 Cấu trúc hóa học của TA1 và hợp chất tham khảo 77
Hình 3.24 Các tương tác HMBC và COSY chính của TA1 78
Hình 3.31 Phổ COSY của TA1 82
Hình 3.32 Cấu trúc hóa học của TA2 và hợp chất tham khảo 82
Hình 3.33 Các tương tác HMBC, COSY và NOE chính của TA2 84
Hình 3.34 Phổ HR-ESI-MS của TA2 84
Hình 3.35 Phổ 1H-NMR của TA2 85
Trang 13Hình 3.36 Phổ 13C-NMR của TA2 85
Hình 3.37 Phổ HSQC của TA2 86
Hình 3.38 Phổ HMBC của TA2 86
Hình 3.39 Phổ COSY của TA2 87
Hình 3.40 Phổ ROESY của TA2 87
Hình 3.41 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TA3 88
Hình 3.42 Phổ CD của TA3 89
Hình 3.43 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TA4 89
Hình 3.44 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TA5 91
Hình 3.45 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC, COSY chính của TA6 92
Hình 3.46 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TA7 94
Hình 3.47 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TA8 95
Hình 3.48 Cấu trúc hóa học của TK1 và hợp chất tham khảo (TK1a) 96
Hình 3.56 Cấu trúc hóa học của TK2 101
Hình 3.57 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK3 102
Hình 3.58 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK4 103
Hình 3.59 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK5 105
Hình 3.60 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK6 106
Hình 3.61 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK7 108
Hình 3.62 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của TK8 109
Hình 3.63 Cấu trúc hóa học các hợp chất được phân lập từ loài T baviensis 112
Hình 3.64 Cấu trúc hóa học các hợp chất được phân lập từ loài T anguina 113
Hình 3.65 Cấu trúc hóa học các hợp chất được phân lập từ loài T kirilowii 114
Trang 14MỞ ĐẦU
Việt Nam có vị trí địa lý nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, địa hình nhiều đồi núi chia cắt nên điều kiện khí hậu cũng rất đa dạng, có nhiều tiểu vùng khí hậu khá đặc trưng Những yếu tố trên đã tạo nên những điều kiện sinh thái, những thảm thực vật nhiệt đới rậm, ẩm, thường xanh, hoặc thưa, nửa rụng lá và cả các thảm thực vật mang tính cận nhiệt đới ở các khu vực núi cao
Theo ước tính của các nhà thực vật Việt Nam, nước ta có khoảng 12.000 loài, trong đó có khoảng 1/3 trên tổng số loài được nhân dân dùng làm thuốc Rất nhiều loài trong số đó từ xa xưa đến nay đã được sử dụng trong y học cổ truyền và
các mục đích khác phục vụ đời sống của con người như mật nhân Eurycoma longifolia, bạc hà Mentha arvensis, khổ qua Momordica charantia, ngũ da bì hương Acanthopanax trifoliatus, đương quy Angelica sinensis, sâm Ngọc Linh Panax vietnamensis, thìa canh Gymnema sylvestre,… đã trở nên rất quen thuộc Ngày nay,
thế giới đang phải đối mặt với hàng loạt căn bệnh nguy hiểm, như: HIV-AIDS, cúm A H5N1, sốt rét, các căn bệnh liên quan đến nhiễm virus,… ngày một gia tăng Mặc dù khoa học ngày nay đã và đang gặt hái được nhiều tiến bộ mới, cải thiện đáng kể các điều kiện sống của con người nhưng chúng ta ngày càng phải đối phó với các căn bệnh, dịch bệnh mới diễn biến một cách phức tạp và là những mối đe dọa thường trực đối với sức khỏe
Ngoài sự phong phú về thành phần chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam còn có giá trị to lớn trong việc điều trị các căn bệnh khác nhau trong dân gian Các cây thuốc được sử dụng dưới hình thức độc vị hay phối hợp với nhau tạo nên các bài thuốc cổ phương, đang tồn tại phát triển đến ngày nay Ngoài ra, hàng trăm cây thuốc đã được khoa học y - dược hiện đại chứng minh về giá trị chữa bệnh của chúng Xu hướng đi sâu nghiên cứu các cây thuốc và động vật làm thuốc để tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao nhằm sản xuất các loại thuốc có giá trị cao phục vụ cuộc sống ngày càng được thế giới quan tâm
Ở một số nước châu Á và châu Phi, 80% dân số phụ thuộc vào y học cổ truyền trong việc chăm sóc sức khỏe cơ bản Thêm vào đó, ở nhiều nước phát triển, 70% đến 80% dân số đã sử dụng các cây thuốc hoặc chế phẩm của nó Các loài thảo mộc đã được sử dụng trong dân gian và được bổ sung bởi các nghiên cứu dược lý