Nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học của loài Xáo leo (Paramignya scandens (Griff.) Craib) ở Lâm Đồng

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VN VIỆN HÓA SINH BIỂN NGUYỄN THỊ DIỆU THUẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI XÁO LEO (PARAMIGNYA SCANDENS (GRIFF.) CRAIB) Ở LÂM ĐỒNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VN VIỆN HÓA SINH BIỂN NGUYỄN THỊ DIỆU THUẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI XÁO LEO (PARAMIGNYA SCANDENS (GRIFF.) CRAIB) Ở LÂM ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỌC HỮU CƠ MÃ SỐ: 62.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học 1: GS.VS. Châu Văn Minh Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Nguyễn Hữu Toàn Phan HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.VS. Châu Văn Minh và TS. Nguyễn Hữu Toàn Phan - những người Thầy đã dành cho tôi sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận án. Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ hết sức nhiệt tình của: - Các Thầy Cô giáo, các anh chị và các bạn đồng nghiệp tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Các anh chị và các bạn đồng nghiệp tại Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Ban Chủ nhiệm Chương trình Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển Kinh tế - Xã hội vùng Tây Nguyên và Chủ nhiệm đề tài TN3/T14. Tôi xin chân thành cám ơn những sự giúp đỡ quý báu đó! Nguyễn Thị Diệu Thuần LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nguyễn Thị Diệu Thuần MỤC LỤC Trang Lời cám ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình ảnh, đồ thị MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Nguồn tài nguyên dược liệu tại Lâm Đồng 3 1.1.1. Khái quát về tiềm năng cây thuốc của Lâm Đồng 3 1.1.2. Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học ở Việt Nam của một số loài thực vật tương tự tại Lâm Đồng 5 1.1.3. Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới về thành phần hóa học của một số loài thực vật (tương tự loài ở Lâm Đồng) 7 1.2. Giới thiệu chung về chi Paramignya (Rutaceae): 8 1.2.1 Đặc điểm sinh học của chi Paramignya (Rutaceae): 8 1.2.2 Hoạt tính sinh học của chi Paramignya (Rutaceae): 11 1.2.2.1 Hoạt tính sinh học của các hợp chất flavonoit 11 1.2.2.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất coumarin 14 1.2.2.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất triterpen dạng khung tirucallan 15 1.2.2.4. Hoạt tính sinh học của chi Paramignya 16 1.3. Thành phần hóa học của các loài thuộc chi Paramignya (Rutaceae) 18 1.3.1. Tổng quan các kết quả trong và ngoài nước 18 1.3.1.1. Các công trình đã công bố trên thế giới 18 1.3.1.2. Các công trình đã công bố trong nước: 21 1.4. Các hợp chất Tirucallan 23 1.4.1. Phổ 1 H-NMR của các hợp chất tirucallan 24 1.4.2. Phổ 13 C-NMR của các hợp chất tirucallan 27 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. Đối tượng nghiên cứu 28 2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất 28 2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC) 28 2.2.2. Sắc ký lớp mỏng điều chế 29 2.2.3. Sắc ký cột (CC) 29 2.3. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất 29 2.3.1. Phương pháp quang phổ tử ngoại (UV) 29 2.3.2. Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR) 29 2.3.3. Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 30 2.3.4. Phương pháp khối phổ (MS) 30 2.3.5. Thiết bị phân tích 31 2.4. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào 31 2.4.1. Mục tiêu và cơ sở lý thuyết 31 2.4.2. Vật liệu 32 2.4.3. Phương pháp tiến hành 32 2.5. Phương pháp đánh giá khả năng kích hoạt enzym caspase 3/7 34 2.6. Phương pháp thử hoạt tính kháng viêm: 35 2.6.1. Nuôi cấy tế bào 35 2.6.2. Đo Cytokine 35 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM 36 3.1. Điều chế các dịch chiết từ Paramignya scandens: 36 3.2. Nghiên cứu hoạt tính sinh học dịch chiết 37 3.3. Nghiên cứu hóa học cây P. scandens 37 3.3.1. Quy trình phân lập 37 3.3.2. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được: 40 3.3.2.1. Hợp chất 01 (PS16): Paramignyol A (Chất mới) 40 3.3.2.2. Hợp chất 02 (PS15): Paramignyol B (Chất mới) 40 3.3.2.3. Hợp chất 03 (PS31): Paramignyoside A (Chất mới) 41 3.3.2.4. Hợp chất 04 (PS32): Paramignyoside B (Chất mới) 42 3.3.2.5. Hợp chất 05 (PS28): Paramignyoside C (Chất mới) 43 3.3.2.6. Hợp chất 06 (PS30): Paramignyoside D (Chất mới) 44 3.3.2.7. Hợp chất 07 (PS29): Paramignyoside E (Chất mới) 45 3.3.2.8. Hợp chất 08 (PS01): Methyl isolimonate 46 3.3.2.9. Hợp chất 09 (PS02): (6R,9S)-roseoside 46 3.3.2.10. Hợp chất 10 (PS03):  -D-glucopyranoside methyl salicylate 47 3.3.2.11. Hợp chất 11 (PS05): Adenosine 47 3.3.2.12. Hợp chất 12 (PS09): 1,1-Dimethylprop-2-enyl 1-O-β-D- glucopyranoside 47 3.3.2.13. Hợp chất 13 (PS10): Syrigin 48 3.3.2.14. Hợp chất 14 (PS13): Atripliside B 48 3.3.2.15. Hợp chất 15 (PS18): trans-N-p-coumaroyl tyramine 49 3.3.2.16. Hợp chất 16 (PS20): 2,6-dimethoxy-4[(1E)-prop-1-enyl]phenyl O-  - L-rhamno- pyranosyl-(16)-  -D-glucopyranoside 49 3.3.2.17. Hợp chất 17 (PS21): Gusanlungionoside C 50 3.3.2.18. Hợp chất 18 (PS23): Betulalbuside B 50 3.3.2.19. Hợp chất 19 (PS25): Syringaresinol di-O-  -D-glucopyranoside 51 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 4.1. Quy trình phân lập 52 4.2. Xác định cấu trúc của các hợp chất 54 4.2.1. Hợp chất 01: Paramignyol A (Chất mới) 54 4.2.2. Hợp chất 02: Paramignyol B (Chất mới) 59 4.2.3. Hợp chất 03: Paramignyoside A (Chất mới) 63 4.2.4. Hợp chất 04: Paramignyoside B (Chất mới) 69 4.2.5. Hợp chất 05: Paramignyoside C (Chất mới) 72 4.2.6. Hợp chất 06: Paramignyoside D (Chất mới) 75 4.2.7. Hợp chất 07: Paramignyoside E (Chất mới) 79 4.2.8. Hợp chất 08: Methyl isolimonate 82 4.2.9. Hợp chất 09: (6R,9S)-roseoside 86 4.2.10. Hợp chất 10:  -D-glucopyranoside methyl salicylate 89 4.2.11. Hợp chất 11: Adenosine 91 4.2.12. Hợp chất 12: 1,1-Dimethylprop-2-enyl 1-O-β-D-glucopyranoside 93 4.2.13. Hợp chất 13: Syrigin 95 4.2.14. Hợp chất 14: Atripliside B 97 4.2.15. Hợp chất 15: trans-N-p-coumaroyl tyramine 100 4.2.16. Hợp chất 16: 2,6-dimethoxy-4[(1E)-prop-1-enyl]phenyl O-  -L- rhamnopyranosyl-(16)-  -D-glucopyranoside 102 4.2.17. Hợp chất 17: Gusanlungionoside C 105 4.2.18. Hợp chất 18: Betulalbuside B 108 4.2.19. Hợp chất 19: syringaresinol di-O-  -D-glucopyranoside 111 4.3. Kết quả thử hoạt tính 114 4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào 114 4.3.2. Hoạt tính kháng viêm 117 4.4. Tổng hợp các hợp chất phân lập từ cây xáo leo – P. scandens 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHỤ LỤC 128 DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Diễn giải 13 C-NMR Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 1 H-NMR Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton BMDC Bone marrow-derived dendritic cells Tế bào đuôi gai từ tủy xương CC Column chromatography Sắc kí cột COSY Correlation spectroscopy Phổ tương tác 2 chiều đồng hạt nhân 1 H- 1 H CTPT Công thức phân tử DEPT Distortionless enhancement by polarisation transfer Phổ DEPT DMSO Dimethyl sulfoxide ESI-MS Electron spray ionization mass spectra Phổ khối lượng ion hóa phun mù điện tử Fl Fibril sarcoma of Uteus Ung thư màng tử cung Glc Glucopyranoside HeLa Henrietta lacks Ung thư cổ tử cung Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma Ung thư gan người HL-60 Human leukemia 60 Ung thư bạch cầu HMBC Heteronuclear mutiple bond connectivity Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết HR-ESI-MS High resolution electronspray ionization mass spectrum Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử HSQC Heteronuclear single-quantum coherence Phổ tương tác dị hạt nhân qua 1 liên kết IC 50 Inhibitory concentration at 50% Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại KB Human epidemoid carcinoma Ung thư biểu mô người LNCaP Human prostatic carcinoma Ung thư tiền liệt tuyến người LU Human lung carcinoma Ung thư phổi người MCF7 Michigan cancer foundation-7 Ung thư vú người NF-B Nuclear factor kappa-light- chain-enhancer of activated B cells Yếu tố nhân kappa B NOESY Nuclear overhauser effect Spectroscopy Phổ NOESY OD Optical density Mật độ quang học Rha Rhamnopyranoside RD Rhabdo sarcoma Ung thư màng tim ROESY Rotating frame nuclear overhauser effect spectroscopy Phổ ROESY RP18 Reserve phase C-18 Silica gel pha đảo RP-18 SRB Sulphorhodamine B TCA Trichloracetic acid Trichloracetic acid TLC Thin layer chromatography Sắc ký lớp mỏng TMS Tetramethylsilane Tetramethyl silan TNF-α Tumor necrosis factor α Yếu tố hoại tử khối u α Xyl Xylopyranoside [...]... Nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học của 2 loài Xáo leo (Paramignya scandens (Griff.) Craib) ở Lâm Đồng nhằm nâng cao giá trị sử dụng và góp phần vào kho tàng cây thuốc đặc hữu của Lâm Đồng nói riêng và Việt Nam nói chung Theo hướng nghiên cứu này, luận án có các nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu được thành phần hóa học của loài Xáo leo (Paramignya scandens (Griff.) Craib) ở Lâm Đồng. .. được nghiên cứu về hóa học ở Việt Nam và trên thế giới, đây là cơ sở quan trọng cho việc định hướng chọn lọc đối tượng nghiên cứu của luận án Trên cơ sở sàng lọc một số loài thực vật ở Lâm Đồng theo định hướng hoạt tính gây độc tế bào, chúng tôi đã phát hiện dịch chiết methanol của loài Xáo leo (Paramignya scandens Craib) có hoạt tính mạnh, trong khi loài này chưa được nghiên cứu hóa học ở Việt Nam và. .. rất nhiều loài chưa được nghiên cứu về hóa học cũng như về hoạt tính sinh học ở trong nước và nước ngoài nên việc tập trung sàng lọc theo định hướng hoạt tính sinh học để chọn lọc các loài có hoạt tính cao tiến hành nghiên cứu sâu hơn về hóa học là cần thiết và có cơ sở 8 1.2 Giới thiệu chung về chi Paramignya (Rutaceae): 1.2.1 Đặc điểm sinh học của chi Paramignya (Rutaceae): Chi Cựa gà, Xáo (Paramignya. .. 1.1.2 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học ở Việt Nam của một số loài thực vật tương tự tại Lâm Đồng: Trong giai đoạn 1996-2005, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên đã tiến hành chương trình sàng lọc trên một nghìn mẫu dịch chiết thô của các thực vật thu hái ở một số khu vực của Việt Nam, cơ sở lựa chọn dựa vào các kinh nghiệm dân gian trong điều trị kháng u và kháng viêm,... theo dạng bụi leo Như vậy theo mô tả, chi Paramignya có dạng cây tiểu mộc leo, gai dài cong, phân bố chủ yếu ở vùng trung trung bộ của Việt Nam Tuy nhiên một số loài như xáo tam phân còn tìm thấy ở những nơi khác như Khánh Hòa và loài Xáo leo đã được tìm thấy ở Lâm Đồng 1.2.2 Hoạt tính sinh học của chi Paramignya (Rutaceae): Hiện nay chưa có nhiều các công trình nghiên cứu công bố về các loài thuộc chi... ung thư và một số bệnh khác từ cây xáo tam phân (Paramignya trimera (Oliv.) Guillaum) nên loài này mới bắt đầu được nghiên cứu về hóa học, hoạt tính sinh học, dược học tại Viện Dược liệu, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên… Loài xáo tam phân là cây gỗ nhỏ, dạng dây trườn, vỏ màu nâu vàng; thân dài trên 4 m; đường kính khoảng 10 cm; gỗ hơi cứng có màu vàng, phần rễ có màu vàng đậm hơn Thân và cành... quả nghiên cứu của một số đề tài trước đây cho thấy sự có mặt của các dược liệu như thông đỏ Taxus wallichiana Zucc, nhân sâm Panax vietnamensis, dừa cạn Catharanthus roseus, Coptis japonica, Coscinium usitatum, Crinum latifolium 7 1.1.3 Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới về thành phần hóa học của một số loài thực vật (tương tự loài ở Lâm Đồng) Một số loài thực vật có ở Lâm Đồng chưa được nghiên. .. 4.19 Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của hợp chất 19 114 Bảng 4.20 Kết quả hoạt tính diệt tế bào ung thư in vitro của Paramignyol A và Paramignyol B .115 Bảng 4.21 Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất Paramignyoside A-E 117 Bảng 4.22 Tổng hợp các hợp chất phân lập từ cây xáo leo – P scandens .117 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Cây xáo leo - Paramignya scandens (Griff.) Craib ... được trên 1000 loài thực vật làm thuốc, trong đó có nhiều loài cây thuốc quý Nhiều nghiên cứu trước đây ở Việt Nam về các loài thực vật có hoạt tính diệt tế bào ung thư cho thấy tại Lâm Đồng có nhiều loài thực vật có hoạt tính như Taxus wallichiana Zucc., dừa cạn Catharanthus roseus, Coptis japonica, Coscinium usitatum, Crinum latifolium… Ngoài ra, còn có nhiều loài thực vật có hoạt tính gây độc tế... 400 MHz) của hợp chất 1-3 .25 Bảng 1.2 Một số dữ liệu phổ 1H-NMR của hợp chất 4-6 .26 Bảng 3.1 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên cao toàn phần của cây Xáo leo 37 Bảng 4.1 Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của hợp chất 01 58 Bảng 4.2 Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của hợp chất 02 62 Bảng 4.3 Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của hợp chất 03 67 Bảng 4.4 Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của hợp chất . NGUYỄN THỊ DIỆU THUẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI XÁO LEO (PARAMIGNYA SCANDENS (GRIFF. ) CRAIB) Ở LÂM ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỌC HỮU CƠ MÃ SỐ: 62.44.01.14. và trên thế giới. Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài Nghiên cứu thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học của 2 loài Xáo leo (Paramignya scandens (Griff. ) Craib) ở Lâm. HÀN LÂM KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VN VIỆN HÓA SINH BIỂN NGUYỄN THỊ DIỆU THUẦN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI XÁO LEO (PARAMIGNYA SCANDENS