Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài Macaranga balansae Gagnep., thuộc chi Mã Rạng (Macaranga) họ Thầu dầu (Euphorbiaceae)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM TOÀN THẮNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI MACARANGA BALANSAE GAGNEP., THUỘC CHI MÃ RẠNG (MACARANGA) HỌ THẦU DẦU (EUPHORBIACEAE) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** PHẠM TOÀN THẮNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI MACARANGA BALANSAE GAGNEP., THUỘC CHI MÃ RẠNG (MACARANGA) HỌ THẦU DẦU (EUPHORBIACEAE) Ngành: Hoá học Mã số: 9440112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Thu Hương PGS TS Đoàn Thị Mai Hương HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thu Hương và PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương Các số liệu, kết quả nêu luận án là trung thực và chưa được công bố bất kỳ công trình nào khác Hà Nội, ngày TM.Tập thể hướng dẫn PGS.TS Trần Thu Hương tháng năm 2019 Nghiên cứu sinh Phạm Toàn Thắng 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 Cơng nghệ Việt Nam Trong q trình nghiên cứu, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quý báu thầy cô, nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tơi xin trân trọng bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Viện Kỹ Thuật Hóa học Viện Hóa sinh biển tập thể cán hai Viện, quan tâm ủng hộ to lớn tạo mọi điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Hóa Hữu cơ, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Phòng Nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam quan tâm giúp đỡ, với lời khuyên bổ ích góp ý quý báu việc thực hiện hồn thiện luận án Tơi xin cảm ơn kính trọng tới PGS.TS Trần Thu Hương PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương, TS Lê Nguyễn Thành - người Thầy tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực hiện luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn đơn vị giúp đỡ tơi việc thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư Tôi xin chân thành cảm ơn tới lãnh đạo Phòng Giám định Hóa học lãnh đạo Viện Khoa học hình sự, đồng nghiệp ủng hộ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian làm nghiên cứu sinh Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè người thân ln ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vài nét họ Thầu dầu 1.1.1 Hình thái của họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) 1.1.2 Sự đa dạng của họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) Việt Nam 1.2 Vài nét chi Macaranga 1.3 Đặc điểm sinh thái, phân bố và giá trị sử dụng của một số loài Macaranga 1.4 Nghiên cứu hoá học chi Macaranga 12 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 12 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 24 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Thu mẫu và xác định tên khoa học 28 2.2 Phương pháp xử lý và chiết mẫu 28 2.3 Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất từ mẫu 29 2.4 Các phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất phân lập được từ các mẫu nghiên cứu 30 2.5 Phương pháp thử hoạt tính gây đợc tế bào 30 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 34 3.1 Tách chiết, phân lập các chất từ quả Macaranga balansae 34 3.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách quả M balansae 34 3.1.2 Quy trình phân lập các chất từ quả M balansae 35 3.1.3 Hằng số vật lý và liệu phổ của các chất phân lập được từ quả M.balansae 38 3.2 Tách chiết phân lập các chất từ thân Macaranga balansae 42 3.2.1 Xử lý mẫu thực vật chiết tách 42 3.2.2 Quy trình phân lập các chất 43 3.2.3 Hằng số vật lý liệu phổ của chất phân lập được 48 3.3 Chiết tách phân lập các chất từ lá Macaranga balansae 51 3.3.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 51 3.3.2 Quy trình phân lập chất từ cặn chiết MeOH 52 3.3.3 Hằng số vật lý liệu phổ của chất phân lập được 55 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 4.1 Các hợp chất được phân lập từ quả Macaranga balansae 57 4.1.1 Hợp chất 4’-O-methyl-8-prenyltaxifolin (QM1) (hợp chất mới) 57 4.1.2 Hợp chất 5,7-dihydroxy-4’-methoxy-8-prenylflavanone (QM2) 62 4.1.3 Hợp 6,8-diprenyl-4’-O-methylnaringenin (QM3) (hợp chất mới) 64 4.1.4 Hợp chất exiguaflavanone K (QM4) 69 4.1.5 Hợp chất 8-prenylnarigenin (QM5) 71 4.1.8 Hợp chất 6,8-diprenylaromadendrin (QM8) 75 4.1.9 Hợp chất propolin I (QM9) 76 i 4.1.10 Hợp chất macarecurvatin A (QM10) 78 4.1.11 Hợp chất 4’-deprenyl-4-O-methylmappain (QM11) (hợp chất mới) 80 4.1.12 Hợp chất 5,7,4’-trihydroxy-8-(2,3-dihydroxy-3-methylbutyl) flavanone (QM12) 85 4.1.13 Hợp chất isoscopoletin (QM13) 87 4.1.14 Hợp chất 4’-deprenyl mappain (QM14) 87 4.1.15 Hợp chất acid 3,3’,4’-tri-O-methyl ellagic (QM15) 89 4.1.16 Hợp chất acid protocatechuic (QM16) 89 4.1.17 Hợp chất acid gallic (QM17) 90 4.1.18 Hợp chất acid ellagic (QM18) 90 4.2 Xác định cấu trúc các hợp chất được phân lập từ thân Macaranga balansae 92 4.2.1 Hợp chất acid acetylaleuritolic (TM1) 93 4.2.2 Hợp chất vanillin (TM2) 94 4.2.3 Hợp chất 6-hydroxystigmast-4-en-3-one (TM3) 95 4.2.4 Hợp chất β-sistosterol (TM4) 96 4.2.5 Hợp chất stigmast-4-en-3-one (TM5) 96 4.2.6 Hợp chất stigmastane-3,6-dione (TM7) 98 4.2.7 Hợp chất stigmast-4-en-3,6-dione (TM8) 100 4.2.8 Hợp chất coniferyl aldehyde (TM9) 102 4.2.9 Hợp chất acid vanillic (TM10) 102 4.2.10 Hợp chất 2,3-dihydroxy-1-(4’-hydroxy-3’-methoxyphenyl) propan-1-one (TM12) 103 4.2.11 Hợp chất stigmastane 3β,5α,6β-triol (TM13) 104 4.2.12 Hợp chất dehydroxycubebin (TM14) 106 4.2.13 Hợp chất (-)-dehydroxycubebinone (TM15 - hợp chất mới) 107 4.2.14 Hợp chất 6,7,8-trimethoxycoumarin (TM16) 113 4.2.15 Hợp chất acid 3,4’-dimethylellagic (TM17) 114 4.3 Các hợp chất được phân lập từ lá Macaranga balansae 116 4.3.1 Hợp chất 7-carboxyl-6’-methoxycarbonyl-dehydroxycubebin (LM3 - hợp chất mới) 117 4.3.2 Hợp chất methyl gallate (LM7) 123 4.3.3 Hợp chất isophytol (LM9) 123 4.3.4 Hợp chất lupeol (LM10) 124 4.4 Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được từ Macaranga balansae 127 KẾT LUẬN 131 KIẾN NGHỊ 133 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt • Các phương pháp sắc ký: CC Column chromatography Sắc kí cợt GC Gas chromatography Sắc ký khí TLC Thin-layer chromatography Sắc kí lớp mỏng PTLC Preparative thin-layer Sắc kí lớp mỏng điều chế chromatography KT Kết tinh • Các phương pháp phổ: IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại ESI-MS Electrospray Ionization Mass Phổ khối phun mù điện Spectroscopy ESI-HRMS H NMR 13 C NMR DEPT High resolution electrospray Phổ khối phân giải cao phun mù ionization mass spectroscopy điện Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy proton Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy carbon-13 Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarisation Transfer COSY Correlation Spectroscopy Phổ tương tác chiều đồng hạt nhân 1H-1H HSQC HMBC NOESY Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác hai chiều trực tiếp Correlation dị hạt nhân 1H-13C Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác đa liên kết hai Correlation chiều dị hạt nhân Nuclear Overhauser Effect Phổ NOESY Spectroscopy ROESY Phổ ROESY Rotating-frame nuclear iii Overhauser Effect Spectroscopy δH Chemical displacement of Đợ dịch chuyển hóa học của proton proton Chemical displacement of Độ dịch chuyển hóa học của carbon carbon CD Circular dichroism spectrum Phổ lưỡng sắc tròn DBE Double bond equivalent Sớ tương đương nối đôi 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 δC • Thử hoạt tính sinh học: MIC Nồng độ ức chế tối thiểu Minimum inhibitory concentration OD Optical density Mật độ quang học IC50 Inhibitory concentration 50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử LD50 Liều chết 50% động vật thử lethal dose 50 nghiệm Tế bào ung thư TBUT Cancer cell Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma Ung thư gan người KB Human epidermic carcinoma Ung thư biểu mô người LU-1 Human lung carcinoma Ung thư phổi người MCF-7 Human breast Dòng tế bào ung thư vú người adenocarcinoma cell line A549 Human lung cancer cell line iv Dòng tế bào ung thư phổi người Pan C1 Hela Human pancreatic cancer cell Dòng tế bào ung thư tuyến tụy line người Human Cervical cancer cell line Dòng tế bào ung thư cổ tử cung người FBS Fetal Bovine Serum Hút phơi bò ATCC American type culture collection Trung tâm lưu trữ giống nuôi cấy Hoa Kỳ DMEM RPMI Dulbecco's Modified Eagle Môi trường nuôi cấy tế bào Medium DMEM Roswell park memorial institute Môi trường ni cấy tế bào mật đợ cao • Các hóa chất, dung mơi (tên hợp chất viết theo nguyên Tiếng Anh): ACN Acetonitrile ABTS 2,2'-azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) DMSO Dimethyl sulfoxide DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazine MeOH Methanol EtOH Ethanol EtOAc Ethyl acetate SRB Sulforhodamine B TMS Tetramethylsilane Glc -D-glucose Rha α-L-rhamnose Me CH3 CTPT Công thức phân tử • Các ký hiệu khác: Đnc Melting point Điểm nóng chảy VAST Vietnam Academy of Science Viện Hàn lâm Khoa học and Technology Công nghệ Việt Nam v DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Số liệu phổ NMR của hợp chất QM1 hợp chất tham khảo 57 Bảng 4.2 Số liệu phổ NMR của hợp chất QM2 hợp chất tham khảo 63 Bảng 4.3 Số liệu phổ NMR của hợp chất QM3 hợp chất tham khảo 64 Bảng 4.4 Dữ liệu NMR của hợp chất QM4 hợp chất tham khảo 70 Bảng 4.5 Dữ liệu NMR của hợp chất QM5 hợp chất tham khảo 71 Bảng 4.6 Dữ liệu NMR của hợp chất QM6 hợp chất tham khảo 73 Bảng 4.7 Dữ liệu NMR của hợp chất QM7 hợp chất tham khảo 74 Bảng 4.8 Dữ liệu NMR của QM8 hợp chất tham khảo 75 Bảng 4.9 Dữ liệu NMR của hợp chất QM9 hợp chất tham khảo 77 Bảng 4.10 Dữ liệu NMR của hợp chất QM10 hợp chất tham khảo 79 Bảng 4.11 Dữ liệu NMR của hợp chất QM11 hợp chất tham khảo mappain 82 Bảng 4.12 Dữ liệu NMR của hợp chất QM12 hợp chất tham khảo 86 Bảng 4.13 Dữ liệu NMR của hợp chất QM13 hợp chất tham khảo 87 Bảng 4.14 Dữ liệu NMR của hợp chất QM14 hợp chất tham khảo 88 Bảng 4.15 Dữ liệu NMR của hợp chất QM16 hợp chất tham khảo 89 Bảng 4.16 Dữ liệu NMR vủa QM17 hợp chất tham khảo 90 Bảng 4.17 Dữ liệu NMR của hợp chất QM18 hợp chất tham khảo 91 Bảng 4.18 Dữ liệu NMR của hợp chất TM1 hợp chất tham khảo 93 Bảng 4.19 Dữ liệu NMR của hợp chất TM3 hợp chất tham khảo 95 Bảng 4.20 Dữ liệu NMR của hợp chất TM5 hợp chất tham khảo 97 Bảng 4.21 Dữ liệu NMR của hợp chất TM7 hợp chất tham khảo 99 Bảng 4.22 Dữ liệu NMR của hợp chất TM8 hợp chất tham khảo 101 Bảng 4.23 Dữ liệu NMR của hợp chất TM12 hợp chất tham khảo 103 Bảng 4.24 Dữ liệu NMR của hợp chất TM13 hợp chất tham khảo 105 Bảng 4.25 Dữ liệu NMR của hợp chất TM14 hợp chất tham khảo 106 Bảng 4.26 Dữ liệu phổ và tương tác HMBC của hợp chất TM15 113 Bảng 4.27 Dữ liệu NMR của hợp chất TM16 hợp chất tham khảo 114 Bảng 4.28 Dữ liệu NMR của hợp chất TM17 hợp chất tham khảo 115 Bảng 4.29 Dữ liệu phổ và tương tác HMBC của hợp chất LM3 122 Bảng 4.30 Dữ liệu NMR của hợp chất LM9 hợp chất tham khảo 124 vi PHỔ HR-ESI-MS CỦA TM15 PHỔ 1H-NMR CỦA TM15 PL-61 PHỔ 13C-NMR CỦA TM15 PHỔ COSY CỦA TM15 PL-62 PHỔ DEPT CỦA TM15 PHỔ HMBC CỦA TM15 PL-63 PHỔ HSQC CỦA TM15 PHỔ NOSY CỦA TM15 PL-64 HỢP CHẤT TM16 PHỔ ESI-MS CỦA TM16 PHỔ 1H-NMR CỦA TM16 PL-65 HỢP CHẤT TM17 PHỔ ESI-MS CỦA TM17 PHỔ 1H-NMR CỦA TM17 PL-66 PHỔ 13C-NMR CỦA TM17 PL-67 HỢP CHẤT LM3 PHỔ HR-ESI-MS CỦA LM3 PHỔ 1H-NMR CỦA LM3 PL-68 PHỔ DEPT CỦA LM3 PHỔ HMBC CỦA LM3 PL-69 PHỔ HSQC CỦA LM3 PL-70 HỢP CHẤT LM7 PHỔ ESI-MS CỦA LM7 PHỔ 1H-NMR CỦA LM7 PL-71 HỢP CHẤT LM9 PHỔ 1H-NMR CỦA LM9 PHỔ 13C-NMR CỦA LM9 PL-72 PHỔ DEPT CỦA LM9 PL-73 HỢP CHẤT LM10 PHỔ ESI-MS CỦA LM10 PHỔ 1H-NMR CỦA LM10 PL-74 PHỔ 13C-NMR CỦA LM10 PHỔ DEPT CỦA LM10 PL-75 ... diterpenoid, phorbol diterpene, phorbol ester, benzopyran…có hoạt tính kháng oxy hoá, gây độc tế bào, kháng virus, kháng khuẩn, kháng nấm…được chiết x́t từ lồi tḥc chi Ba bét (Mallotus), Ba đậu... lập được từ Macaranga balansae 127 KẾT LUẬN 131 KIẾN NGHỊ 133 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 ii DANH... nghệ Việt Nam quan tâm giúp đỡ, với lời khuyên bổ ích góp ý q báu việc thực hiện hồn thiện luận án Tơi xin cảm ơn kính trọng tới PGS.TS Trần Thu Hương PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương, TS Lê Nguyễn

Định dạng
Số trang	237
Dung lượng	8,44 MB