Luận án Tiến sĩ Hóa học Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây máu chó trái dày (Knema pachycarpa) và cây máu chó đá (Knema saxatilis)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẦN HỮU GIÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÂY MÁU CHĨ TRÁI DÀY (KNEMA PACHYCARPA) VÀ CÂY MÁU CHÓ ĐÁ (KNEMA SAXATILIS) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẦN HỮU GIÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÂY MÁU CHÓ TRÁI DÀY (KNEMA PACHYCARPA) VÀ CÂY MÁU CHÓ ĐÁ (KNEMA SAXATILIS) Chuyên ngành: Hoá học hữu Mã số: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Lê Nguyễn Thành GS TS Nguyễn Văn Hùng HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn khoa học GS TS Nguyễn Văn Hùng TS Lê Nguyễn Thành Các số liệu, kết luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả Trần Hữu Giáp i LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành 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 bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc, cảm phục kính trọng tới GS TS Nguyễn Văn Hùng TS Lê Nguyễn Thành - người Thầy tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển tập thể cán Viện quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ tập thể cán Học viện tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập Tôi xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Nghiên cứu phát triển thuốcViện Hóa sinh biển ủng hộ to lớn, lời khuyên bổ ích góp ý quý báu việc thực hồn thiện luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn bè người thân ln ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi suốt trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Trần Hữu Giáp ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chi Máu Chó (Knema) 1.1.1 Đặc điểm thực vật chi Máu chó (Knema) 1.1.2 Một số lồi máu chó đƣợc sử dụng y học cổ truyền nƣớc Đông Nam Á 1.2 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Knema .5 1.2.1 Nghiên cứu nƣớc .5 1.2.2 Nghiên cứu giới 1.2.2.1 Các hợp chất resorcinol 1.2.2.2 Các hợp chất anacardic acid 1.2.2.3 Các hợp chất cardanol 1.2.2.4 Các hợp chất acetophenone 11 1.2.2.5 Các hợp flavonoid 11 1.2.2.6 Các hợp lignan .13 1.2.2.7 Các hợp chất khác 15 1.3 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học chi Knema .18 1.3.1 Hoạt tính chống ung thƣ 19 1.3.2 Hoạt tính liên quan đến hệ thần kinh 21 1.3.3 Độc tính ký sinh trùng .21 1.3.4 Hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm .21 1.3.5 Hoạt tính chống oxy hóa 22 1.3.6 Hoạt tính kháng lao 22 1.3.7 Hoạt tính chống sốt rét 22 1.3.8 Hoạt tính liên quan đến giảm glucose máu .22 1.3.9 Hoạt tính chống viêm 22 1.4 Tác dụng ức enzyme acetylcholinesterase (AChE) 23 1.4.1 Sơ lƣợc chứng rối loạn nhận thức 23 1.4.2 Mối liên hệ chứng sa sút trí tuệ enzyme acetylcholinesterase 23 iii 1.4.3 Các hợp chất thiên nhiên có tác dụng ức chế AChE .24 1.5 Giới thiệu loài máu chó trái dày máu chó đá 28 1.5.1 Đặc điểm thực vật loài máu chó trái dày 28 1.5.2 Đặc điểm thực vật lồi máu chó đá 28 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 MẪU THỰC VẬT .30 2.1.1 Cây máu chó trái dày 30 2.1.2 Cây máu chó đá .30 2.2 PHƢƠNG PHÁP PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT .30 2.2.1 Sắc ký lớp mỏng (TLC) 30 2.2.2 Sắc ký lớp mỏng điều chế .30 2.2.3 Sắc ký cột (CC) .31 2.3 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC 31 2.3.1 Điểm nóng chảy (Mp) .31 2.3.2 Độ quay cực ([α]D) 31 2.3.3 Phổ hồng ngoại (IR) 31 2.3.4 Phổ khối lƣợng (MS) .31 2.3.5 Phổ cộng hƣởng từ nhân (NMR) 31 2.3.6 Sắc ký khí khối phổ (GC/MS) .32 2.4 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC .32 2.4.1 Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào .32 2.4.2 Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzyme Acetylcholinesterase 34 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 36 3.1 PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TỪ LỒI MÁU CHĨ TRÁI DÀY 36 3.1.1 Phân lập hợp chất từ 36 3.1.2 Phân lập hợp chất từ thân cành 39 3.1.3 Phân lập hợp chất từ 41 3.2 PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TỪ LỒI MÁU CHĨ ĐÁ 45 3.2.1 Phân lập hợp chất từ thân cành 45 3.2.2 Phân lập hợp chất từ .47 iv 3.3 HẰNG SỐ VẬT LÝ VÀ DỮ KIỆN PHỔ CỦA CÁC CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC .49 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 4.1 Kết phân tích GC/MS cặn chiết n-hexan máu chó trái dày 56 4.2 Xác định cấu trúc hợp chất phân lập từ máu chó trái dày .58 4.2.1 Hợp chất MC1: Knepachycarpic acid A (hợp chất mới) 58 4.2.2 Hợp chất MC2: Knepachycarpic acid B (hợp chất mới) 65 4.2.3 Hợp chất MC3: Knepachycarpanol A (hợp chất mới) 70 4.2.4 Hợp chất MC4: Knepachycarpanol B (hợp chất mới) 76 4.2.5 Hợp chất MC5: Knepachycarpasinol (hợp chất mới) .81 4.2.6 Hợp chất MC6: (+)-Pinoresinol 87 4.2.7 Hợp chất MC7: (+)-epi-Pinoresinol .89 4.2.8 Hợp chất MC8: Piperitol 91 4.2.9 Hợp chất MC9: Knepachycarpanone A (hợp chất mới) 92 4.2.10 Hợp chất MC10: Knepachycarpanone B (hợp chất mới) .97 4.2.11 Hợp chất MC11: Knepachycarpanol C (hợp chất mới) 102 4.2.12 Hợp chất MC12: Globulol 106 4.2.13 Hợp chất MC13: β-Caryolanol 108 4.2.14 Hợp chất MC14: Biochanin A 109 4.2.15 Hợp chất MC15: 5,7,3’-Trihydroxy-5’-methoxyl-isoflavone 110 4.2.16 Hợp chất MC16: Luteolin 112 4.2.17 Hợp chất MC17: Chrysoeriol 113 4.2.18 Hợp chất MC18: Naringenin .114 4.2.19 Hợp chất MC19: (+) - Catechin 116 4.2.20 Hợp chất MC20: Kaempferol-3-glucoside (Astragalin) .117 4.2.21 Hợp chất MC21: Kaempferol-3-O-rutinoside (Nicotiflorine) 119 4.2.22 Hợp chất MC22: (7''R, 8''R) Hydnocarpin D 121 4.2.23 Hợp chất MC23: (7''R, 8''R) Hydnocarpin 123 4.3 Các hợp chất phân lập từ máu chó đá 129 4.3.1 Hợp chất MC24: Eriodictyol 129 v 4.3.2 Hợp chất MC25: Sulfuretin 130 4.3.3 Hợp chất MC26: (+)-Taxifolin 131 4.3.4 Hợp chất MC27: Procyanidin A1 133 4.3.5 Hợp chất MC28: Clovan-2β,9α-diol .135 4.3.6 Hợp chất MC29: (+)-Isolariciresinol 136 4.4 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 139 4.4.1 Kết thử hoạt tính hợp chất phân lập từ máu chó trái dày 139 4.4.1.1 Hoạt tính ức chế AChE 139 4.4.1.2 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào hợp chất phân lập từ lồi máu chó trái dày 141 4.4.2 Kết thử hoạt tính hợp chất phân lập từ lồi máu chó đá 143 4.4.2.1 Hoạt tính gây độc tế bào 143 4.4.2.2 Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 144 KẾT LUẬN .145 KIẾN NGHỊ 146 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO .148 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh số loài thuộc chi Knema Hình 1.2 Cấu trúc hợp chất resorcinol từ chi Knema Hình 1.3 Cấu trúc hợp chất anacardic acid từ chi Knema Hình 1.4 Cấu trúc hợp chất cardanol từ chi Knema 11 Hình 1.5 Cấu trúc hợp chất acetophenone từ chi Knema 11 Hình 1.6 Cấu trúc hợp chất flavonoid từ chi Knema 13 Hình 1.7 Cấu trúc hợp chất lignan từ chi Knema 15 Hình 1.8 Cấu trúc số hợp chất khác từ chi Knema 17 Hình 1.9 Các ion đặc trƣng cho nhóm chất phenylalkylphenol 17 Hình 1.10 Quá trình phân mảnh dẫn xuất di-trimethylsilyl hợp chất 25 18 Hình 1.11 Cấu trúc hợp chất thiên nhiên có hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 27 Hình 1.12 Lồi máu chó trái dày (Knema pachycarpa W.J.de Wilde.) [1] 28 Hình 1.13 Lồi máu chó đá (Knema saxatilis W.J.de Wilde) [1] 29 Hình 3.1 Sơ đồ chiết phân đoạn mẫu máu chó trái dày (K.pachycarpa) 38 Hình 3.2 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết n-hexan ethyl acetate máu chó trái dày 38 Hình 3.3 Sơ đồ chiết phân đoạn thân cành máu chó trái dày (K pachycarpa) 40 Hình 3.4 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết ethyl acetate thân cành máu chó trái dày 40 Hình 3.5 Sơ đồ chiết phân đoạn máu chó trái dày (K pachycarpa) 43 Hình 3.6 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết n-hexane máu chó trái dày 44 Hình 3.7 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết ethyl acetate máu chó trái dày 44 Hình 3.8 Sơ đồ chiết phân đoạn thân cành máu chó đá (K saxatilis) 46 Hình 3.9 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết n-butanol thân cành máu chó đá 46 Hình 3.10 Sơ đồ chiết phân đoạn máu chó đá (K saxatilis) 48 Hình 3.11 Sơ đồ phân lập hợp chất từ cặn chiết EtOAc máu chó đá 48 Hình 4.1 Sắc ký đồ GC/MS cặn n-hexan máu chó trái dày 57 vii Hình 4.3 Phổ HR-ESI-MS hợp chất MC1 58 Hình 4.4 Phổ 1H-NMR hợp chất MC1 60 Hình 4.5 Phổ 13C-NMR hợp chất MC1 60 Hình 4.6 Phổ HSQC hợp chất MC1 61 Hình 4.7 Phổ HMBC hợp chất MC1 62 Hình 4.8 Các tƣơng tác HMBC quan trọng hợp chất MC1 62 Hình 4.9 Phổ khối phân mảnh dẫn xuất trimethylsilyl MC1 63 Hình 4.10 Cơ chế phân mảnh dẫn xuất MC1 di-trimethylsilyl 63 Hình 4.11 Cấu trúc hóa học hợp chất MC2 65 Hình 4.12 Phổ HR-ESI-MS hợp chất MC2 65 Hình 4.13 Phổ 1H-NMR hợp chất MC2 66 Hình 4.14 Phổ 13C-NMR hợp chất MC2 66 Hình 4.15 Phổ HSQC hợp chất MC2 67 Hình 4.16 Phổ HMBC hợp chất MC2 68 Hình 4.17 Các tƣơng tác HMBC quan trọng hợp chất MC2 68 Hình 4.18 Phổ khối phân mảnh dẫn xuất trimethylsilyl MC2 69 Hình 4.19 Cơ chế phân mảnh dẫn xuất MC2-di-trimethylsilyl 69 Hình 4.20 Cấu trúc hóa học hợp chất MC3 70 Hình 4.21 Phổ HR-ESI-MS hợp chất MC3 71 Hình 4.22 Phổ 1H-NMR hợp chất MC3 72 Hình 4.23 Phổ 13C-NMR hợp chất MC3 72 Hình 4.24 Phổ HSQC hợp chất MC3 73 Hình 4.25 Phổ HMBC hợp chất MC3 74 Hình 4.26 Các tƣơng tác HMBC quan trọng hợp chất MC3 74 Hình 4.27 Phổ khối phân mảnh dẫn xuất trimethylsilyl MC3 75 Hình 4.28 Cơ chế phân mảnh dẫn xuất trimethylsilyl MC3 75 Hình 4.29 Cấu trúc hóa học hợp chất MC4 76 Hình 4.30 Phổ HR-ESI-MS hợp chất MC4 76 Hình 4.31 Phổ 1H-NMR hợp chất MC4 77 Hình 4.32 Phổ 13C-NMR hợp chất MC4 78 viii ... sinh học chi Knema Việt Nam, lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học máu chó trái dày (Knema pachycarpa) máu chó đá (Knema saxatilis)? ?? Mục tiêu luận án: Nghiên cứu để... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẦN HỮU GIÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÂY MÁU CHĨ TRÁI DÀY (KNEMA PACHYCARPA). .. Nghiên cứu để làm rõ thành phần hoá học chủ yếu máu chó trái dày (Knema pachycarpa) máu chó đá (Knema saxatilis) Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase hoạt tính gây độc tế bào