Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài phoebe poilanei ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH HĨA HỌC SINH HỌC CỦA LOÀI PHOEBE POILANEI Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HĨA HỌC KHỐ 2017B Hà Nội – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Thị Việt Thanh, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các kết thu luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Vũ Văn Thắng LỜI CẢM ƠN Bách Khoa chặng đường dài! Sau năm học tập rèn luyện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nhớ ngày đầu bước chân vào trường bỡ ngỡ, mà phải xa trường thân yêu Ngôi trường để lại cho nhiều ấn tượng, cho trưởng thành qua năm tháng Những người thầy, người cô với trí thức tâm huyết truyền đạt vốn kiến thức q báu cho tơi suốt q trình học trường Và đặc biệt nữa, để hoàn thành luận văn Thạc sĩ Khoa học giúp đỡ từ người thầy, người cô có nhiều năm kinh nghiệm, từ gia đình, bạn bè cơng ty Luận văn hồn thành Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trước tiên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Nguyễn Thị Việt Thanh - Bộ mơn Hóa Hữu – Viện Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội người hướng dẫn tận tình, chu đáo tạo điều kiện giúp đỡ suốt năm tháng trường từ đồ án tốt nghiệp luận văn Thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Đan Thị Thúy Hằng toàn thể anh, chị Phịng nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán Phịng thử nghiệm sinh học, Viện Cơng nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ tơi hồn thành nghiên cứu hoạt tính sinh học Tơi xin chân thành cảm ơn GS, TS người thầy, người cô Viện Kỹ thuật Hóa học giảng dạy tơi suốt q trình học tập Các thầy, truyền cho kiến thức quý báu giúp đỡ hiểu thấu đáo lĩnh vực mà nghiên cứu để vận dụng kiến thức đường tới riêng Tôi xin chân thành cảm ơn Giáo sư, Phó giáo sư, Tiến sĩ chủ tịch hội đồng, ủy viên phản biện, ủy viên hội đồng dành thời gian quý báu để đọc tham gia hội đồng chấm luận văn Tiếp đó, tơi xin chân thành cảm ơn Cơng ty Cổ phần Hóa Dược Việt Nam, nơi làm việc năm vừa qua, nơi gắn bao kỉ niệm lại ùa tơi tơi viết dịng chữ Một lần tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến bác, anh, chị phân xưởng Hóa Dược – Cơng ty Cổ phần Hóa Dược Việt Nam người bảo, hướng dẫn từ cách làm việc, đến điều nhỏ nhặt sống, giúp tơi trưởng thành có kiến thức quý báu để vững bước đường đầy khó khăn phía trước Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn cha, mẹ người thân yêu đời Những người động viên, cổ vũ, khích lệ tơi lúc tơi gặp khó khăn, bế tắc suốt trình học tập để hồn thành luận văn ngày hơm Tôi xin trận trọng cảm ơn! Hà nội, ngày … tháng… năm 2019 Tác giả luận văn Vũ Văn Thắng MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT - iv DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ - ix DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC - xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung họ Long não (Lauraceae), chi Phoebe - 1.2 Khái quát loài Phoebe poilanei Kosterm - 1.2.1 Thực vật học - 1.2.2 Cơng dụng số lồi họ Long não (Lauraceae) 1.3 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe - 1.3.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe giới 1.3.2 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe Việt Nam 19 1.4 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học chi Phoebe 21 1.4.1 Hoạt tính gây độc tế bào (cytotoxicity) 21 1.4.2 Hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm (antibacterial, antifungal activity) 23 1.4.3 Hoạt tính kháng ký sinh trùng sốt rét (Antiplasmodial activity) - 24 1.4.4 Hoạt tính chống oxy hóa (antioxidant activity) 25 1.4.5 Một số hoạt tính khác 25 1.5 Vài nét hợp chất flavonoid - 26 1.5.1 Khái niệm 26 1.5.2 Phân loại - 27 i 1.5.3 Hoạt tính sinh học flavonoid - 32 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 34 2.1 Mẫu thực vật 34 2.2 Phương pháp chiết - 34 2.3 Các phương pháp phân lập hợp chất hữu - 35 2.3.1 Sắc ký cột (CC) - 35 2.3.2 Sắc ký lớp mỏng 37 2.4 Các phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu phân lập - 37 2.4.1 Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS) 37 2.4.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR) -38 2.5 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 39 2.5.1 Vật liệu - 39 2.5.2 Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro 40 2.5.3 Phương pháp thử tác dụng gây độc tê bào ung thư 40 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 42 3.1 Thiết bị hóa chất 42 3.1.1 Thiết bị xác định cấu trúc - 42 3.1.2 Hóa chất - 42 3.2 Nghiên cứu thành phần hóa học lồi Phoebe poilanei 42 3.2.1 Xử lý mẫu - 42 3.2.2 Tạo cặn chiết tổng cặn chiết phân đoạn từ bột Phoebe poilanei - 43 3.2.3 Phân lập hợp chất từ cặn chiết dichloromethane 45 3.2.4 Tính chất vật lý liệu phổ hợp chất phân lập 48 3.3 Hoạt tính sinh học chất tinh khiết phân lập từ loài Phoebe poilanei 49 ii CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 4.1 Kết nghiên cứu hóa học Phoebe poilanei 50 4.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất phân lập 51 4.2.1 Hợp chất PP1 (Kaempferol) 51 4.2.2 Hợp chất PP2 (Isoquercitrin) - 56 4.2.3 Hợp chất PP3 (Astragalin) 63 4.2.4 Hợp chất PP4 (Myricitrin) 69 4.3 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro hợp chất tinh khiết phân lập từ loài Phoebe poilanei - 75 KẾT LUẬN - 77 KIẾN NGHỊ 78 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC - I iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các phương pháp Diễn giải sắc ký CC Column Chromatography Sắc ký cột TCL Thin Layer Chromatography Sắc ký mỏng Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy proton Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng tử hạt nhân Resonance Spectroscopy carbon 13 Các phương pháp phổ H-NMR 13 C-NMR DEPT ESI-MS HSQC Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Electrospay Ionnization Mass Phổ khối lượng phun mù điện Spectrometry tử Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân qua Coherence liên kết J (Hz) J coupling constant MS Mass Spectrometry NMR Phổ DEPT Hằng số tương tác tính Hz Phổ khối lượng Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy iv Phổ cộng hưởng từ hạt nhân δ (ppm) δ (ppm = part per million) s d : singlet brs : broad singlet : doublet Độ chuyển dịch hóa học tính phần triệu t : triplet dd : doulble doublet m : multiplet brd: broad doublet Các dòng tế bào Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma Ung thư gan MCF-7 Human breast adenocarcinoma Ung thư vú LU-1 Human bronchogenic carcinoma Ung thư phổi COX-2 Cyclooxygenases-2 Enzyme gây triệu chứng viêm LOX Lipoxygenase Enzyme gây phản ứng viêm, dị ứng glucose-6 phosphatase Enzyme thủy phân làm tăng lượng đường thể Catalase Enzyme xúc tác phân hủy hydrogen peroxide thành oxy phân tử nước Superoxide dismutase Enzyme xúc tác cho phân hủy gốc tự superoxide anion (O2-) Các ký hiệu số thuật ngữ sinh học CAT SOD v Collagen Là loại protein kết nối mô thể Có tác dụng chống lão hóa, tăng cường miễn dịch, … MMP-1 matrix metalloproteinase-1 Enzyme phá vỡ liên kết peptide collagen TNF-α tumor necrosis factor- α Là polypeptid tham gia vào phản ứng viêm LT Leukotrien PG Prostaglandin Là nhóm chất trung gian gây viêm thuộc họ eicosanoids Carrageenan Khi carrageenan xử lý acid, tạo chất gọi poligeenan (chất gây viêm) Insulin CTPT: C257H383N65O77S6 Là loại hormone có tác dụng giảm nồng độ đường máu Alloxan CTPT: C4H4N2O5 Phá hủy tế bảo sản xuất hormone insulin LOD Lipid peroxide Phá hủy số enzyme quan trọng thể, đẩy nhanh q trình lão hóa GSH Glutathione Chất chống oxy hóa Các ký hiệu viết tắt khác CTPT IC50 Công thức phân tử Inhibitory Concentration 50% vi Nồng độ ức chế 50% 10 Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Văn Tuyến, (2005) Các hợp chất aporphin ancaloit từ Kháo (Sụ to), Phoebe Tovoyana (Meissn.) Hook f (Họ Long não), Tạp chí Hóa học, T.43 (5), Tr.586-589 11 Nguyễn Minh Thông, (2016) Nghiên cứu cấu trúc, khả chống oxy hóa số polyphenol dẫn xuất fullerene (C60) phương pháp hóa tính tốn Luận án tiến sĩ hóa lý thuyết hóa lý, Đại học khoa học- Đại học Huế, Huế, Việt Nam C TIẾNG ANH 12 Awang, K., Mukhtar, M.R., Hamid, A., Hadi, A., Litaudon, M., Latip, J., Abdullah, N.R (2006) New alkaloids from Phoebe grandis (Nees) Merr Nat Prod Res., 20(6), 567-572 13 Awang, K., Mukhtar, M.R., Mustafa, M.R., Litaudon, M., Shaari, K., Mohamad, K., Hadi, A.H (2007) New alkaloids from Phoebe scortechinii Nat Prod Res., 21(8), 704-709 14 Calderon-Montano, J M., Burgos-Moron, E., Perez-Guerrero, C., & Lopez-Lazaro, M (2011) A Review on the Dietary Flavonoid Kaempferol Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 11(4), 298-344 15 Castro, C.O., Lopez, V.J., Vergara, G.A (1985) Aporphine alkaloids from Phoebe pittieri Phytochemistry, 24(1), 203-204 16 Castro, O., Lopez, J., Vergara, A., Stermitz, F.R (1985) Phenylpropanoids in alkaloid-free species of Phoebe J Nat Prod., 48(4), 640- 641 17 Castro, O., Ruitz, I (1994) Aporphine Alkaloids and Flavonoids from Ocotea holdridgeiana Leaves Pharm Biol., 32(4), 406-408 18 Castro, O., Soto, R.M (1991) Tetrahydrofurofuran lignans from Phoebe cinnamomifolia leaves Fitoterapia, 62(5), 457-458 81 19 Chung, S.K., Kim, Y.C., Takaya, Y., Terashima, K., Niwa, M (2004) Novel Flavonol Glycoside, 7-O- Methyl Mearnsitrin, from Sageretia theezans and Its Antioxidant Effect J.Agric.Food Chem, 52, 4664-4668 20 Ding, J., Yu, X., Ding, Z., Cheng, B., Yi, Y., Yu, W., Hayashi, N., Komae, H (1994) Essential Oils of Some Lauraceae Species from the Southwestern Parts of China J Essent Oil Res., 6(6), 577- 585 21 Domitrovic, R., Rashed, K., Cvijanovic, O., Vladimir-Knezevic, S., Skoda, M., Visnic, A (2015) Myricitrin exhibits antioxidant, anti-inflammatory and antifibrotic activity in carbon tetrachloride-intoxicated mice Chemico-Biological Interactions, 230, 21-29 22 Elya, B., Katrin, B., Forestrania, R.C., Sofyan, R, Chandra, R.A (2017) Alkaloid from Phoebe declinata Nees Leaves Pharmacogn J., 9(6): 713-720 23 Heged, V.R., Dai, P., Ladislaw, P.D.C., Patel, M.G., Puar, M.S., Pachter, J (1997) Receptor-selective compounds from the Chinese plant Phoebe chekiangensis Bioorg Med Chem Lett., 7(9), 1207- 1212 24 Huang, F.M., Huang, C.F., Lee, S.S (1997) Isoquinoline alkaloids from Phoebe minutiflora Chin Pharm J., 49(4), 217-227 25 Hughes, J.P., Ress, S., Kalindjian, S.B., Philpottm K.L (2011) Principles of early drug discovery Br J Pharmacol 162(6): 1239–1248 26 Johns, S.R., Lamberton, J.A (1967) Alkaloids of Phoebe clemensii Allen (family Lauraceae) Aust J Chem., 20(6), 1277-1281 27 Joshi, S.C., Padalia, R.C., Bisht, D.S., Mathela, C.S (2009) Terpenoid diversity in the leaf essential oils of Himalayan Lauraceae species Chem Biodiv., 6(9), 13641373 28 Kim, G.E., Kang, H.K., Seo E.S., Jung, S.H., Park, J.S., Kim, D.H., Kim, D.W., Ahn, S.A., Sunwoo, C., Kim, D (2012) Glucosylation of the flavonoid, astragalin 82 by Leuconostoc mesenteroides B-512FMCM dextransucrase acceptor reactions and characterization of the products Enzyme and Microbial Technology, 50, 50–56 29 Ku, Y.L., Chen, C.H., Lee, S.S (2006) Chemical constituents from Phoebe minutiflora II Nat Prod Res., 20(13), 1199-1206 30 Li, X., Jiang, Q., Wang, T., Liu, J., Chen, D (2016) Comparison of the Antioxidant Effects of Quercitrin and Isoquercitrin: Understanding the Role of the 6’’-OH Group Molecules, 21, 1246 31 Lopez, M.L., Zunino, M.P., Zygadro, J.A., Lopez, A.G., Lucini, E.I., Faillaci, S.M (2004) Aromatic plants of Yungas Part II Chemical composition of the essential oil of Phoebe porphyria (Griseb.) Mez (Lauraceae) J Essential Oil Res., 16(2), 129-130 32 Martinez, E., de Diaz, A.M.P., Nathan, P.J (1988) Oxoaporphine alkaloids from the wood of Phoebe cinnamomifolia Planta Med., 54(4), 361-362 33 Mossmann, T., (1983) Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays, J Immunol Meth 65, 55-63 34 Mukhtar, M.R., Aziz, A.N., Thomas, N.F., Hadi, A.H.A., Litaudon, M., Awang, K (2009) Grandine A, a new proaporphine alkaloid from the bark of Phoebe grandis Molecules, 14(3), 1227-1233 35 Mukhtar, M.R., Hadi, A.H.A., Rondeau, D., Richomme, P., Litaudon, M., Mustafa, M.R., Awang, K (2008) New proaporphines from the bark of Phoebe scortechinii Nat Prod Res., 22(11), 921- 926 36 Mukhtar, M.R., Hamid, A., Hadi, A., Sevenet, T., Martin, M.T., Awang, K (2004) Phoebegrandine C, a novel proaporphine-tryptamine dimer, from Phoebe grandis (Nees) Merr Nat Prod Res., 18(2), 163-167 83 37 Mukhtar, M.R., Martin, M.T., Domansky, M., Pais, M., Hamid, A., Hadi, A., Awang, K (1997) Phoebegrandines A and B, proaporphinetryptamine dimers, from Phoebe grandis Phytochemistry, 45(7), 1543-1546 38 Omar, H.B (2015) Chemical Constituents of Phoebe Grandis (Ness) Merr, Phoebe Tavoyana (Meissn.) H.k.F., and Actinodaphne Sesquipedalis Hook.F.Var Glabra and Their Biological Activities Thesis (PhD) – Faculty of Science, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia 39 Park, M.J., Lee, E.K., Heo, H.S., Kim, M.S., Sung, B., Kim, M.K., Lee, J., Kim, N.D., Anton, S., Choi, J.S., Yu, B.P., Chung, H.Y (2009) The Anti-Inflammatory Effect of Kaempferol in Aged Kidney Tissues: The Involvement of Nuclear FactorκB via Nuclear Factor-Inducing Kinase/IκB Kinase and Mitogen-Activated Protein Kinase Pathways J Med Food, 12(2), 351 -358 40 Park, S.U., Kim, J.S., Lee, S.Y., Bae, K.H., Kang, S.S (2008) Chemical constituents of Lathyrus davidii, Nat Prod Sci., 14(4), 281-288 41 Riaz, A., Rasul, A., Hussain, G., Zahoor, M.K., Jabeen, F., Subhani, Z., Younis, T., Ali, M., Sarfraz, I., Selamoglu, Z (2018) Astragalin: A Bioactive Phytochemical with Potential Therapeutic Activities Advances in Pharmacological Sciences, Volume 2018, DOI: 10.1155/2018/9794625 42 Semwal, D.K., Rawat, U., Bamola, A., Semwal, R (2009) Antimicrobial Activity of Phoebe Lanceolata and Stephania Glabra: Preliminary Screening Studies J Sci Res., 1(3), 662-666 43 Semwal, D.K., Rawat, U., Semwal, R., Singh, K., Singh, R., Saini, B., Krishan, P., Singh, M (2009) Hypoglycemic effect of Phoebe lanceolata On alloxan-induced diabetic mice Pharmacologyonline, 1, 1021-1026 44 Semwal, D.K., Rawat, U., Singh, G.J.P (2008) Further Aporphine Alkaloids from Phoebe lanceolata Molbank, 2008(3), M581 84 45 Semwal, D.K., Semwal, R B (2013) Ethnobotany, pharmacology and phytochemistry of the genus Phoebe (Lauraceae) Mini-Rev Org Chem., 10, 12-26 46 Shao, H., Jiang, J., Pan, F., Xie, J., Qi, J., Xiao, H., Chen, Y (2018) Chemical composition, UV/vis absorptivity, and antioxidant activity of essential oils from bark and leaf of Phoebe zhennan S K Lee & F N Wei, Nat Prod Res., ISSN: 1478-6419 (Print) 1478-6427 (Online), DOI: 10.1080/14786419.2018.1504047 47 Valentova, K Vrba, J., Bancirova, M., Ulrichova, J., Kren, V (2014) Isoquercitrin: Pharmacology, toxicology, and metabolism Food and Chemical Toxicology, 68, 267-282 48 Weyerstahl, P., Wahlburg, H.C., Splittgerber, U., Marschall, H (1994) Volatile constituents of Brazilian Phoebe oil Flav Frag J., 9(4), 179-186 49 Yang, D., Wang, F., Zhang, H., Ren, S (2000) Chemical constituents and antifungal activities of essential oil from leaves of Phoebe faberi Guangxi Zhiwu, 20(2), 181-184 85 PHỤ LỤC Phụ lục Các phổ hợp chất PP1 Phổ 1H-NMR giãn hợp chất PP1 I Phổ DEPT giãn hợp chất PP1 Phổ 13C-NMR giãn hợp chất PP1 II Phụ lục Các phổ hợp chất PP2 Phổ 1H-NMR giãn (a) hợp chất PP2 III Phổ 1H-NMR giãn (b) hợp chất PP2 IV Phụ lục Các phổ hợp chất PP3 Phổ 1H-NMR giãn (a) hợp chất PP3 V Phổ 1H-NMR giãn (b) hợp chất PP3 Phổ 13C-NMR giãn (a) hợp chất PP3 VI Phổ 13C-NMR giãn (b) hợp chất PP3 VII Phụ lục Các phổ hợp chất PP4 Phổ 1H-NMR giãn (a) hợp chất PP4 VIII Phổ 1H-NMR giãn (b) hợp chất PP4 Phổ DEPT giãn hợp chất PP4 IX Phổ 13C-NMR giãn (a) hợp chất PP4 Phổ 13C-NMR giãn (b) hợp chất PP4 X ... phần hóa học chi Phoebe - 1.3.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe giới 1.3.2 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe Việt Nam 19 1.4 Các nghiên cứu hoạt tính sinh. .. [2, 3] 1.3 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe 1.3.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe giới Theo nghiên cứu thành phần hóa học giới, loài thuộc chi Phoebe giàu alkaloid,... chung: Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Phoebe Việt Nam cịn Hoạt tính sinh học loài chi Phoebe nhà nghiên cứu giới Việt Nam báo cáo Có thể kể đến số hoạt tính quan trọng chi Phoebe gây độc