Luận án tiến sĩ nghiên cứu hóa học cây thuốc việt nam có hoạt tính kháng tế bào khối u thực nghiệm cây tô mộc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  BÙI XUÂN HÀO NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY THUỐC VIỆT NAM CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO KHỐI U THỰC NGHIỆMCÂY TƠ MỘC (CAESALPINIA SAPPAN L.) VÀ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG (STREPTOCAULON JUVENTAS (LOUR.) MERR.) Chuyên ngành: Hóa Hữu Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01 Phản biện 1: PGS TS TRẦN HÙNG Phản biện 2: PGS TS NGUYỄN NGỌC HẠNH Phản biện 3: GS TS NGUYỄN KIM PHI PHỤNG Phản biện độc lập 1: PGS TS PHẠM THÀNH QUÂN Phản biện độc lập 2: PGS TS NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS TRẦN LÊ QUAN GS TS NGUYỄN MINH ĐỨC Tp Hồ Chí Minh-Năm 2013 LỜI CẢM ƠN Luận án này hồn thành Phịng thí nghiệm Bộ mơn Hóa hữu cơ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp HCM Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến: - PGS.TS Trần Lê Quan, GS.TS Nguyễn Minh Đức GS.TS Trần Kim Qui, người Thầy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ thời gian làm luận án - GS.TS Nguyễn Kim Phi Phụng quan tâm, dành thời gian sửa chữa, đóng góp nhiều ý kiến q báu giúp cho tơi hồn thành luận án - PGS.TS Trần Hùng, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hạnh đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp cho tơi hồn thành luận án - GS.TSKH Nguyễn Cơng Hào quan tâm đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho chuyên đề tiến sĩ luận án - PGS.TS Trần Công Luận quan tâm đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho chuyên đề tiến sĩ luận án - Tất quý Thầy Cơ Bộ Mơn Hóa Hữu Cơ tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận án - Phòng NMR thuộc Viện KHCN Hà Nội, Phòng Phân Tích Trung Tâm phịng Hợp chất Thiên nhiên thuộc trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM - Phòng Sau Đại Học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM - Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình ln động viên, khích lệ tạo điều kiện cho tơi học tập hồn thành luận án Bùi Xuân Hào MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI STREPTOCAULON 1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHI STREPTOCAULON 1.2.1 Thành phần hóa học rễ hà thủ trắng 1.2.2 Thành phần hóa học thuộc chi Streptocaulon 1.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RỄ CÂY HÀ THỦ Ơ TRẮNG 11 1.3.1 Tính chất dược lý 11 1.3.2 Hoạt tính sinh học 11 1.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT CARDENOLID 12 1.4.1 Đại cương 12 1.4.2 Hóa học lập thể dẫn xuất cardenolid 13 1.4.2.1 Hóa học lập thể khung aglycon 13 1.4.2.2 Các đơn vị đường có dẫn xuất cardenolid 13 1.5 VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI CAESALPINIA 14 1.6 THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA CÂY TƠ MỘC 14 1.6.1 Thành phần hóa học lõi gỗ thân tơ mộc 14 1.6.2 Thành phần hóa học hạt tơ mộc 22 1.7 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY TÔ MỘC 23 1.7.1 Tính chất dược lý 23 1.7.2 Hoạt tính sinh học 23 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1.1 Phương pháp cô lập hợp chất 26 2.1.2 Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất 26 2.1.3 Phương pháp thử nghiệm độc tính tế bào 26 2.2 THỰC NGHIỆM 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 LY TRÍCH VÀ CƠ LẬP CÁC HỢP CHẤT 41 3.2 PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN CỦA DẪN XUẤT CARDENOLID 41 3.2.1 Phổ 1H 13C-NMR khung aglycon 41 3.2.2 Phổ 1H 13C-NMR đơn vị đường 43 3.3 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT 44 3.3.1 Hợp chất H1 44 3.3.2 Hợp chất H2 48 3.3.3 Hợp chất H3 52 3.3.4 Hợp chất H4 56 3.3.5 Hợp chất H5 60 3.3.6 Hợp chất H6 65 3.3.7 Hợp chất H7 71 3.3.8 Hợp chất H8 74 3.3.9 Hợp chất H9 78 3.2.10 Hợp chất H10 83 3.3.11 Hợp chất H11 86 3.3.12 Hợp chất H12 90 3.3.13 Hợp chất H13 95 3.3.14 Hợp chất H14 99 3.3.15 Hợp chất H15 103 3.3.16 Hợp chất H16 107 3.3.17 Hợp chất T1 112 3.3.18 Hợp chất T2 114 3.3.19 Hợp chất T3 116 3.3.20 Hợp chất T4 118 3.3.21 Hợp chất T5 120 3.3.22 Hỗn hợp T6 T7 122 3.4 NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT CARDENOLID THUỘC LOÀI STRETOCALON JUVENTAS 126 3.4.1 Đặc điểm khung aglycon 126 3.4.1.1 Đặc điểm hóa học lập thể 126 3.4.1.2 Đặc điểm phổ NMR khung aglycon 127 3.4.2 Đặc điểm phổ NMR đơn vị đường 128 3.5 NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT PHENOL THUỘC LOÀI CAESALPINIASAPPAN LINN 131 3.6 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH TẾ BÀO 134 3.6.1 Hoạt tính gây độc tế bào 134 3.6.2 Nhận xét hoạt tính gây độc tế bào 135 3.7 NHẬN XÉT VỀ THU SUẤT CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT 139 3.7.1 Nhận xét thu suất cô lập hợp chất cardenolid 139 3.7.2 Nhận xét thu suất cô lập hợp chất phenol 141 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 147 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC 155 PHỤ LỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN s : mũi đơn (singlet) brs : mũi đơn bầu (broad singlet) brps : mũi giả đơn bầu (broad pseudosinglet) d : mũi đôi (doublet) dd : mũi đôi đôi (doublet – doublet) t : mũi ba (triplet) brd : mũi đôi bầu (broad doublet) m : mũi đa (multiplet) J : số ghép (coupling constant) SKC : sắc ký cột SKLM : sắc ký lớp mỏng PTLC : sắc ký lớp mỏng điều chế RP-18 : Reversed Phase C-18 LC-MS : sắc ký lỏng ghép khối phổ (Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy) MS : khối phổ (Mass Spectroscopy) HR-ESI-MS : High Resolution-Electro Spray Ionization-Mass Spectrometry UV : Ultraviolet Spectroscopy NMR : phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) HSQC : tương quan H-C qua nối (Heteronuclear Single Quantum Coherence) HMBC : tương quan H-C qua 2, nối (Heteronuclear Multiple Bond Coherence) H-H COSY : tương quan H-H (H-H Correlation Spectroscopy) ROESY : Rotating-frame Effect Spectroscopy DEPT : Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer DMSO : Dimetyl sulfoxid TMS : Tetrametylsilan Ac : Acetyl Me : Metyl M : khối lượng phân tử [α]D : Năng lực triền quang (Specific Optical Rotation) MeOH : Metanol MeCN : Acetonitril EtOAc : Etyl acetat Ac : Acetyl (CH3CO) SRB : Sulfohrodamin B Dig : β-D-digitoxopyranose Dtl : β-D-digitalopyranose Cym : β-D-cymaropyranose Glc : β-D-glucopyranose Rha : β-D-rhamnopyranose DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU Trang  DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây hà thủ trắng Hình 1.2 Rễ hà thủ ô trắng Hình 1.3 Hóa học lập thể khung cardenolid 13 Hình 1.4 Quả tơ mộc 15 Hình 1.5 Thân tơ mộc 15 Hình 3.1 Hóa học lập thể C-3 hợp chất cardenolid 42 Hình 3.2 Hóa học lập thể hợp chất H1 46 Hình 3.3 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H1 48 Hình 3.4 Hóa học lập thể hợp chất H2 50 Hình 3.5 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H2 50 Hình 3.6 Hóa học lập thể hợp chất H3 54 Hình 3.7 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H3 55 Hình 3.8 Hóa học lập thể hợp chất H4 58 Hình 3.9 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H4 58 Hình 3.10 Hóa học lập thể hợp chất H5 62 Hình 3.11 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H5 64 Hình 3.12 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H6 69 Hình 3.13 Tương quan H-H ROESY quan trọng H6 70 Hình 3.14 Hóa học lập thể hợp chất H7 73 Hình 3.15 Tương quan HMBC quan trọng H7 74 Hình 3.16 Hóa học lập thể hợp chất H8 77 Hình 3.17 Tương quan HMBC COSY quan trọng H8 78 Hình 3.18 Tương quan HMBC H-H COSY quan trọng H9 80 Hình 3.19 Hóa học lập thể hợp chất H9 81 Hình 3.20 Hóa học lập thể hợp chất H10 85 Hình 3.21 Tương quan HMBC quan trọng H10 85 Hình 3.22 Hóa học lập thể hợp chất H11 88 Hình 3.23 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H11 90 Hình 3.24 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H12 92 Hình 3.25 Tương quan H-H ROESY quan trọng H12 93 Hình 3.26 Hóa học lập thể hợp chất H13 97 Hình 3.27 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H13 97 Hình 3.28 Hóa học lập thể hợp chất H14 102 Hình 3.29 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H14 103 Hình 3.30 Hóa học lập thể hợp chất H15 105 Hình 3.31 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H15 107 Hình 3.32 Hóa học lập thể hợp chất H16 109 Hình 3.33 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng H16 111 Hình 3.34 Tương quan H-H COSY HMBC quan trọng T1 114 Hình 3.35 Cấu trúc hợp chất sappanon A (T2) 115 Hình 3.36 Cấu trúc hợp chất sappanon B (T3) 117 Hình 3.37 Cấu trúc hợp chất 3-deoxysappanon B (T4) 120 Hình 3.38 Cấu trúc hợp chất brazilin (T5) 122 Hình 3.39 Tương quan HMBC quan trọng T6 124 Hình 3.40 Hỗn hợp hai xuyên lập thể phân T6 T7 126 Hình 3.41 Hóa học lập thể aglycon 127 Hình 3.42 Cấu trúc hóa học đơn vị đường 129 Hình 3.43 Cấu trúc hóa học hợp chất phenol 132  DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Cô lập hợp chất có rễ hà thủ trắng 36 Sơ đồ 2.2 Cô lập hợp chất có lõi gỗ thân tơ mộc 37 Sơ đồ 2.3 Quy trình khảo sát độc tính tế bào phương pháp SRB 40  DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các hợp chất cô lập từ rễ hà thủ ô trắng Bảng 1.2 Các hợp chất cô lập từ rễ Streptocaulon tomentosum Streptocaulon griffithii Bảng 1.3 Các hợp chất cô lập từ lõi gỗ thân tô mộc 17 Bảng 1.4 Các hợp chất cô lập từ hạt tô mộc 22 Bảng 2.1 Kết sắc ký cột cao clorofom rễ củ hà thủ ô trắng 30 Bảng 2.2 Kết sắc ký cột phân đoạn C-II cao clorofom 31 Bảng 2.3 Kết sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIB 31 Bảng 2.4 Kết sắc ký cột phân đoạn C-IIB3 31 Bảng 2.5 Kết sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC 31 Bảng 2.6 Kết sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC2 32 Bảng 2.7 Kết sắc ký cột phân đoạn C-IIC2Y 32 Bảng 2.8 Kết sắc ký cột Diaion HP-20 dịch sệt nước rễ củ hà thủ ô trắng 32 Bảng 2.9 Kết sắc ký cột phân đoạn H-III 33 Bảng 2.10 Kết sắc ký cột phân đoạn IIIB 33 Bảng 2.11 Kết sắc ký cột pha đảo phân đoạn IIIB2 33 Bảng 2.12 Kết sắc ký cột phân đoạn IIIB2Y 33 Bảng 2.13 Kết sắc ký cột cao etyl acetat lõi gỗ thân tô mộc 34 Bảng 2.14 Kết sắc ký cột phân đoạn TM-IV 35 Bảng 2.15 Kết sắc ký cột pha đảo phân đoạn TM-IVC 35 Bảng 2.16 Kết sắc ký cột phân đoạn TM-IVC2 35 Bảng 3.1 So sánh số liệu phổ NMR H1 digitoxigenin 47 Bảng 3.2 So sánh số liệu phổ NMR H2 digitoxigenin 3-O--glucopyranosid 51 Bảng 3.3 So sánh số liệu phổ NMR H3 digitoxigenin 3-O--gentiobiosid 54 Bảng 3.4 So sánh số liệu phổ NMR H4 digitoxigenin -D-sophorosid 59 Phụ lục 19e Phổ COSY T3 Phụ lục 19f Phổ HSQC T3 Phụ lục 19g Phổ HMBC T3 Phụ lục 20a Phổ 1H-NMR T4 Phụ lục 20a* Phổ giãn 1H-NMR T4 Phụ lục 20b 20c Phổ 13C DEPT-NMR T4 Phụ lục 20d Phổ COSY T4 Phụ lục 20e Phổ HSQC T4 Phụ lục 20f Phổ HMBC T4 Phụ lục 21a Phổ HRMS T5 Phụ lục 21b Phổ 1H-NMR T5 Phụ lục 21b* Phổ giãn 1H-NMR T5 Phụ lục 21b* Phổ giãn 1H-NMR T5 Phụ lục 21c Phổ 13C-NMR T5 Phụ lục 21d Phổ DEPT-NMR T5 Phụ lục 21e Phổ COSY T5 Phụ lục 21e* Phổ giãn COSY T5 Phụ lục 21f Phổ HSQC T5 Phụ lục 21g Phổ HMBC T5 Phụ lục 22a Phổ HRMS T6 T7 Phụ lục 22b Phổ 1H-NMR T6 T7 Phụ lục 22b* Phổ giãn 1H-NMR T6 T7 Phụ lục 22c Phổ 13C-NMR T6 T7 Phụ lục 22c* Phổ giãn 13C-NMR T6 T7 Phụ lục 22c* 22d Phổ 13C phổ DEPT-NMR T6 T7 Phụ lục 22e Phổ COSY T6 T7 Phụ lục 22f Phổ HSQC T6 T7 Phụ lục 22g Phổ HMBC T6 T7 ... tiến sĩ luận án - PGS.TS Trần Cơng Luận quan tâm đóng góp nhi? ?u ý kiến quý b? ?u cho chuyên đề tiến sĩ luận án - Tất quý Thầy Cô Bộ Mơn Hóa H? ?u Cơ tạo đi? ?u kiện thuận lợi cho tơi thực luận án -... metanol từ lõi gỗ thân tơ mộc có nhi? ?u hoạt tính sinh học lý thú, hoạt tính kháng bổ thể,[49] kháng oxy hóa, [8], [50] kháng khuẩn,[8] kháng viêm, giãn mạch,[8], [14] kháng ung thư.[8], [21], [22]... cổ truyền Việt Nam từ l? ?u dùng cỏ để trị nhi? ?u chứng bệnh khác Với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc tìm hi? ?u thành phần hóa học hoạt tính sinh học thuốc Việt Nam, luận án này, giới thi? ?u số