NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI THÔNG LÁ DẸT (PINUS KREMPFII LECOMTE) VÀ NGŨ GIA BÌ HƯƠNG. LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HỐ HỌC LÊ THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU HĨA HỌC VÀ THĂM DỊ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LỒI THƠNG LÁ DẸT (PINUS KREMPFII LECOMTE) VÀ NGŨ GIA BÌ HƯƠNG (ACANTHOPANAX TRIFOLIATUS L MERR.) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa có cơng bố cơng trình nghiên cứu trước Tác giả luận án Lê Thị Hồng Nhung LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành Phịng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trong trình nghiên cứu, tơi nhận nhiều giúp đỡ chân tình thầy cơ, nhà khoa học đồng nghiệp, bạn bè người thân Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, xin gửi đến PGS TS Trịnh Thị Thủy TS Nguyễn Thanh Tâm – người thầy tạo điều kiện thuận lợi, tận tình hướng dẫn có nhiều góp ý quý báu thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn GS TSKH Trần Văn Sung tạo điều kiện tốt để tơi học tập, nghiên cứu Phịng Tổng hợp hữu người ủng hộ thực luận án Tôi xin cảm ơn đến cán nghiên cứu phòng Tổng hợp hữu – Viện Hóa học giúp đỡ tơi nhiều q trình thực nghiệm hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cơ, nhà khoa học Viện Hóa học giảng dạy, hướng dẫn tơi hồn thành học phần chuyên đề chương trình đào tạo Tôi trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Ban lãnh đạo Viện Hóa học tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập Cuối cùng, xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến tồn thể gia đình, đồng nghiệp bạn bè ủng hộ động viên tơi hồn thành tốt luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày…… tháng…… năm 2014 Tác giả luận án MỤC LỤC DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ………….……………………………….……… v DANH MỤC CÁC HÌNH ………………………………………….…… vi DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………… … iix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………ix MỞ ĐẦU………….……………………………….……………… … ……… CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hai loài nghiên cứu 1.1.1 Lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 1.1.1.1 Đặc điểm thực vật lồi Thơng dẹt 1.1.1.2 Tình hình nghiên cứu lồi Thơng dẹt 1.1.1.3 Tình hình nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học chi Pinus 1.1.2 Lồi Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) 1.1.2.1 Đặc điểm thực vật loài Ngũ gia bì hương 1.1.2.2 Ứng dụng y học dân gian loài Ngũ gia bì hương 1.1.2.3 Tình hình nghiên cứu lồi Ngũ gia bì hương 1.2 Các hợp chất flavonoid 14 1.2.1 Cấu trúc hóa học 14 1.2.2 Hoạt tính sinh học 16 1.3 Các hợp chất triterpene khung lupane 19 1.3.1 Cấu trúc hóa học 19 1.3.2 Hoạt tính sinh học 19 1.4 Chuyển hóa hóa học hợp chất triterpene khung lupane hoạt tính sinh học chúng 22 1.4.1 Chuyển hóa nhóm OH 22 1.4.1.1 Chuyển hóa thành ester 22 1.4.1.2 Chuyển hoá thành ketone, acid, oxime, amine 24 1.4.1.3 Chuyển hóa thành carbamate 26 1.4.2 Chuyển hoá nhóm isopropenyl 27 1.4.2.1 Khử hố nối đơi ∆ 20(29) 27 1.4.2.2 Oxy hố nối đơi ∆ 20(29) 28 1.4.2.3 Chuyển hố vị trí allyl nối đôi 28 1.4.3 Chuyển hóa nhóm 28-COOH 29 1.4.3.1 Chuyển hóa thành ester 29 1.4.3.2 Chuyển hóa thành amide 30 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 32 2.1.1 Nguyên liệu 32 2.1.2 Hóa chất 32 2.1.3 Thiết bị 32 2.2 Phương pháp nghiên cứu 33 2.2.1.Phương pháp chiết tách 33 2.2.1.1 Phương pháp chiết tách chất từ lồi Thơng dẹt 33 2.2.1.2 Phương pháp chiết tách chất từ lồi Ngũ gia bì hương 34 2.2.2.Phương pháp xác định cấu trúc 34 2.2.3.Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 35 2.2.3.1 Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis 35 2.2.3.2 Hoạt tính gây độc tế bào 35 2.2.3.3 Hoạt tính chống oxi hóa 37 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 39 3.1 Loài Thông dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 38 3.1.1 Cặn chiết n-hexane 40 3.1.2 Cặn chiết ethyl acetate (EtOAc) 40 3.1.2.1 Phân lập chất 40 3.1.2.2 Dữ liệu phổ hợp chất phân lập 42 3.1.3 Cặn chiết n-buthanol (n-BuOH) 43 3.2 Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) 45 3.2.1 Phân lập hợp chất từ loài Ngũ gia bì hương 45 3.2.1.1 Quá trình phân lập 45 3.2.1.2 Dữ liệu phổ hợp chất phân lập 48 3.2.2 Tổng hợp dẫn xuất hai chất AT1, AT2 48 3.2.2.1 Tổng hợp dẫn xuất chất AT1 48 3.2.2.2 Tổng hợp dẫn xuất chất AT2 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64 4.1 Kết từ lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 64 4.1.1 Thành phần hóa học cặn n-hexane 64 4.1.2 Các chất phân lập từ cặn EtOAc 65 4.1.2.1 Tectochrysin (PK1) 65 4.1.2.2 Pinostrobin (PK2) 68 4.1.2.3 Pinobanksin (PK3) 71 4.1.2.4 Galangin (PK4) 75 4.1.2.5 Strobopinin (PK5) 78 4.1.2.6 Crytostrobin (PK6) 82 4.1.3 Chất phân lập từ cặn chiết n-BuOH 85 4.2 Kết từ lồi Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L Merr.) 92 4.2.1 Các hợp chất phân lập xác định từ lồi Ngũ gia bì hương 92 4.2.1.1 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1) 92 4.2.1.2 24-nor-3α,11α dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2) 95 4.2.1.3 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3) 98 4.2.2 Các dẫn xuất chuyển hóa hóa học hợp chất AT1, AT2 105 4.2.2.1 Các dẫn xuất AT1 106 4.2.2.2 Các dẫn xuất AT2 112 4.3 Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập chuyển hóa hóa học.117 4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào 117 4.3.2 Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis 119 4.3.3 Hoạt tính chống oxi hóa 120 BẢNG TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP VÀ CHUYỂN HĨA HỐ HỌC TỪ HAI LỒI NGHIÊN CỨU………….… … 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 130 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Ester hố acid betulinic vị trí 3β-OH tạo hợp chất 22 56.1–56.8 Sơ đồ 1.2 Ester hoá betulinic acid vị trí 3β-OH tạo hợp chất 57 23 Sơ đồ 1.3 Chuyển hóa nhóm 3β-OH, 28-OH betulin 23 Sơ đồ 1.4 Chuyển hóa nhóm 28-OH betulin tạo dẫn xuất 64, 65 24 Sơ đồ 1.5 Chuyển hố nhóm 3β-OH betulinic acid thành ketone, 25 oxime, amine Sơ đồ 1.6 Tổng hợp acid betulinic từ betulin 25 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp dẫn xuất carbamate betulinic acid 26 Sơ đồ 1.8 Chuyển hóa dẫn xuất carbamate betulin 27 Sơ đồ 1.9 Khử hố nối đơi ∆ 20(29) betulinic acid 27 Sơ đồ 1.10 Oxi hóa nối đơi ∆ 20(29) betulinic acid 28 Sơ đồ 1.11 Chuyển hóa vị trí allyl nối đôi tạo hợp chất 85- 87 29 Sơ đồ 1.12 Tổng hợp số dẫn xuất este 23-hydroxy betulinic acid 30 Sơ đồ 1.13 Tổng hợp dẫn xuất A43-D betulinic acid 31 Sơ đồ 3.1 Quy trình chiết rễ Thơng dẹt 39 Sơ đồ 3.2 Phân lập chất từ cặn chiết EtOAc rễ Thông dẹt 41 Sơ đồ 3.3 Phân lập chất PK7 từ cặn chiết n-BuOH rễ Thông dẹt 44 Sơ đồ 3.4 Quy trình chiết mẫu Ngũ gia bì hương 45 Sơ đồ 3.5 Phân lập hợp chất từ cặn chiết dichlorometan loài 47 Ngũ gia bì hương Sơ đồ 4.1 Tổng hợp dẫn xuất chất AT1 106 Sơ đồ 4.2 Tổng hợp dẫn xuất chất AT2 112 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Ảnh tiêu lồi Thơng dẹt Hình 1.2 Hình ảnh lồi Ngũ gia bì hương Hình 1.3 Vịng benzopyrano hợp chất flavonoid 14 Hình 4.1 Phổ khối ESI-MS (positive) chất PK1 67 Hình 4.2 Phổ 1H-NMR chất PK1 (500 MHz, DMSO-d6) 67 Hình 4.3 Phổ 13C-NMR DEPT chất PK1 (125 MHz, DMSO-d6) 68 Hình 4.4 Phổ 1H-NMR chất PK2 (500 MHz, CD3OD) 70 Hình 4.5 Phổ 1H-NMR (giãn) chất PK2 (500 MHz, CD3OD) 70 Hình 4.6 Phổ 13C-NMR DEPT chất PK2 (125 MHz, CD3OD) 71 Hình 4.7 Phổ khối FT-IR chất PK3 73 Hình 4.8 Phổ khối ESI-MS (positive ion) chất PK3 73 Hình 4.9 Phổ 1H-NMR chất PK3 (500 MHz, CD3OD) 74 Hình 4.10 Phổ 1H-NMR (giãn) chất PK3 (500 MHz, CD3OD) 74 13 Hình 4.11 Phổ C-NMR chất PK3 (125 MHz, CD3OD) 75 Hình 4.12 Phổ ESI-MS (positive ion) chất PK4 77 Hình 4.13 Phổ 1H-NMR chất PK4(500 MHz, CD3OD) 77 Hình 4.14 Phổ 13C-NMR chất PK4 (125 MHz, CD3OD) 78 Hình 4.15 Phổ FT-IR chất PK5 80 Hình 4.16 Phổ 1H-NMR chất PK5 (500 MHz, CD3OD) 81 Hình 4.17 Phổ 1H-NMR (giãn) chất PK5 (500 MHz, CD3OD) 81 Hình 4.18 Phổ 13C-NMR DEPT chất PK5 (125 MHz, CD3OD) 82 Hình 4.19 Phổ 1H-NMR chất PK6 (500MHz, CD3OD) 84 Hình 4.20 Phổ 1H-NMR (giãn) chất PK6 (500MHz, CD3OD) 84 Hình 4.21 Phổ 13C-NMR DEPT chất PK6 (125MHz, CD3OD) 85 Hình 4.22 Một số tương tác phổ HMBC chất PK7 86 Hình 4.23 Một số tương tác phổ NOESY chất PK7 87 Hình 4.24 Chất burselignan (PK7a) 87 Hình 4.25 Phổ HR-ESI-MS (positive ion) chất PK7 88 Hình 4.26 Phổ 1H NMR chất PK7 (500 MHz, CD3OD) 89 Hình 4.27 Phổ 13C DEPT chất PK7 (125 MHz, CD3OD) 89 Hình 4.28 Phổ HSQC chất PK7 90 Hình 4.29 Phổ HMBC chất PK7 90 Hình 4.30 Phổ NOESY chất PK7 91 Hình 4.31 Phổ khối ESI-MS (positive ion) chất AT1 94 Hình 4.32 Phổ 1H-NMR chất AT1 (500 MHz, CDCl3) 94 Hình 4.33 Phổ 13C-NMR DEPT chất AT1 (125MHz, CDCl3) 95 Hình 4.34 Phổ ESI-MS (positive ion) chất AT2 97 Hình 4.35 Phổ H-NMR chất AT2 (500 MHz, CDCl3) 97 Hình 4.36 Phổ 13C-NMR DEPT chất AT2 (125MHz, CDCl3) 98 Hình 4.37 Các tương tác phổ COSY, HMBC chất AT3 100 Hình 4.38 Phổ FT- IR chất AT3 101 Hình 4.39 Phổ HR-ESI-MS (positive ion) chất AT3 101 Hình 4.40 Phổ 1H-NMR chất AT3 (500 MHz, CD3OD) 102 Hình 4.41 Phổ 1H-NMR (giãn) chất AT3 (500 MHz, CD3OD) 102 13 Hình 4.42 Phổ C-NMR DEPT chất AT3 (125 MHz, CD3OD) 103 Hình 4.43 Phổ HSQC chất AT3 103 Hình 4.44 Phổ HMBC chất AT3 104 Hình 4.45 Phổ COSY chất AT3 104 10 10 Osman Ustun, Fatma Sezer Senol, Mine Kurkcuoglu, Ilkay Erdogan Orhan, Murat Kartal, Kemal Husnu Can Baser, Investigation on chemical composition, anticholinesterase and antioxidant activities of extracts and essential oils of Turkish Pinus species and pycnogenol, Industrial Crops and Products, 2012, 38, 115-123 11 Ipek Süntar, Ibrahim Tumen, Osman Ustün, Hikmet Keleş, Esra Küpeli Akkol, Appraisal on the wound healing and anti-inflammatory activities of the essential oils obtained from the cones and needles of Pinus species by in vivo and in vitro experimental models, Journal of Ethnopharmacology, 2012, 139(2), 533-540 12 Nadia Fekih, Hocine Allali, Salima Merghache, Faïza Chaïb, Djamila Merghache, Mohamed El Amine, Nassim Djabou, Alain Muselli, Boufeldja Tabti, Jean Costa, Chemical composition and antibacterial activity of Pinus halepensis Miller growing in West Northern of Algeria, Asian Pacific Journal of Tropical Disease, 2013, 4(2), 97-103 13 Hyeusoo Kim, Byongsoon Lee, Kyeong Won Yun, Comparison of chemical composition and antimicrobial activity of essential oils from three Pinus species, Industrial Crops and Products, 2013, 44, 323-329 14 http://www.vienduoclieu.org.vn/ 15 Võ Văn Chi, Từ điển thuốc Việt Nam, NXB Y học Hà Nội, 1999, 850 16 Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, NXB trẻ TP Hồ Chí Minh, 2000, 2, 512 17 Fa-Ching Chen, Yuh-Meei Lin, See Lin, Constituents of three-leaved Acanthopanax, Phytochemistry, 1972, 11, 1496-1497 18 Ph D Ty, M Lischewski, H.V Phiet, A Preiss, T.V Sung, J Schmidt, G Adam, Two triterpenoid carboxylic acids from Acanthopanax trifoliatus, Phytochemistry, 1984, 23(12), 2889–2891 19 M Lischewski, P.D Ty, L Kutschabsky, D Pfeiffer, H.V Phiet, A Preiss, T.V Sung, G Adam, Two 24-nor-triterpenoid carboxylic acids from Acanthopanax trifoliatus, Phytochemistry, 1985, 24(10), 2355–2357 149 20 Ph.D Ty, M Lischewski, H.V Phiet, A.Preiss, Ph.V Nguyen, G Adam, 3α, 11α-Dihydroxy-23-oxo-lup-20(29)-en-28-oic acid from Acanthopanax trifoliatus, Phytochemistry, 1985, 24(4), 867-869 21 Phan Văn Kiệm, Phan Tống Sơn, Châu Văn Minh, Kim Young Ho, Phan Minh Giang, Phạm Hữu Điển, Nghiên cứu thành phần hóa học Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr., Araliaceae) Việt Nam, Tạp chí hóa học, 2003, 41(4), 39-44 22 Phan Van Kiem, Chau Van Minh, Xing Fu Cai, Jung Joon Lee, Young Ho Kim, A New 24-Nor-Lupane-Glycoside of Acanthopanax trifoliatus, Archives of Pharmacal Research, 2003, 26(9), 706-708 23 Phan Van Kiem, Chau Van Minh, Nguyen Tien Dat, Xing Fu Cai, Jung Joon Lee, Young Ho Kim, Two New Phenylpropanoid Glycosides from the Stem Bark of Acanthopanax trifoliatus, Archives of Pharmacal Research, 2003, 26(12), 10141017 24 Phan Van Kiem, Xing Fu Cai, Chau Van Minh, Jung Joon Lee, Young Ho Kim, Lupane-triterpene Carboxylic Acids from the Leaves of Acanthopanax trifoliatus, Chem Pharm Bull., 2003, 51(12), 1432-1435 25 Phan Văn Kiệm, Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr Araliaceae), Luận án tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, 2005 26 Phan Văn Kiệm, Châu Văn Minh, Nguyễn Tiến Đạt, Jung Joon Lee, Young Ho Kim, Hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ Ngũ gia bì hương Tạp chí hóa học, 2005, 43(1), 51-55 27 Xing Fu Cai, Im Seon Lee, Guang hai Shen, Nguyen Tien Dat, Jung Joon Lee, Young Ho Kim, Triterpenoids from Acanthopanax koreanum root and their inhibitory activities on NFAT transcription, Archives of Pharmacal Research, 2004, 27(8), 825- 828 150 28 Roslida Abdul Hamid, Teoh Hui Kee, Fezah Othman, Anti-inflammatory and anti-hyperalgesic activities of Acanthopanax trifoliatus (L) Merr leaves, Pharmacognosy Research, 2013, 5(2), 129-133 29 Pongtip Sithisarn, Piyanuch Rojsanga, Siripen Jarikasem, Ken Tanaka, Kinzo Matsumoto, Ameliorative Effects of Acanthopanax trifoliatus on Cognitive and Emotional Deficits in Olfactory Bulbectomized Mice: An Animal Model of Depression and Cognitive Deficits, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2013, 30 Brenda Winkel-Shirley, Flavonoid Biosynthesis A colorful Model for Genetics, Biochemistry, Cell biology and biotechnology, Plant Physiology, 2001, 126, 485-493 31 S.V Bhat, B.A Nagasampagi, M Sivakumar, Chemistry of Natural Products, Narosa Publishing House, 2008, India 32 Erich Grotewold, The Science of Flavonoids, Springer Science+Business Media, Inc, 2006, New York 33 Z.F Peng, D Strackb, A Baumert, R Subramaniam, N.K Goha, T.F Chiaa, S.N Tana, L.S Chia, Antioxidant flavonoids from leaves of Polygonum hydropiper L., Phytochemistry, 2003, 62, 219-504 34 J Gabrielska, J Osmianski, R Zylka, M Komorowska, Antioxidant activity of flavones from Scutellaria baicalensis in lecithin liposomes, Zeitschrifts fur Naturforschung, 1997, 52, 817-823 35 N.P Das, T.A Pereira, Effects of flavonoids on thermal autoxidation of palm oil: structure activity relationships, Journal of American Oil Chemists Society, 1990, 67, 255-258 36 M Makino, Y Fujimoto, Flavanones Phytochemistry, 1999, 50, 273-277 151 from Baeckea frutescens, 37 D Susanti, H.M Sirat, F Ahmad, R.M Ali, N Aimi, M Kitajima, Antioxidant and cytotoxic flavonoids from the flowers of Melastoma malabathricum L., Food Chemistry, 2007, 103, 710-716 38 B.Q Li, T Fu, Y.D Yan, N.W Baylor, F.W Ruscetti, H.F Kung, , Inhibition of HIV by baicalin, Cellular Molecular Biological Research, 1997, 39, 119-124 39 Y.M Lin, H Anderson, M.T Flavin, Y.H.S Pai, In vitro anti-HIV activity of biflavonoids from Rhus succedanea, Journal of Natural Products, 1997, 60, 884888 40 G Brahmachari, Bio-flavonoids with promising antidiabetic potentials: A critical survey Opportunity, Challenge and Scope of Natural Products in Medicinal Chemistry, 2011, 187 - 212 41 H.K Sandhar, B Kumar, S Prasher, P Tiwari, M Salhan, P Sharma, A Review of Phytochemistry and Pharmacology of Flavonoids, Internationale Phamarceutica Sciencia, 2011, 1(1), 25 - 41 42 T Nishioka, J Kawabata, Y Aoyama, Baicalein, an α-glucosidase inhibitor from Scutellaria baicalemis II, Journal of Natural Products, 1998, 61, 1413-1415 43 J.M Narvez-Mastache, M.L Garduo-Ramrez, L Alvarez, G Delgado, Antihyperglycemic activity and chemical constituents of Eysenhardtia platycarpa, Journal of Natural Products, 2006, 69(12), 1687 - 1691 44 Phan Tống Sơn, Hóa Học Tecpen, Đại học Tổng hợp Amsterdam, 1986 45 Eberhard Breitmaier, Terpenes, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, 2006, Weinheim 46 Mohammad Saleem, Lupeol, a novel anti-inflammatory and anti-cancer dietary triterpene, Cancer Letters, 2009, 285(2), 09–115 47 M.A Fernandez, B Delas Heras, M.D Garcia, M.T Saenz, Villar A, New insights into the mechanism of action of the anti-inflammatory triterpene lupeol, Journal of Pharmacy and Pharmacology, 2001, 53 (11), 1533-1539 152 48 Y Fukuda, K Sakai, S Matsunaga, H Tokuda, R Tanaka, Cancer chemopreventive effect of orally administrated lupane-type triterpenoid on ultraviolet light B induced photocarcinogenesis of hairless mouse, Cancer Letters, 2006, 240, 94–101 49 The Merck Index, 13th edn, Merck & Co., Inc., 2001, Whitehouse Station, NJ, USA 50 G Adam, M Lischewski, H.V Phiet, A Preiss, J Schmidt, Tran Van Sung, 3α-Hydroxylup-20(29)-ene-23,28-dioc acid from Schefflera octophylla, Phytochemistry, 1982, 21, 1385-1387 51 Joseph D Connolly and Robert A Hill, Triterpenoids, Natural Product Reports, 2005, 22, 487-503 52 X.Ma, Y Zhao, L Yin, D Han and C Ji, Studies on the effect of oleanolic acid on experimental liver injury, Yao Xue Xue Bao, 1982, 17(2), 93-7 53 Julius K.Adesanwo, Oluwatoyin O Makinde, Craig A Obafemi, Phytochemical analysis and antioxidant activity of methanol extract and betulinic acid isolated from the roots of Tetracera potatoria, Journal of Pharmacy Research, 2013, 6(9), 903–907 54 Y Kashiwada, F Hashimoto, L.M Cosentino, C.H Chen, P.E Garett, K H.Lee, Betulinic acid and dihydrobetulinic acid derivatives as potent anti- HIV agents, Journal of Medicinal Chemistry, 1996, 39, 1016-1017 55 Y Kashiwada, H.K Wang, T Nagao, S Kitanaka, I Yasuda, T Fojioka, T Yamagashi, L.M Cosentino, M Kozuka, H Okabe, Y Ikeshiro, C.Q Hu, E Yeh, K.H Lee, Anti-AIDS Agents 30.Anti-HIV Activity of oleanoic acid, pomolic acid, and structurally related triterpenoids, Journal of Natural Products, 1998, 55, 10901095 56 T.G Halsall and R.T Aplin, Progress in the Chemistry of Organic Natural Products (Zechmeister l., ed), Springer, 1964, 22, 153, New York 153 57 Le Bang Son, A.P Kaplun, A.A Shpilevskii, Yu.E Andiya-Pravdivyi, S G Alekseeva, V.B Grigor’ev, and V.I Shvets, The Synthesis of Betulinic Acid from Betulin and Its Solubilization with Liposomes, Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 1998, 24 (10), 700-705 58 T Fujioka, Y Kashiwada, R.E Kilkuskie, L.M Cosentino, L.M Ballas, J.B Jiang, W.P Janzen, I.S Chen, K.H Lee, Anti-Aids Agents, 11 Betulinic Acid and Platanic Acid as Anti –HIV Principles from Syzigum claviflorum, and the Anti-HIV Activity of Structurally Related Triterpenoids, Journal of Natural Products, 1994, 57(2), 243-247 59 Leopoldo C Baratto, Mariana V Porsani, Ida C Pimentel, Adaucto B Pereira Netto, Reinhard Paschke, Bras H.Oliveira, Preparation of betulinic acid derivatives by chemical and biotransformation methods and determination of cytotoxicity against selected cancer cell lines, European Journal of Medicinal Chemistry, 2013, 68, 121-131 60 O.B.Kazakova, Betulin and ursolic acid synthetic derivatives as inhibitors of Papilloma virus, Bioorganic & Medicial Chemistry Letters, 2010, 20, 4088-4090 61 Nguyễn Văn Tuyến, Đặng Thị Tuyết Anh, Synthesis of new hybrids between nucleoside HIV-RT inhibitors AZT and triterpenoid, Tạp chí hóa học, 2013, 2C(51), 814-818 62 P.Pan and R.P.Rastogi, The triterpenoids, Phytochemistry, 1979, 18, 1095 63 The Merck Index, Eleventh Edition, Published by Merck & Co, Inc., Rahway, N J , U.S.A, 1989, 185 64 C R Santos,J A Salvador, S Marín, M Cascante, J N Moreira, T C Dinis, Synthesis and structure-activity relationship study of novel cytotoxic carbamate and N-acylheterocylic bearing derivatives of betulin and betulinic acid, Bioorganic & Medicial Chemistry, 2010, 18(12), 4385-4096 65 S.B Mahato and S Sen, Advances in Triterpenoid Research 1990-1994, Phytochemistry, 1997, 44(7), 1185-1236 154 66 Fumio Hasimoto, Yoshiki Kashiwada, L Mark Cosentino, Chin-Ho Chen, Patricia E Garrett, Kuo-Hsiung Lee, Anti-AIDS agents—XXVII Synthesis and anti-HIV activity of betulinic acid and dihydrobetulinic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 1997,5(12), 2133-2143 67 K Yasukawa, Y Sy, S Yamanouchi, M Takido, T Akihisa and T Tamura, Some lupane-type triterpenes inhibit tumor promotion by 12-O- tetradecanoylphorbol-13-acetate in two-stage carcinogenesis in mouse skin, Phytomedicine, 1995, 4, 309-313 68 M Evers, C Poujade, F Soler, Y Ribeill, C James, Y LeliÌvre, J.-C Gueguen, D Reisdorf, I Morize, R Pauwels, E De Clercq, Y HÐnin, A Bousseau, J.-F Mayaux, J.B Le Pecq, N Dereu, Betulinic Acid Derivatives: A New Class of Human Immunnodeficienc Virus Type Specific Inhibitors with a New Mode of Action, Journal of Medicinal Chemistry, 1996, 39, 1056-1068 69 Keduo Qian, Sang-Yong Kim, Hsin-Yi Hung, Li Huang, Chin-Ho Chen, KuoHsiung Lee, New betulinic acid derivatives as potent proteasome inhibitors, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2011,21(19), 5944–5947 70 J.Adams, VJ.Palombella, EA.Sausville,J Johnson, A.Destree, DD.Lazarus,J Maas, CS Pien, S.Prakash, PJ.Elliott, Proteasome inhibitors: a novel class of potent and effective antitumor agents, Cancer research, 1999, 59 (11), 2615–22 71 YiBi, Jinyl Xu, Xiaoming Wu, Wencai Ye, Shengtao Yuan, Luyong Zhang, Synthesis and cytotoxic activity of 17-carboxylic acid modified 23-hydroxy betulinic acid ester derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemitry Letters, 2007, 17(5), 1475–1478 72 Keduo Qian, Kyoko Nakagawa-Goto, Donglei Yu, Susan L Morris-Natschke, Theodore J Nitz, Nicole Kilgore, Graham P.Allaway, Kuo-Hsiung Lee, Anti-AIDS agents 73: Structure–activity relationship study and asymmetric synthesis of 3-Omonomethylsuccinyl-betulinic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal chemistry letters, 2007, 17(23), 6553-6557 155 73 K Chen, Q Shi and Y Kashiwada, D.C Zhang, C.Q Hu, J.Q Jin, H Nozaki, R.E Kilkuskie, E Tramontano, Y.C Cheng, D.R Mcphail, A.T Mcphail, K H Lee, Anti-aids agents, Salaspermic acid, an anti-HIV principle from Triterygium wilfordii, and the structure-activity correlation with its related compounds', Journal of Natural Products, 1992, 55, 340-346 74 J.F Mayaux, A Bousseau, R Pauwels, T Huet, Y HÐnin, N Dereu, M Evers, F Soler, C Poujade, E De Clercq, J.B Le Pecq, "Triterpene Derivatives that block Entry of Human Immunodeficiency Virus Type into Cells", Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 1994, 91, 3564-3568 75 Weihong Lai, LiHuang, Phong Ho, Zhijun Li, David Montefiori, Chin-Ho Chen, Betulinic Acid Derivatives That Target gp120 and Inhibit Multiple Genetic Subtypes of Human Immunodeficiency Virus Type 1, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2008, 52(1), 128-136 76 Pual Cos, Louis Maes, Jean-BoscoSindambiwe, Arnold J.Vlietinck, Dirk Vanden Berghe, Bioassay for antibacterial and antifungal activities, Laboratory for Microbiology, Parasitology and Hygien, Faculty of Pharmaceutical, Biomedical and Veterinary Sciences, University of Antwerp, Belgium, 2005, 1-13 77 Franz Hadacek, Harald Greger, Testing of Antifungal Natural Products: Methodologies, Comparability of Results and Assay Choice, Phytochemical analysis, 2000, 11, 137-147 78 R.I Fresney, Culture of animal Cells, John Wiley & Sons Inc., New York A manual of basis techniques, 1993, 3rd Edition 79 D.A.Scudiero, R.H.Shoemaker, D.P.Kenneth, A.Monks, S.Tierney, T.H.Nofziger, M.J.Currens, D.Seniff, M.R.Boyd, Evaluation of a soluable tetrazolium/formazan assay for cell growth and drug sensitivity in culture using human and other tumor cell lines, Cancer Research, 1988, 48, 4827-4833 80 M.Burits and F.Bucar, Antioxidant activity of Nigella sativa essential oil, Phytotherapy Research, 2000, 14, 323–328 156 81 M.Cuendet, K.Hostettmann and O.Potterat, Iridoid glucosides with free radical scavenging properties from Fagraea blumei, Helvetica Chimica Acta, 1997, 80, 1144–1152 82 Hyun-Suk Ko, Hyo-Jeong Lee, Hyo-Jung Lee, Eun Jung Sohn, Miyong Yun, Min-Ho Lee and Sung-Hoon Kim, Essential Oil of Pinus koraiensis Exerts Antiobesic and Hypolipidemic Activity via Inhibition of Peroxisome ProliferatorActivated Receptors Gamma Signaling, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2013, 2013, 131-141 83 Ismail Amri, Samia Gargouri, Lamia Hamrouni, Mohsen Hanana, Tarek Fezzani, Bassem Jamoussi, Chemical composition, phytotoxic and antifungal activities of Pinus pinea essential oil, Journal of Pest Science, 2012, 85(2), 199-207 84 J.H.Jung and J.L.McLaughlin, 13 C-1H NMR long-range coupling and deuterium isotope effects of flavanones, Phytochemistry, 1990, 9(4), 1271-1275 85 Lam Phuc Khanh, Huynh Khang Truc, Nguyen Truong Thien Kim, Nguyen Kim Phi Phung, Nguyen Thi Hoai Thu, Chemical constituents from leaves of Avicennia lanata non ridley, Phamhoang (Avicenniaceae), Tạp chí phát triển KH&CN ĐH Quốc Gia TP.HCM, 2013, 16(2), 20-25 86 Hans Haeberlein, Klaus-P Tschiersch, Triterpenoids and flavonoid from Leptospermum scoparium, Phytochemistry, 1994, 35(3), 765-768 87 Neeraj K Patel, Kamlesh K Bhutani, Pinostrobin and Cajanus lactone isolated from Cajanus cajan (L.) leaves inhibits TNF-α and IL-1β production: In vitro and in vivo experimentation, Phytomedicine, 2014, 21(7), 946-953 88 Kevin J Hodgetts, Approaches to 2-substituted chroman-4-ones: synthesis of (−)-pinostrobin, Tetrahedron Letters, 2001, 42(22), 3763-3766 89 Eckhard Wollenweber, Ruediger Wehde, Marion Doerr, Guenter Lang, Jan F Stevens, C-methyl flavonoids from the leaf waxes of some Myrtaceae, Phytochemistry, 2000, 55, 965-970 157 90 Sandor Antus, Eva Schidlbeck, Saboo Almad, H.Wagner, Synthesis of melanervin from melaleuca quinquenervia, the first naturally occurring compound with a triphenylmethane structure, Tetrahedron, 1982, 38(1), 133-137 91 O.Seligmann, H.Wagner, Structure determination of melanervin, the first naturally occurring flavonoid of the triphenylmethane family, Tetrahedron, 1981, 37(15), 2601-2606 92 Guy Solladie, Nicolai Gehrold, Jean Maignan, Biomimetic synthesis of the flavanone leridol, revision of the structure of the natural products, European Journal of Medicinal Chemistry, 1999, 2309-2314 93 Aranya Jutiviboonsuk, Hongjie Zhang, Ghee Teng Tan, Cuiying Ma, Nguyen Van Hung, Nguyen Manh Cuong, Nuntavan Bunyapraphatsara, D Doel Soejarto, Harry H.S Fong, Burselignan Bioactive constituents from roots of Bursera tonkinensis, Phytochemistry, 2005, 66, 2745-2751 94 Sebastião Ferreira Fonseca, Jayr de Paiva Campello, Lauro E S Barata, Edmundo A Rúveda, 13C NMR spectral analysis of lignans from Araucaria angustifolia, Phytochemistry, 1978, 17(3), 499-502 95 Jean-Christophe Le Bail, Lucie Aubourg, Gérard Habrioux, Effects of pinostrobin on estrogen metabolism and estrogen receptor transactivation, Cancer letters, 2000, 156(1), 37-44 96 Abdelhakim Ahmed-Belkacem, Alexandre Pozza, Francisco Moz-Martínez, Susan E Bates, Santiago Castanys, Francisco Gamarro, Attilio Di Pietro and José M Pérez-Victoria, Flavonoid structure-activity studies identify 6-prenylchrysin and tectochrysin as potent and specific inhibitors of breast cancer resistance protein ABCG2, Cancer research, 2005, 65(11), 4852-4860 97 C.F.Massaro, M.Katouli, T.Grkovic, H.Vu, R.J.Quinn, T.A.Heard , C Carvalho, M.Manley-Harris, H.M.Wallace, P.Brooks, Anti-staphylococcal activity of C-methyl flavanones from propolis of Australian stingless bees (Tetragonula carbonaria) and fruit resins of Corymbia torelliana (Myrtaceae), Fitoterapia, 2014, 95, 247-257 158 98 D.M.Kasote, Flaxseed phenolics as natural antioxidants, International Food Research Journal, 2013, 20(1), 27-34 99 M.J.Nunez, C.P.Reyes, I.A.Jimenez, L.Moujir, I.L.Bazzocchi, Lupane triterpenoids from Maytenus Species, Journal of Natural Products, 2005, 68, 10181021 100 T.G.Fourie, E.Matthee, F.O.Snyckers, A pentacyclic triterpene acid with anti ulcer properties from cussonia natalensis, Phytochemistry, 1989, 28(10), 28512852 159 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Tên luận án: Nghiên cứu hóa học thăm dị hoạt tính sinh học lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 62.44.27.01 Họ tên NCS: Lê Thị Hồng Nhung Khóa đào tạo: 2010 – 2014 Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Thị Thủy TS Nguyễn Thanh Tâm Tên sở đào tạo: Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Những đóng góp luận án: - Lần thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) Việt Nam công bố - Từ rễ lồi Thơng dẹt phân lập xác định cấu trúc hợp chất phương pháp phổ (IR, MS, NMR), là: Tectochrysin (PK1), Pinostrobin (PK2), Pinobanksin (PK3), Galangin (PK4), Strobopinin (PK5), Cryptostrobin (PK6), Isolariciresinol (PK7) Trong đó, chất Galangin Isolariciresinol lần đầu phát từ loài - Kết hoạt tính gây độc tế bào ung thư người gồm KB, HepG2, Lu, MCF7 hoạt tính chống oxi hóa chất phân lập cho thấy, chất PK4 PK7 có khả chống oxi hóa, đặc biệt PK7 có giá trị EC50 27,12 µg/ml; chất: PK3, PK4, PK6 PK7 có khả ức chế phát triển dòng tế bào ung thư thử nghiệm - Triterpene khung lupane 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3) chất phân lập xác định cấu trúc từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) Hai chất 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1) 24-nor3α,11α-dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2) phân lập với hàm lượng cao (tương ứng 0,26% 0,25 % so với mẫu khô) - Đã tổng hợp 23 dẫn xuất từ chất AT1 AT2 gồm: dẫn xuất ester (AT4-AT7), dẫn xuất oxo (AT8), dẫn xuất amide (AT9-AT17) AT1 dẫn xuất ester (AT18), dẫn xuất amide (AT19-AT26), dẫn xuất nitrile (AT27) AT2 - Đây lần kết nghiên cứu hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis gây độc tế bào dòng tế bào ung thư KB, HepG2, LU, MCF7 số dẫn xuất tổng hợp công bố Kết cho thấy chất AT11, AT16, AT18 thể hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis mức trung bình; chất AT11, AT12, AT13, AT22 cho hoạt tính cao so với chất đầu AT1 AT2 Đặc biệt, dẫn xuất AT22 có khả ức chế mạnh, tăng gấp 6-15 lần so với chất đầu AT2 dòng tế bào thử nghiệm với giá trị IC50 l 3,65 ữ 4,42àg/ml H Ni, ngy 30 thỏng năm 2014 TẬP THỂ HƯỚNG DẪN PGS.TS.Trịnh Thị Thủy TS Nguyễn Thanh Tâm CƠ SỞ ĐÀO TẠO NGHIÊN CỨU SINH Lê Thị Hồng Nhung THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS Thesis title: Study of chemistry and biological activities of Pinus krempfii Lecomte and Acanthopanax trifoliatus L.Merr Major: Organic Chemistry Code: 62.44.27.01 PhD : LeThi Hong Nhung Supervisor: Assoc Prof Trinh Thi Thuy Dr Nguyen Thanh Tam Education Insitutions: Institute of Chemistry – Vietnam Academy of Science and Technology The new contributions of the thesis: - This the first time species Pinus krempfii Lecomte has been studied on the chemical constituents and biological in Vietnam - Seven compounds named Tectochrysin (PK1), Pinostrobin (PK2), Pinobanksin (PK3), Galangin (PK4), Strobopinin (PK5), Cryptostrobin (PK6), Isolariciresinol (PK7) were isolated and elucidated from the root of Pinus krempfii Lecomte Among these, two compounds PK4 and PK7 were isolated from this species for the first time - The isolated compounds has been studied on biological activities The results showed that two compounds PK4 and PK7 have fairly good antioxidant activity (PK7: EC50 = 27,12 µg/ml); four compounds: PK3, PK4, PK6 and PK7 exhibited cytotoxic activity on human cancer cell lines including KB, HepG2, Lu MCF7 - A new lupane-triterpene carboxylic acid named 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)ene-28-oic acid (AT3), together with two known 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)ene-28-oic acid (AT1), 24-nor-3α,11α-dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2) with high content (0.26 and 0.25% of dried plant material, respectively) were isolated from the aerial part of Acanthopanax trifoliatus L.Merr - Starting from AT1 and AT2, 23 new derivatives, including: ester (AT4-AT7), oxo (AT8), amide (AT9-AT17) derivatives of AT1 and ester (AT18), amide (AT19AT26), nitrile (AT27) derivatives of AT2 have been synthesized - Some of the synthesized compounds have been selected for the cytotoxicity test on human cancer cell lines including KB, HepG2, MCF7 and Lu and antimicrobial assay to Bacillus subtilis for the first time Among these, compounds AT11, AT12, AT13, AT22 showed stronger cytotoxicity than the parent compounds, especially compound AT22 are six to fifteen times more active than its lead compound on all four tested cell lines with IC50 values are 3,65 ữ 4,42àg/ml Three compounds AT11, AT16 and AT18 exhibited inhibitory activity against Bacillus subtilis with average level Hanoi, 30th September 2014 SUPERVISOR Assoc.Prof Trinh Thi Thuy Dr Nguyen Thanh Tam EDUCCATION INSTITUTION PhD STUDENT Le Thi Hong Nhung ... tài: ? ?Nghiên cứu hóa học thăm dị hoạt tính sinh học lồi Thơng dẹt (Pinus krempfii Lecomte) Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.)” Mục tiêu luận án: Nghiên cứu thành phần hóa học lồi... [15], [16] 1.1.2.3 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi Ngũ gia bì hương Một số kết nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus... hình nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học chi Pinus Trong lồi Thơng dẹt nghiên cứu có nhiều lồi thuộc chi Pinus lại có nhiều cơng trình nghiên cứu thành phần hoạt tính sinh học cơng