Khảo sát thành phần hóa học của cây xuân hoa đỏ, pseuderanthemum carruthersii (seem ) guill var atropurrureum (bull ) fosb , họ ô rô (acanthaceae)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ THỊ NGÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY XUÂN HOA ĐỎ, PSEUDERANTHEMUM CARRUTHERSII (SEEM.) GUILL VAR ATROPURPUREUM (BULL.) FOSB., HỌ Ô RÔ (ACANTHACEAE) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ THỊ NGÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY XUÂN HOA ĐỎ, PSEUDERANTHEMUM CARRUTHERSII (SEEM.) GUILL VAR ATROPURPUREUM (BULL.) FOSB., HỌ Ơ RƠ (ACANTHACEAE) Chun ngành: HĨA HỮU CƠ Mã số: 62.44.27.01 Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Minh Đức Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Phản biện 3: PGS TS Trần Lê Quan Phản biện độc lập 1: PGS TS Phạm Khánh Phong Lan Phản biện độc lập 2: TS Trần Thượng Quảng NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN NGỌC SƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc –––––oOo––––– LỜI CAM ĐOAN Luận án Tiến sĩ Hóa học “Khảo sát thành phần hóa học Xuân hoa đỏ, Pseuderanthemum carruthersii (Seem.) Guill var atropurpureum (Bull.) Fosb., họ Ô rô (Acanthaceae)” thực cách trung thực Những kết nghiên cứu luận án chưa tác giả khác công bố Việt Nam giới Điều kiểm tra cách tra cứu tài liệu tham khảo cung cấp phần mềm Scifinder Tôi xin cam đoan danh dự cơng trình khoa học Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 08 năm 2011 Nghiên cứu sinh Võ Thị Ngà –i– LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Ngọc Sương, người tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho kinh nghiệm quý báu Cô động viên, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ vật chất tinh thần cho suốt trình nghiên cứu GS TS Nguyễn Kim Phi Phụng, người truyền cho lửa đam mê nghiên cứu khoa học Cơ ln ln kề cận chia sẻ, khích lệ, đơn đốc tơi nỗ lực vượt qua khó khăn để hồn thành luận án Cơ gương để phấn đấu suốt đường làm việc nghiên cứu GS TS Gerhard Maas chương trình ASIA-Link, giúp cho tơi tiếp xúc với điều kiện làm việc đại, Khoa Hóa Hữu I, Trường Đại học Ulm TS Võ Văn Chi TS Hoàng Việt giúp xác định tên khoa học lồi khảo sát GS.TSKH Nguyễn Cơng Hào, PGS.TS Trương Thế Kỷ, GS.TS Nguyễn Minh Đức, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hạnh, PGS.TS Trần Công Luận, PGS.TS Trần Lê Quan, TS Nguyễn Trung Nhân, TS Tôn Thất Quang TS Phạm Nguyễn Kim Tuyến quan tâm, động viên đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho chuyên đề tiến sĩ, luận án cấp đơn vị chuyên môn cấp sở đào tạo PGS.TS Phạm Khánh Phong Lan TS Trần Thượng Quảng đóng góp ý kiến q báu giúp tơi hồn thiện luận án ThS Đặng Vũ Lương kỹ thuật viên phòng máy NMR MS thuộc Viện Hóa học – Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Hà Nội; Phịng Phân tích Trung tâm – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh Khoa Hóa Hữu I – Trường Đại học Ulm, Đức Tất Q Thầy Cơ Bộ mơn Hóa Hữu tận tình dạy dỗ giúp đỡ tơi hồn thành luận án Phịng Đào tạo Sau đại học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi giúp giải thủ tục hành Các bạn phịng thí nghiệm chia sẻ kinh nghiệm tạo cho giây phút vui vẻ tháng ngày miệt mài với công việc Ban Giám hiệu Ban Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, tạo điều kiện thời gian, bạn đồng nghiệp gánh vác công việc, hỗ trợ thời gian học Con xin cám ơn Ba Mẹ Bố Mẹ hỗ trợ việc nhà để yên tâm hoàn thành việc học Cảm ơn Anh hai Con cho em gia đình êm ấm để em vững tin tiếp tục học tập công tác – ii – MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục ký hiệu hợp chất cô lập vi Danh mục hình ảnh vii Danh mục sơ đồ viii Danh mục bảng biểu ix Danh mục phụ lục xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 MÔ TẢ THỰC VẬT 1.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ DƯỢC HỌC 1.2.1 Kinh nghiệm dân gian sử dụng P palatiferum 1.2.2 Nghiên cứu in vitro dược tính 1.2.3 Nghiên cứu in vivo dược tính 1.2.4 Nhận xét dược tính P palatiferum 1.3 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ HÓA HỌC 1.3.1 Loài Eranthemum pulchellum 1.3.2 Loài Pseuderanthemum latifolium 1.3.3 Loài Pseuderanthemum palatiferum 10 1.3.4 Nhận xét thành phần hóa học chi Pseuderanthemum 11 1.3.5 Đặc điểm hóa – thực vật họ Ơ rô (Acanthaceae) 13 NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 16 1.4.1 Những vấn đề tồn 16 1.4.2 Định hướng nghiên cứu 16 – iii – CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 18 2.1 TRÍCH LY VÀ CƠ LẬP HỢP CHẤT 18 2.1.1 Hóa chất thiết bị 18 2.1.2 Nguyên liệu 19 2.1.3 Điều chế loại cao 21 2.1.4 Cô lập hợp chất hữu 23 2.2 THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC 31 2.2.1 Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 31 2.2.2 Hoạt tính gây độc tế bào 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37 3.1 KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC 37 3.1.1 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất nhóm terpenoid 37 3.1.2 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất nhóm lignan 58 3.1.3 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất nhóm flavonoid 76 3.1.4 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất nhóm phenylethanoid 91 3.1.5 Khảo sát cấu trúc hóa học hợp chất có chứa nitrogen 111 3.1.6 Bàn luận 116 3.2 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC 125 3.2.1 Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 125 3.2.2 Hoạt tính gây độc tế bào 126 3.2.3 Bàn luận 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 DANH MỤC CƠNG TRÌNH .141 PHỤ LỤC 143 – iv – DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ac Acetyl AchE AcetylCholinEsterase APCI–MS Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectroscopy br broad, rộng CI–MS Chemical Ionization Mass Spectroscopy COSY COrrelation SpectroscopY CTPT Công Thức Phân Tử d doublet, mũi đôi DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DMSO DiMetyl SulfOxid Glc Glucopyranosyl HIV Human Immunodeficiency Virus HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation HPLC High Performance Liquid Chromatography HR–ESI–MS High Resolution ElectroSpray Ionization Mass Spectroscopy HSQC Heteronuclear Singlet Quantum Correlation IR Infra Red, hồng ngoại IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry J Hằng số ghép cặp m multiplet, mũi đa M Khối lượng phân tử Me Methyl NMR Nuclear Magnetic Resonance NOESY Nuclear Overhauser Enhancement SpectroscopY P Pseuderanthemum Pđ Phân đoạn s singlet, mũi đơn SRB SulfoRhodamine B SKC Sắc Ký Cột SKLM Sắc Ký Lớp Mỏng t triplet, mũi ba UV Ultra Violet, tử ngoại ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ –v– DANH MỤC KÝ HIỆU HỢP CHẤT CÔ LẬP STT 10 11 12 13 Ký hiệu viết XHĐ–L.E1 XHĐ–L.E2 XHĐ–L.E3 XHĐ–L.MN1 XHĐ–L.MN2 XHĐ–L.MN3 XHĐ–L.MN4 XHĐ–L.MN5 XHĐ–L.MN6 XHĐ–L.MN7 XHĐ–L.MN8 XHĐ–L.MN9 XHĐ–L.MN10 Ký hiệu phụ lục XHD32 XHD33 XHX19 XHD20 XHD21 XHD14 XHD24 XHD36 XHX5 XHD30 XHD25 XHD28 XHD29 14 XHĐ–L.MN11 XHD27C3 15 XHĐ–L.MN12 XHD27C2 16 XHĐ–L.MN13 XHD27C1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 XHX–R.C1 XHX–R.C2 XHX–R.C3 XHX–R.C4 XHX–R.C5 XHX–R.C6 XHX–R.C7 XHX–R.C8 XHX–R.C9 XHX–R.C10 XHX–R.C11 XHX–R.C12 XHX–R.C13 XHX–R.E1 XHX–R.E2 XHX–R.MN1 XHX–R.MN2 XHX–R.MN3 XHX–L.D XHX–L.E1 XHX–L.E2 XHD.Ep1 XHD11 XHX7 XHX8 XHX20 XHX23 XHX9 XHX25 XHX17 XHX16 XHX13 XHX12 XHX29 XHD1 XHX2 XHX5 XHD30 XHD25 VTN2.03.04.01 VTN3.16.2.2.2 38 XHX–L.M VTN3.20.2 PA4.2 – vi – Tên hợp chất Osmanthuside B (77) Isomartynoside (81) Luteolin 7–O––D–glucopyranoside (67) Antirrhinoside (14) 5,6–Dihydroxyantirrhide (56) Linarioside (57) Salidroside (73) Echipuroside A (74) Darendoside B (75) Verbascoside (78) Isoverbascoside (79) Luteolin 7–O–rutinoside (68) Apigenin 7–O–rutinoside (69) Apigenin 6–C––L–arabinopyranosyl– 8–C––L–arabinopyranoside (70) Apigenin 6,8–di–C––L– arabinopyranoside (71) Apigenin 6–C––D–xylopyranosyl– 8–C––L–arabinopyranoside (72) Squalene (17) Acid oleanolic (19) Betulin (23) (+)–Eudesmin (62) Lupeol (22) Acid betulinic (59) (+)–Magnolin (63) Acid pseuderanic (58) (+)–Syringaresinol (61) (+)–Episyringaresinol (60) (+)–1–Hydroxysyringaresinol (64) Pseuderesinol (65) Pseuderanoside (66) Martynoside (80) Leucosceptoside A (76) Darendoside B (75) Verbascoside (78) Isoverbascoside (79) Indole 3–carboxaldehyde (82) Uracil (83) Adenine (84) Betaine (33) DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Cây Xn hoa đỏ đỏ Hình 1.2 Cây Xuân hoa đỏ xanh Hình 1.3 Cấu trúc hợp chất béo dẫn xuất có chi Pseuderanthemum 11 Hình 1.4 Cấu trúc hợp chất steroid có chi Pseuderanthemum 11 Hình 1.5 Cấu trúc hợp chất terpenoid có chi Pseuderanthemum 12 Hình 1.6 Cấu trúc hợp chất lignan có chi Pseuderanthemum 12 Hình 1.7 Cấu trúc hợp chất flavonoid có chi Pseuderanthemum 13 Hình 1.8 Cấu trúc hợp chất chứa nitrogen có chi Pseuderanthemum 13 Hình 1.9 Cấu trúc hợp chất iridoid glucoside amine bậc bốn diện loài thuộc họ Ơ rơ 14 Hình 2.1 Lá Xuân hoa đỏ đỏ 20 Hình 2.2 Rễ Xuân hoa đỏ xanh 20 Hình 2.3 Lá Xuân hoa đỏ xanh 20 Hình 3.1 Một số tương quan HMBC COSY XHĐ–L.MN2 39 Hình 3.2 Một số tương quan NOESY XHĐ–L.MN2 39 Hình 3.3 Một số tương quan HMBC XHX–R.C8 49 Hình 3.4 Một số tương quan NOESY XHX–R.C8 51 Hình 3.5 Độ dịch chuyển hóa học C–23 C–24 hợp chất triterpene 51 Hình 3.6 Một số tương quan HMBC COSY XHX–R.C12 71 Hình 3.7 Mối liên hệ hóa học lập thể độ dịch chuyển hóa học carbon C–7 C–7’ lignan 72 Hình 3.8 Một số tương quan HMBC COSY XHX–R.C13 75 Hình 3.9 Một số tương quan NOESY XHX–R.C13 76 – vii – DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1 Quy trình điều chế loại cao cô lập hợp chất từ Xuân hoa đỏ đỏ .25 Sơ đồ.2.2 Quy trình điều chế loại cao cô lập hợp chất từ rễ Xuân hoa đỏ xanh 26 Sơ đồ 2.3 Quy trình điều chế loại cao lập hợp chất từ Xuân hoa đỏ xanh 27 Sơ đồ 2.4 Quy trình khảo sát hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase phương pháp Ellman 33 Sơ đồ 2.5 Quy trình khảo sát hoạt tính gây độc tế bào phương pháp SRB 36 – viii – Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum HO 4' ' 2' '' 3''' 1''' 4' '' 6''' 5''' O 6' H 3C HO 4'' 5'' 3'' O 2' OH 1'  CH  CH 2 OH 1'' O HO O 5' O 3' 6'' Phụ lục 31a: Phổ 1HNMR XHĐL.E1 OH O ' 2'' OH Osmanthuside B (XHÑ-L.E1) Phụ lục 31b 31c: Phổ 13C kết hợp phổ DEPTNMR XHĐL.E1 -229- PHUÏ LUÏC Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC HO OH O ' 4' ' 2' '' 3''' 1''' 4' '' 6''' 5''' O 6' 3' 6'' H 3C HO 4'' 5'' 3'' O 2' OH 1'  CH 2'' OH Osmanthuside B (XHÑ-L.E1) Phụ lục 31d: Phổ HSQCNMR XHĐL.E1 Phụ lục 31e: Phổ HMBCNMR XHĐL.E1 -230-  CH 1'' O HO O 5' O OH Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC Phụ lục 31f: Phổ 1H1H COSYNMR XHĐL.E1 [M+Na]+ HO OH O ' 4' ' 2' '' 3''' 1''' 4' '' 6''' 5''' O 6' 3' 6'' 5'' H3C HO 4'' 3'' 2' O OH 1'  CH2  CH2 1'' O HO O 5' O 2'' OH Osmanthuside B (XHÑ-L.E1) [(C29H36O13 + Na); 615,2054] Phụ lục 31g: Phổ HRESIMS XHĐL.E1 -231- OH Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC H N 12 10 CHO Indole 3-carboxaldehyde (XHX-L.D) Phụ lục 32a Phổ 1HNMR XHXL.D Phụ lục 32b 32c Phổ 13C kết hợp phổ DEPTNMR XHXL.D -232- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC [M+H]+ H N 12 10 CHO Indole 3-carboxaldehyde (XHX-L.D) [(C9H7NO+H); 146] Phụ lục 32d Phổ CIMS XHXL.D -233- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC H N O HN O Uracil (XHX-L.E1) Phụ lục 33a Phổ 1HNMR XHXL.E1 DEPT 135 Phụ lục 33b 33c Phổ 13C kết hợp phổ DEPTNMR XHXL E1 -234- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC C=O N-H Phụ lục 33d Phổ IR XHXL E1 [M+H]+ H N O HN O Uracil (XHX-L.E1) [(C4H4N2O2+H); 113] Phụ lục 33e Phổ CIMS XHXL E1 -235- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum NH2 N3 H N N N Adenine (XHX-L.E2) Phụ lục 34a Phổ 1HNMR XHXL.E2 DEPT135 Phụ lục 34b 34c Phổ 13C kết hợp phổ DEPTNMR XHXL.E2 -236- PHUÏ LUÏC Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC NH2 N3 N H N N Adenine (XHX-L.E2) Phụ lục 34d Phổ HMBCNMR XHXL.E2 N-H N-H Phụ lục 34e Phổ IR XHXL.E2 -237- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum PHUÏ LUÏC [M+H]+ NH2 N3 H N N N Adenine (XHX-L.E2) [(C5H5N5+H); 136] Phụ lục 34f Phổ CIMS XHXL.E2 -238- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum H 3C H3C H 3C N CH2 COO Betaine (XHX-L.M) Phụ lục 35a Phổ 1HNMR XHXL.M Phụ lục 35b 35c Phổ 13C kết hợp phổ DEPTNMR XHXL.M -239- PHUÏ LUÏC Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum [2M+H]+ PHUÏ LUÏC H 3C N H3C H 3C CH2 COO Betaine (XHX-L.M) [(C5H11NO2+H); 118,1] [M+H] + [3M+H]+ [4M+H]+ [5M+H]+ Phụ lục 35d Phổ APCIMS XHXL.M Phụ lục 36 Phổ 1HNMR cao nước từ Xuân hoa đỏ đỏ -240- Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum Phụ lục 37a Kết xác định độc tính tế bào (trang 1) -241- PHỤ LỤC Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum Phụ lục 37b Kết xác định độc tính tế bào (trang 2) -242- PHỤ LỤC Pseuderanthemum carruthersii var atropurpureum Phụ lục 37c Kết xác định độc tính tế bào (trang 3) -243- PHỤ LỤC ... (3 8 ), (3 9 ), (4 6) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (4 0 ), (4 1 ), (4 2 ), (4 3 ), (4 4) (4 0 ), (4 2 ), (4 3) (4 8) (3 3) (3 3 ), (5 5) (3 3 ), (5 5) (3 3 ), (5 5) (3 3 ), (5 5) (3 3 ), (5 5) (3 3) (3 3) (3 3 ), (5 5) -15- Pseuderanthemum. .. (5 2 ), (5 4) (5 2) (5 2) (5 5) (5 5) (5 5) (5 5) (4 0 ), (4 7) (5 5) (3 3 ), (5 5) (3 3 ), (5 5) (1 5) (5 0) (3 6 ), (4 9) (4 5) (3 3) (3 3 ), (5 5) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (3 3) (5 1) (3 3) (3 7 ), ... HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ THỊ NGÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY XUÂN HOA Đ? ?, PSEUDERANTHEMUM CARRUTHERSII (SEEM. ) GUILL VAR ATROPURPUREUM (BULL .) FOSB. ,