Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của lá cây giá (excoecaria agallocha l ) và cây đơn lá đỏ (excoecaria cochinchinensis lour )

1 MỞ ĐẦU Trải suốt lịch sử nhân loại, nguồn sinh vật biển nguồn thực vật trở thành nguồn nguyên liệu tiềm cho nghiên cứu phát biệt dược phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng Hơn 70% thuốc chống ung thư thị trường có nguồn gốc thiên nhiên tổng hợp theo mẫu hình cấu trúc hợp chất thiên nhiên Song song bệnh ung thư vấn đề đau đầu nhà khoa học, c c bệnh liên quan đến kh ng sinh trước điều trị cách dùng thuốc kh ng sinh penicillin, cephalosporin Tuy nhiên, xuất tình trạng lạm dụng thuốc kháng sinh khơng Việt Nam giới, c c nguyên nhân thường gặp quốc gia khác, cịn có ngun nhân từ thói quen tự chữa trị “bắt chước” đơn thuốc người dân Chính nguyên nhân làm xuất hiện tượng gọi kháng kháng sinh Kháng kháng sinh tình trạng vi sinh vật vi khuẩn, vi rút, nấm ký sinh trùng thay đổi cách thức hoạt động, làm cho thuốc trị bệnh chúng gây trở nên vô hiệu Trên giới xuất vi khuẩn kháng hầu hết kháng sinh, gọi vi khuẩn siêu kháng thuốc Vấn đề kháng thuốc mới, trở nên nguy hiểm, cấp b ch, địi hỏi phải có nỗ lực tổng hợp nhằm giúp nhân loại tránh khỏi cảnh quay trở lại thời kỳ chưa có thuốc kh ng sinh (năm 1942) Vai trò quan trọng hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học khẳng định từ y học cổ truyền y học đại Giá trị chúng cơng dụng trực tiếp làm thuốc chữa bệnh mà cịn dùng làm ngun mẫu cấu trúc dẫn đường cho phát phát triển nhiều dược phẩm Trong việc nỗ lực điều tra, nghiên cứu tìm kiếm nguồn dược liệu phục vụ cho c c chương trình chăm sóc sức khỏe cộng đồng, việc thực nghiên cứu, tìm kiếm hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên có hoạt tính gây độc tế bào, ức chế phát triển tế bào ung thư, c c nguồn kháng sinh hệ mới… để ứng dụng phòng ngừa, chữa trị bệnh ung thư, kh ng sinh, kh ng lao… nhiệm vụ đặc biệt quan trọng nhà khoa học nước quan tâm Bên cạnh nguồn tài nguyên thực vật có mạch đất liền, nguồn tài nguyên sinh vật biển, nguồn tài nguyên thực vật rừng ngập mặn thực vật tham gia ngập mặn trở thành đối tượng thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học lĩnh vực y sinh-dược học Nhiệm vụ nghiên cứu, tìm kiếm chất có hoạt tính sinh học lồi thực vật thuộc rừng ngập mặn triển khai, nhiều sở nghiên cứu quan tâm theo đuổi nghiên cứu Vì đề tài “Nghiên cứu thành phần hố học hoạt tính sinh học Giá (Excoecaria agallocha L.) Đơn đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.)” thực nhằm mục tiêu phát hoạt chất có tiềm từ Giá Đơn l đỏ góp phần làm rõ công dụng chữa bệnh y học cổ truyền đồng thời làm tăng gi trị khoa học Việt Nam Với mục tiêu trên, đề tài có nội dung sau: Phân lập x c định cấu trúc hợp chất từ Giá (Excoecaria agallocha) Đơn l đỏ (E cochinchinensis); Đ nh gi tác dụng gây độc tế bào, hoạt tính kháng viêm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cặn chiết tổng hợp chất phân lập nhằm tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học, làm sở khoa học cho nghiên cứu CHƢƠNG I TỔNG QUAN I.1 Giới thiệu chi Giá – Excoecaria Chi Giá – Excoecaria (họ thầu dầu Euphorbiaceae) giới có khoảng 40 lồi, phân bố chủ yếu khu vực nhiệt đới thuộc châu Phi, châu Á vùng Tây Bắc nước Úc Ở Việt Nam ghi nhận loài Excoecaria (Bảng I.1) Đến nay, chi Giá có khoảng 10 lồi nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học [1], Giá (Excoecaria agallocha L.), ngập mặn có nhiều mủ nhựa tập trung nghiên cứu nhiều [2-5] Các hợp chất công bố từ chi Giá gồm flavonoid, tannin, terpenoid số hợp chất khác Trong số này, hợp chất diterpenoid chi xác định thành phần chính, với cấu trúc đa dạng, thuộc dạng khung atisane, beyerane, daphnane, isopimarane, kaurane, labdane tigliane; thể hoạt tính phong phú [1] Bảng I.1 Danh sách loài thuộc chi Excoecaria Việt Nam [6] STT Tên khoa học Excoecaria agallocha L Excoecaria aporusifolia P.T Li Excoecaria cochinchinensis Lour Excoecaria indica (Willd.) Müll Trao tráo, Sịi tía Arg Excoecaria oppositifolia Griff Trang lim, Trao tr o l đối Excoecaria poilanei Gagnep Cơm nguội I.1.1 Đặc điểm thực vật chi Giá - Excoecaria Các loài thuộc chi Excoecaria (họ Euphorbiaceae) khoảng 40 loài chấp nhận tên khoa học [7], phân bố châu Phi, châu Á Tây Bắc Úc [8] Cho đến nay, có khoảng 10 lồi nghiên cứu thành phần hóa học số đ nh gi hoạt tính sinh học, nhiên, cịn nhiều lồi Excoecaria chưa nhận ý, quan tâm nhiều nghiên cứu thực vật, hóa học sinh học nên thực đối tượng để tìm kiếm hoạt chất có hoạt tính tiềm Cây thực vật rừng ngập mặn thuộc chi Giá - Excoecaria công bố rộng rãi Giá (E agallocha) [2-5], mủ nhựa sử dụng làm chất tẩy rửa điều trị loét, thấp khớp, phong tê liệt Pakistan Những mủ nhựa sử dụng chất độc thị Ấn Độ, New Caledonia Malaysia Vỏ chi Excoecaria áp dụng y học Th i Lan phương thuốc hạn chế đầy [9] Gần đây, nhiều ý tập trung cho loài Excoecaria thể nhiều hoạt tính tốt khả ức chế tế bào ung thư kh ng virus gây hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải người (HIV-human immunodeficiency virus) chúng [1] I.1.2 Các nghiên cứu thành phần hóa học chi Excoecaria Theo thống kê Cơ sở liệu Sci-Finder đến năm 2021 [10], số 40 loài thuộc chi Excoecaria, có 10 lồi nghiên cứu thành phần hóa học bao gồm E acerifolia Didr., E agallocha L., E cochinchinensis Lour., E formosana Hayata & Kawak., E indica (Willd.) Müll Arg., E kawakamii Hayata, E lucida Sw., E oppositifolia Griff., E parvifolia Müll Arg E venenata S.K.Lee & F.N.Wei [1, 2, 5, 11-15] Những thống kê cho thấy rằng, nhà khoa học giới phân lập 250 hợp chất khác từ loài Excoecaria [1, 2] Phân loại cấu trúc hóa học hợp chất phân lập kh đa dạng bao gồm flavonoid, tannin, terpenoid số hợp chất khác Tuy nhiên, kết cho thấy nhóm hợp chất cịn cơng bố từ loài thực vật khác loài chi Excoecaria I.1.2.1 Các hợp chất monoterpenoid Năm 2005, nhóm nghiên cứu PGS TS Phan Minh Giang (Trường Đại học Khoa học tự nhiên) cộng Nhật Bản phân lập x c định bốn dẫn xuất megastigmane 1–4 phân lập từ Đơn l đỏ (E cochinchinensis) Trong số đó, hợp chất hợp chất mới, đặt tên excoecarioside A B [16] Năm 2015, nhóm nghiên cứu D.S Ning cơng bố megastigmane biết có tên apocynol A (4) với sáu hợp chất khác từ loài E venenata [17] I.1.2.2 Các hợp chất diterpenoid Diterpenoid chất chuyển hóa quan trọng bao gồm atisane, beyerane, daphnane, isopimarane, kaurane, labdane, tigliane phân loại sở cấu trúc khác liên kết khung diterpenoid Cho đến nay, thành phần tìm thấy 10 lồi Excoecaria nghiên cứu thành phần hóa học [1, 2, 11-14] Đã có 150 diterpenoid phân lập từ chi Excoecaria [1-3], nhóm chất thể nhiều hoạt tính sinh học tốt, hoạt tính kháng viêm, ức chế tế bào ung thư, kháng virus HIV chống oxy hóa [1] Nhóm chất labdane: Năm 1996, T Konishi cộng (Nhật Bản) công bố phân lập ba hợp chất khung labdane diterpenoid (5–7) ent-11αhydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl oxide (5), ent-16-hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl (6), ent-15-hydroxy-labda-8(17),13E-diene-3-one (7) bốn hợp chất biết khác (8– 11) từ E agallocha [18] Đến năm 1998, T Konishi cộng phân lập hợp chất labdane diterpenoid từ phần thân gỗ E agallocha ent-13-epi8,13-epoxy-2-hydroxylabda-1,14-dien-3-one (15), ent-13-epi-8,13-epoxy-14S,15dohydroxylabdan-3-one (16), ent-13-epi-8,13-epoxy-2,3-secolabd-14-ene-2,3-dioic acid (27), ent-13-epi-8,13-epoxy-2,3-secolabd-14-ene-2,3-dioic acid 3-methyl ester (28) ent-13-epi-8,13-epoxy-2-oxa-3-oxolabd-14-ene-1R-carboxylic acid (29) [19] Đồng thời, thời gian nhóm nghiên cứu T Konishi cơng bố hợp chất seco-labdane diterpenoid excoecarin H (31) [20] Tiếp năm sau, năm 1999, T Konishi cộng tiếp tục công bố ba hợp chất excoecarin G1-G2 (17–18) F (30) từ loài [21] Năm 2000, từ phân đoạn n-hexane phần rễ E agallocha, A.S.R Anjaneyulu cộng phân lập x c định 11 dẫn xuất diterpenoid, có bốn hợp chất đặt tên agallochin A-C (19–21), agallochin E (36) hợp chất biết ent-16-hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl oxide (6), ent(13E)-15-hydroxy-labda-8(17),13-dien-3-onelabda (7), ribenone (8), ribenol (9), 13E-diene-3β,15-diol (11) excoecarin B (13) [22] Năm 2003, từ phân đoạn EtOAc phần rễ E agallocha, nhà hoa học Ấn Độ cơng bố năm diterpenoid có ba seco-diterpenoid agallochin M-O (32, 37 51), hai hợp chất biết x c định excoecarin H methylester (31) ent-15,16epoxybeyeran-3α-ol [23] Cũng vào năm 2003, nhóm nghiên cứu T Konishi (Nhật Bản) tiếp tục công bố thêm ba labdane diterpenoid mới, đặt tên excoecarin S, T1 T2 (33–35), ba dẫn xuất diterpenoid kh c biết t ch từ phần thân gỗ E agallocha [24] Hai bis-secolabdane diterpenoid mới, excoecarin R1R2 (38–39), T Konishi cộng phân lập từ mủ nhựa E agallocha [25] Năm 2005, J.H Yang cộng (Trung Quốc) nghiên cứu cặn chiết EtOAc từ cành E cochinchinensis x c định ba hợp chất diterpenoid (các hợp chất diterpenoid có chứa nhiều nhóm oxi) đặt tên excolabdone A-C (23–25) [26] Năm 2015, bốn hợp chất lần đại diện cho nhóm chất secolabdanoid với dạng khung chưa cơng bố trước đó, đặt tên excolide A-D (40–43), phân lập từ thân E agallocha nhóm nghiên cứu nhà khoa học Ấn Độ [27] Nhóm chất atisane: Năm 2000, nhóm nghiên cứu T Konishi phân lập x c định cấu trúc hai hợp chất seco-atisane diterpenoid với tên gọi excoecarin M-N (44–45) từ thân gỗ loài E agallocha Cấu hình tuyệt đối hợp chất excoecarin N (45) chứng minh thơng qua phân tích phổ nhiễu xạ tia X (X-ray) [28] Năm 2003, nhóm nghiên cứu T Konishi tiếp tục công bố thêm ba hợp chất diterpenoid kh c biết (46–47 52) phân t ch từ phần thân gỗ E agallocha [24] Cũng từ loài E agallocha, J Kang cộng công bố hợp chất 16β-hydroxy-ent-atisan-3-one (53) [29] Năm 2006, nhóm c c nhà khoa học Trung Quốc từ phần vỏ thân E agallocha phân lập x c định bốn hợp chất 3,4-seco-ent-atisane diterpenoid khác, đặt tên agallochaol G-J (48– 51) [30] Năm 2009, hợp chất diterpenoid khung atisane ent-16α-hydroxyatisane-3,4-lactone (54) với ba hợp chất diterpenoid kh c biết 16β-hydroxyent-atisan-3-one (53), ent-3,4-seco-16α-hydroxyatis-4(19)-en-3-oic acid (55) entatisane-3β,16α-diol (56), nhóm nghiên cứu Z.C Wang (Trung Quốc) phân lập từ thân vỏ loài thực vật ngập mặn E agallocha [31] Đến năm 2010, nhóm nhà nghiên cứu Y Li (Trung Quốc) P Proksch (Đức) công bố hợp chất atisane diterpenoid với tên gọi agallochaol Q (57) [32] Năm 2020, theo hướng nghiên cứu này, nhóm nhà khoa học Li Shen (Trung Quốc) công bố 13 hợp chất đặt tên agallolide A-M (58‒70), bao gồm 10 hợp chất dạng ent-atisane, hai hợp chất dạng ent-isopimarane hợp chất dạng ent-trachylobane từ E agallocha thu hái đảo Hải Nam, phải kể đến hai hợp chất khung 6/6/5/7 tetracyclic lạ [33] Cấu hình tuyệt đối hợp chất agallolide I-K x c định dựa vào phân tích phổ X-ray Nhóm chất ent-kaurane: Nhóm nghiên cứu T Konishi tiếp tục công bố thêm hai hợp chất diterpenoid excoecarin K (71) excoecarin V2 (72) phân lập từ phần thân gỗ E agallocha [34, 35] Cũng năm 2003, c c nhà khoa học Ấn Độ công bố hợp chất agallochin O (51) phân lập từ phân đoạn EtOAc Giá [23] Tiếp theo đó, agallochin F (ent-3β,20-epoxy-3,6dihydroxykaur-16-ene, 73) ent-16-hydroxykauran-3-one (74) cơng bố từ lồi E agallocha [36] Đến năm 2010, nhóm c c nhà nghiên cứu Y Li (Trung Quốc) P Proksch (Đức) công bố sáu hợp chất diterpenoid khung entkaurane agallochaol K-P (75–81) từ lồi E agallocha [32] Gần đây, năm 2019, nhóm nghiên cứu nhà khoa học Trung Quốc công bố 11 hợp chất ent-kaurane, đặt tên agallochanin A-K (82–92), từ phận cành thân E agallocha [5] Điều lạ với số hợp chất nhóm nghiên cứu x c định dạng 3,4-seco-ent-kaurane từ E agallocha, khơng có vịng 3,4-seco vịng A, mà cịn có nhóm carboxyl chức nhóm isopropenyl tương ứng C-3 C-5 Sự đa dạng cấu trúc 3,4-seco-ent- 10 kaurane b o c o trước xuất phát từ q trình oxy hóa khử C-16 C17 [23, 37] Nhóm chất isopimarane: Năm 2000, từ phân đoạn n-hexane phần rễ E agallocha, A.S.R Anjaneyulu cộng phân lập x c định 11 hợp chất, có hợp chất agallochin D (93) [22] Năm 2003, nhóm tác giả A.S.R Anjaneyulu từ phân đoạn EtOAc E agallocha tiếp tục phân lập x c định ba isopimarane diterpenoid có tên agallochin J-L (94– 96) [38] Tiếp sau đó, năm 2004, J.D Wang cộng cơng bố hai hợp chất 24 Hình S47 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-6 Hình S48 Phổ HSQC hợp chất EC-6 25 Hình S49 Phổ HMBC hợp chất EC-6 Hình S50 Phổ H NMR hợp chất EC-7 26 Hình S51 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-7 Hình S52 Phổ HSQC hợp chất EC-7 27 Hình S53 Phổ HMBC hợp chất EC-7 Hình S54 Phổ H NMR hợp chất EC-8 28 Hình S55 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-8 Hình S56 Phổ HSQC hợp chất EC-8 29 Hình S57 Phổ HMBC hợp chất EC-8 Hình S58 Phổ H NMR hợp chất EC-10 30 Hình S59 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-10 Hình S60 Phổ HSQC hợp chất EC-10 31 Hình S61 Phổ HMBC hợp chất EC-10 Hình S62 Phổ H NMR hợp chất EC-11 32 Hình S63 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-11 Hình S64 Phổ HSQC hợp chất EC-11 33 Hình S65 Phổ HMBC hợp chất EC-11 Hình S66 Phổ COSY hợp chất EC-11 34 Hình S67 Phổ NOESY hợp chất EC-11 Hình S68 Phổ H NMR hợp chất EC-12 35 Hình S69 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-12 Hình S70 Phổ HSQC hợp chất EC-12 36 Hình S71 Phổ HMBC hợp chất EC-12 Hình S72 Phổ H NMR hợp chất EC-13 37 Hình S73 Phổ 13 C NMR hợp chất EC-13 Hình S74 Phổ HSQC hợp chất EC-13 38 Hình S75 Phổ HMBC hợp chất EC-13 ... ? ?Nghiên cứu thành phần hố học hoạt tính sinh học Giá (Excoecaria agallocha L. ) Đơn đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour .)? ?? thực nhằm mục tiêu phát hoạt chất có tiềm từ Giá Đơn l đỏ góp phần l? ?m... bố thành phần hóa học hoạt tính sinh học từ Giá (E agallocha) Đơn l đỏ (E cochinchinensis) Trên giới đến có 10 l? ??i thuộc chi Excoecaria nghiên cứu chủ yếu tập trung E agallocha Các nghiên cứu. .. nhận loài Excoecaria (Bảng I. 1) Đến nay, chi Giá có khoảng 10 l? ??i nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học [1], Giá (Excoecaria agallocha L. ), ngập mặn có nhiều mủ nhựa tập trung nghiên cứu