4.1.1 Từ vỏ cây Giác đế đài to
Từ cặn dịch chiết CH2Cl2 và MeOH của vỏ cây Giác đế đài to (Goniothalamus macrocalyx Ban) sau khi tiến hành kết tinh, sắc kí cột nhiều lần trên cột sephadex và silica gel thu được 10 hợp chất GM1-GM10 gồm 5 styryl-lactone: altholactone (GM1), goniopypyrone (GM2), goniofufurone (GM3), cardiobutanolide (GM4), goniothalamin (GM5); 2 sesquiterpene (+)-T-cadinol (GM6), α-cadinol (GM7); 2 alkaloid aristolactam BII (GM8), 3-methyl-1H-benz[f]indole-4,9-dione (GM9) và 1 acid béo là acid nonacosanoic (GM10) (Hình 4.1.).
Hình 4.1. Cấu trúc các hợp chất được phân lập từ vỏ cây Giác đế đài to
Cấu trúc của các hợp chất trên được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1, 2 chiều, phổ khối lượng, phổ hồng ngoại và phổ tử ngoại-khả kiến.
4.1.1.1 Altholactone (GM1)
Chất GM1 được phân lập dưới dạng dầu màu vàng nhạt và có độ quay cực [ ]D25
+233,5o (c 0,65; EtOH). Phổ IR cho đỉnh hấp thụ đặc trưng của nhóm chức hydroxyl ở
max 3432 cm 1. Sự có mặt vòng -lactone- ,β-không no trong phân tử GM1 được đặc trưng bởi đỉnh hấp thụ của nhóm carbonyl ở max 1726 cm 1 trong phổ IR, đỉnh hấp thụ ở max 207 nm (log 4,34; MeOH) trong phổ UV và C 161,6 trong phổ 13C-NMR. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion phân tử ion hóa ở m/z 255 [M+Na]+
phù hợp với công thức phân tử C13H12O4 (M=232) và tín hiệu của 13 nguyên tử C được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR và DEPT (gồm 9 carbon sp2 và 4 carbon sp3 tương ứng với 1 nhóm carbonyl ở C 161,6; 4 nhóm methine sp3 gắn với oxi ở C 68,1; 83,5; 86,0; 86,6; 7 nhóm methine sp2 nằm trong khoảng C 123,6-140,5 và 1 carbon bậc 4 ở
C 138,1). Phổ 1H-NMR xuất hiện tín hiệu của 5 proton vòng thơm ở H 7,29 (5H, m, C6H5); 2 proton olefinicthuộc vòng lactone ở H 6,20 (1H, d, J=10,0 Hz, H-3) và 6,98 (1H, dd, J=5,0; 10,0 Hz, H-4). Trên phổ 1H-NMR cũng có thêm tín hiệu của 4 nhóm methine gắn với oxi ở H
4,42 (1H, m, H-7); 4,61 (1H, t, J=5,0 Hz; H-5); 4,73 (1H, d, J=5,5 Hz, H-8); 4,90 (1H, dd, J=2,5; 5,5 Hz, H-6) và 1 nhóm OH ở H 3,62 (1H, d, J=3,5 Hz, OH). Trên phổ COSY cho thấy tương tác giữa H-3 với H-4; H-4 với H-3 và H-5; H-5 với H-4 và H-6; H-6 với H-5 và H-7; H-7 với H-6 và H-8; proton OH tương tác với H-7 cho phép xác định chuỗi liên kết từ C-3 đến C-8. Phổ HMBC cho thấy tương tác xa (2J, 3J) giữa H-4 với C-5, C-6 và C-2 suy ra sự tồn tại của liên kết giữa C-2 với C-3; tương tác giữa H-5 với C-6, C-8, C-3, C-4 và độ chuyển dịch hóa học của C-5 ( C 68,1), C-8 ( C 86,0) đặc trưng cho carbon gắn với oxi cho thấy sự liên kết giữa C-5 và C-8 qua nguyên tử O tạo thành vòng furan; tương tác giữa H-8 với C-7, C-6, C9, C-10, C-14 chứng tỏ vòng thơm gắn với vòng furan ở vị trí C-8 (Hình 4.2.).
Hình 4.2. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM1
So sánh các dữ kiện phổ 1H-NMR, 13C-NMR, COSY, HSQC, HMBCvà độ quay cực với tài liệu tham khảo [59] cho phép xác định cấu trúc của chất GM1 là altholactone (16). Đây là một styryl-lactone được tách ra từ nhiều loài thuộc chi Goniothalamus và thể hiện hoạt tính đối với nhiều dòng tế bào ung thư ở người
4.1.1.2 Goniopypyrone (GM2)
Chất GM2 được phân lập dưới dạng tinh thể hình kim màu trắng, đnc. 179 - 181oC và có độ quay cực [ ]D25+ 61,7o (c 0,3; EtOH). Phổ IR cho đỉnh hấp thụ đặc trưng của nhóm chức hydroxyl ở max 3400 cm 1. Vòng -lactone bão hòa trong phân tử GM2
được đặc trưng bởi các đỉnh hấp thụ của nhóm carbonyl ở max 1741 cm 1 trong phổ IR, đỉnh hấp thụ ở max 206 nm (log 3,93; MeOH) trong phổ UV và C 167,8 trên phổ 13C-NMR. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion giả phân tử ở m/z 273 [M+Na]+ phù hợp với công thức phân tử C13H14O5 (M=250) và tín hiệu của 13 nguyên tử carbon được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR và DEPT (trong đó có 7 carbon sp2 và 6 carbon sp3 tương ứng với 1 nhóm carbonyl ở C 167,8; 1 nhóm methylen ở C 35,2; 5 nhóm methin sp3 ở C 64,5; 70,1; 70,4; 70,9 và 72,7; 5 nhóm methin sp2 ở C 129,0 (C-11+C-13), 128,6 (C-12), 126,2 (C-10+C14) và 1 carbon bậc 4 ở C 135,9 (C-9). Dựa vào phổ HSQC tương tác trực tiếp giữa 1H-13C, xác định được proton ở H 3,08 (1H, dd, J=1,5; 19,5 Hz) và 3,00 (1H, dd, J=5,0; 19,5 Hz) thuộc nhóm methylen CH2-3. Trên phổ 1H-NMR xuất hiện tín hiệu của 5 proton vòng thơm ở H 7,42 (4H, m) và 7,37 (1H, m); 5 nhóm methin ở H 4,02 (1H, m, H-6); 4,14 (2H, m, H-7, OH); 4,46 (1H, m, H-4); 4,80 (1H, m, H-5), 5,01 (1H, br s, H-8). Trên phổ COSY thấy tương tác giữa H-4 với H-3 và H-5; H-5 với H-4, H-6; H-6 với H-5 và H-7; H-7 với H-6, H-8 (Hình 4.3.). Từ các dữ kiện phổ 1H, 13C-NMR, COSY, HSQC, HMBC và so sánh với tài liệu tham khảo [59] cho phép xác định cấu trúc của chất GM2 là goniopypyrone (28). Hợp chất này thể hiện hoạt tính đối với dòng tế bào ung thư đại tràng HT-29 [37].
Hình 4.3. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM2 4.1.1.3 Goniofufurone (GM3)
Chất GM3 được phân lập dưới dạng tinh thể hình kim màu trắng, đnc. 152 - 153oC và có độ quay cực [ ]D25+ 11,5 (c 0,4; EtOH). Phổ IR cho đỉnh hấp thụ đặc trưng của nhóm chức hydroxyl ở max 3420 cm 1. Vòng -lactone bão hòa trong phân tử GM3
được đặc trưng bởi các đỉnh hấp thụ của nhóm carbonyl ở max 1746 cm 1 trong phổ IR, đỉnh hấp thụ ở max 206 nm (log 3,95; MeOH) trong phổ UV và C 178,1 trên phổ 13C-NMR. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion giả phân tử ở m/z 273 [M+Na]+ phù hợp với công thức phân tử C13H14O5 (M=250) và tín hiệu của 13 nguyên tử carbon được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR và DEPT (trong đó có 7 carbon sp2 và 6 carbon sp3 tương ứng với 1 nhóm carbonyl, 1 nhóm methylen, 5 nhóm methin sp3, 5 nhóm methin sp2 và 1 carbon bậc 4). Phổ 1HNMR xuất hiện tín hiệu của 5 proton vòng thơm ở H 7,43 (2H, d, J=7,5 Hz, H-10, H-14); 7,35 (2H, t, J=7,5 Hz, H-11, H-13); 7,28 (1H, t, J=7,5 Hz, H-12); 1 proton thuộc vòng lacton và 4 proton methin gắn với oxy ở H 4,94 (2H, m, H-4, H-5); 4,89 (1H, d, J=8,0 Hz, H-8); 4,47 (1H, m, H-6); 3,98 (1H, dd, J=2,0; 8,0 Hz; H-7). Tín hiệu của nhóm methylen cũng được quan sát thấy ở
H 2,81 (1H, dd, J=6,0; 18,5 Hz, H-3a); 2,42 (1H, d, J=18,5 Hz, H-3b). Từ các dữ kiện phổ 1H-NMR, 13C-NMR, COSY, HSQC, HMBC và so sánh với tài liệu tham khảo [37],[45],[69] cho phép xác định cấu trúc của chất GM3 là goniofufurone. Đây là 1 styryl-lactone có hoạt tính chống ung thư đối với nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau [17].
4.1.1.4 Cardiobutanolide (GM4)
Chất GM4 được phân lập dưới dạng chất rắn vô định hình màu trắng, có đnc.. 152 - 153oC và độ quay cực [ ]D24+1,3o (c 0,15; MeOH). Phổ IR cho đỉnh hấp thụ đặc trưng của nhóm chức hydroxyl ở max 3476 cm 1. Vòng -lactone bão hòa trong phân tử
GM4 được đặc trưng bởi các đỉnh hấp thụ của nhóm carbonyl ở max 1743 cm 1 trong phổ IR; đỉnh hấp thụ ở max 208 nm (log 3,43; MeOH) trong phổ UV và C 178,6 trên phổ 13C-NMR. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion giả phân tử ở m/z
291 [M+Na]+ phù hợp với công thức phân tử C13H16O6 (M = 268) và tín hiệu của 13C được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR và DEPT (trong đó có 7 carbon sp2 và 6 carbon sp3 tương ứng với 1 nhóm carbonyl ở C 178,6; 1 nhóm methylen ở C 40,9; 5 nhóm methin sp3 gắn với oxi ở C 68,8; 70,3; 74,4; 75,4 và 88,2; 5 nhóm methin sp2 ở C
129,1 (C-11+C-13), 128,5 (C-12), 128,4 (C-10+C-14) và 1 carbon bậc 4 ở C 144,2). Trên phổ 1H-NMR xuất hiện tín hiệu của 5 proton vòng thơm ở H 7,46 (2H, d, J=7,5 Hz, H-10 + H-14); 7,35 (2H, t, J=7,5 Hz, H-11 + H-13); 7,27 (1H, td, J=1,5; 7,5 Hz, H- 12); 5 nhóm methin ở H 3,90 (1H, dd, J=1,5; 8,0 Hz, H-7); 4,41 (1H, dd, J=1,5; 8,0 Hz, H-6); 4,53 (1H, td, J=0,5; 4,5 Hz, H-4); 4,59 (1H, dd, J=3,5; 8,0 Hz, H-5), 4,78 (1H, d, J=8,0 Hz, H-8). Tín hiệu của nhóm methylen cũng được quan sát thấy ở H 2,92 (1H, dd, J=5,0; 17,5 Hz, H-3a); 2,45 (1H, dd, J=0,5; 17,5 Hz, H-3b). Từ các dữ kiện phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT và so sánh với tài liệu tham khảo cho phép xác định cấu trúc của chất GM4 cardiobutanolide (36) [42]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1.1.5 Goniothalamin (GM5)
Chất GM5 được phân lập dưới dạng chất rắn màu vàng nhạt, có đnc. 82-84oC và độ quay cực [ ]D27+ 81,0o (c 0,2; EtOH). Vòng -lactone- ,β-không no trong phân tử
GM4 được đặc trưng bởi các đỉnh hấp thụ của nhóm carbonyl ở max 1707 cm 1 trong phổ IR, đỉnh hấp thụ ở max 210 nm (log 4,43; MeOH) trong phổ UV và C 163,8 trên phổ 13C-NMR. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS cho pic ion giả phân tử ở
m/z 223 [M+Na]+ phù hợp với công thức phân tử C13H12O2.
Phân tích phổ 1H-NMR cho thấy sự có mặt của nhóm phenyl với tín hiệu của 5 proton tại H 7,27- 7,40 (5H, m, C6H5); tín hiệu của 4 proton olefinic ở H 6,92 (1H, ddd, J=4,0; 5,0; 9,5 Hz, H-4); 6,73 (1H, d, J=16,0 Hz, H-8); 6,27 (1H, dd, J=6,5; 16,0 Hz, H-7); 6,09 (1H, dt, J=2,0; 10,0 Hz, H-3). Ngoài ra phổ 1H-NMR còn có tín hiệu của một methylen ở H 2,54 (m, 2H, H-5) và và 1 nhóm methinoxy ở H 5,10 (1H, ddd,
J=1,0; 6,5; 15,5 Hz; H-6). Phân tích phổ 13C-NMR với sự trợ giúp của phổ DEPT của chất GM4 cho thấy phân tử có 13 carbon bao gồm 1 nhóm carbonyl ở C 163,8; một nhóm CH2 ở C 29,9, một nhóm methin sp3 gắn với oxi ở C 77,9; chín nhóm methin sp2 nằm trong khoảng C 121,7-144,5 và 1 carbon bậc 4 ở C 135,8. Tín hiệu trên phổ COSY của GM5 cho phép xác định chuỗi liên kết từ C-3 đến C-8 (Hình 4.4.).
Hình 4.4. Một số tương tác chính trên phổ HMBC và COSY của chất GM5
Hằng số tương tác giữa proton H-7 và H-8 lớn (J = 16,0 Hz) cho thấy hai proton này ở cấu hình trans, trong khi đó hằng số tương tác JH3-H4 = 9,5 Hz cho thấy hai proton H-3 và H-4 ở dạng cis. Từ các dữ kiện phổ 1H-NMR, 13C-NMR, COSY, HSQC, HMBC, độ quay cực và so sánh với tài liệu tham khảo cho phép xác định cấu trúc của chất GM5
là goniothalamin (1) [70]. Đây là một styryl lactone được tách ra từ rất nhiều loài thuộc chi Goniothalamus. Hợp chất này có hoạt tính đối với nhiều dòng tế bào ung thư ở người; đặc biệt là goniothalamin lại không độc đối với tế bào lành tính, kết quả thử hoạt tính in vivo cho thấy hợp chất này có hoạt tính chống ung thư vú trên chuột thực nghiệm
Sparague-Dawley [14],[15],[16],[17],[18]. Bên cạnh hoạt tính chống ung thư, goniothalamin còn thể hiện hoạt tính chống nấm [19], hoạt tính chống oxi hóa [20].
4.1.1.6 (+)-T-cadinol (GM6)
Chất GM6 được phân lập dưới dạng dầu không màu và có độ quay cực [ ]D24
+8,3o (c 0,69; EtOH). Phổ IR có dải hấp thụ ở max 3457 cm 1 đặc trưng cho nhóm OH. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion phân tử mất nước proton hóa ở m/z
205 [M-H2O+H]+ phù hợp với công thức phân tử C15H26O (M = 222) và tín hiệu của 15C được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR (trong đó có 2 carbon sp2 gồm 1 nhóm methin sp2 C 122,7 (C-5) và 1 carbon bậc 4 ở C 134,4 (C-4), 1 carbon bão hòa gắn với oxi sp3 ở C 70,7 (C-10), 4 nhóm methin sp3, 4 nhóm methylen và 4 nhóm methyl). Phổ 1H-NMR xuất hiện tín hiệu của 1 proton olefinic ở H 5,55 (1H, br s, H-5) và 1 nhóm methyl olefinic ở H 1,66 (3H, s, H-15). Tín hiệu của 3 nhóm methyl khác cũng được quan sát thấy ở H 1,22 (3H, s, H-14); 0,91 (3H, d, J=7,0 Hz; H-13) và 0,79 (3H, d, J=7,0 Hz; H-12). Từ các dữ liệu phổ 1D NMR cho phép giả thiết GM6 là một sesquiterpene. Giả thiết này sau đó được khảng định nhờ phân tích các dữ liệu 2D NMR. Trên phổ COSY, các chuỗi tương tác được quan sát thấy như được biểu thị bằng liên kết đậm trên Hình 4.5.
Hình 4.5. Một số tương tác chính trên phổ COSY, HMBC và NOESY của GM6
Phân tích phổ HMBC cho thấy, carbon C-10 tương tác với CH3-14, CH2-9 ( H
1,74 và 1,41) và H-1 ( H 1,07); đồng thời C-1 ( C 48,0) và C-9 ( C 40,3) cho tương tác với CH3-14. Điều này cho thấy carbon bão hòa gắn với oxy C-10 liên kết với C1, C-9 và C-14 hình thành vòng B. Tương tự, proton của nhóm CH3-15 tương tác với C-3 ( C
30,9), C-4 ( C 122,7) và C-5, chứng tỏ C-4 liên kết với C-3, C-5 và C15 tạo thành vòng A. Cấu hình tương đối của GM6 được xác định thông qua phân tích hằng số tương tác proton và phổ NOESY. Proton H-1 cho ba hằng số tương tác (J=12,3; 10,3; 2,0 Hz) với 2 hằng số tương tác lớn và một hằng số tương tác nhỏ cho thấy H-1 có mối tương quan
trans-diaxial với H-6. Phân tích này cho thấy vòng A và B được tiếp giáp với nhau theo kiểu trans (trans fused-junction). Trên phổ NOESY của GM6 cho thấy H-1 thể hiện tương tác với H-7, như vậy C-11 ở vị trí equatorial. Ngoài ra, tương tác của H-1 và H- 9ax với CH3-14 cho thấy nhóm methhyl CH3-14 cũng chiếm giữ vị trí equatorial. Như vậy cấu trúc hóa học của GM6 được xác định như trình bày trên Hình 4.1. Hợp chất này đã được công bố trước đây và có tên là (+)-T-Cadinol [71].
4.1.1.7 α-Cadinol (GM7)
Chất GM7 được phân lập dưới dạng dầu không màu và có độ quay cực [ ]D27
10,0o (c 0,3; EtOH). Phổ IR có dải hấp thụ ở max 3392 cm 1 đặc trưng cho nhóm OH. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion phân tử mất nước proton hóa ở m/z
205 [M-H2O+H]+ phù hợp với công thức phân tử C15H26O.
Phổ 1H-NMR và 13C-NMR của GM7 gần tương tự với chất GM6. Điểm khác biệt đáng kể giữa chúng là tín hiệu 1H NMR của nhóm CH3-14 ( H 1,09 đối với GM7 và 1,22 trong chất GM6). Đồng thời có sự khác biệt đáng kể về độ chuyển dịch hóa học của các nguyên tử carbon xung quanh C-10, đặc biệt là C-14 ( C 20,8 đối với chất GM7
và 28,5 trong trường hợp chất GM6). Phân tích phổ 2D NMR cho thấy GM7 có cùng công thức phẳng với GM6. Phân tích chi tiết phổ 2D NMR và so sánh với tài liệu tham khảo [72] cho phép xác định cấu trúc của chất GM7 là α-Cadinol. Hợp chất này có cấu hình C-10 đảo ngược so với chất GM6. Đây là một sesquiterpene có hoạt tính gây độc tế bào cao đối với các dòng tế bào ung thư phổi A-549, ung thư ruột kết Colo205 và ung thư gan QGY-7703 [73].
4.1.1.8 Aristolactam BII (GM8)
Hợp chất GM8 được tách ra dưới dạng tinh thể hình kim màu vàng có đnc.. 248- 250oC; hiện màu với thuốc thử Dragendorff. Phổ IR có dải hấp thụ đặc trưng của các nhóm chức ở max 3449 cm 1 (NH) và 1717 cm 1 (CO). Trên phổ UV trong dung mô MeOH của GM8 cho các đỉnh hấp thụ đặc trưng của hợp chất màu khung phenanthrene ở maxnm (log ) 232 (3,56); 263 (3,49); 276 (3,54); 286 (3,53); 317 (2,97) và 385 (2,94) [74]. Phổ khối phun mù điện tử (+)-ESI-MS có pic ion giả phân tử ở m/z 302 [M+Na]+ phù hợp với công thức phân tử C17H13NO3 (M = 279) và tín hiệu của 17 nguyên tử carbon được quan sát thấy trên phổ 13C-NMR (trong đó có 15 carbon sp2 và 2 carbon sp3 tương ứng với 1 nhóm carbonyl ở C 170,2; 2 nhóm methoxy ở C 60,2 và 56,8; 6 nhóm methin sp2 ở C 106,2; 109,5; 125,8; 127,4; 127,4; 128,9 và 8 carbon bậc 4). Trên phổ 1H-NMR xuất hiện tín hiệu của 6 proton vòng thơm ở H 9,12 (1H, m, H-5); 7,72 (1H, s, H-2); 7,72 (1H, m, H-8); 7,47 (2H, m, H-6 + H-7); 7,00 (1H, s, H-9); và 2 nhóm OCH3 ở H 4,02 (3H, s, OCH3); 3,98 (3H, s, OCH3). Trên phổ HMBC cho thấy tương tác xa giữa H-9 với C-8, C-5a, C8a, C-10a và C-10; tương tác giữa H-5 với C-7, C-8a và C-5a, tương tác giữa H-8 với C-6, C-7, C-5a và C-9. Từ đó có thể suy ra sự tồn tại của các liên kết C-8 với C8a, C-9, C-10 và C-10a; C-5 với C-5a, C-8a và C-
7. Ngoài ra còn có các tương tác giữa H-2 với C-3, C-4, C=O và C-1 chứng tỏ có sự liên kết giữa C-2 với C=O qua C-1. Tương tác của proton thuộc nhóm methoxy ở H
4,02 với C-3 ở C 154,4 và proton thuộc nhóm methoxy ở H 3,98 với C-4 ở C 151,5 chứng tỏ rằng hai nhóm OCH3 gắn với carbon C-3 và C-4 (Hình 4.6.). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.6. Các tương tác chính trong phổ HMBC của chất GM8
Từ các dữ kiện phổ 1H-NMR, 13C-NMR, COSY, HSQC, HMBC và so sánh với tài liệu tham khảo [74] cho phép xác định chất GM8 là 1 phenanthrene lactam alkaloid có tên gọi Aristolactam BII. Hợp chất này có tác dụng bảo vệ nơron thần kinh [75] và có hoạt tính gây độc tế bào đối với các tế bào ung thư máu P-388, ung thư phổi A-549 [76].
4.1.1.9 3-Methyl-1H-benz[f]indole-4,9-dione (GM9)
Chất GM9 được phân lập dưới dạng chất rắn màu vàng. Phổ khối phân giải cao