(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây râu mèo (orthosiphon stamineus benth ) việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

HỒNG ĐỨC THUẬN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC
VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY RÂU MÈO
(ORTHOSIPHON STAMINEUS BENTH.)
VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 9.44.01.14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Vũ Quốc Trung
2. TS. Nguyễn Phi Hùng

HÀ NỘI – 2020

luan an


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình do tôi nghiên cứu, dưới sự hướng dẫn
của PGS.TS. Vũ Quốc Trung và TS. Nguyễn Phi Hùng. Kết quả nghiên cứu
được công bố trong luận án là trung thực. Các tài liệu sử dụng trong luận án
có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
Người cam đoan

Hoàng Đức Thuận

luan an


LỜI CẢM ƠN
Luận án được hồn thành tại phịng thí nghiệm của phịng Phân tích hóa
học, Viện Hóa học Các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam và Bộ mơn Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học
Sư phạm Hà Nội.
Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng, biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới
PGS.TS. Vũ Quốc Trung (Bộ mơn Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại
học Sư phạm Hà Nội) và TS. Nguyễn Phi Hùng (Phịng Phân tích hóa học,
Viện Hóa học Các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam) đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn khoa học, tạo điều kiện tốt
nhất cho tơi trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thành Luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cơ giáo bộ mơn Hóa hữu cơ,
Khoa Hóa học; Phòng Sau Đại học; Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm
Hà Nội. Tôi cũng xin cảm ơn các cán bộ, các nhà khoa học cơng tác tại phịng
Hóa học phân tích, Viện Hóa học Các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Trung tâm nghiên cứu và chế biến cây
thuốc Hà Nội – Viện Dược liệu (Ngũ Hiệp, Thanh Trì, Hà Nội)... đã tạo điều
kiện, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám đốc Sở Giáo dục và Đào tạo Hà
Nội; Ban Giám hiệu cùng tồn thể các thầy giáo, cơ giáo, nhân viên Trường
Bồi dưỡng cán bộ giáo dục Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tơi hồn
thành nhiệm vụ cơng tác và hồn thành Luận án.
Đặc biệt, tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
ln khích lệ, động viên, chia sẻ và giúp đỡ tơi trong q trình học tập và
nghiên cứu khoa học để tơi hồn thành Luận án này.

luan an


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 4
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 4
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 4
5. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 5
6. Cấu trúc của luận án ...................................................................................... 6
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 7
1.1. Giới thiệu về Chi Orthosiphon và cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus) ... 7
1.1.1. Sơ lược về chi Orthosiphon.......................................................................................... 7
1.1.2. Sơ lược về cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) ...................................... 8
1.2. Tình hình nghiên cứu về cây Râu mèo ...........................................................10
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước.............................................................................. 10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về cây Râu mèo ................................................. 26
Tiểu kết chƣơng I .......................................................................................... 28
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ
THỰC NGHIỆM ........................................................................................... 30
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.........................................................................................30
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................30
2.2.1. Điều tra, nghiên cứu sự phân bố, thu thập mẫu thực vật và bảo quản...... 30
2.2.2. Phương pháp xử lý và chiết mẫu ............................................................................... 30
2.2.3. Phương pháp phân lập và tinh chế các hợp chất...................................................... 31

luan an


2.2.4. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất ..................................... 32
2.2.5. Phương pháp nghiên cứu tác dụng sinh học............................................................. 32
2.3. Hóa chất và thiết bị.............................................................................................34
2.3.1. Hố chất......................................................................................................................... 34
2.3.2. Thiết bị........................................................................................................................... 34
2.4. Phân tích thống kê kết quả ...............................................................................36
2.5. Phân lập và tinh chế các hợp chất từ cây Râu mèo .....................................37
2.5.1. Phân lập và tinh chế các hợp chất từ phân đoạn BuOH ......................................... 39
2.5.2. Phân lập và tinh chế các hợp chất từ phân đoạn EtOAc......................................... 42
2.5.3. Phân lập và tinh chế các hợp chất từ phân đoạn CHCl3 ......................................... 45
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 47
3.1. Kết quả thu thập và xác định tên khoa học mẫu thực vật..........................47
3.2. Kết quả phân lập và tinh chế các hợp chất....................................................49
3.3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc từ phân đoạn
BuOH............................................................................................................................51
3.3.1. Hợp chất B1 (OSB-7.4.2): Lithospermic acid ......................................................... 51
3.3.2. Hợp chất B2 (OSB-7.4.4): Hợp chất mới................................................................. 54
3.3.3. Hợp chất B3 (OSB-7.5.4): 9-Methyl lithospermate.............................................. 58
3.3.4. Hợp chất B4 (OSB-3.3.1): (S)-()-rosmarinic acid ................................................. 61
3.3.5. Hợp chất B5 (OSB-3.3.2): (R)-()-rosmarinic acid ................................................ 62
3.3.6. Hợp chất B6 (OSB-3.3.3): methyl rosmarinate ....................................................... 63
3.3.7. Hợp chất B7 (OSB-7.1.2): Clinopodic acid A ......................................................... 64
3.3.8. Hợp chất B8 (OSB-7.4.2.1): Clinopodic acid B ...................................................... 65
3.3.9. Hợp chất B9 (OSB-7.1.1): Astragalin....................................................................... 67
3.3.10. Hợp chất B10 (OSB-1.1.1): 3-(3,4-dihydroxyphenyl)lactic acid........................ 69
3.3.11. Hợp chất B11 (OSB-1.2.0): Protocatechuic acid .................................................. 70
3.3.12. Hợp chất B12 (OSB-1.2.1): Dihydrocaffeic acid.................................................. 70

luan an


3.3.13. Hợp chất B13 (OSB-1.2.2): p-hydroxybenzoic acid ............................................ 71
3.3.14. Hợp chất B14 (OSB-2.1.1): Oresbiusin A ............................................................. 72
3.3.15. Hợp chất B15 (OSB-2.1.2): Caffeic acid................................................................ 73
3.3.16. Hợp chất B16 (OSB-2.3.1): Methyl 3,4-dihydroxycinnamate............................ 74
3.3.17. Hợp chất B17 (OSB-2.3.2): Vanillic acid .............................................................. 76
3.4. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc từ phân đoạn
EtOAc ...........................................................................................................................78
3.4.1. Hợp chất E18 (OSEA-12.1.1): 3,7,3′,4'-tetramethylquercetin ...................... 78
3.4.2. Hợp chất E19 (OSEA-11.9): 3,5-dihydroxy-7,4'-dimethoxyflavone .......... 80
3.4.3. Hợp chất E20 (OSEA-11.6.3): 5,7,4'-trimethoxyflavone hay 5,7,4'trimethylapigenin .................................................................................................................... 81
3.4.4. Hợp chất E21 (OSEA-11.1.5.1): pentamethylquercetin.................................... 82
3.4.5. Hợp chất E22 (OSEA-11.1.4.0): 5-hydroxy-3,7,4′-trimethoxyflavone ... 83
3.4.6. Hợp chất E23 (OSEA-11.1.4.1): 3,5,7,4'-tetramethoxyflavone ..................... 84
3.4.7. Hợp chất E24 (OSEA-10.6.1): 5,7,2′,5′-tetramethoxyflavone ....................... 86
3.4.8. Hợp chất E25 (OSEA-10.5.1): 3-hydroxy-5,7,4′-trimethoxyflavone .......... 87
3.4.9. Hợp chất E26 (OSEA-10.5.2): 5,7,3′,4′-tetramethoxyflavone ....................... 88
3.4.10. Hợp chất E27 (OSEA-10.2.1): 7-hydroxy-3,5,3′,4′-tetramethoxyflavone ... 90
3.4.11. Hợp chất E28 (OSEA-10.2.2): 7,3′,4′-trimethylquercetin ............................. 91
3.4.12. Hợp chất E29 (OSEA-9.6.1): 3,5,3′-trihydroxy-7,4′-dimethoxyflavone ........ 93
3.4.13. Hợp chất E30 (OSEA-9.6.2): 5,7,3′,4′-tetramethylquercetin ............................. 94
3.4.14. Hợp chất E31 (OSEA-9.6.3): 5,7,4′-trimethylquercetin ................................ 95
3.4.15. Hợp chất E32 (OSEA-9.6.11): 5,6,7,3',4'-pentamethoxyflavanone ........... 96
3.4.16. Hợp chất E33 (OSEA-9.6.12): 5′-hydroxy-5,7,3′,4′-tetramethoxyflavanone ... 98
3.5. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc từ phân đoạn
CHCl3......................................................................................................................... 100
3.5.1. Hợp chất C34 (OSC-1.5): orthosiphol F ................................................................ 100

luan an


3.5.2. Hợp chất C35 (OSC-1.4.4): siphonol D ................................................................. 102
3.5.3. Hợp chất C36 (OSC-1.4.3): siphonol B ................................................................. 105
3.5.4. Hợp chất C37 (OSC-1.5.3): orthosiphol I .............................................................. 107
3.5.5. Hợp chất C38 (OSC-1.5.2): orthosiphol G ............................................................ 108
3.5.6. Hợp chất C39 (OSC-1.3.2): orthosiphol B............................................................. 110
3.5.7. Hợp chất C40 (OSC-1.3.1): orthosiphol N ............................................................ 112
3.6. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất ............................. 114
3.6.1. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phenylpropanoids (B1B17) phân lập được
từ phân đoạn BuOH.................................................................................................... 114
3.6.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất flavonoids (E18E33) phân lập được từ
phân đoạn EtOAc........................................................................................................ 119
3.6.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất pimarane-diterpenes (C34C40) phân lập
được từ phân đoạn CHCl3.......................................................................................... 122
KẾT LUẬN .................................................................................................. 127
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .. 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 132

luan an


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh

Tiếng Việt

13

Carbon-13 Magnetic Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-

Spectroscopy

13

Proton Magnetic Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

1

C-NMR

H-NMR

Spectroscopy
ACN

Acetonitrile

Acetonitrile

CC

Column Chromatography

Sắc kí cột

FC

Flash Chromatography

Sắc ký cột nhanh

HPLC

High Performance Liquid

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

Chromatography
CTPT

Molecular formula

Cơng thức phân tử

Đ.n.c.

Melting point

Điểm nóng chảy

DEPT

Distortionless Enhancement by

Phổ DEPT

Polarisation Transfer
DMSO

Dimethylsulfoxide

Dimethylsulfoxide

EI-MS

Electron Impact-Mass

Phổ khối va chạm electron

Spectroscopy
ESI-MS

Electron Spray Ionzation-Mass

Phổ khối lượng phun mù electron

Spectroscopy
Heteronuclear Multiple Bond

Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều

Correlation

liên kết H→C

HR-ESI-

High Relution-Electron Spray

Phổ khối lượng phân giải cao phun

MS

Impact Mass Spectroscopy

mù electron

HSQC

Heteronuclear Single Quantum

Phổ tương tác dị hạt nhân trực tiếp

Correlation

H→C

Inhibitory concentration at 50%

Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử

HMBC

IC50

nghiệm
IR

Infrared Spectroscopy

luan an

Phổ hồng ngoại


Hằng số tương tác tính bằng Hz

J (Hz)
KLPT

Molecular weight

Khối lượng phân tử

MDA468

Human breast cancer cell line

Tế bào ung thư vú di căn ác tính

MeOH

Methanol

Methanol

MS

Mass Spectroscopy

Phổ khối lượng

ppm

parts per million

Phần triệu

RT

retention time

Thời gian lưu

TLC

Thin Layer Chromatography

Sắc kí lớp mỏng

TLTK

Reference

Tài liệu tham khảo

TMS

Tetramethylsilan

Tetramethylsilan
Số thứ tự

TT
δC

Carbon chemical shift

Độ chuyển dịch hóa học của carbon

δH

Proton chemical shift

Độ chuyển dịch hóa học của proton

br s

Broad singlet

singlet tù

d

Doublet

doublet

dd

Doublet of doublet

doublet của doublet

dt

Doublet of triplet

doublet của triplet

m

Multiplet

multiplet

s

Singlet

singlet

t

Triplet

Triplet

PTP1B

Protein Tyrosine Phosphatase 1B Enzyme protein tyrosine phosphatase
1B

2-NBDG

2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3benzoxadiazol-4-yl)amino]-Dglucose

luan an


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Danh sách các hợp chất phân lập được từ cây Râu mèo ................ 49
Bảng 3.2. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B1.............................................. 53
Bảng 3.3. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B2 .............................................. 57
Bảng 3.4. Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (125
MHz, methanol-d4) của hợp chất B3 và hợp chất B1: .................... 60
Bảng 3.5. Số liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B4 và hợp chất tham khảo
rosmarinic acid ................................................................................ 62
Bảng 3.6. Số liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B5 và hợp chất tham khảo

rosmarinic acid ................................................................................ 62
Bảng 3.7. Số liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100 MHz,
methanol-d4) của hợp chất B6 và hợp chất methyl rosmarinate .......... 64
Bảng 3.8. Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (125
MHz, methanol-d4) của hợp chất B7 và hợp chất clinopodic acid A: . 65
Bảng 3. 9. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B8 và hợp chất tham khảo
clinopodic acid B: ........................................................................... 66
Bảng 3.10. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B9 và hợp chất astragalin: ......... 68
Bảng 3.11. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của cao tổng và các hợp chất
phenylpropanoids (B1B17) phân lập được từ phân đoạn BuOH của
cây Râu mèo................................................................................... 116

luan an


Bảng 3.12. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của các hợp chất flavonoids
(E18E33) phân lập được từ phân đoạn EtOAc của cây Râu mèo ... 119
Bảng 3.13. Tác dụng gây độc tế bào của các hợp chất (E18E33) phân lập
được từ phân đoạn EtOAc của cây Râu mèo ................................ 121
Bảng 3.14. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của các hợp chất pimaranediterpenes (C34C40) phân lập được từ phân đoạn CHCl3 của cây
Râu mèo ........................................................................................ 122

luan an


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh phần trên mặt đất cây Râu mèo ........................................ 7
Hình 1.2. Hình ảnh cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) tại Ngọc Hồi,

huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội. .................................................... 8
Hình 1.3. Các hợp chất flavonoids phân lập từ cây Râu mèo (Orthosiphon
stamineus Benth.)............................................................................ 12
Hình 1.4. Các hợp chất diterpenes khung pimarane phân lập từ cây Râu mèo . 15
Hình 1.5. Các hợp chất diterpenes khung pimarane phân lập từ Râu mèo (tiếp) . 16
Hình 1.6. Các hợp chất diterpenes mới phân lập được từ loài Râu mèo
(Orthosiphon aristatus var. aristatus) ............................................ 16
Hình 1.7. Các hợp chất triterpenoids phân lập được từ cây Râu mèo............ 17
Hình 1.8. Các hợp chất phenylpropanoids phân lập từ Râu mèo ................... 18
Hình 1.9. Các hợp chất hóa học khác phân lập và nhận dạng được từ Râu mèo .. 19
Hình 1.10. Các hợp chất monoterpenes và sesquiterpenes trong thành phần
tinh dầu của cây Râu mèo (Orthosiphon aristatus) ........................ 20
Hình 1.11. Các hợp chất monoterpenes và sesquiterpenes trong thành phần
tinh dầu của cây Râu mèo (Orthosiphon aristatus) (tiếp). ............. 21
Hình1.12.Các hoạt chất phân lập được từ cây Râu mèo (Orthosiphon
staminues Benth.) ở Việt Nam. ....................................................... 28
Hình 2.1.Quá trình ngâm chiết mẫu dược liệu Râu mèo sử dụng máy siêu âm .. 37
Hình 2.2. Q trình lọc mẫu, cơ quay đuổi dung mơi thu hồi cao chiết ........ 38
Hình 3.1. Hình ảnh cây Râu mèo tươi thu hái tại Hà Nội và Thái Nguyên ... 47
Hình 3.2. Hình ảnh tiêu bản mẫu dược liệu Râu mèo (OS201701.HN) ........ 48
Hình 3.3. Cấu trúc hóa học và các tín hiệu tương tác HMBC chính của hợp
chất B1 ............................................................................................ 52
Hình 3.4. Cấu trúc hóa học của hợp chất B2 .................................................. 54

luan an


Hình 3.5. Các tín hiệu HMBC, COSY and NOESY của hợp chất B2 ........... 56
Hình 3.6. Cấu trúc hóa học của hợp chất B3 .................................................. 58
Hình 3.8. Cấu trúc hóa học của hợp chất B4. ................................................. 61

Hình 3.9.Cấu trúc hóa học của hợp chất B5. .................................................. 63
Hình 3.10. Cấu trúc hóa học của hợp chất B6. ............................................... 64
Hình 3.11. Cấu trúc hóa học của hợp chất B7 ................................................ 65
Hình 3.12. Cấu trúc hóa học của hợp chất B8 ................................................ 66
Hình 3.13. Cấu trúc hóa học của hợp chất B9 ................................................ 67
Hình 3.14. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B10...... 69
Hình 3.15. Cấu trúc hóa học của hợp chất B11 .............................................. 70
Hình 3.16. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B12...... 71
Hình 3.17. Cấu trúc hóa học của hợp chất B13 .............................................. 72
Hình 3.18. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B14...... 73
Hình 3.19.Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B15....... 74
Hình 3.20. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B16...... 75
Hình 3.21. Cấu trúc hóa học của hợp chất B17 .............................................. 76
Hình 3.22. Cấu trúc hóa học của các hợp chất (B1-B17) phân lập từ phân
đoạn BuOH của cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) .... 78
Hình 3.23. Cấu trúc hóa học của hợp chất E18 .............................................. 79
Hình 3.24. Cấu trúc hóa học của hợp chất E19 .............................................. 80
Hình 3.25. Cấu trúc hóa học của hợp chất E20 .............................................. 81
Hình 3.26. Cấu trúc hóa học của hợp chất E21 .............................................. 82
Hình 3.27. Cấu trúc hóa học của hợp chất E22 .............................................. 83
Hình 3.28. Cấu trúc hóa học của hợp chất E23 .............................................. 85
Hình 3.29. Cấu trúc hóa học của hợp chất E24 .............................................. 86
Hình 3.30. Cấu trúc hóa học của hợp chất E25 .............................................. 87
Hình 3.31. Cấu trúc hóa học của hợp chất E26 .............................................. 89

luan an


Hình 3.32. Cấu trúc hóa học của hợp chất E27 .............................................. 90
Hình 3.33. Cấu trúc hóa học của hợp chất E28 .............................................. 92

Hình 3.34. Cấu trúc hóa học của hợp chất E29 .............................................. 93
Hình 3.35. Cấu trúc hóa học của hợp chất E30 .............................................. 94
Hình 3.36. Cấu trúc hóa học của hợp chất E31 .............................................. 96
Hình 3.37. Cấu trúc hóa học của hợp chất E32 .............................................. 97
Hình 3.38. Cấu trúc hóa học của hợp chất E33 .............................................. 98
Hình 3.39. Cấu trúc hóa học của các hợp chất (E18-E33) phân lập từ phân
đoạn EtOAc của cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) . 100
Hình 3.40. Cấu trúc hóa học của hợp chất C34 ........................................... 101
Hình 3.41. Cấu trúc hóa học của hợp chất C35 ........................................... 103
Hình 3.42. Cấu trúc hóa học của hợp chất C36 ........................................... 106
Hình 3.43. Cấu trúc hóa học của hợp chất C37 ........................................... 108
Hình 3.44. Cấu trúc hóa học của hợp chất C38 ........................................... 109
Hình 3.45. Cấu trúc hóa học của hợp chất C39 ........................................... 111
Hình 3.46. Cấu trúc hóa học của hợp chất C40 ........................................... 112
Hình 3.47. Cấu trúc hóa học của các hợp chất (C34-C40) phân lập từ phân
đoạn CHCl3 của cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) .. 113
Hình 3.48. Tác dụng thúc đẩy sự hấp thụ đường 2-NBDG trên dịng tế bào mơ mỡ
3T3-L1 của các hợp chất pimarane-diterpenes (B1-B17) phân lập từ cây
Râu mèo. ........................................................................................ 118
Hình 3.49. Tác dụng thúc đẩy sự hấp thụ đường 2-NBDG trên dịng tế bào
mơ mỡ 3T3-L1 của các hợp chất pimarane-diterpenes (C34-C40)
phân lập từ phân đoạn chloroform của cây Râu mèo. .................. 124
Hình 3.50. Độc tính của các hợp chất pimarane diterpene (C33-C40) đối với
dịng tế bào mơ mỡ 3T3-L1. ......................................................... 125

luan an


DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Quy trình chiết cao tổng và cao phân đoạn từ cây Râu mèo ......... 38

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn BuOH ......... 41
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn EtOAc ........ 43
Sơ đồ 2.4. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn EtOAc-tiếp . 44
Sơ đồ 2.5. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn CHCl3......... 46

luan an


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một nước có vị trí địa lý nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới
gió mùa, địa hình nhiều đồi núi chia cắt nên điều kiện khí hậu cũng rất đa
dạng, có nhiều tiểu vùng khí hậu khá đặc trưng. Những yếu tố trên đã tạo nên
những hệ sinh thái, thảm thực vật nhiệt đới phong phú và phát triển với nhiều
loài thực vật q hiếm mà trên thế giới khơng có [1, 2]. Theo ước tính, nước
ta hiện có khoảng 12000 loài thực vật thuộc hơn 2256 chi, 305 họ (chiếm 4%
tổng số loài, 15% tổng số chi và 57% tổng số họ thực vật trên thế giới) đã
được phát hiện và ghi nhận, những cây thuốc này đóng vai trị hết sức quan
trọng trong đời sống của người dân Việt Nam, 1/3 trong tổng số các loài thực
vật này đã được sử dụng trong y học cổ truyền và các mục đích khác phục vụ
cho đời sống con người [3, 4]. Tuy nhiên, trong số đó mới chỉ có khoảng dưới
2% được nghiên cứu hiện đại về mặt hóa học và dược lý học [5]. Ngoài sự
phong phú về thành phần chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam cịn có giá trị
to lớn trong việc điều trị các căn bệnh khác nhau trong dân gian. Các cây
thuốc được sử dụng dưới hình thức độc vị hay phối hợp với nhau tạo nên các
bài thuốc cổ phương, đang tồn tại phát triển đến tận ngày nay. Ngoài ra, hàng
trăm cây thuốc đã được khoa học y - dược hiện đại chứng minh về giá trị chữa
bệnh của chúng. Xu hướng đi sâu nghiên cứu các cây thuốc và động vật làm

thuốc để tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao nhằm sản
xuất các loại thuốc có giá trị cao phục vụ cuộc sống ngày càng được thế giới
quan tâm [2].
Việc sử dụng các loại thảo dược theo cổ truyền hay các hợp chất nguồn
gốc thiên nhiên có xu hướng ngày càng tăng đã chiếm một vị trí quan trọng
trong nền y học, sinh học, cơng nghiệp và nơng nghiệp thực phẩm. Chế phẩm
thảo dược có thể bao gồm một hay nhiều loại dược liệu nhưng trong đó lại

luan an


2

chứa hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau, và trong mọi trường hợp hầu hết
đều chưa xác định rõ hoạt chất của từng chất. Trong vài năm trở lại đây, đã
xuất hiện một số cơng trình nghiên cứu về các nhóm cây có ích, trong đó
nhóm cây có hoạt tính sinh học ngày càng được quan tâm và nghiên cứu có hệ
thống. Có thể nói, nhóm cây có hoạt tính sinh học có nhiều ý nghĩa trong đời
sống xã hội của loài người, đặc biệt là giá trị sử dụng làm thuốc chữa bệnh. Vì
vậy, những bài thuốc sử dụng thảo dược là đối tượng để cho các nhà khoa học
nghiên cứu một cách đầy đủ về bản chất các hoạt chất có trong cây cỏ thiên
nhiên. Từ đó, định hướng cho việc nghiên cứu, chiết xuất để tìm ra các loại
hoạt chất mới hay các hợp chất có hoạt tính mạnh trong việc chữa trị nhiều
căn bệnh khác nhau.Các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên từ sinh vật nói
chung và từ thực vật nói riêng thể hiện hoạt tính sinh học rất phong phú và
đặc biệt như: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, chống ung thư, kháng
virus, chống sốt rét, điều hòa miễn dịch… Đây là nguồn nguyên liệu lý tưởng
để tạo ra nhiều loại thuốc mới chữa bệnh, đặc biệt là các căn bệnh hiểm
nghèo, các sản phẩm thực phẩm chức năng hỗ trợ phòng và điều trị bệnh, các
chế phẩm phục vụ nông nghiệp và thủy hải sản (thuốc phòng và chữa bệnh

dịch cho động vật, diệt cơn trùng, điều hịa sinh trưởng, phát triển…) có hoạt
tính cao mà khơng ảnh hưởng đến mơi sinh. Chính vì vậy, việc nghiên cứu
thành phần hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên có một ý nghĩa khoa học và
thực tiễn cao.
Các thực vật chi Orthosiphon đã được các nhà khoa học trên thế giới
quan tâm nghiên cứu từ rất sớm do tính đa dạng sinh học trong đó có chứa
nhiều lớp chất thiên nhiên có cấu trúc phong phú và có nhiều hoạt tính sinh
học rất đáng chú ý, nổi trội nhất là tác dụng chống viêm, hạ đường huyết và
chống ung thư. Đặc biệt trong thời gian gần đây, nhiều thử nghiệm về hoạt
tính kháng viêm, chống oxi hóa, lợi tiểu, bảo vệ gan, thận… của các loài thực

luan an


3

vật này đã được nghiên cứu đánh giá và có nhiều triển vọng ứng dụng trong y
dược. Cây Râu mèo (Cat’s whiskers), cịn gọi là Râu mèo xoắn, cây Bơng
bạc, có tên khoa học là Orthosiphon stamineus Benth., thuộc họ Bạc hà
(Lamiaceae). Ở Việt Nam, Râu mèo phân bố rải rác ở vùng đồng bằng và
miền núi như: Lào Cai (Sa Pa), Cao Bằng, Thanh Hóa (Vĩnh Lộc), Hà Nội
(Văn Điển, Ba Vì), Sơn La, Bắc Giang, Lâm Đồng (Đà Lạt), Phú Yên (Tuy
Hòa), Ninh Thuận (Phan Rang), Kiên Giang (Phú Quốc)...[3, 4].
Theo Đơng y, Râu mèo có vị ngọt nhạt, tính mát, khơng độc; có tác
dụng lợi tiểu, thanh nhiệt, trừ thấp, dùng làm thuốc lợi tiểu mạnh, thông
mật, dùng trong bệnh sỏi thận, sỏi túi mật, viêm túi mật, dùng trị viêm thận
cấp tính và mạn tính; viêm bàng quang; sỏi tiết niệu [5]. Một số các hợp
chất bao gồm các flavonoids và dẫn xuất của caffeic acid, đặc biệt là một
số các hợp chất diterpenes [6] đã được tìm thấy là thành phần hóa học
chính có mặt trong loài này. Theo Viện Dược liệu, cây Râu mèo ở nước ta

được trồng nhiều ở các vùng đồng bằng, bà con thường sử dụng làm
nguyên liệu để đun nước uống hàng ngày (như chè nụ vối, hoa hòe, nhân
trần…) với lượng tiêu thụ tương đối lớn.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính
sinh học của các lồi Orthosiphon, trong đó phải kể đến là các hoạt tính nổi
trội như chống oxihóa, kháng viêm, hạ huyết áp, ức chế sự phát triển của khối
u, đặc biệt là tác dụng lợi tiểu sử dụng điều trị sỏi thận, sỏi tiết niệu, bàng
quang. Tuy nhiên, ở Việt Nam, các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây
Râu mèo cịn rất ít, chưa chun sâu, các nghiên cứu về tác dụng sinh học
hiện đại của lồi Râu mèo ở Việt Nam cịn chưa được cơng bố nhiều [7]. Có
thể nói rằng, cho tới nay chưa có cơng trình nào trong nước đặt vấn đề nghiên
cứu một cách hệ thống về thành phần hóa học và tác dụng sinh học cụ thể như
chống tiểu đường, béo phì và chống ung thư của lồi Râu mèo ở Việt Nam

luan an


4

được thực hiện. Do vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa
học và hoạt tính sinh học của cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus
Benth) Việt Nam” để nghiên cứu.
2. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu ở đây chúng tơi chọn là tồn bộ phần trên mặt đất
của cây Râu mèo được thu hái tại Trung tâm nghiên cứu và chế biến cây thuốc
Hà Nội – Viện Dược liệu (địa chỉ: km-13, Ngũ Hiệp, Thanh Trì, Hà Nội).
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu thành phần hóa học của phần trên mặt đất cây Râu mèo
(Orthosiphon stamineus Benth.).
- Nghiên cứu tác dụng sinh học (ức chế enzyme PTP1B và tăng cường

hấp thụ đường 2-NBDG trên mơ hình tế bào mơ mỡ 3T3-L1) của các hợp chất
hóa học phân lập được từ cây Râu mèo.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp lấy mẫu: mẫu sau khi thu thập về được xử lý sơ bộ, làm
sạch, loại bỏ tạp. Mẫu sau đó tiến hành thái nhỏ bằng dao thái dược liệu. Mẫu
ngun liệu sau đó được phơi khơ trong bóng râm ở nhiệt độ thường, gắn ký
hiệu mẫu, sau đó được bảo quản trong túi kín, để trong kho chứa, nơi khơ ráo,
thống khí. Việc xử lý tiếp các mẫu bằng phương pháp chiết chọn lọc với các
dung mơi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất dùng cho nghiên cứu
được nêu ở phần thực nghiệm.
- Phương pháp phân tích, tách các hỗn hợp và phân lập các chất: sử dụng
các phương pháp sắc ký cột thường (CC), sắc ký lớp mỏng phân tích, sắc ký
cột nhanh (FC) với các pha tĩnh khác nhau như silica gel, sắc ký lỏng hiệu
năng cao (HPLC) phân tích trên các hệ dung môi pha đảo dành cho các cột
pha đảo RP-C18.
- Phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất: cấu trúc hoá học của các
hợp chất được xác định bằng các phương pháp vật lý hiện đại như phổ tử

luan an


5

ngoại (UV), phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng phun mù electron (ESIMS), phổ khối lượng phân giải cao (HR-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân
một chiều (1D-NMR) và hai chiều (2D-NMR) với các kỹ thuật khác nhau như
1

H-NMR, 13C-NMR, DEPT, 1H-1H COSY, HSQC, HMBC, NOESY.
- Ngoài ra, việc xác định cấu trúc hóa học tương đối và tuyệt đối của các

hợp chất được xác định dựa trên việc phân tích các phổ [α]D và CD.
- Phương pháp nghiên cứu đánh giá các hoạt tính ức chế enzyme protein
tyrosine phosphatase 1B (PTP1B), khả năng tăng cường hấp thụ đường
2-NBDG trên dịng tế bào mơ mỡ 3T3-L1 và tác dụng gây độc tế bào trên
dòng tế bào ung thư vú được miêu tả ở phần phương pháp và thực nghiệm.
5. Những đóng góp mới của luận án
Đây là cơng trình đầu tiên nghiên cứu chi tiết về thành phần hóa học của cây
Râu mèo (O. stamineus). Từ cao chiết tổng của loài này đã phân lập được 40
hợp chất bao gồm: 08 hợp chất khung phenylpropanoids là các dẫn xuất của
lithospermic acid và rosmarinic acid (B1B8), 07 hợp chất là dẫn xuất của
benzoic acid (B10B17), 17 hợp chất khung flavonoids (B9, E18E33), và 07
hợp chất diterpen khung pimarine (C34C40). Trong số các hợp chất này phát
hiện được 01 hợp chất mới đặt tên là orthospilarate (B2).
Tất cả 40 hợp chất phân lập đều được đánh giá tác dụng ức chế enzyme
protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B).
17 hợp chất phenylpropanoids (B1B17 ) và 07 hợp chất diterpen
(C34C40) được đánh giá tác dụng tăng cường hấp thụ đường 2-NBDG in
vitro trên dòng tế bào mô mỡ 3T3-L1. Kết quả hầu hết các hợp chất thể hiện
tác dụng và theo hướng phụ thuộc vào nồng độ.
16 hợp chất flavonoid (E18E33) phân lập được từ phân đoạn EtOAc
được đánh giá tác dụng ức chế sự sinh trưởng và phát triển của 03 dòng tế bào
ung thư vú người gồm MCF-7, MCF7/TAMR, và MDA-MB-231. Kết quả có
04 hợp chất (E30E33) thể hiện tác dụng mạnh trên cả 03 dòng tế bào ung thu

luan an


6

thử nghiệm, một số hợp chất khác thể hiện tác dụng chọn lọc trên một số dịng

và có tác dụng trung bình yếu, các hợp chất cịn lại khơng thể hiện tác dụng.
6. Cấu trúc của luận án
Luận án bao gồm 141 trang với 14 bảng số liệu, 64 hình và 5 sơ đồ với
83 tài liệu tham khảo. Kết cấu của luận án gồm: mở đầu (6 trang), tổng quan
(23 trang), đối tượng, phương pháp và thực nghiệm (17 trang), kết quả và thảo
luận (80 trang), kết luận (4 trang), danh mục cơng trình cơng bố (1 trang), tài
liệu tham khảo (10 trang). Ngồi ra cịn có phần phụ lục gồm các hình ảnh
phổ chọn lọc của các hợp chất.

luan an


7

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về Chi Orthosiphon và cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus)
1.1.1. Sơ lƣợc về chi Orthosiphon
Chi Orthosiphon hiện nay gồm khoảng 40 loài, phân bố rải rác ở nhiều
vùng nhiệt đới Châu Á, Châu Phi và Châu Đại Dương. Vùng nhiệt đới Đông
Nam Á được coi là nơi tập trung và có tính đa dạng cao nhất các loài của chi
Orthosiphon. Ở Việt Nam, cây phân bố ở Lào Cai (Sa Pa), Hà Nội (Văn Điển,
Ba Vì), Cao Bằng, Thanh Hóa (Vĩnh Lộc), Sơn La, Bắc Giang, Quảng Trị, Thừa
Thiên Huế, Lâm Đồng (Đà Lạt), Ninh Thuận (Phan Rang), Bình Dương, Tây
Ninh, Bà Rịa Vũng Tàu, Kiên Giang (Phú Quốc),…[3]. Riêng ở nước ta cho đến
nay đã phát hiện có tổng cộng 08 lồi, bao gồm: Orthosiphon lanatus Doan.(tên
tiếng Việt là Râu mèo long len, hay Trực quản long), loài thứ hai là Orthosiphon
mamoritis (Hance) Dunn. (Râu mèo có vằn, Phong diệu yếu, hay cịn gọi là Tía
tơ rừng), lồi thứ ba là Orthosiphon rubicundus (D. Don) Benth. (có tên tiếng
Việt là Râu mèo đỏ, hay trực quản đỏ), loài thứ tư là Orthosiphon thymiflorus
(tiếng Việt gọi là Hàm huốt), loài thứ năm là Orthosiphon velterii Doan. (Râu

mèo Velteri), loài thứ sáu Orthosiphon rotundifolius (Doan), loài thứ bảy
Orthosiphon truncates (Doan), và loài thứ tám là Orthosiphon spiralis (Lour.)
Merr. có tên gọi chung là Râu mèo xoắn [2, 4].

Hình 1.1. Hình ảnh phần trên mặt đất cây Râu mèo

luan an


8

1.1.2. Sơ lƣợc về cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.)
Cây Râu mèo (Cat’s whiskers) cịn có tên gọi khác là Râu mèo xoắn, cây
Bơng Bạc, có tên khoa học là Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr.; tên đồng
nghĩa: Orthosiphon aristatus (Blume) Miq., Orthosiphon stamineus Benth.
[Clerodranthus spicatus(Thunb.) C.Y.Wu] [2]. Râu mèo là cây thuốc thuộc
chi Orthosiphon, thuộc họ Bạc hà – Hoa môi (Lamiaceae), thuộc lớp hai lá
mầm Dicotyledonate.
Mô tả đặc điểm
Râu mèo là dạng cây thảo, sống lâu năm, cao khoảng 0,5 –1 m. Thân
vng, thường có màu nâu tím. Lá mọc đối có cuống ngắn, chóp nhọn, mép
khía răng cưa.
Cụm hoa là chùm xim co ở ngọn thân và ở đầu cành. Hoa có màu trắng
sau ngả sang màu xanh tím.
Nhị và nhụy mọc thị ra ngồi, nom như râu mèo. Bao phấn ở đầu nhụy
màu tím. Quả bế tư [3, 4]. Cây chịu được ngập tốt, thường được trồng ở các
vùng đồng bằng và vùng núi; trồng bằng hạt [3].
Mùa hoa quả thường từ tháng 7 đến tháng 11.

Hình 1.2. Hình ảnh cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) tại Ngọc Hồi,

huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội.

luan an


9

Sinh thái và phân bố
Sinh thái: Cây sinh trưởng ở nơi ẩm, sáng hoặc che bóng. Thường mọc ở
ven đường, ven rừng, trên đồng cỏ; có thể gặp ở độ cao tới 1000m so với mực
nước biển.
Phân bố: Râu mèo có vùng phân bố khá rộng, kéo dài từ Ấn Độ, Thái
Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam, Malaysia, Philippin, Indonexia đến các khu
vực nhiệt đới thuộc Oxtraylia.
Râu mèo cũng đã được trồng tại một số nước Châu Phi, khu vực Địa
Trung Hải và cả ở Cu Ba. Trong hệ Thực vật nước ta, chi Râu mèo
(Orthosiphon) có khoảng 08 lồi. Lồi Râu mèo (O. spiralis) thường gặp mọc
dại hoặc được trồng lẻ tẻ ở nhiều địa phương từ Bắc vào Nam.
Tính vị và cơng dụng
Theo Đơng y, cây Râu mèo có vị ngọt nhạt, tính mát, khơng độc; có tác
dụng lợi tiểu, thanh nhiệt, trừ thấp, dùng làm thuốc lợi tiểu mạnh, thông mật,
dùng trong bệnh sỏi thận, sỏi túi mật, viêm túi mật, dùng trị viêm thận cấp
tính và mãn tính; viêm bàng quang; sỏi tiết niệu. Có tác dụng tốt với các
chứng rối loạn đường tiêu hóa, bệnh thấp khớp, đau lưng, đau nhức khớp
xương. Cịn có tác dụng tốt đối với bệnh xung huyết gan và bệnh đường ruột.
Ngồi ra Râu mèo cịn biết đến như một bài thuốc trị các bệnh về tim
mạch, cao huyết áp và tiểu đường. Trong Đông y thường dùng Râu mèo để trị
một số bệnh như: viêm thận cấp và mạn, viêm bàng quang, sỏi đường tiết
niệu, thấp khớp, tạng khớp với liều dùng khoảng 30 – 50 gam dạng thuốc sắc.
Viêm thận phù thũng: Râu mèo, Mã đề, Lưỡi rắn trắng mỗi vị 30 gam, sắc

uống. Sỏi niệu đạo, bệnh đường tiết niệu: Râu mèo, Chó đẻ răng cưa, Thài lài,
mỗi vị 30 gam, sắc uống.

luan an


10

1.2. Tình hình nghiên cứu về cây Râu mèo
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
1.2.1.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học cây Râu mèo
Các nghiên cứu thành phần hóa học của cây Râu mèo được thực hiện từ rất
sớm, cho đến nay đã có khoảng 120 các hợp chất hóa học được phân lập và nhận
dạng từ Râu mèo trong đó bao gồm: các diterpen kiểu isopimarane và staminane,
triterpene, isoflavonoid, các dẫn xuất của cinnamic acid và chromen.
a) Các hợp chất flavonoid phân lập từ Râu mèo
Năm 1989, Guerin và các cộng sự tại Pháp đã chứng minh rằng Râu mèo là
loài dược liệu chứa rất nhiều dẫnxuất của hợp chất methylripariochromene A [27].
Cũng trong năm này, Malterud và cộng sự là nhóm nghiên cứu đầu tiên phát hiện
và tách chiết được 8 hợp chất isoflavonoid từ loài này, bao gồm sinensetin,
tetramethylscutellarein,

eupatorin,

5-hydroxyl-6,7,3’,4’-tetramethoxylflavone,

salvigenin,5,7,4’-trimethoxylflavone và 5,7,3’,4’-tetramethoxylflavone, trong đó
hai hợp chất sinensestin và tetramethylscutellarein là phổ biến nhất. Nổi bật nhất
trong số các hợp chất flavonoids chiết xuất từ lá của loài Râu mèo là
sinensestin,

eupatorin,

và

3’-hydroxy-5,6,7,4’-tetramethoxylflavones,

tetramethyl-scutellarein, salvegenin, ladanein, vomifoliol, 7,3’,4’-tri-Omethylluteolin và scutellarein tetramethylether [11].
Năm 2000, nhóm của Ohashi tại đại học Fukuyama, Nhật Bản đã phân lập
được 04 hợp chất flavones bao gồm 5-hydroxyl-6,7,3’,4’-tetramethoxylflavone,
eupatorin, scutellarein và sinessetin. Cấu trúc hóa học và tên gọi của các hợp
chất flavonoid được phân lập và nhận dạng cho đến nay từ các loài Râu mèo
bởi các nhà khoa học trên thế giới được biểu hiện ở hình 3, theo thứ tự từ trái
qua phải và từ trên xuống dưới: 1 (3'-hydroxy-5,6,7,4'-tetramethoxyflavone),
2 (4'-hydroxy-5,6,7-trimethoxyflavone), 3 (5,6,7,4'-tetramethoxyflavone), 4
(5,6-dihydroxy-7,4'-dimethoxyflavone) hay còn gọi là ladanein (tên riêng của

luan an