Khảo sát thành phần hóa học một số loài thuộc chi garcinia, họ bứa (guttiferae) mọc ở nam bộ việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VÕ TẤN HẬU

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC
MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI GARCINIA, HỌ BỨA
(GUTTIFERAE) MỌC Ở NAM BỘ VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Tp. Hồ Chí Minh – năm 2013
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VÕ TẤN HẬU

KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI
GARCINIA, HỌ BỨA (GUTTIFERAE) MỌC Ở NAM BỘ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số chuyên ngành: 1.04.02

Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Minh Đức
Phản biện 2: PGS.TS. Trần Công Luận
Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Cửu Khoa
Phản biện độc lập 1: GS.TSKH. Trần Văn Sung
Phản biện độc lập 2: PGS.TS. Lê Thị Anh Đào

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. Phạm Đình Hùng
2. PGS. TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa

Tp. Hồ Chí Minh – Năm 2013
2


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận án, tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến:
PGS.TS. Phạm Đình Hùng, người đã hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến khoa học
quý báu cho luận án cũng như các chuyên đề nghiên cứu sinh đã thực hiện.
PGS.TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa, người đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện
tốt nhất cho tôi hoàn thành luận án. Không những thế, cô luôn chia sẻ, khuyến khích và
động viên tôi trong những lúc khó khăn trên bước đường nghiên cứu khoa học.
GS.TS. Gerhard Maas cùng các cộng sự ở Viện Hóa Hữu cơ, Trường Đại học Ulm Cộng hòa Liên bang Đức, đã tiếp nhận và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện
luận án tại đây (từ 02/2005 đến 08/2005).
Tổ chức KAAD (Catholic Academic Exchange Service, CHLB Đức) đã cấp học
bổng thực tập sinh qua chương trình EU-Asia Link Medicinal Chemistry.
Bộ môn Hóa Hữu cơ và Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên - Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn
thành luận án.
Tập thể cán bộ Phòng thí nghiệm Hợp chất Tự nhiên và Hóa dược, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực
hiện thí nghiệm tại đây.
Ban lãnh đạo Phân viện Công nghiệp Thực phẩm cùng các đồng nghiệp Phòng Chế
biến và Bảo quản Nông sản Thực phẩm đã tạo điều kiện về thời gian, chia sẻ công việc
chung để tôi có đủ thời gian hoàn thành luận án này.

3


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án “Khảo sát thành phần hóa học một số loài thuộc chi Garcinia,
họ Bứa (Guttiferae) mọc ở Nam bộ Việt Nam” là do chính tôi thực hiện dưới sự hướng
dẫn khoa học của PGS.TS. Phạm Đình Hùng và PGS.TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa,
Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh.
Các kết quả ghi trong luận án là trung thực và chưa được bất kỳ tác giả nào công bố
trước đây.
Tác giả luận án

Võ Tấn Hậu

4


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan

iii

Mục lục

iv

Các từ viết tắt

vii

Danh mục các bảng

ix

Danh mục các hình

xi

Danh mục các sơ đồ

xii

Danh mục phụ lục

xiii

MỞ ĐẦU

1

Chương 1. TỔNG QUAN

3

1.1 Giới thiệu về hợp chất tự nhiên

3

1.2 Giới thiệu về họ Bứa (Guttiferae)

6

1.3 Giới thiệu về chi Garcinia

8

1.3.1 Đặc điểm thực vật

8

1.3.2 Công dụng

8

1.3.3 Thành phần hóa học

9

1.3.4 Hoạt tính sinh học

19

1.4 Nghiên cứu về chi Garcinia ở Việt Nam

23

1.5 Giới thiệu các loài nghiên cứu

25

1.5.1 Bứa cọng

25

1.5.2 Sơn vé

27

1.5.3 Bứa đồng

29

Chương 2. THỰC NGHIỆM

32

2.1 Thiết bị và hóa chất

32

2.2 Nguyên liệu

33

2.2.1 Bứa cọng (Garcinia pedunculata)

33

2.2.2 Sơn vé (Garcinia merguensis)

33

5


2.2.3 Bứa đồng (Garcinia schomburgkiana)
2.3 Phương pháp nghiên cứu

34
34

2.3.1 Chiết xuất và phân lập

34

2.3.2 Xác định cấu trúc

34

2.3.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào

34

2.4 Quy trình phân lập chất

36

2.4.1 Vỏ cây bứa cọng (G. pedunculata)

36

2.4.2 Vỏ trái bứa cọng (G. pedunculata)

42

2.4.3 Vỏ cây sơn vé (G. merguensis)

49

2.4.4 Vỏ cây bứa đồng (G. schomburgkiana)

52

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

55

3.1 Thành phần hóa học của vỏ cây bứa cọng

55

3.1.1 Pedunxanthon A (95)

56

3.1.2 Pedunxanthon B (96)

60

3.1.3 Pedunxanthon C (97)

63

3.1.4 Nigrolineaxanthon V (98)

66

3.1.5 Garbogiol (99)

69

3.1.6 1,5-Dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)-xanthon (100)

71

3.1.7 Dulxanthon A (101)

73

3.1.8 Acid oleanolic (102)

75

3.2 Thành phần hóa học của vỏ trái bứa cọng

77

3.2.1 Pedunxanthon D (103)

79

3.2.2 Pedunxanthon E (104)

83

3.2.3 Pedunxanthon F (105)

86

3.2.4 6-O-Demetyloliverixanthon (90)

90

3.2.5 Cowanin (87)

93

3.2.6 Norcowanin (106)

95

3.2.7 Cowanol (85)

97

3.2.8 Fuscaxanthon A (89)

99

6


3.2.9 -Mangostin (41)

101

3.2.10 Mangostanol (107)

103

3.2.11 1,6-Dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6-

105

dimetylpyrano-(2,3:3,2)xanthon (108)
3.2.12 3-Isomangostin (109)

107

3.2.13 1,7-Dihydroxyxanthon (88)

109

3.3 Thành phần hóa học của vỏ cây sơn vé

111

3.3.1 Globuxanthon (110)

112

3.3.2 Griffipavixanthon (111)

114

3.3.3 1,7-Dihydroxyxanthon (88)

120

3.4 Thành phần hóa học của vỏ cây bứa đồng

121

3.4.1 Schomburgxanthon (112)

122

3.4.2 3-Isomangostin hydrat (113)

126

3.4.3 1,7-Dihydroxyxanthon (88)

128

3.5 Hoạt tính gây độc tế bào

128

3.6 Nhận xét chung

129

3.6.1 Thành phần hóa học và con đường sinh tổng hợp

129

3.6.2 Đặc trưng phổ của các xanthon phân lập được

135

3.6.3 Hoạt tính sinh học

138

KẾT LUẬN

140

Kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo

141

Tài liệu tham khảo

142

Danh mục các công trình đã công bố

160

Phụ lục

7


CÁC TỪ VIẾT TẮT

ATP

: adenosine-5'-triphosphate

br

: broad, rộng

d

: doublet, mũi đôi

DEPT

: distortionless enhancement by polarization transfer

DMAPP

: dimetylallyl diphosphate

đnc.

: điểm nóng chảy

GPP

: geranyl diphosphate

HCTN

: hợp chất tự nhiên

HMBC

: heteronuclear multiple bond correlation

HSQC

: heteronulear single quantum coherence

HR-EIMS

: high resolution electron impact mass spectroscopy,
khối phổ bắn phá điện tử phân giải cao

HR-ESIMS : high resolution electron spray ionization mass spectroscopy
khối phổ phân giải cao ion hóa bằng kỹ thuật phun điện
IPP

: isopentenyl diphosphate

IR

: infra red, hồng ngoại

J

: hằng số ghép cặp

m

: multiplet, mũi đa

NADPH

: nicotinamide adenine dinucleotide phosphate

NOE

: nuclear overhauser enhancement

NMR

: nuclear magnetic resonance, cộng hưởng từ hạt nhân

Pđ

: phân đoạn

q

: quartet, mũi bốn

RP

: reversed phase

s

: singlet, mũi đơn

SAM

: S-adenosylmethionine

8


sept

: septet, mũi bảy

SKC

: sắc ký cột

SKLM

: sắc ký lớp mỏng

t

: triplet, mũi ba

TMS

: trimethylsilane

UV

: ultra violet, tử ngoại

X6H

: xanthone 6-hydroxylase

X8H

: xanthone 8-hydroxylase

9


DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1

Bảng phân loại thực vật họ Bứa (Guttiferae)

Bảng 2.1

Kết quả SKC cao eter dầu hỏa của vỏ cây bứa cọng

36

Bảng 2.2

Kết quả SKC cao CHCl3 của vỏ trái bứa cọng

42

Bảng 2.3

Kết quả SKC cao EtOAc của vỏ cây sơn vé

49

Bảng 2.4

Kết quả SKC cao EtOAc của vỏ cây bứa đồng

52

Bảng 3.1

Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 95

58

Bảng 3.2

Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 96

61

Bảng 3.3

Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 97

64

Bảng 3.4

Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 98

67

Bảng 3.5

Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 99

69

Bảng 3.6

Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 100

71

Bảng 3.7

Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 101

73

Bảng 3.8

Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 102

75

Bảng 3.9

Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 103

81

Bảng 3.10 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 104

84

Bảng 3.11 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 105

88

Bảng 3.12 Số liệu phổ 1H NMR và 13C NMR và tương quan HMBC của 90

91

Bảng 3.13 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 87

93

Bảng 3.14 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 106

95

Bảng 3.15 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 85

97

Bảng 3.16 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 89

99

Bảng 3.17 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 41

101

Bảng 3.18 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 107

103

Bảng 3.19 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 108

105

Bảng 3.20 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 109

107

Bảng 3.21 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 88

109

10

7


Bảng 3.22 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 110

112

Bảng 3.23 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 111

118

Bảng 3.24 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 112

124

Bảng 3.25 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 113

126

Bảng 3.26 Giá trị IC50 của các xanthon trên hai dòng tế bào HeLa và NCI-

128

H460
Bảng 3.27 Khoảng hấp thu UV của xanthon theo kiểu mẫu oxygen hóa

134

Bảng 3.28 Đặc trưng phổ 1H và 13C NMR của các proton hương phương,

135

-OH kiềm nối, -OCH3 và C=O trong xanthon

11


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Tên hình
Hình 1.1

Sự tạo thành các xanthon nguyên thủy và một số kiểu mẫu oxygen

12

hóa

Hình 1.2

Sự metyl hóa nhóm –OH phenol

13

Hình 1.3

Sự tạo thành các tác nhân alkyl hóa 5C và 10C

13

Hình 1.4

Quá trình alkyl hóa nhân xanthon bởi IPP và GPP

14

Hình 1.5

Sự chuyển hóa của các nhóm alkyl 5C và 10C

14

Hình 1.6

Quá trình sinh tổng hợp morellin và dẫn xuất

15

Hình 1.7

Hình cây và trái bứa cọng (Garcinia pedunculata)

25

Hình 1.8

Hình cây, lá và trái sơn vé (Garcinia merguensis)

27

Hình 1.9

Hình cây và trái bứa đồng (Garcinia schomburgkiana)

29

Hình 3.1

Tương quan HMBC trong 95

57

Hình 3.2

Tương quan HMBC trong 96

60

Hình 3.3

Tương quan HMBC trong 97

63

Hình 3.4

Tương quan HMBC trong 98

65

Hình 3.5

Tương quan HMBC trong 103

80

Hình 3.6

Tương quan HMBC trong vòng A của 104

83

Hình 3.7

Tương quan HMBC trong 105

87

Hình 3.8

Tương quan HMBC trong vòng A của 90

90

Hình 3.9

Tương quan HMBC trong vòng 2,2,4-trimetylbicyclo[4.3.0]nona-

115

4,7-dien của 111
Hình 3.10 Tương quan HMBC trong hai nhân xanthon và sự liên kết của

116

chúng qua vòng 2,2,4-trimetylbicyclo[4.3.0]nona-4,7-dien của 111
Hình 3.11 Tương quan HMBC trong nhân xanthon còn lại của 111

116

Hình 3.12 Tương quan HMBC trong 112

123

Hình 3.13 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 95-101 và 110

130

Hình 3.14 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 111

131

12


Hình 3.15 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 107-109 và 112-113

132

Hình 3.16 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 85, 87, 89-90 và 101-105

133

Hình 3.17 Đặc trưng phổ NMR của các nhóm thế trên nhân xanthon

136

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Tên sơ đồ

Trang

Sơ đồ 2.1 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH3

37

Sơ đồ 2.2 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH4

39

Sơ đồ 2.3 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH6

41

Sơ đồ 2.4 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF5

42

Sơ đồ 2.5 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF6

46

Sơ đồ 2.6 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF7

48

Sơ đồ 2.7 Quy trình phân lập chất từ cao chiết GME

50

Sơ đồ 2.8 Quy trình phân lập chất từ cao chiết GSE

53

13


DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1.

Phổ IR của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 2.

Phổ UV của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 3.

Phổ 1H NMR của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 4.

Phổ 13C NMR của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 5.

Phổ HSQC của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 6.

Phổ HMBC của pedunxanthon A (95)

Phụ lục 7.

Phổ IR của pedunxanthon B (96)

Phụ lục 8.

Phổ UV của pedunxanthon B (96)

Phụ lục 9.

Phổ 1H NMR của pedunxanthon B (96)

Phụ lục 10. Phổ 13C NMR của pedunxanthon B (96)
Phụ lục 11. Phổ HSQC của pedunxanthon A (96)
Phụ lục 12. Phổ HMBC của pedunxanthon A (96)
Phụ lục 13. Phổ IR của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 14. Phổ UV của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 15. Phổ 1H NMR của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 16. Phổ 1H NMR trao đổi D2O của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 17. Phổ 13C NMR của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 18. Phổ HSQC của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 19. Phổ HMBC của pedunxanthon C (97)
Phụ lục 20. Phổ 1H NMR của nigrolineaxanthon V (98)
Phụ lục 21. Phổ 13C NMR của nigrolineaxanthon V (98)
Phụ lục 22. Phổ 1H NMR của garbogiol (99)
Phụ lục 23. Phổ 13C NMR của garbogiol (99)
Phụ lục 24. Phổ 1H NMR của 1,5-dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)-xanthon
(100)
Phụ lục 25. Phổ 13C NMR của 1,5-dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)xanthon (100)

14


Phụ lục 26. Phổ 1H NMR của dulxanthon A (101)
Phụ lục 27. Phổ 13C NMR của dulxanthon A (101)
Phụ lục 28. Phổ 1H NMR của acid oleanoic (102)

Phụ lục 29. Phổ 13C NMR của acid oleanoic (102)
Phụ lục 30. Phổ IR của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 31. Phổ UV của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 32. Phổ 1H NMR của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 33. Phổ 13C NMR của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 34. Phổ HSQC của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 35. Phổ HMBC của pedunxanthon D (103)
Phụ lục 36. Phổ IR của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 37. Phổ UV của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 38. Phổ 1H NMR của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 39. Phổ 13C NMR của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 40. Phổ HSQC của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 41. Phổ HMBC của pedunxanthon E (104)
Phụ lục 42. Phổ IR của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 43. Phổ UV của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 44. Phổ 1H NMR của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 45. Phổ 13C NMR của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 46. Phổ HSQC của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 47. Phổ HMBC của pedunxanthon F (105)
Phụ lục 48. Phổ 1H NMR của 6-O-demetyloliverixanthon (90)
Phụ lục 49. Phổ 13C NMR của 6-O-demetyloliverixanthon (90)
Phụ lục 50. Phổ 1H NMR của cowanin (87)
Phụ lục 51. Phổ 13C NMR của cowanin (87)
Phụ lục 52. Phổ 1H NMR của norcowanin (106)
Phụ lục 53. Phổ 13C NMR của norcowanin (106)
Phụ lục 54. Phổ 1H NMR của cowanol (85)
Phụ lục 55. Phổ 13C NMR của cowanol (85)
15

Phụ lục 56. Phổ 1H NMR của fuscaxanthon A (89)
Phụ lục 57. Phổ 13C NMR của fuscaxanthon A (89)
Phụ lục 58. Phổ 1H NMR của -mangostin (41)
Phụ lục 59. Phổ 13C NMR của -mangostin (41)
Phụ lục 60. Phổ 1H NMR của mangostanol (107)
Phụ lục 61. Phổ 13C NMR của mangostanol (107)
Phụ lục 62. Phổ 1H NMR của 1,6-dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6dimetylpyrano(2,3:3,2)-xanthon (108)
Phụ lục 63. Phổ 13C NMR của 1,6-dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6dimetylpyrano(2,3:3,2)-xanthon (108)
Phụ lục 64. Phổ 1H NMR của 3-isomangostin (109)
Phụ lục 65. Phổ 13C NMR của 3-isomangostin (109)
Phụ lục 66. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88)
Phụ lục 67. Phổ 13C NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88)
Phụ lục 68. Phổ 1H NMR của gluboxanthon (110)
Phụ lục 69. Phổ 13C NMR của gluboxanthon (110)
Phụ lục 70. Phổ 1H NMR của griffipavixanthon (111)
Phụ lục 71. Phổ 13C NMR của griffipavixanthon (111)
Phụ lục 72. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88)
Phụ lục 73. Phổ IR của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 74. Phổ UV của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 75. Phổ 1H NMR của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 76. Phổ 13C NMR của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 77. Phổ HSQC của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 78. Phổ HMBC của schomburgxanthon (112)
Phụ lục 79. Phổ 1H NMR của 3-isomangostin hydrat (113)
Phụ lục 80. Phổ 13C NMR của 3-isomangostin hydrat (113)
Phụ lục 81. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88)

16

MỞ ĐẦU
Thực vật đa dạng và phong phú không những là nguồn thức ăn hằng ngày mà còn
cung cấp nhiều sản phẩm hữu ích khác cho con người trong nhiều lĩnh vực như hương
liệu, phẩm màu, thuốc phòng trừ sâu bệnh và quan trọng hơn cả là làm thuốc chữa
bệnh.
Bằng kinh nghiệm của mình, từ xa xưa con người đã biết sử dụng các loài cây cỏ
quanh môi trường sống hay các dịch trích thô để điều trị hiệu quả nhiều chứng bệnh và
các kinh nghiệm này luôn được kế thừa, phát triển từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Ngày nay thực vật vẫn tiếp tục được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới, đặc biệt là ở
các nước đang phát triển với mục đích trị bệnh. Kết quả nghiên cứu của Tổ chức Y tế
Thế giới (WHO) cho thấy có khoảng 80% dân số thế giới hiện vẫn dựa vào các thuốc
có nguồn gốc từ thực vật để chăm sóc sức khỏe ban đầu [43].
Việc sử dụng các phương pháp tổng hợp hóa học để phát triển các loại thuốc mới
trong công nghiệp dược phẩm đã phát triển nhanh chóng trong nhiều năm qua. Tuy
nhiên hợp chất tự nhiên (HCTN) hiện vẫn đóng vai trò không nhỏ trong việc phát triển
nhiều loại dược phẩm mới. Kết quả phân tích nguồn gốc dược phẩm cho thấy thuốc có
nguồn gốc tự nhiên hay dẫn xuất của HCTN chiếm 34% trong tổng số các loại thuốc
mới đưa ra thị trường từ 01/1981 đến 06/2006 [103, 104]. Theo khảo sát về các loại
thuốc mà Bộ Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cấp phép lưu hành, có 30% là HCTN
hoặc dẫn xuất của chúng [34]. Từ năm 1983 đến 1994, tỷ lệ thuốc chống lây nhiễm và
kháng ung thư có nguồn gốc tự nhiên lên đến > 60% [35]. Điều này cho thấy tầm quan
trọng của HCTN trong tiến trình phát triển dược phẩm mới. Trong quá trình này, việc
ly trích, phân lập và xác định cấu trúc của các HCTN có trong cây cỏ là giai đoạn đầu
tiên không thể thiếu trong quá trình này.
Không những được sử dụng để trị bệnh, thực vật còn là nguồn cung cấp các chất có
tác dụng tăng cường sức khoẻ và phòng ngừa bệnh tật. Các chất có tác dụng này hiện
đang được sử dụng để phát triển các loại thực phẩm mới với tên gọi là thực phẩm chức
năng, là thực phẩm dùng để hỗ trợ hoạt động của các bộ phận trong cơ thể, tạo tình
17

trạng thoải mái cũng như giảm bớt nguy cơ gây bệnh và hiện được sử dụng khá phổ
biến ở các nước phát triển [18, 53, 78, 159].
Chi Garcinia thuộc họ Bứa hay còn gọi là họ Măng cụt (Guttiferea, Clusiaceae) có
khoảng 260 loài [14, 15]. Nhiều loài được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong y học cổ
truyền ở nhiều nước trên thế giới. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học khoảng 80
loài cho thấy chi này là nguồn cung cấp chủ yếu các xanthon, benzophenon và
biflavonoid với nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý như chống tác nhân gây bệnh
nhiễm trùng kể cả virus HIV và virus corona, kháng ung thư, ức chế hoạt động của một
số enzym và nhiều hoạt tính sinh học khác. Với thành phần hóa học phong phú, hoạt
tính sinh học đa dạng và được sử dụng nhiều trong dân gian để trị bệnh, việc nghiên
cứu chi Garcinia ở Việt Nam là điều cần thiết.
Trong luận án này chúng tôi tiến hành phân lập và xác định cấu trúc các HCTN có
trong ba loài thực vật thuộc chi Garcinia mọc ở Nam Bộ Việt Nam là bứa cọng (G.
pedunculata), sơn vé (G. merguensis) và bứa đồng (G. schomburgkiana) nhằm mục
tiêu khảo sát thành phần hóa học của chi Garcinia ở Việt Nam, góp phần cung cấp cơ
sở khoa học cho việc định hướng khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thực
vật đa dạng và phong phú ở nước ta; làm giàu danh mục các HCTN mới trên thế giới từ
nguồn thực vật trong nước, khẳng định giá trị tài nguyên thực vật Việt Nam. Ngoài ra
chúng tôi còn khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập được trên
hai dòng tế bào ung thư cổ tử cung HeLa và ung thư phổi NCI-H460. Luận án cũng
cung cấp mẫu chất cho các thử nghiệm hoạt tính sinh học khác sẽ thực hiện trong
tương lai, góp phần làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về dược tính của các loài
cây này.

18


Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về hợp chất tự nhiên
Loài người đã biết sử dụng nguồn nguyên liệu thực vật và động vật để làm thuốc
chữa bệnh cách đây hàng ngàn năm. Có lẽ một trong những ứng dụng đầu tiên của
HCTN (còn gọi là các chất trao đổi thứ cấp) là sử dụng các chất độc từ động thực vật
cho mục đích săn bắn và chống kẻ thù. Các nền văn minh cổ đại lớn ở Trung Quốc, Ấn
Độ, Ai Cập đã để lại nhiều dấu vết về việc sử dụng sản phẩm tự nhiên để trị bệnh [19].
Việc trị bệnh này cũng xuất hiện ở nhiều nền văn minh cổ đại khác. Người Assyrie biết
sử dụng hơn 1000 loài thực vật để trị bệnh vào khoảng 1900-400 trước CN. Sự phát
hiện ra hai bảng viết tay bằng giấy papyrus từ thời Ai Cập cổ đại cho thấy họ đã biết
nhiều phương thức chữa bệnh bằng thuốc và phẫu thuật [6].
Tuy sử dụng nhiều dịch trích từ động thực vật từ rất lâu nhưng con người vẫn chưa
biết đến thành phần hóa học của chúng. Khi hóa học phát triển từ thời kỳ “huyền bí”
thành một ngành khoa học vào thế kỷ 19, nhiều nhà khoa học bắt đầu chiết xuất, tinh
chế và phân tích các chất có nguồn gốc từ sinh vật với bước ngoặc là sự phân lập một
chất có tính kiềm (quinin) từ vỏ cây Cinchona của hai nhà khoa học người Pháp
Caventou và Pelletier [114]. Việc phân lập các hợp chất này cùng với một số các
HCTN khác khởi đầu cho sự ra đời một ngành khoa học mới, hóa học các HCTN.
Vào khoảng những năm 1815 đến 1860, hơn 20 HCTN đã được phân lập như
quinin (1) và morphin (2) [36]. Do nhiều giới hạn về kỹ thuật và công cụ nghiên cứu,
các nhà khoa học chỉ mới xác định được công thức phân tử và mô tả một số phản ứng
đặc trưng của các hợp chất thu được. Sau đó nhiều nỗ lực phân giải cấu trúc đã được
thực hiện song song với việc nhiều hợp chất mới được tiếp tục tìm thấy. Tuy vậy, cấu
trúc chính xác của một số hợp chất này chỉ được xác định vào thế kỷ 20.

19


H

HO

OMe
H

N
O

OH
H

NMe
H

N

H

HO
1

2

Tương tự các ngành khoa học khác, nhiều phát minh khoa học đã ảnh hưởng mạnh
mẽ đến quá trình phát triển của ngành hóa học các HCTN. Khởi đầu là việc ứng dụng
oxid nhôm (Al2O3) để tách các chất màu của nhà khoa học Nga Mikhail Tswett vào
đầu thế kỷ thứ 18, phương pháp ngày nay gọi là sắc ký [160]. Trước khi có phát minh
này, việc phân lập và tinh chế các HCTN được thực hiện bằng phương pháp chưng cất,
trích chọn lọc bằng dung môi hoặc kết tinh và quá trình này được thực hiện lập lại
nhiều lần cho đến khi hợp chất được xem là tinh khiết [36]. Từ phương pháp sắc ký

đơn giản ban đầu, nhiều kỹ thuật phức tạp hơn đã được phát triển như sắc ký giấy, sắc
ký cột, sắc ký lỏng và đặc biệt là sắc ký lỏng hiệu năng cao làm cho quá trình phân lập
chất trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều.
Kế đến là việc ứng dụng các phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc các hợp
chất hữu cơ. Các phương pháp phổ UV, IR, MS và đặc biệt NMR đã làm nên cuộc
cách mạng thực sự trong việc phân giải cấu trúc các HCTN [36]. Cho đến khoảng
những năm 1940, việc xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được là một quá trình
gián tiếp, kết hợp các bằng chứng từ nhiều dữ liệu thực nghiệm. Đây là một quá trình
phức tạp và mất nhiều thời gian, sử dụng lượng mẫu nghiên cứu lớn, phải thực hiện
nhiều phản ứng hóa học để xác định các nhóm định chức và làm các phản ứng giảm
cấp để phân mảnh hợp chất ban đầu thành các hợp chất nhỏ đơn giản hơn. Với các
phương pháp phổ nghiệm ngày nay, cấu trúc các HCTN được phân giải nhanh chóng
với lượng mẫu cần ít hơn rất nhiều so với trước.
Trước đây, nghiên cứu hóa học các HCTN chủ yếu tập trung vào việc phân lập,
phân giải cấu trúc và tổng hợp cũng như bán tổng hợp. Ngày nay hóa học các HCTN
trở thành một lĩnh vực đa ngành bao gồm hóa học và một số phân ngành của sinh học
20


và dược học [90], liên quan đến một số chủ đề như thử nghiệm hoạt tính sinh học, khảo
sát quá trình sinh tổng hợp, xác định vai trò của HCTN đối với hệ sinh thái (sinh thái
hóa học) cũng như phân loại thực vật dựa trên sự kết hợp giữa thành phần hóa học và
hình thái thực vật (chemotaxonomy).
Nhiều tính chất quý giá của HCTN đã được con người sử dụng trong các lĩnh vực
chất màu, hương liệu, mỹ phẩm, thuốc phòng trừ sâu bệnh, v.v. … nhưng quan trọng
hơn cả là dùng để trị bệnh cho người và vật nuôi dù HCTN đã được sử dụng cho mục
đích này từ xa xưa. Ngày nay các HCTN vẫn tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong
việc nghiên cứu phát triển nhiều loại dược phẩm mới [25, 32, 33, 42, 126]. Chúng có
thể là các loại thuốc chữa bệnh hiện đang được sử dụng trong điều trị lâm sàng [118,
151], cũng có thể là nguồn nguyên liệu khởi đầu cho việc sản xuất các loại thuốc tổng

hợp hoặc là các cấu trúc dẫn (lead structure) để từ đó các nhà khoa học thiết kế, tổng
hợp nên các loại thuốc mới [51, 66]. Ví dụ điển hình cho ứng dụng này là một số loại
thuốc mới quan trọng có nguồn gốc HCTN và dẫn xuất của chúng như artemeter (3)
được sử dụng chữa bệnh sốt rét [144, 168]; taxol (4) và dẫn xuất bán tổng hợp
docetaxel (5) dùng điều trị ung thư vú và ung thư buồng trứng [151].
H
O
O

O
H
O

3

OCH3
AcO

AcO
O
NH

O

H 3C

t-Butoxy

O
NH

HO

O
O

HO

AcO

OH

OH

O
O

O

H3C

HO

O

O
O

1.2 Giới thiệu về họ Bứa (Guttiferae)
21

AcO
O

5

4

HO

O

O


Họ Bứa hay còn gọi là họ Măng cụt (Guttiferae, Clusiaceae) là một họ thực vật có
hoa, cây thân gỗ hay cây bụi, thường có nhựa trắng như sữa hoặc đôi khi màu vàng và
có lá đơn, đối xứng nhau [95, 161]. Ngoại trừ chi Hypericum thường được tìm thấy ở
vùng ôn đới, hầu hết các chi còn lại phân bố ở vùng khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm [95].
Theo cách phân loại trước đây, họ Bứa chia thành 6 phụ họ, 10 tông, gồm khoảng 40
chi với hơn 1000 loài [161]. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu thành phần hóa học họ Ban
(Hypericaceae) dẫn đến phân lập được một số dẫn xuất xanthon prenyl hóa tương tự
như trong họ Bứa cho thấy mối liên hệ của hai họ này nên một số nhà phân loại học đã
xếp họ Ban thành một phụ họ thuộc họ Bứa gọi là Hypericoideae [21]. Bằng lý thuyết
phát sinh loài dựa trên cơ sở phân tích DNA, gần đây các nhà khoa học nhóm APG
(Angiosperm Phylogeny Group) đã phân chia họ Bứa thành 3 phụ họ, 11 tông, gồm 37
chi với khoảng 1.610 loài (Bảng 1.1) [14, 15, 54, 79].
Kết quả khảo sát thành phần hóa học cho thấy phenol là các hợp chất chủ yếu tìm
thấy trong họ này và triterpenoid thì ít gặp hơn. Trong số các hợp chất phenol phân lập
được, xanthon, benzophenon, coumarin và biflavonoid là phổ biến nhất; ít gặp hơn là

flavonoid, dẫn xuất chromanon và depsidon. Do sự hiện diện của xanthon, đặc biệt là
xanthon alkyl hóa trong hầu hết các loài họ Bứa đã khảo sát nên các nhà khoa học cho
rằng chúng là chất chỉ điểm sinh học (marker) đặc trưng của họ này [117]. Kết quả
nghiên cứu cũng cho thấy có sự khác biệt về sự hiện diện các nhóm hợp chất phenol
trong các chi khác nhau. Ví dụ như depsidon và hầu hết xanthon lồng chỉ được phân
lập từ chi Garcinia, còn dẫn xuất chromanon hầu như chỉ xuất hiện ở chi Calophyllum
và xantholignoid được tìm thấy chủ yếu ở chi Kielmeyera và Hypericum. Ngoài ra các
hợp chất coumarin đến nay vẫn chưa được phân lập từ chi Garcinia.
Họ Bứa ở Việt Nam gồm 6 chi là Garcinia, Calophyllum, Mesua, Cratoxylum,
Mammea (Ochrocarpus) và Hypericum với 62 loài, phân bố khắp đất nước từ Cao
Bằng, Lạng Sơn đến Đà Nẵng, Kon Tum và Cà Mau, Phú Quốc [4].

22


Bảng 1.1 Bảng phân loại thực vật họ Bứa (Guttiferae)
Phân họ

Tông

Clusieae
Chrysopieae
Garcinieae
Clusioideae

Moronobeae
Platonieae
Symphonieae

Cratoxyleae

Hypericeae
Hypericoideae

Vismieae

Calophylleae
Kielmeyeroideae

Endodesmieae

Chi
- Chrysochlamys (Balboa và Tovomitopsis)
- Clusia (Decaphalengium, Havetica, Havetiopsis,
Oedematopus, Pilosperma, Quapoya và Renggeria)
- Tovomita (Marialvaea và Tovomitidium)
Chrysopia
Garcinia (Clusianthemum, Mangostana,
Pentaphalangium, Rheedia, Septogarcinia, Tripetalum và
Xanthochymus)
Moronobea
Platonia (Aristoclesia)
- Montrouziera
- Symphonia
- Allanblackia
- Dystovomita
- Lorostemon
- Pentadesma
- Thysanostemon
- Cratoxylum

- Eliea
- Thornea
- Triadenum
- Hypericum (Androsemum, Androsaemum, Ascyrum,
Lianthus, Olympia, Sanidophyllum, Sarothra,
Takasagoya và Triadenia)
- Santomasia
- Harungana
- Psorospermum
- Vismia
- Calophyllum
- Caraipa
- Clusiella (Astrotheca và Astrotheca)
- Haploclathra
- Kayea
- Kielmeyera
- Mahurea
- Mammea (Ochrocarpus và Paramammea)
- Marila
- Mesua (Vidalia)
- Neotatea
- Poeciloneuron
- Endodesmia
- Lebrunia

*

Ký hiệu a/b: a là số loài có trong chi; b là số loài đã khảo sát thành phần hóa học.

23

Số loài*
58/3
300/14
25/7
6/0
260/80

7/2
1/1
5/1
23/1
9/4
4/0
5/2
15/2
2/0
6/6
1/0
2/0
6/1
420/77

1/0
5/1
45/7
52/17
186/40
28/1
7/0

4/2
75/2
47/15
2/1
75/8
40/2
5/3
4/0
3/1
1/1
1/0


1.3 Giới thiệu về chi Garcinia
1.3.1 Đặc điểm thực vật
Chi Garcinia gồm 260 loài, phân bố khắp Đông Nam Á, đôi khi được tìm thấy ở bán
đảo Ấn Độ và vùng xích đạo Phi Châu [54, 79]. Chúng có đặc điểm là vỏ trái, vỏ cây
và ngay cả gỗ thường tiết ra chất nhựa màu vàng, đôi khi màu trắng [157]. Theo GS.
Phạm Hoàng Hộ, chi Garcinia ở Việt Nam là chi lớn nhất trong họ Bứa với 29 loài [4].
Các loài thuộc chi Garcinia thuộc loại thân thẳng, có tán lá màu xanh đậm. Chúng
thường là đại mộc, có độ cao trung bình 8–30 m như bứa núi (G. oliveri), sơn vé (G.
merguensis), bứa lằn đen (G. nigrolineata). Một số ít là đại mộc nhỏ như bứa lá tròn
dài (G. oblongifolia) hoặc là bụi như bứa ít hoa (G. oligantha). Lá dai với các đường
gân không rõ ràng. Hoa vàng nhạt hoặc trắng hơi xanh, có 4 hoặc 5 cánh. Bao phấn
không cuống, đầu nhụy có chia thùy. Trái có nhiều cơm và nước cốt, 4–10 lớp, dạng
đỉnh không đổi. Hạt có lớp vỏ mỏng bao bọc [4, 79, 95].
1.3.2 Công dụng
Chi Garcinia có nhiều ứng dụng trong đời sống. Nhiều loài cho trái ăn được và rất
ngon như măng cụt (G. mangostana) được mệnh danh là “Nữ hoàng trái cây” [110].
Vỏ trái và vỏ cây của nhiều loài được dùng để nhuộm áo quần, dầu lấy từ hạt được

dùng làm dầu nhờn [80, 154]. Hạt G. kola có thể sử dụng thay thế hoa hublong trong
sản xuất bia [13].
Vỏ trái măng cụt (G. mangostana) dùng để trị các bệnh nhiễm khuẩn ngoài da hoặc
vết thương trong y học cổ truyền của nhiều nước Đông Nam Á [79, 110]. Chúng còn
được sử dụng để trị tiêu chảy, kiết lị. G. dulcis dùng trị bệnh bạch huyết và quai bị.
Nước sắc từ vỏ G. huillensis dùng trị bệnh hoa liễu. Trái G. indica có tính kích thích
tim và còn có thể sử dụng làm thuốc trị giun sán. Mủ cây G. morella được dùng làm
thuốc xổ, trị giun sán và chữa bệnh phù.

24


1.3.3 Thành phần hóa học
Cho tới nay, các nhà nghiên cứu đã khảo sát thành phần hóa học khoảng 80 loài
thuộc chi Garcinia như đằng hoàng (G. hanburyi ), măng cụt (G. mangostana), vàng
nhựa (G. vilersiana), v.v…. Kết quả cho thấy Garcinia là nguồn cung cấp chủ yếu các
xanthon, benzophenon và biflavonoid; ít gặp hơn là triterpenoid và depsidon.
Xanthon
Hầu hết các loài thuộc chi Garcinia đều sinh tổng hợp xanthon. Các hợp chất này là
chất chỉ điểm đặc trưng của họ Bứa cũng như của chi này với hơn 40 kiểu mẫu oxygenhóa đã được tìm thấy. Các polyhydroxyxanthon đơn giản có thể mang hai, ba, bốn hay
năm nhóm thế hydroxyl hay metoxyl với các vị trí mang oxygen thường gặp là 1,5-;
1,7-; 1,3,5-; 1,3,7-; 1,3,5,6-; 1,3,6,7- và 1,3,5,8- như trong 1,5-dihydroxyxanthon (6) và
gentisin (7) [21, 80].
O

OH

O

OH

HO

OH

O

O

6

7

OMe

Các xanthon oxygen hoá đơn giản còn có thể hiện diện dưới dạng các dimer
xanthon-benzophenon. Các dimer này hình thành bằng liên kết carbon-carbon trực tiếp
giữa nhân xanthon-benzophenon như trong garciduol A (8) và garciduol B (9) [63].
O

MeO
OH

OH
O

MeO
OH

OH

OH

OH
O
OH

O

OH
O

8
OH

OH

O

9
OH

Xanthon alkyl hóa thường có kiểu mẫu tri- hoặc tetraoxygen hóa và có thể mang
một, hai hay ba đơn vị năm carbon (5C). Hầu hết các nhóm alkyl này gắn vào khung
xanthon ở vị trí orto hay para đối với nhóm hydroxyl hay metoxyl trên vòng benzen.
Đơn vị 5C thường gặp nhất là nhóm 3-metyl-2-butenyl (còn gọi là prenyl hay
25