Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria holosericea Blume, Anacolosa poilanei Gagnep
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.71 MB, 147 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐOÀN THỊ THÚY ÁI
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI PILEA AFF. MARTINII
(H.LÉV.) HAND.-MAZZ., BOEHMERIA HOLOSERICEA
BLUME, ANACOLOSA POILANEI GAGNEP.
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HÀ NỘI – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐOÀN THỊ THÚY ÁI
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI PILEA AFF. MARTINII
(H.LÉV.) HAND.-MAZZ., BOEHMERIA HOLOSERICEA
BLUME, ANACOLOSA POILANEI GAGNEP.
Ngành:
Mã số:
Hoá học
9440112
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Lê Huyền Trâm
2. PGS. TSKH. Phạm Văn Cường
HÀ NỘI - 2018
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới
sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Lê Huyền Trâm và PGS.TSKH. Phạm Văn
Cƣờng. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc tác giả
khác công bố.
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018
TM.Tập thể hướng dẫn
Nghiên cứu sinh
Đoàn Thị Thúy Ái
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Bộ môn Hóa Hữu cơ, Viện Kỹ thuật Hóa
học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng nhất tới TS. Lê Huyền Trâm
và PGS. TSKH. Phạm Văn Cường - những người Thầy đã chỉ ra hướng nghiên cứu,
tận tâm hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt
thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ của phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện
Hóa sinh Biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đặc biệt là
PGS.TS. Đoàn Thị Mai Hương, TS. Trịnh Thị Thanh Vân, TS. Trương Bích Ngân,
TS. Nguyễn Thùy Linh đã giúp đỡ tôi trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Quốc Bình, Bảo tàng Thiên nhiên Việt
Nam- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, về sự giúp đỡ trong việc thu
thập và giám định các mẫu thực vật.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo và các cán bộ công tác tại Bộ
môn Hóa Hữu cơ - Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã
giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương
trình đào tạo Tiến sĩ.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam,
Ban Chủ nhiệm Khoa Môi trường, Bộ môn Hóa học đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi trong thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam
(NAFOSTED) đã tài trợ kinh phí theo mã số đề tài 104.01-2015.67.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể gia đình,
bạn bè và những người thân đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn!
1
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................... iv
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHI PILEA VÀ BOEHMERIA HỌ GAI (URTICACEAE) .....3
1.1.1 Khái quát về họ Gai (Urticaceae) ..............................................................................3
1.1.2 Giới thiệu về chi Pilea ................................................................................................4
1.1.3 Giới thiệu về chi Boehmeria .......................................................................................19
1.2 TỔNG QUAN VỀ CHI ANACOLOSA HỌ DƢƠNG ĐẦU (OLACACEAE) .....29
1.2.1 Khái quát về họ Dƣơng đầu (Olacaceae) ...................................................................29
1.2.2 Giới thiệu về chi Anacolosa ........................................................................................30
1.3 NHẬN XÉT CHUNG............................................................................................33
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................. 35
2.1 THU HÁI MẪU CÂY VÀ ĐỊNH TÊN KHOA HỌC ..........................................35
2.2 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ, ĐỊNH TÍNH ALKALOID VÀ CHIẾT MẪU .............35
2.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ PHÂN LẬP CÁC CHẤT ............................35
2.3.1 Sắc ký lớp mỏng ..........................................................................................................35
2.3.2 Sắc ký cột .....................................................................................................................36
2.4 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC .........................................................36
2.4.1 Phổ hồng ngoại.............................................................................................................36
2.4.2 Phổ khối lƣợng .............................................................................................................36
2.4.3 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân........................................................................................36
2.4.4 Phổ lƣỡng sắc tròn .......................................................................................................37
2.4.5 Độ quay cực và điểm nóng chảy.................................................................................37
2.5 PHƢƠNG PHÁP THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO ................................37
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 39
3.1 PHÂN LẬP CÁC CHẤT TỪ HAI LOÀI PILEA AFF. MARTINII VÀ
BOEHMERIA HOLOSERICEA, HỌ URTICACEAE.................................................39
3.1.1 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất từ loài Pilea aff. martinii .........................39
3.1.2 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ lá loài Pilea aff.
martinii ...................................................................................................................................43
3.1.3 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất từ loài Boehmeria holosericea ................45
i
3.1.4 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ quả loài
Boehmeria holosericea .........................................................................................................47
3.2 PHÂN LẬP CÁC CHẤT TỪ LOÀI ANACOLOSA POILANEI, HỌ
OLACACEAE .............................................................................................................48
3.2.1 Xử lý mẫu thực vật và phân lập các chất....................................................................48
3.2.2 Hằng số vật lý và số liệu phổ của các hợp chất đƣợc phân lập từ vỏ cây
Anacolosa poilanei ................................................................................................................51
3.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC ......................53
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 54
4.1 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI PILEA AFF. MARTINII ......54
4.1.1 Hợp chất pileamartine A (PM1) (chất mới) ...............................................................54
4.1.2 Hợp chất pileamartine B (PM2) (chất mới) ...............................................................61
4.1.3 Hợp chất 1,3,6,6-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydoisoquinolin-8-one (PM3) .......66
4.1.4 Hợp chất julandine (PM4) ...........................................................................................67
4.1.5 Hợp chất pileamartine C (PM5) (chất mới) ...............................................................68
4.1.6 Hợp chất pileamartine D (PM6) (chất mới) ...............................................................75
4.1.7 Hợp chất cryptopleurine (PM7) ..................................................................................81
4.1.8 Hợp chất pileamartine E (PM8) (chất mới)................................................................83
4.1.9 Hợp chất quinine (PM9) ..............................................................................................87
4.2 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI BOEHMERIA
HOLOSERICEA BLUME ...........................................................................................90
4.2.1 Hợp chất ruspolinone (BH1) .......................................................................................90
4.2.2 Hợp chất benzyl -D-glucoside (BH2) ......................................................................91
4.2.3 Hợp chất adenine (BH3)..............................................................................................92
4.2.4 Hợp chất adenosine (BH5) ..........................................................................................92
4.2.5 Hợp chất uridine (BH5) ...............................................................................................93
4.3 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC LOÀI ANACOLOSA POILANEI ...95
4.3.1 Hợp chất acid 3α-p-coumaroyl-D:A-friedo-oleanan-27-oic (AP1) (chất
mới) ........................................................................................................................................95
4.3.2 Hợp chất acid trichadenic A (AP2).......................................................................... 101
4.3.3 Hợp chất acid trichadonic (AP3) ............................................................................. 102
4.3.4 Hợp chất acid 3α-(3,4-dihydroxycinnamoyl)-D:A-friedo-oleanan-27-oic (AP4)
(chất mới) ............................................................................................................................ 103
4.3.5 Hợp chất 3α-(3,4-dihydroxycinnamoyl)-D:A-friedo-oleanan-27,15-α-lactone
(AP5) (chất mới) ................................................................................................................ 109
4.3.6 Hợp chất β-sitosterol (AP6) ..................................................................................... 115
ii
4.3.7 Hợp chất amentoflavon (AP7) ................................................................................. 115
4.4 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC ........................................................117
4.4.1 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập từ loài Pilea
aff. martinii ......................................................................................................................... 117
4.4.2 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ loài A. poilanei ........... 119
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 120
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 120
KIẾN NGHỊ.............................................................................................................. 121
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................... 122
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .......................................... 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 124
iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Tiếng Anh
Các phương pháp sắc ký:
CC
Column chromatography
GC
Gas chromatography
TLC
Thin-layer chromatography
PTLC
Preparative thin-layer
chromatography
Các phương pháp phổ:
IR
Infrared spectroscopy
ESI-MS
Electrospray Ionization Mass
Spectroscopy
ESI-HRMS
High resolution electrospray
ionization mass spectroscopy
1
H NMR
Proton Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
13
C NMR
Carbon-13 Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
DEPT
Distortionless Enhancement by
Polarisation Transfer
COSY
Correlation Spectroscopy
HSQC
HMBC
NOESY
ROESY
CD
DBE
δ (ppm)
J (Hz)
s
Heteronuclear Single Quantum
Correlation
Heteronuclear Multiple Bond
Correlation
Nuclear Overhauser Effect
Spectroscopy
Rotating-frame nuclear
Overhauser Effect
Spectroscopy
Circular dichroism spectrum
Double bond equivalent
Chemical shift (parts per
million)
Coupling constant (Hertz)
br
singlet
iv
Tiếng Việt
Sắc kí cột
Sắc ký khí
Sắc kí lớp mỏng
Sắc kí lớp mỏng điều chế
Phổ hồng ngoại
Phổ khối phun mù điện
Phổ khối phân giải cao phun mù
điện
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân
proton
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân
carbon-13
Phổ DEPT
Phổ tƣơng tác 2 chiều đồng hạt
nhân 1H-1H
Phổ tƣơng tác hai chiều trực tiếp
dị hạt nhân 1H-13C
Phổ tƣơng tác đa liên kết hai
chiều dị hạt nhân
Phổ NOESY
Phổ ROESY
Phổ lƣỡng sắc tròn
Số tƣơng đƣơng nối đôi
Độ chuyển dịch hóa học (phần
triệu)
Hằng số tƣơng tác (Hertz)
broad
d
t
Q
M
doublet
Triplet
Quartet
multiplet
Thử hoạt tính sinh học:
MIC
Minimum inhibitory
concentration
OD
Optical density
IC50
Inhibitory concentration 50
dd
dt
dq
double-doublet
double-triplet
double-quartet
Nồng độ ức chế tối thiểu
Mật độ quang học
Nồng độ ức chế 50% đối tƣợng
thử
LD50
Lethal Dose 50 percent
Liều chết 50% động vật thử
nghiệm
TBUT
Tế bào ung thƣ
Hep-G2
Human hepatocellular carcinoma Ung thƣ gan ngƣời
KB
Human epidermic carcinoma
Ung thƣ biểu mô ngƣời
LU-1
Human lung carcinoma
Ung thƣ phổi ngƣời
MCF-7
Human breast
Dòng tế bào ung thƣ vú ngƣời
adenocarcinoma cell line
FBS
Fetal Bovine Serum
Huyết thanh phôi bò
Các hóa chất, dung môi (tên của các hợp chất được viết theo nguyên
bản Tiếng Anh):
ACN
Acetonitrile
ABTS
2,2'-azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)
DMSO
Dimethyl sulfoxide
DPPH
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazine
MeOH
Methanol
EtOH
Ethanol
EtOAc
Ethyl acetate
SRB
Sulforhodamine B
TMS
Tetramethylsilane
Glc
-D-glucose
Rha
α-L-rhamnose
Các ký hiệu khác:
Đnc.
Điểm nóng chảy
VAST
Vietnam Academy of Science
Viện Hàn lâm Khoa học và
and Technology
Công nghệ Việt Nam
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ chi Pilea ............................... 6
Bảng 1.2 Các hợp chất flavonoid đã đƣợc phân lập từ chi Pilea ............................. 10
Bảng 1.3 Các hợp chất lignan phân lập từ loài ......................................................... 11
Bảng 1.4 Các hợp chất alkaloid và dị vòng chứa nitơ phân lập ............................... 13
Bảng 1.5 Các hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Pilea .......................................... 14
Bảng 1.6 Các hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria .................... 21
Bảng 1.7 Các hợp chất flavonoid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria .................... 22
Bảng 1.8 Các hợp chất alkaloid đã đƣợc phân lập từ chi Boehmeria ...................... 24
Bảng 1.9 Một số hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Boehmeria............................ 25
Bảng 4.1 Số liệu phổ NMR của PM1 ....................................................................... 57
Bảng 4.2 Số liệu phổ NMR của PM2 ....................................................................... 63
Bảng 4. 3 Số liệu phổ NMR của PM4 ...................................................................... 68
Bảng 4.4 Số liệu phổ NMR của hợp chất PM5 ........................................................ 70
Bảng 4.5 Số liệu phổ NMR của PM6 ....................................................................... 76
Bảng 4.6 Số liệu phổ NMR của PM7 ....................................................................... 82
Bảng 4.7 Số liệu phổ NMR của PM8 ....................................................................... 85
Bảng 4.8 Số liệu phổ NMR của BH2 ....................................................................... 91
Bảng 4.9 Số liệu phổ NMR của BH4 ....................................................................... 93
Bảng 4.10 Số liệu phổ NMR của BH5 ..................................................................... 94
Bảng 4.11 Số liệu phổ NMR của hợp chất AP1 ....................................................... 98
Bảng 4.12 Số liệu phổ NMR của hợp chất AP3 ..................................................... 102
Bảng 4.13 Số liệu phổ NMR của AP4 .................................................................... 104
Bảng 4.14 Số liệu phổ NMR của AP5 và chất tham khảo AP4 ............................. 111
Bảng 4.15 Số liệu phổ NMR của AP7 .................................................................... 116
Bảng 4.16 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất ............................... 118
Bảng 4.17 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất ............................... 119
vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc các hợp chất terpenoid đƣợc phân lập từ chi Pilea. ...................... 8
Hình 1.1 Cấu trúc các hợp chất terpenoid đƣợc phân lập từ chi Pilea (tiếp). ............ 9
Hình 1.2 Cấu trúc các hợp chất flavonoid phân lập đƣợc từ chi Pilea. ................... 10
Hình 1.3 Cấu trúc các hợp chất lignan đƣợc phân lập từ loài .................................. 12
Hình 1.4 Cấu trúc các hợp chất alkaloid và dị vòng chứa nitơ đƣợc phân lập từ loài
Pilea cavaleriei Levl. subsp. cavaleriei........................................................... 13
Hình 1.5 Cấu trúc một số hợp chất khác đƣợc phân lập đƣợc từ chi Pilea. ............. 15
Hình 1.6 Ảnh cây Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz. ................................... 18
Hình 1.7 Cấu trúc các hợp chất terpenoid phân lập từ chi Boehmeria. .................... 21
Hình 1.8 Cấu trúc các hợp chất flavonoid đƣợc phân lập từ chi Boehmeria...... 23
Hình 1.9 Cấu trúc các hợp chất alkaloid từ chi Boehmeria...................................... 24
Hình 1.10 Cấu trúc một số hợp chất khác đƣợc phân lập từ chi Boehmeria. ........ 25
Hình 1.11 Ảnh cây Boehmeria holosericea Blume. ................................................. 28
Hình 1.12 Cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc từ loài A. pervilleana. ............ 31
Hình 1.13 Cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc từ loài A. frutescens. .............. 32
Hình 1.14 Ảnh cây Anacolosa poilanei Gagnep. ..................................................... 33
Hình 3.1 Sơ đồ thu nhận cặn chiết alkaloid tổng từ ................................................. 40
Hình 3.2 Sơ đồ phân lập các chất từ loài Pilea aff. martinii. ................................... 42
Hình 3.3 Sơ đồ thu nhận alkaloid tổng từ quả cây B. holosericea. .......................... 46
Hình 3.4 Sơ đồ phân lập các chất từ loài Boehmeria holosericea. .......................... 47
Hình 3.5 Sơ đồ ngâm chiết vỏ cây Anacolosa poilanei. .......................................... 50
Hình 3.6 Sơ đồ phân lập các chất từ loài A. poilanei. .............................................. 50
.Hình 4.1 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC .............. 54
Hình 4.2 Phổ ESI-HRMS của PM1. ......................................................................... 55
Hình 4.3 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM1. ............................................................. 55
Hình 4.4 Phổ 13C NMR của PM1. ............................................................................ 56
Hình 4.5 Phổ DEPT của PM1................................................................................... 56
Hình 4.6 Phổ COSY của PM1. ................................................................................. 58
vii
Hình 4.7 Phổ HMBC của PM1. ................................................................................ 59
Hình 4.8 Phổ HMBC của PM1 (tiếp). ...................................................................... 59
Hình 4.10 Phổ ROESY của PM1. ............................................................................ 60
Hình 4.11 Một số tƣơng tác ROESY chính của PM1. ............................................. 60
Hình 4.12 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM1. ............................. 61
Hình 4.13 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 61
Hình 4.14 Phổ ESI-HRMS của PM2. ....................................................................... 62
Hình 4.15 Phổ 1H NMR của PM2. ........................................................................... 62
Hình 4.16 Phổ 13C NMR của PM2. .......................................................................... 64
Hình 4.17 Phổ COSY của PM2. ............................................................................... 64
Hình 4.18 Phổ ROESY của PM2. ............................................................................ 65
Hình 4.19 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM2. ............................. 66
Hình 4.20 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 66
Hình 4.21 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 67
Hình 4.22 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 68
Hình 4.23 Phổ ESI-HRMS của PM5. ....................................................................... 69
Hình 4.24 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM5. ........................................................... 70
Hình 4.25 Phổ DEPT của PM5................................................................................. 71
Hình 4.26 Phổ COSY giãn rộng của PM5. ............................................................... 72
Hình 4.27 Phổ HMBC của PM5. .............................................................................. 73
Hình 4.28 Một số tƣơng tác trên phổ NOESY của PM5. ......................................... 73
Hình 4.29 Phổ NOESY của PM5. ............................................................................ 74
Hình 4.30 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM5. ............................. 75
Hình 4.31 Cấu trúc hóa học của PM6 và chất tham khảo PM5. .............................. 75
Hình 4.32 Phổ ESI-HRMS của PM6. ....................................................................... 75
Hình 4.33 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM6. ........................................................... 77
Hình 4.34 Phổ DEPT của PM6................................................................................. 77
Hình 4.35 Phổ COSY của PM6. ............................................................................... 78
Hình 4.36 Phổ HMBC của PM6. .............................................................................. 79
Hình 4.37 Một số tƣơng tác trên phổ COSY và HMBC của PM6. .......................... 79
Hình 4.38 Phổ NOESY của PM6. ............................................................................ 80
viii
Hình 4.39 Một số tƣơng tác trên phổ NOESY của PM6. ......................................... 80
Hình 4.40 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM6. ............................. 81
Hình 4.41 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. ............ 81
Hình 4.42 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 83
Hình 4.43 Phổ ESI-HRMS của PM8. ....................................................................... 83
Hình 4.44 Phổ 1H NMR giãn rộng của PM8. ........................................................... 84
Hình 4.45 Phổ 13C NMR của PM8. .......................................................................... 84
Hình 4.46 Phổ COSY của PM8. ............................................................................... 85
Hình 4.47 Phổ HMBC của PM8. .............................................................................. 86
Hình 4.48 Phổ CD tính toán và phổ CD thực nghiệm của PM8. ............................. 87
Hình 4.49 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 87
Hình 4.50 Sơ đồ giả định quá trình sinh tổng hợp PM1 ........................................... 88
Hình 4.51 Các hợp chất alkaloid từ loài Pilea aff. martinii. .................................... 89
Hình 4.52 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ HMBC của BH1. ......... 90
Hình 4.53 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. ............ 91
Hình 4.54 Cấu trúc hóa học của BH3. ...................................................................... 92
Hình 4.55 Cấu trúc hóa học của BH4. ...................................................................... 92
Hình 4.56 Cấu trúc hóa học của BH5. ...................................................................... 93
Hình 4.57 Các hợp chất từ cây B. holosericea. ........................................................ 94
Hình 4.58 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ............. 95
Hình 4.59 Phổ ESI-HRMS của AP1......................................................................... 96
Hình 4.60 Phổ 1H NMR của AP1. ............................................................................ 96
Hình 4.61 Phổ 13C NMR của AP1. ........................................................................... 97
Hình 4.62 Phổ COSY giãn rộng của AP1. ............................................................... 99
Hình 4.63 Phổ HMBC của AP1. ............................................................................ 100
Hình 4.64 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP1. ............................................ 100
Hình 4.65 Cấu trúc hóa học của AP2. .................................................................... 101
Hình 4.66 Cấu trúc hóa học của AP3. .................................................................... 102
Hình 4.67 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ........... 103
Hình 4.68 Phổ ESI-HRMS của AP4....................................................................... 103
Hình 4.69 Phổ 1H NMR của AP4. .......................................................................... 105
ix
Hình 4.70 Phổ DEPT của AP4. .............................................................................. 105
Hình 4.71 Phổ COSY của AP4............................................................................... 106
Hình 4.72 Phổ HMBC của AP4. ............................................................................ 107
Hình 4.73 Phổ HMBC của AP4 (tiếp). ................................................................... 107
Hình 4.74 Phổ NOESY của AP4. ........................................................................... 108
Hình 4.75 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP4. ............................................ 108
Hình 4.76 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC. .......... 109
Hình 4.77 Phổ ESI-HRMS của AP5....................................................................... 109
Hình 4.78 Phổ 1H NMR của AP5. .......................................................................... 110
Hình 4.79 Phổ DEPT của AP5. .............................................................................. 110
Hình 4.80 Phổ COSY của AP5............................................................................... 112
Hình 4.81 Phổ HMBC của AP5. ............................................................................ 113
Hình 4.82 Phổ NOESY của AP5. ........................................................................... 114
Hình 4.83 Các tƣơng tác trên phổ NOESY của AP5. ............................................ 114
Hình 4.84 Cấu trúc hợp chất AP6........................................................................... 115
Hình 4.85 Cấu trúc hóa học và một số tƣơng tác trên phổ COSY, HMBC ........... 115
Hình 4.86 Cấu trúc các chất phân lập từ loài Anacolosa poilanei. ........................ 117
x
xi
MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với công cuộc phát triển kinh tế thì việc chăm sóc sức khoẻ
ban đầu và bảo vệ sức khoẻ cộng đồng trở nên cấp thiết đối với mọi quốc gia trên
thế giới. Do đó, nhu cầu về sử dụng thuốc để phòng ngừa và chữa trị những căn
bệnh nan y đặc biệt là ung thƣ ngày càng cao, trong đó một trong những hƣớng
chính để phòng ngừa và chữa trị bệnh ung thƣ là nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất
có nguồn gốc từ thiên nhiên [1][2]. Chính vì vậy việc nghiên cứu hoá học cũng nhƣ
hoạt tính sinh học của các loài cây thuốc có ý nghĩa quan trọng cho việc sử dụng
một cách hợp lý và có hiệu quả nhất nguồn tài nguyên thiên nhiên này.
Việt Nam với điều kiện khí hậu thuận lợi để hình thành một hệ sinh thái thực
vật đa dạng và phong phú với khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao trong đó có gần
5000 loài đƣợc sử dụng làm thuốc [3]. Trong số các họ thực vật của Việt Nam, họ
Urticaceae (họ Gai) và họ Olacaceae (họ Dƣơng đầu) đƣợc biết đến là các họ thực
vật có nhiều loài đƣợc sử dụng làm thuốc, phân bố chủ yếu ở miền Bắc Việt Nam.
Rễ của các loài cây thuộc hai họ thực vật trên đƣợc sử dụng chủ yếu để chữa các
bệnh nhƣ cảm cúm, sởi, sốt cao, ho, hen, lở loét, mẩn ngứa, thanh nhiệt, giải độc,
đau răng, rắn cắn v.v [3][4][5][6][7]. Các nghiên cứu về hóa thực vật đã công bố
cho thấy thành phần hóa học của thực vật họ Gai và Dƣơng đầu gồm các hợp chất
thiên nhiên thứ cấp nhƣ triterpenoid, alkaloid, lignan… Chúng có hoạt tính gây độc
tế bào cao và nhiều hoạt tính sinh học lý thú khác.
Trong khuôn khổ của Dự án hợp tác Quốc tế Việt–Pháp “Nghiên cứu hóa
thực vật của thảm thực vật Việt Nam”, việc khảo sát hoạt tính sơ bộ một số loài
thực vật thuộc hai họ Gai và Dƣơng đầu ở Việt Nam đã đƣợc thực hiện. Kết quả cho
thấy dịch chiết các loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria
holosericea Blume và Anacolosa poilanei Gagnep. thể hiện khả năng ức chế tế bào
ung thƣ KB rất mạnh. Trong đó lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz.
(Urticaceae) ức chế 100% sự phát triển của tế bào ung thƣ KB ở nồng độ 1µg/mL;
cũng ở nồng độ này, quả loài Boehmeria holosericea Blume. (Urticaceae) ức chế 25%
và vỏ loài Anacolosa poilanei Gagnep. (Olacaceae) ức chế 55%. Tuy nhiên, theo tra
cứu tài liệu, cho đến nay có rất ít nghiên cứu về hóa học của các loài thuộc hai chi
1
Pilea và Anacolosa. Đặc biệt chƣa có công trình nào nghiên cứu hóa thực vật hai loài
P. martinii và A. poilanei đƣợc công bố trên thế giới và ở Việt Nam. Xuất phát từ các
lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính
gây độc tế bào của loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., Boehmeria
holosericea Blume, Anacolosa poilanei Gagnep.”.
Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành phần hoá học chủ yếu
của lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., quả loài Boehmeria
holosericea Blume
thuộc họ Gai (Urticaceae) và vỏ loài Anacolosa poilanei
Gagnep. thuộc họ Dƣơng đầu (Olacaceae) nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính
gây độc tế bào, làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng và định hƣớng nghiên cứu ứng
dụng 3 loài thực vật trên một cách hiệu quả .
Nội dung của luận án:
1. Phân lập các hợp chất từ lá loài Pilea aff. martinii (H.Lév.) Hand.-Mazz., quả loài
Boehmeria holosericea Blume thuộc họ Gai (Urticaceae) và vỏ loài Anacolosa
poilanei Gagnep. thuộc họ Dƣơng đầu (Olacaceae) bằng các phƣơng pháp sắc ký;
2. Xác định cấu trúc hoá học các hợp chất phân lập đƣợc bằng các phƣơng pháp
vật lý hiện đại;
3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập đƣợc trên một
số dòng tế bào ung thƣ ngƣời.
2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHI PILEA VÀ BOEHMERIA HỌ GAI
(URTICACEAE)
1.1.1 Khái quát về họ Gai (Urticaceae)
Họ Gai (tên khoa học là Urticaceae) có khoảng 48 chi và trên 1000 loài,
phân bố rộng trên thế giới, chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [3][6][7].
Đặc điểm thực vật họ Gai: Các loài thực vật họ Gai thƣờng là loại cây thảo,
cây bụi thấp hay ít khi là cây to có gỗ mềm, rất ít khi là cây leo, thƣờng có lông
ngứa, tế bào biểu bì thƣờng có nang thạch nổi lên, thân thƣờng có sợi. Lá mọc so
le hay đối, đơn, có lá kèm, rất ít khi không có. Hoa rất nhỏ, đơn tính cùng gốc hay
khác gốc thƣờng là xim, có khi tập trung trên đế hoa chung lớn. Hoa đực có 4-5
thùy dài, 4-5 nhị mọc đối với đài, có chỉ nhị cong trong nụ, bao phấn 2 ô, mở dọc,
bầu thô sơ. Hoa cái có đài nhƣ trong hoa đực, thƣờng lớn lên trong quả, rất ít khi
không có, có nhị lép hay không, bầu rời hay đính vào đài, 1 ô, vòi đơn, noãn đơn
độc, đứng. Quả bế khô hay hạch nạc, hạt thƣờng có phôi nhũ [3][6].
Ở Việt Nam, có 21 chi thuộc họ Gai, bao gồm:
Archiboehmeria
Gonostegia
Parietaria
Boehmeria
Laportea
Pellionia
Chamabainia
Lecanthus
Petelotiella
Debregeasia
Maoutia
Pilea
Dendrocnide
Nanocnide
Pouzolzia
Elastostema
Neodistemon
Procis
Girardinia
Oreocnide
Urtica
Các cây thuộc họ Gai (Urticaceae) cho giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao.
Một số loài đƣợc trồng để lấy sợi do sợi bền, chắc, chịu lực, chịu mặn
nhƣ Boehmeria
nivea (L.)
Gaudich., Boehmeria
holosericea Blume, Maoutia
puya (Hook.f.) Wedd., Oreocnide frutescens (Thunb.) Miq.
Một số loài khác
trong họ này nhƣ Đay suối (Boehmeria tonkinensis Gagnep.), rau pơ lang
3
(Elatostema balansae Gagnep.) đƣợc sử dụng làm rau ăn. Ngoài ra, một số loài
trong họ này còn đƣợc sử dụng làm cảnh, lấy gỗ, làm nguyên liệu giấy …[8].
1.1.2 Giới thiệu về chi Pilea
1.1.2.1 Đặc điểm thực vật chi Pilea
Chi Pilea là chi đa dạng nhất trong họ Urticaceae, với 600-715 loài, là chi
lớn nhất trong họ thực vật Urticaceae, đƣợc phân bố khắp các vùng nhiệt đới, cận
nhiệt đới, ôn đới ở châu Mỹ, châu Á, châu Phi và châu Đại dƣơng. Phần lớn các loài
cây thân cỏ lá, mọng bóng hoặc cây bụi, do đó dễ dàng phân biệt với các loài
Urticaceae khác bởi sự kết hợp của lá cây đối diện với một lá bẹ đơn trong mỗi nách
lá, lá cùng cặp khác nhau, 1 to 1 nhỏ, phiến lá mỏng hoặc ráp, kích thƣớc lớn nhỏ
khác nhau, có hình tròn, hình trứng hoặc hình mũi giáo. Gân lá thƣờng là gân hình
lông chim với 3 hoặc 5 gân xuất phát từ gốc, thƣờng gặp lá kèm hình trứng hay
trứng rộng, lá kèm thƣờng sớm rụng, ít khi bền. Cụm hoa đơn độc hoặc theo cặp,
hoa đơn tính cùng gốc hoặc khác gốc chủ yếu có màu trắng xanh đôi khi có màu
hồng [3][6].
Theo các tác giả Võ Văn Chi và Phạm Hoàng Hộ, chi Pilea ở Việt Nam
gồm 18 loài sau:
1. Pilea alongensis Gagnep. - Hổ nhĩ Hạ Long;
2. Pilea angulata (Blume) Blume - Thủy ma có cạnh;
3. Pilea balansae Gagnep. - Hổ nhĩ Balansa;
4. Pilea baviansis Gagnep. - Hổ nhĩ Ba Vì;
5. Pilea baviansis. var. serrata Gagnep.;
6. Pilea cadieri Gagnep. - Hổ nhĩ trắng;
7. Pilea bookerlana Wedd.;
8. Pilea hydrophila (Miq.) Bl. - Mạo đài háo ẩm ;
9. Pilea langsonensis Gagn. - Mạo đài Lạng Sơn;
10. Pilea melastomatoides (Poir.) Wedd. - Thủy ma lá mua, Nan ông ba gân;
11. Pilea microphylla (L.) Liebm. - Lăn tăn;
12. Pilea notata Wright. - Thủy ma, Ông lão;
13. Pilea peltata Hance - Nan ông, Thủy ma lá khiên;
4
14. Pilea peploides (Gaudich.) Hook. et Arn. - Thủy ma lùn;
15. Pilea petelotii Gagnep. - Mạo đài Pételot;
16. Pilea plataniflora C.H. Wright - Mạo đài lá to, Thạch cân thảo;
17. Pilea stipulosa Miq. - Mạo đài lá bẹ;
18. Pilea umbrosa Wedd. - Mạo đài ẩm.
Ở Việt Nam có một số loài dùng làm thuốc nhƣ Pilea melastomatoides,
Pilea microphylla, Pilea notata, Pilea peltata, Pilea plataniflora chủ yếu trị lao
phổi, bí tiểu, mụn nhọt sƣng lở…[3][6].
1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Pilea
Hiện nay, trên thế giới chƣa có nhiều các nghiên cứu về thành phần hóa học
của các loài thuộc chi Pilea. Tại Việt Nam, chƣa có nghiên cứu nào đƣợc công bố
về hóa thực vật của các loài thuộc chi này.
Theo các công trình đã công bố có 4 loài Pilea đã đƣợc nghiên cứu là P.
mongolica, P. microphylla, P.cavaleriei subsp cretnata và P.cavaleriei subsp.
cavaleriei. Các nghiên cứu cho thấy thành phần hóa học của các loài này bao gồm
các lớp chất thiên nhiên thứ cấp khác nhau nhƣ terpenoid, phenolic, alkaloid và
lignan, cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc đã đƣợc xác định bằng các
phƣơng pháp phổ.
a) Các hợp chất terpenoid
Terpenoid là một trong những lớp chất thiên nhiên thứ cấp đƣợc cấu tạo bởi
các đơn vị isopren (C5H8). Các terpenoid đƣợc phân loại thành các nhóm nhỏ dựa
vào số đơn vị isoprene hợp thành nhƣ monoterpene (C10), sesquiterpene (C15),
diterpene (C20), sesterterpene (C25), triterpene (C30), tertraterpene (C40) và
polyterpene. Đây là một trong những lớp chất thiên nhiên phong phú nhất trong
giới thực vật.
Ở chi Pilea, các hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ các loài
P.cavaleriei subsp cretnata, P. mongolica và P.cavaleriei subsp. cavaleriei chủ
yếu là dạng mạch vòng của sesquiterpene và triterpene, trong đó đặc biệt có sự
xuất hiện của các hợp chất sesquiterpene khung humulane và triterpene khung olenane.
5
Bảng 1.1 thống kê 31 hợp chất terpenoid (1-31) đã đƣợc phân lập từ các loài
thuộc chi Pilea.
Bảng 1.1 Các hợp chất terpenoid đã được phân lập từ chi Pilea
TT
Tên chất
Loài
TLTK
1
8-O-(p-Coumaroyl)-5βhydroperoxy-1(10)E,4(15)humuladien-8α-ol
P. cavaleriei subsp. crenata
[9]
2
8-O-(3-Nitro-p-coumaroyl)-1(10)
E,4(15)-humuladien-5β,8α-diol
P. cavaleriei subsp. crenata
[9]
3
8-O-(p-Coumaroyl)-1(10)E,4(5)Ehumuladien-8-ol
P. cavaleriei subsp. crenata
[9]
4
(1E,5R,8R)-8-O-[(E)-pCoumaroyl)]-5-hydroxyhumula1(10),4(15)-dien-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata.
[10]
5
(1E,5R,8R)-8-O-[(Z)-pCoumaroyl] -5-hydrohumula1(10),4(15)-dien-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
6
(1E,5R, 8R)-8-O-[(E)-pCoumaroyl] -5hydroperoxyhumula-1(10), 4(15)dien-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
7
(1E,5R,8R)-8-O-[(Z)-p-Coumaroyl] P.cavaleriei subsp. crenata
-5-hydroperoxyhumula-1(10),4(15)dien-8-ol
[10]
8
(1E,5E,8R)-8-O-[(E)-pCoumaroyl]-humula-1(10),4(5)dien-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
9
(1E,5E,8R)-8-O-[(Z)-p-Coumaroyl]
humula-1(10),4(5)-dien-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
10 (1E,4R,5R,8R)-8-O-[(E)-pCoumaroyl]-4,5-epoxyhumula1(10)-en-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
11 (1E,4R,5R,8R)-8-O-[(Z)-pCoumaroyl]-4,5-epoxyhumula1(10)-en-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata.
[10]
12 (1S,4E,8R,10S)-8-O-[(E)-pCoumaroyl]-1,10-epoxyhumula-
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
6
4(5)-en-8-ol
13
(1R,4E,8R,10R)-8-O-[(Z)-pCoumaroyl]-1,10-epoxyhumula4(5)-en-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
14
(1R,4E,8R,10R)-8-O-[(E)-pCoumaroyl]-1,10-epoxyhumula4(5)-en-8-ol
P.cavaleriei subsp. crenata
[10]
15
(1S,3R,4S,5S)-Isodauc-6-en-11,14diol-3-O-β-D-glucopyranoside
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[11]
16
8-β-p-Coumaroyloplopanone
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[11]
17
(1R,3S,6R,7S,8R,10S)-3-Hydroxy- P. cavaleriei subsp. cavaleriei
α-cadinol-8-O-β-D-glucopyranoside
[11]
18
(1R,6R,7S,8R,10S)-11-Hydroxy-αcadinol-8-O-β-D-glucopyranoside
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[11]
19
8-p-Coumaroyl-α-santalene
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[11]
20 1-O-p-Coumaroylcopaborneol
P. cavaleriei subsp. crenata
[9]
21
Acid epi-oleanoic
P. mongolica
[12]
22
Acid oxo-oleanoic
P. mongolica
[12]
23
11α,12β-Epoxy-3β-hydroxy-24P. cavaleriei subsp. cavaleriei
nor-oleane-4(23)-en-28,13β-olide
[13]
24
Friedelin
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
25
3β-Friedelinol
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
26
3β-Acetoxy-hop-22(29)-ene
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
27
3β-Hydroxy-hop-22(29)-ene
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
28
3β-Hydroxyglutin-5-ene
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
29
Acid oleanolic
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
30
Acid ursolic
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
31
Squalen
P. cavaleriei subsp. cavaleriei
[13]
7
Công thức của 31 hợp chất terpenoid đã đƣợc phân lập từ chi Pilea đƣợc đƣa
ra ở Hình 1.1 dƣới đây.
Hình 1.1 Cấu trúc các hợp chất terpenoid được phân lập từ chi Pilea.
8
Hình 1.2 Cấu trúc các hợp chất terpenoid được phân lập từ chi Pilea (tiếp).
9
