Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của một hợp chất từ loài artocarpus rotunda

BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC
Cấu trúc các hợp chất hữu cơ và hoạt tính sinh học

Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Hồng Quang
Học viên thực hiện:
Phạm Thị Phương Nam
Mã số học viên: 18803028
Lớp: CHE18A-1

Hà Nội, tháng 10 năm 2019


BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC
Cấu trúc các hợp chất hữu cơ và hoạt tính sinh học
Chuyên đề: Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của một hợp chất từ loài

Artocarpus rotunda

Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Hồng Quang
Học viên thực hiện:
Phạm Thị Phương Nam
Mã số học viên: 18803028
Lớp: CHE18A-1

Hà Nội, tháng 10 năm 2019


1. Mở đầu
Artocarpus rotunda thuộc chi artocarpus (chi mít), họ Moraceae (họ dâu tằm),
bộ Rosales (bộ hoa hồng). Artocarpus là nguồn flavonoid prenylated phong phú,
bao gồm khoảng 50 loài, là loài bản địa của khu vực của Đông Nam Á [1].

 Đặc điểm thực vật
Phần lớn các loài trong chi này là các cây gỗ (một ít là cây bụi) cao 15–20 m;
với nhựa mủ, trong đó lá, thân và cành con đều có thể sinh ra nhựa màu trắng sữa.
Các lá thường xanh, mọc so le hay vòng hoặc xếp thành hai dãy, dao động từ
nhỏ tới lớn và xẻ thùy.
Các loài của chi này là đơn tính cùng gốc, với các hoa đơn tính của cả hai giới
đều có mặt trên cùng một cây. Các cụm hoa sinh ra trên thân hay các cành chính.

Các hoa đực mọc thành bông đuôi sóc. Các hoa cái nhỏ, màu hơi xanh lục mọc
thành các cụm hoa ngắn, nhiều thịt trên một đế hoa lồi. Sau khi thụ phấn chúng
phát triển thành quả có thể rất lớn.
 Tác dụng y học cổ truyền


Artocarpus rotunda có tác dụng kháng viêm, kháng sinh, lợi tiểu, trị tiêu chảy,
tiểu đường, cao huyết áp, sỏi thận, bệnh gút và viêm gan vàng da.
 Đích thử sinh học:
Thí nghiệm trên chuột tại Ấn Độ cho thấy cao khô (chiết bằng cồn 50 độ) của
vỏ, lá Artocarpus rotunda có tác dụng lợi tiểu ở liều 20 mg cao/kg khối lượng cơ
thể, nhưng sẽ trở thành chất độc ở liều 80 mg/kg cơ thể.
Một số chất thể hiện hoạt tính độc tế bào với tế bào bạch cầu P388 ở chuột.
 Thành phần hóa học [2]:
Nhóm nghiên cứu đã phân lập được năm hợp chất phenolic từ vỏ rễ của
Artocarpus rotunda: artoindinesianin L (1), artonin M (2), artonin E (3),
cycloartobiloxanthone (4) và artonin O (5).



2.

Thực nghiệm

2.1. Phương pháp phân lập, tinh chế hợp chất
Mẫu nghiên cứu sử dụng vỏ rễ khô của Artocarpus rotunda, đem nghiền
nhỏ được 3,1 kg. Quá trình phân lập chất được tiền hành theo sơ đồ sau:

Mẫu (3.1kg)
(

Cao CHCl3 (75.3g)

Cao Hexan

(

(

Cao EtOAc
(

25g cao CHCl3 chiết phân đoạn
bằng Si-gel VLC thu được 9 phân
đoạn chính

Phân đoạn 9-10 (6g) chạy tiếp bằng Sigel VLC thu được phân đoạn A-E
c

Phân đoạn4-7 (3g)
(

Phân đoạn 8
(

(

Phân đoạn B
kết tinh
CHCl3

Aceton thu
được chất 1
(60mg)

Phân đoạn D
cho chất 3
(170mg)

Chạy tiếp bằng Sigel VLC thu được
chất 2 (17mg) và 5
(4. 5mg)

Chạy tiếp bằng
Si-gel VLC thu
được chất 4
(110mg)


2.2. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất
Sử dụng sắc kí lớp mỏng
Sử dụng sắc kí cột
Cấu trúc hóa học của các hợp chất được xác định bằng sự kết hợp các phương
pháp phổ hiện đại như phổ khối, phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều ( 1H-NMR,
13

C-NMR), phổ HMBS, phổ IR,…
2.3. Phương pháp thử hoạt tinh sinh học
Tế bào P388 được cung cấp bởi tiến sỹ S. Tsukagoshi thuộc tổ chức ung

thư Nhật Bản. Nghiên cứu, được duy trì trong RPMI-1640 (Nissui Pharm. Co.,

Ltd.), bổ sung với 5% huyết thanh thai nhi ( cung cấp bởi công ty TNHH Công
nghiệp hóa chất Mitsubishi) và kanamycin (100 µg/ml). Các tế bào (3.103 tế
bào/giếng) cũng được nuôi cấy trong Corning tấm 96 giếng dùng một lần chứa 100
µl môi trường tăng trưởng mỗi ở giếng và được ủ ở 37oC trong môi trường ẩm 5%
CO2. Nồng độ các mẫu khác nhau (10 µl) các hợp chất 1-5 đã được thêm vào 1
ngày sau khi nuôi cấy. Vào ngày thứ 3, thêm 20 µl dung dịch MTT (5 mg/ml) vào
mỗi giếng trong môi trường nuôi cấy. Sau 4 giờ ủ thêm 100 ml dung dịch 10%
SDS-0.01 N HCl vào từng giếng và các tinh thể formazan trong mỗi giếng được
hòa tan bằng cách khuấy bằng pipet. Các phép đo mật độ quang được thực hiện
bằng cách sử dụng đầu đọc vi bản (Tohso MPR-A4i) với hai bước sóng (550 và
700nm). Trong tất cả các thí nghiệm này, mỗi giếng thực hiện 3 lần.
3. Kết quả và thảo luận
Một hợp chất mới, artoindonesianin L (1), thu được dưới dạng tinh thể màu vàng từ
chiết xuất chloroform của vỏ rễ của A. rotunda. Phổ HR-FABMS của 1 hiển thị một
ion [MH]+ ở m/z 505.2198 (calcd 505.2226) phù hợp với công thức phân tử
C30H32O7. Phổ IR cho thấy sự hấp thụ điển hình của các nhóm chức hydroxyl,


carbonyl và benzen liên hợp, và phổ UV là điển hình của dẫn xuất 3-prenylflavone
[3].
Dữ liệu 1H-NMR cho thấy sự hiện diện của hai nhóm metyl ở 1,43 (6H, s) và hai
proton olefinic ở 5.68 (1H, d, J =10.0Hz) và 6,68 (1H , d, J =10,0 Hz), được quy
cho một vòng 2,2-dimethylchromene. Phổ 1H-NMR cũng chỉ ra sự hiện diện của ba
nhóm methyl ở 1,40 (3H, s), 1,54 (3H, s) và 1,58 3H, s, ba cặp proton methylene ở
1,88 (2H, m), 1.99 (2H, m) và 3.12 (2H, d, J =7.1 Hz) và hai proton vinyl ở 5,02
(1H, t, J =7.3 Hz) và 5.09 (1H, t, J =7.0 Hz) được quy cho một nhóm geranyl. Hơn
thế nữa, tín hiệu proton vinyl triplet ở σ 5.09 thành một singlet khi chiếu xạ σ 3.12,
và mất đi của tín hiệu proton vinyl ba lần ở mức 5,0 đến một singlet và tín hiệu
proton bội ở mức 1,88 đến một singlet khi chiếu xạ 1,99 được dùng cho xác định vị
trí các tín hiệu proton của nhóm geranyl. Singlet sắc nét tại σ 6,27, 6,44 và 6,65

cho thấy sự hiện diện của ba proton thơm, trong khi một singlet ở σ 13,55 chỉ ra
một nhóm hydroxyl chelated.
13

C-NMR chỉ ra 30 nguyên tử cacbon, bao gồm năm nhóm methyl, một nhóm

carbonyl (σ 183,8), bảy carbons oxy và 2 một carbon aliphatic oxy hóa (σ 78,6).
Những tín hiệu từ 1H và 13C-NMR đề xuất rằng (1) chứa flavone, một nhóm thế
geranyl và một nửa vòng chromene, tương tự như sự sắp xếp được tìm thấy cho
hợp chất artonin E có liên quan [4] và KB-3 [5].
Thứ tự thay thế trên các vòng A và B đã được suy ra từ thí nghiệm của HMBC.
Các phép đo HMBC cho thấy mối tương quan tầm xa giữa các proton vinyl ở σ
6,68 (H-19) và bốn nguyên tử cacbon bậc bốn ở σ 78,6 (C-21), 106,0 (C-6), 157,3
(C-5) và 160,5 (C-7). Quan sát thấy,sự tương tác giữa các proton methylene ở σ
3,12 (H-9) đến ba nguyên tử cacbon bậc bốn tại σ 122,1 (C-30), 163,4 (C-2) và
183,8 (C-4). Những kết quả này cho thấy sự hiện diện của nhóm thế geranyl tại C-3
và vòng 2,2-dimethylchromene hợp nhất với C-6 và C-7.
Các tương tác HMBC cũng cho thấy sự kết nối giữa các singlet ở σ 6,44 (H – 3’) và
bốn nguyên tử cacbon bậc bốn ở σ 112,0 (C-1’), 139,4 (C-5’), 149,9 (C-2’) và


150,0 (C-4’) và giữa các singlet ở σ 6,65 (H-6’) và ba nguyên tử cacbon bậc bốn ở
139,4 (C-5’), 149,9 (C-2’) và 150,0 (C-4’), do đó thiết lập vị trí của hai vị trí
không phân chia trên vòng B. Thêm nữa bằng chứng về cấu trúc được gán cho
artoindonesianin L (1) đến từ việc so sánh phổ 13C-NMR, được chỉ định với sự trợ
giúp của dữ liệu HMQC và HMBC, báo cáo về các hợp chất liên quan artonin E [4]
và KB-3 [5]. Như vậy, artoindonesianin L được chỉ định cấu trúc 1.
Hoạt tính sinh học của các chất 1-5 thử trên tế bào ung thư bạch cầu P388 ở chuột
cho kết quả tốt với giá trị LC50 lần lượt là: 0.6, 7.9, 0.06, 4.6 và 0.9 µg/ml.
4. Kết luận

Một flavone prenylated mới, được đặt tên là artoindonesianin L (1), đã được phân
lập từ Artocarpus nhà tròn. Hout Panzer Moraceae. Cấu trúc của nó đã được làm
sáng tỏ trên cơ sở bằng chứng quang phổ. Cùng với hợp chất mới này, bốn hợp chất
phenolic được biết đến cũng phân lập từ cây này và được xác định là artonin M (2)
và E (3), cycloartobiloxanthone (4) và artonin O (5). Tất cả các hợp chất này cho
thấy hoạt tính độc tế bào tốt với tế bào ung thư bạch cầu P388 ở chuột.


5. Tài liệu tham khảo
1.

/>
2. Tati Suhartati, Sjamsul Arifin Achmad, Norio Aimi, Euis Holisotan Hakima,
Mariko Kitajima, Hiromitsu Takayamab, Koichi Takeya, 2001, 912-918.
3. Nomura T. Prog Chem Org Nat Prod 1988;53:87.
4. Hano Y, Yamagami Y, Kobayashi M, Isohata R, Nomura T. Heterocycles
1990;31:877.
5. Fujimoto Y, Zhang X-X, Makato K, Uzawa J, Sumatera M. Chem Pharm
Bull 1990;38:1787.