luận án tiến sĩ nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài tai chua (garcinia cowa roxb ex choisy) và đằng hoàng (garcinia hanburyi hook f ) ở việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.22 MB, 172 trang )
i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ KIM AN
NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HAI
LOÀI TAI CHUA (GARCINIA COWA ROXB. EX CHOISY) VÀ
ĐẰNG HOÀNG (GARCINIA HANBURYI HOOK F.) Ở VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC
HÀ NỘI – 2020
ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ KIM AN
NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HAI
LOÀI TAI CHUA (GARCINIA COWA ROXB. EX CHOISY) VÀ
ĐẰNG HOÀNG (GARCINIA HANBURYI HOOK F.) Ở VIỆT NAM
Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên
Mã số: 9 44 01 07
LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Ngô Đại Quang
2. PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy
Hà Nội – 2020
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Ngô Đại Quang và PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy.
Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2020
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Kim An
iv
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Phòng Hóa sinh hữu cơ, Viện Hóa học các
hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Với lòng
biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin gửi đến thầy cô hướng dẫn: PGS.TS. Ngô
Đại Quang và PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy lời cảm ơn vì đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi, tận tình hướng dẫn và có nhiều góp ý quý báu cho tôi trong thời gian thực hiện
luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên
nhiên, đặc biệt là GS.TS. Phạm Quốc Long - Viện trưởng, và các cán bộ Viện Hóa
học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực
hiện luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Trường Đại học Công
nghiệp Hà Nội, Ban lãnh đạo Khoa Công nghệ Hóa và các giảng viên Khoa Công
nghệ Hóa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian
học tập.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, cán bộ các phòng ban đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các thủ tục trong quá trình thực hiện và bảo vệ
luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đề tài Hóa dược: “Nghiên cứu quy trình phân lập axit
gambogic từ nhựa cây Đằng hoàng Việt Nam (Garcinia hanburyi) làm nguyên liệu
sản xuất thuốc điều trị ung thư” mã số CNHD.ĐT.061/15-17 đã tài trợ kinh phí để
tôi thực hiện luận án này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Lee Jae Wook (Viện Khoa học và Công
nghệ Hàn Quốc - KIST), TS. Phan Đức Anh (Trường Đại học Phenikaa), PGS.TS.
Đỗ Thị Thảo (Viện Công nghệ Sinh học), TS. Trần Thị Hồng Hà (Viện Hóa học các
hợp chất thiên nhiên), TS. Nguyễn Thanh Trà (Viện Hóa học) đã giúp đỡ tôi thực
hiện các nghiên cứu về tính chất vật lý, hóa lý và hoạt tính sinh học.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình, đồng
nghiệp, bạn bè, các em sinh viên đã luôn ủng hộ và hỗ trợ tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngàytháng
năm 2020
Nguyễn Thị Kim An
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG................................................................................................ x
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 2
1.1. Giới thiệu chung về chi Garcinia..................................................................... 2
1.1.1. Đặc điểm thực vật chi Garcinia...................................................................... 2
1.1.2. Công dụng...................................................................................................... 2
1.1.3. Thành phần hóa học chi Garcinia................................................................. 4
1.1.3.1. Xanthone....................................................................................................... 4
1.1.3.2. Benzophenone............................................................................................... 7
1.1.3.3. Biflavonoid và flavonoid............................................................................... 9
1.1.3.4. Triterpenoid................................................................................................ 10
1.1.3.5. Biphenyl..................................................................................................... 10
1.1.3.6. Depsidone................................................................................................... 11
1.1.3.7. Tocotrienol................................................................................................. 11
1.1.3.8. Phloroglucinol............................................................................................ 12
1.1.3.9. Một số nhóm hợp chất khác........................................................................ 12
1.1.4. Hoạt tính sinh học của các chất phân lập từ chi Garcinia.........................13
1.1.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa....................................................................... 13
1.1.4.2. Hoạt tính kháng khuẩn / kháng ký sinh trùng............................................. 14
1.1.4.3. Hoạt tính kháng viêm................................................................................. 15
1.1.4.4. Hoạt tính chống ung thư............................................................................. 16
1.1.4.5. Hoạt tính kháng virus................................................................................. 17
1.1.4.6. Hoạt tính khác............................................................................................ 18
1.1.5. Nghiên cứu về chi Garcinia tại Việt Nam.................................................... 18
1.2. Tổng quan về cây tai chua Garcinia cowa.................................................... 19
1.2.1. Đặc điểm hình thái và phân bố.................................................................... 19
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hóa học và các hoạt tính sinh học..........................20
1.2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới............................................................. 20
1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam............................................................. 28
1.3. Tổng quan về cây đằng hoàng Garcinia hanburyi........................................ 28
1.3.1. Đặc điểm hình thái và phân bố.................................................................... 28
ii
1.3.2. Tình hình nghiên cứu hóa học và các hoạt tính sinh học..........................29
1.3.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới............................................................. 29
1.3.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam............................................................. 36
1.4. Tổng quan về acid gambogic......................................................................... 36
1.4.1. Cấu trúc hóa học.......................................................................................... 36
1.4.2. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư của acid gambogic...................................37
1.4.3. Bán tổng hợp và thử nghiệm hoạt tính sinh học các dẫn xuất của GA......38
2.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 42
2.1.1. Nhựa cây tai chua G. cowa.......................................................................... 42
2.1.2. Thân và nhựa cây đằng hoàng Garcinia hanburyi..................................... 42
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 43
2.2.1. Phương pháp phân lập các chất.................................................................. 43
2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc................................................................... 43
2.2.3. Phương pháp khảo sát động học của các vật liệu vô định hình................. 43
2.2.4. Các phương pháp đánh giá hoạt tính.......................................................... 44
2.2.4.1. Phương pháp đánh giá khả năng chống oxygen hóa ABTS và DPPH........44
2.2.4.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase...................45
2.2.4.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro...............46
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM......................................................................... 48
3.1. Phân lập các chất từ cây G. cowa.................................................................. 48
3.1.1. Cách tiến hành............................................................................................. 48
3.1.2. Hằng số vật lý và các dữ liệu phổ của các chất phân lập được...................51
3.2. Phân lập các chất từ cây G. hanburyi............................................................ 52
3.2.1. Cách tiến hành............................................................................................. 52
3.2.1.1. Phân lập các chất từ nguyên liệu thân cành............................................... 52
3.2.1.2. Phân lập các chất từ nguyên liệu nhựa...................................................... 55
3.2.2. Hằng số vật lý và các dữ liệu phổ của các chất phân lập được...................56
3.3. Tổng hợp các dẫn xuất của GA..................................................................... 57
3.3.1. Khảo sát tính chất nhiệt động học và động học của acid gambogic ở trạng
thái gương và trạng thái dung dịch siêu lạnh....................................................... 57
3.3.2. Tổng hợp các dẫn xuất của GA.................................................................... 58
3.3.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất ester của GA.......................................................... 58
a) Hợp chất methylgambogate (GA1)..................................................................... 58
b) Hợp chất ethylgambogate (GA2)........................................................................ 59
iii
3.3.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất amide của GA........................................................ 59
a) Hợp chất N,N-diallylgambogamide (GA3)......................................................... 59
b) Hợp chất N-piperidinylgambogamide (GA4)...................................................... 60
c) N-Morpholinylgambogamide (GA5)................................................................... 61
d) 1-(4-trifluoromethylphenyl)piperazinylgambogamide (GA6).............................. 61
e) 1-(2,5-difluorobenzyl)piperazinyl-gambogamide (GA7)..................................... 62
f) N-(2-thiophen-2-yl)ethylgambogamide (GA8)..................................................... 62
3.4. Thử nghiệm hoạt tính sinh học của các chất................................................ 63
3.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa ABTS và DPPH............................................. 63
3.4.2. Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase........................................................ 63
3.4.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro.................................................... 63
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... 64
4.1. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học nhựa cây G. cowa.......................64
4.1.1. Hợp chất GC1: Cowaxanthone I (Hợp chất mới)........................................ 66
4.1.2. Hợp chất GC2: Cowaxanthone J (Hợp chất mới)....................................... 69
4.1.3. Hợp chất GC3: Cowaxanthone K (Hợp chất mới)...................................... 71
4.1.4. Hợp chất GC4: Norcowanol A (Hợp chất mới)........................................... 73
4.1.5. Hợp chất GC5: Norcowanol B (Hợp chất mới)........................................... 76
4.1.6. Hợp chất GC6: Garcinone F (Hợp chất mới).............................................. 79
4.1.7. Hợp chất GC7: Fuscaxanthone A................................................................ 81
4.1.8. Hợp chất GC8: 7-O-methylgarcinone E...................................................... 84
4.1.9. Hợp chất GC9: Cowagarcinone A................................................................ 86
4.1.10. Hợp chất GC10: Cowaxanthone................................................................ 88
4.1.11. Hợp chất GC11: Rubraxanthone............................................................... 90
4.1.12. Hợp chất GC12: Cowanin.......................................................................... 92
4.1.13. Hợp chất GC13: Norcowanin..................................................................... 93
4.1.14. Hợp chất GC14: Cowanol.......................................................................... 95
4.1.15. Hợp chất GC15: Kaennacowanol A........................................................... 97
4.1.16. Hợp chất GC16: Garcinone D.................................................................... 99
4.1.17. Hợp chất GC17: Fuscaxanthone I........................................................... 101
4.1.18. Hợp chất GC18: Parvifoliol F.................................................................. 103
4.2. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học nhựa và thân cành cây G.
hanburyi................................................................................................................ 105
4.2.1. Hợp chất GH1: Acid gambogic.................................................................. 107
iv
4.2.2. Hợp chất GH2: Acid isogambogic.............................................................. 110
4.2.3. Hợp chất GH3: Acid morellic..................................................................... 113
4.2.4. Hợp chất GH4: Acid isomorellic................................................................ 115
4.2.5. Hợp chất GH5: Isomorellin........................................................................ 118
4.2.6. Hợp chất GH6: Desoxymorellin................................................................. 121
4.2.7. Hợp chất GH7: Isomoreollin B.................................................................. 123
4.2.8. Hợp chất GH8: acid 10α-butoxygambogic................................................ 126
4.3. Kết quả tổng hợp dẫn xuất của GA (GH1)................................................. 128
4.3.1. Kết quả khảo sát sự hồi phục phân tử ở trạng thái gương và trạng thái
dung dịch siêu lạnh của acid gambogic vô định hình......................................... 128
4.3.2. Định hướng tổng hợp dẫn xuất.................................................................. 130
4.3.3. Kết quả tổng hợp các dẫn xuất................................................................... 131
4.3.3.1. Hợp chất GA1: Methyl gambogate........................................................... 132
4.3.3.2. Hợp chất GA2: Ethyl gambogate.............................................................. 133
4.3.3.3. Hợp chất GA3: N,N-diallyl gambogamide................................................ 134
4.3.3.4. Hợp chất GA4: N-piperidinylgambogamide............................................. 136
4.3.3.5. Hợp chất GA5: N-morpholinyl gambogamide.......................................... 137
4.3.3.6. Hợp chất GA6: 1-(4-trifluoromethylbenzene-piperazinyl)-gambogamide 139
4.3.3.7. Hợp chất GA7: 1-(2,5-difluorobenzyl)piperazinyl-gambogamide............140
4.3.3.8. Hợp chất GA8: N-(2-thiophen-2-yl)ethylgambogamide...........................142
4.4. Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học của các chất phân lập và các dẫn
xuất tổng hợp được.............................................................................................. 142
4.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa ABTS và DPPH........................................... 143
4.4.2. Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase....................................................... 143
4.4.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro.................................................. 144
4.4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các chất phân lập được.................144
4.4.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các dẫn xuất của GA.....................145
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 147
1. Kết luận............................................................................................................ 147
2. Kiến nghị.......................................................................................................... 148
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.................................................... 149
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN..............150
PHỤ LỤC............................................................................................................. 151
v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Một số xanthone polyoxygen thế đơn giản phân lập từ chi Garcinia.........5
Hình 1.2. Một số prenyl xanthone phân lập từ chi Garcinia...................................... 5
Hình 1.3. Cơ chế phản ứng sinh tổng hợp xanthone lồng từ mesuaxanthone B.........6
Hình 1.4. Một số xanthone lồng phân lập từ chi Garcinia......................................... 7
Hình 1.5. Một số bisxanthone phân lập từ chi Garcinia............................................ 8
Hình 1.6. Một số benzophenone phân lập từ chi Garcinia........................................8
Hình 1.7. Một số hợp chất biflavonoid phân lập từ chi Garcinia..............................9
Hình 1.8. Một số triterpenoid phân lập từ chi Garcinia........................................... 10
Hình 1.9. Một số biphenyl phân lập từ chi Garcinia............................................... 11
Hình 1.10. Một số hợp chất depsidone phân lập từ chi Garcinia............................11
Hình 1.11. Một số tocotrienol phân lập từ chi Garcinia.......................................... 11
Hình 1.12. Một số hợp chất phloroglucinol phân lập từ chi Garcinia.....................12
Hình 1.13. Một số hợp chất khác phân lập từ chi Garcinia.....................................13
Hình 1.14. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng chống oxygen hóa.. 14
Hình 1.15. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn /........15
kháng ký sinh trùng................................................................................................. 15
Hình 1.16. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng viêm............16
Hình 1.17. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng chống ung thư.......17
Hình 1.18. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng virus............17
Hình 1.19. Cấu trúc hóa học của garsubellin A....................................................... 18
Hình 1.20. Thân, lá và quả cây tai chua G. cowa.................................................... 20
Hình 1.21. Thân, lá và hoa cây đằng hoàng G. hanburyi......................................... 29
Hình 1.22. Công thức cấu tạo của GA..................................................................... 36
Hình 1.23. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất amide của GA................................................ 38
Hình 1.24. Sơ đồ tổng hợp một số dẫn xuất oxygen hóa của GA............................39
Hình 1.25. Một số dẫn xuất chứa vòng bicyclo của GA.......................................... 40
Hình 1.26. Một số dẫn xuất ester, thioester, amide và epoxy của GA.....................40
Hình 1.27. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất PEG-AG.................................................. 40
Hình 1.28. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất alkanolamine của GA..............................41
Hình 1.29. Một số dẫn xuất chứa vòng 1,2,5-oxadiazole-2-oxygende của GA.......41
Hình 3.1. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của nhựa cây G. cowa.........48
vi
Hình 3.2. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của thân cành cây G. hanburyi
53
Hình 3.3. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của nhựa cây G. hanburyi...55
Hình 3.4. Sơ đồ tạo dẫn xuất ester/amide của GA................................................... 58
Hình 4.1. Cấu trúc các hợp chất GCx (x = 1-18) phân lập từ nhựa cây G. cowa.....64
Hình 4.2. Phổ HRESIMS của hợp chất GC1........................................................... 66
1
Hình 4.3. Phổ H NMR của hợp chất GC1.............................................................. 67
13
Hình 4.4. Phổ C NMR của hợp chất GC1............................................................ 67
Hình 4.5. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC1.............68
Hình 4.6. Phổ HRESIMS của hợp chất GC2........................................................... 69
1
Hình 4.7. Phổ H NMR của hợp chất GC2.............................................................. 70
13
Hình 4.8. Phổ C NMR của hợp chất GC2............................................................ 70
Hình 4.9. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC2.............70
Hình 4.10. Phổ HRESIMS của hợp chất GC3......................................................... 71
1
Hình 4.11. Phổ H NMR của hợp chất GC3............................................................ 72
13
Hình 4.12. Phổ C NMR của hợp chất GC3.......................................................... 72
Hình 4.13. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC3............73
Hình 4.14. Phổ HRESIMS của hợp chất GC4......................................................... 74
1
Hình 4.15. Phổ H NMR của hợp chất GC4............................................................ 74
13
Hình 4.16. Phổ C NMR của hợp chất GC4.......................................................... 75
Hình 4.17. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC4............76
Hình 4.18. Phổ HRESIMS của hợp chất GC5......................................................... 76
1
Hình 4.19. Phổ H NMR của hợp chất GC5............................................................ 77
13
Hình 4.20. Phổ C NMR của hợp chất GC5.......................................................... 77
Hình 4.21. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC5............78
Hình 4.22. Phổ HRESIMS của hợp chất GC6......................................................... 80
1
Hình 4.23. Phổ H NMR của hợp chất GC6............................................................ 80
13
Hình 4.24. Phổ C NMR của hợp chất GC6.......................................................... 80
Hình 4.25. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC6............81
Hình 4.26. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC7...................................................... 82
1
Hình 4.27. Phổ H NMR của hợp chất GC7............................................................ 82
Hình 4.28. Phổ
13
C NMR của hợp chất GC7.......................................................... 83
vii
Hình 4.29. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC8...................................................... 84
1
Hình 4.30. Phổ H NMR của hợp chất GC8........................................................... 85
13
Hình 4.31. Phổ C NMR của hợp chất GC8.......................................................... 85
Hình 4.32. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC9...................................................... 86
1
Hình 4.33. Phổ H NMR của hợp chất GC9............................................................ 87
Hình 4.34. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC10.................................................... 88
1
Hình 4.35. Phổ H NMR của hợp chất GC10.......................................................... 89
13
Hình 4.36. Phổ C NMR của hợp chất GC10........................................................ 89
Hình 4.37. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC11..................................................... 90
1
Hình 4.38. Phổ H NMR của hợp chất GC11.......................................................... 90
13
Hình 4.39. Phổ C NMR của hợp chất GC11......................................................... 91
Hình 4.40. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC12.................................................... 92
1
Hình 4.41. Phổ H NMR của hợp chất GC12.......................................................... 92
13
Hình 4.42. Phổ C NMR của hợp chất GC12........................................................ 92
Hình 4.43. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC13.................................................... 93
1
Hình 4.44. Phổ H NMR của hợp chất GC13.......................................................... 93
13
Hình 4.45. Phổ C NMR của hợp chất GC13........................................................ 94
Hình 4.46. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC14.................................................... 95
1
Hình 4.47. Phổ H NMR của hợp chất GC14.......................................................... 95
13
Hình 4.48. Phổ C NMR của hợp chất GC14........................................................ 96
Hình 4.49. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC15.................................................... 97
1
Hình 4.50. Phổ H NMR của hợp chất GC15.......................................................... 98
13
Hình 4.51. Phổ C NMR của hợp chất GC15........................................................ 98
Hình 4.52. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC16.................................................... 99
1
Hình 4.53. Phổ H NMR của hợp chất GC16.......................................................... 99
13
Hình 4.54. Phổ C NMR của hợp chất GC16....................................................... 100
Hình 4.55. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC17................................................... 101
1
Hình 4.56. Phổ H NMR của hợp chất GC17........................................................ 101
13
Hình 4.57. Phổ C NMR của hợp chất GC17....................................................... 102
Hình 4.58. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC18................................................... 103
1
Hình 4.59. Phổ H NMR của hợp chất GC18........................................................ 103
Hình 4.60. Phổ
13
C NMR của hợp chất GC18....................................................... 103
viii
Hình 4.61. Cấu trúc các hợp chất GHx (x = 1-8) phân lập từ nhựa và thân cành cây G.
hanburyi................................................................................................................ 105
Hình 4.62. Cấu trúc hóa học và tương tác COSY, HMBC của hợp chất GH1.......107
1
Hình 4.63. Phổ H NMR của hợp chất GH1.......................................................... 107
13
Hình 4.64. Phổ C NMR của hợp chất GH1........................................................ 108
Hình 4.65. Cấu trúc hóa học của hợp chất GH1 và GH2....................................... 110
1
Hình 4.66. Phổ H NMR của hợp chất GH2.......................................................... 110
13
Hình 4.67. Phổ C NMR của hợp chất GH2........................................................ 111
Hình 4.68. Phổ NOESY giãn của hợp chất GH2................................................... 112
Hình 4.69. Công thức cấu tạo của hợp chất GH3.................................................. 113
1
Hình 4.70. Phổ H NMR của hợp chất GH3.......................................................... 114
13
Hình 4.71. Phổ C NMR của hợp chất GH3........................................................ 114
Hình 4.72. Công thức cấu tạo của hợp chất GH4.................................................. 116
1
Hình 4.73. Phổ H NMR của hợp chất GH4.......................................................... 116
13
Hình 4.74. Phổ C NMR của hợp chất GH4........................................................ 117
Hình 4.75. Cấu trúc hóa học của hợp chất GH5.................................................... 118
1
Hình 4.76. Phổ H NMR của hợp chất GH5.......................................................... 119
13
Hình 4.77. Phổ C NMR của hợp chất GH5........................................................ 119
Hình 4.78. Cấu trúc hóa học hợp chất GH6........................................................... 121
1
Hình 4.79. Phổ H NMR của hợp chất GH6.......................................................... 121
13
Hình 4.80. Phổ C NMR của hợp chất GH6........................................................ 122
Hình 4.81. Cấu trúc hóa học và các tương tác COSY, HMBC chính của GH7......123
1
Hình 4.82. Phổ H NMR của hợp chất GH7.......................................................... 124
13
Hình 4.83. Phổ C NMR của hợp chất GH7........................................................ 124
Hình 4.84. Cấu trúc hóa học và các tương tác COSY, HMBC của GH8................126
1
Hình 4.85. Phổ H NMR của hợp chất GH8.......................................................... 126
13
Hình 4.86. Phổ C NMR của GH8....................................................................... 126
Hình 4.87. Phổ DSC của a) GA mẫu ban đầu; b) GA sau khi được nung ở 373 K trong
3 phút..................................................................................................................... 129
Hình 4.88. Quang phổ điện môi băng thông rộng của GA ở nhiệt độ a) cao hơn nhiệt
độ chuyển gương và b) thấp hơn nhiệt độ chuyển gương......................................129
Hình 4.89. Cấu trúc hóa học và tinh thể của GA................................................... 130
ix
Hình 4.90. Cơ chế của phản ứng ester hóa và amide hóa...................................... 132
Hình 4.91. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA1.................................................... 132
1
Hình 4.92. Phổ H NMR của hợp chất GA1.......................................................... 133
Hình 4.93. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA2.................................................... 133
1
Hình 4.94. Phổ H NMR của hợp chất GA2.......................................................... 134
13
Hình 4.95. Phổ C NMR của hợp chất GA2........................................................ 134
Hình 4.96. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA3.................................................... 135
1
Hình 4.97. Phổ H NMR của hợp chất GA3.......................................................... 135
13
Hình 4.98. Phổ C NMR của hợp chất GA3........................................................ 135
Hình 4.99. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA4.................................................... 136
1
Hình 4.100. Phổ H NMR của hợp chất GA4........................................................ 137
13
Hình 4.101. Phổ C NMR của hợp chất GA4...................................................... 137
Hình 4.102. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA5.................................................. 138
1
Hình 4.103. Phổ H NMR của hợp chất GA5........................................................ 138
13
Hình 4.104. Phổ C NMR của hợp chất GA5...................................................... 139
Hình 4.105. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA6.................................................. 139
1
Hình 4.106. Phổ H NMR của hợp chất GA6........................................................ 140
13
Hình 4.107. Phổ C NMR của hợp chất GA6...................................................... 140
Hình 4.108. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA7.................................................. 140
1
Hình 4.109. Phổ H NMR của hợp chất GA7........................................................ 141
13
Hình 4.110. Phổ C NMR của hợp chất GA7....................................................... 141
Hình 4.111. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA8................................................... 142
1
Hình 4.112. Phổ H NMR của hợp chất GA8........................................................ 142
x
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... xii
Bảng 1.1. Một số loài thuộc chi Garcinia đã được nghiên cứu ở Việt Nam............19
Bảng 1.2. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây G. cowa.........................21
Bảng 1.3. Một số xanthone có hoạt tính gây độc tế bào ung thư trong cây G. cowa27
Bảng 1.4. Một số hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn mạnh trong cây G. cowa......28
Bảng 1.5. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây G. hanburyi...................30
Bảng 4.1. Tín hiệu độ dịch chuyển của các cacbon trong khung xanthone.............65
Bảng 4.2. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC1 và GC2......................................... 68
Bảng 4.3. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC3...................................................... 73
Bảng 4.4. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC4 và GC5......................................... 78
Bảng 4.5. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC6...................................................... 81
Bảng 4.6. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC7 và fuscaxanthone A......................83
Bảng 4.7. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC8...................................................... 85
Bảng 4.8. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC9 và cowagarcinone A.....................87
Bảng 4.9. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC10.................................................... 89
Bảng 4.10. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC11.................................................. 91
Bảng 4.11. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC13, GC12 và norcowanin...............94
Bảng 4.12. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC14 và GC12................................... 96
Bảng 4.13. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC15.................................................. 98
Bảng 4.14. Bảng dữ liệu phổ của hợp chất GC16.................................................. 100
Bảng 4.15. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC17................................................ 102
Bảng 4.16. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GC18................................................ 104
Bảng 4.17. Tín hiệu độ dịch chuyển của các proton và cacbon khung xanthone lồng
106
Bảng 4.18. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GH1 và acid gambogic.....................108
Bảng 4.19. Dữ liệu phổ của hợp chất GH2, GH1 và acid isogambogic.................112
Bảng 4.20. Dữ liệu phổ NMR của GH3 và acid morellic......................................115
Bảng 4.21. Dữ liệu phổ NMR của GH4, GH3 và acid isomorellic........................117
Bảng 4.22. Dữ liệu phổ NMR của GH5, GH4 và isomorellin...............................120
Bảng 4.23. Dữ liệu phổ NMR của GH6 và desoxymorellin..................................122
Bảng 4.24. Dữ liệu phổ NMR của GH7 và isomoreollin B................................... 125
xi
Bảng 4.25. Dữ liệu phổ NMR của GH8 và acid 10α-butoxygambogic................. 127
Bảng 4.26. Cấu trúc các sản phẩm và hiệu suất phản ứng..................................... 131
Bảng 4.27. Giá trị IC50 của các hợp chất GC1-GC18............................................ 143
Bảng 4.28. Giá trị IC50 ức chế enzym α-glucosidase của các hợp chất GC12-GC17
143
Bảng 4.29. Giá trị IC50 của các hợp chất GC1-GC18, GH1-GH8.......................... 144
Bảng 4.30. Giá trị IC50 của các hợp chất GA1-GA9.............................................. 146
xii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
Các phương pháp sắc ký
CC
HPLC
TLC
Column Chromatography
High Performance Liquid
Chromatography
Thin Layer Chromatography
Sắc ký cột
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Sắc ký bản mỏng
Các phương pháp phổ
NMR
1
H NMR
Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
Proton Nuclear Magnetic
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Resonance Spectroscopy
proton
Carbon-13 Nuclear Magnetic
C NMR Resonance Spectroscopy
13
DEPT
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
cacbon-13
Distortions Enhancement by
Phổ cacbon biến dạng tăng cường
Polarization Transfer
do sự chuyển phân cực
High-resolution Electron Ionization
HRESIMS Mass Spectrometry
Phổ khối ion hóa phân giải cao
COSY
Correlation Spectroscopy
Phổ tương tác proton hai chiều
Heteronuclear Single-Quantum
Phổ tương quan lượng tử đơn hạt
Correlation Spectroscopy
nhân
Heteronuclear multiple-bond
Phổ tương quan lượng tử đa hạt
correlation spectroscopy
nhân
Nuclear Overhauser
Phổ hiệu ứng Overhauser hạt
Effect Spectroscopy
nhân
J (Hz)
Coupling constant
Hằng số tương tác tính bằng Hz
δ (ppm)
Chemical shift (part per million)
mult
multiplicity
HSQC
HMBC
NOESY
Độ dịch chuyển hóa học tính
bằng phần triệu
Độ bội vân phổ
Các dòng tế bào
A549
Bel-7402
Human lung cancer cell line
Human bel-7402 hepatocellular
carcinoma cell line
Dòng tế bào ung thư phổi ở người
Dòng tế bào ung thư gan ở người
xiii
Ký hiệu
Bel-7404
BGC-823
Tiếng Anh
Human bel-7404 hepatocellular
carcinoma cell line
Tiếng Việt
Dòng tế bào ung thư gan ở người
BCG823 human gastric cancer cell Dòng tế bào ung thư dạ dày ở
line
người
HEL
Human erythroleukemia cell line
Dòng tế bào ung thư máu ở người
HeLa
Human cervical carcinoma cell line Dòng tế bào ung thư cổ tử cung ở
người
Hep-G2
Human hepatoma cancer cell line
HL-60
HT-29
Human promyelocytic leukemia
cell line
Human colon cancer cell line
Dòng tế bào ung thư gan ở người
Dòng tế bào ung thư máu ở người
Dòng tế bào ung thư đại trực
tràng ở người
Human umbilical vein endothelial
Tế bào nội mô tĩnh mạch rốn của
cell
người
K562/S
Human erythroleukemia cell line
Dòng tế bào ung thư máu ở người
K562/R
Drug-resistant human
erythroleukemia cell line
Dòng tế bào ung thư máu kháng
KB
Human oral cancer cell line
HUVEC
thuốc ở người
Dòng tế bào ung thư vòm họng ở
người
Multidrug-resistant human oral
Dòng tế bào ung thư vòm họng
cancer cell line
kháng thuốc ở người
LU-1
Human lung cancer line
Dòng tế bào ung thư phổi ở người
MCF-7
Human breast carcinoma cell line
Dòng tế bào ung thư vú ở người
KB-V1
MGC-803 Human gastric cancer cell line
RD
Dòng tế bào ung thư dạ dày ở
người
Human rhabdomyosarcoma cell line Dòng tế bào ung thư mô liên kết
ở người
SMMC7721
Human hepatoma cancer cell line
Dòng tế bào ung thư gan ở người
Các hóa chất
ABTS
2,2’-azinobis(3-
2,2’-azinobis(3-
ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)
ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)
xiv
Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
BHT
Butylated hydroxytoluene
Butylated hydroxytoluene
DCC
Dicyclohexylcarbodiimide
Dicyclohexylcarbodiimide
DCM
Dichloromethane
Dichloromethane
DMAP
4-Dimethylaminopyridine
4-Dimethylaminopyridine
DPPH
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
EtOAc
Ethyl acetate
Ethyl acetate
GA
Gambogic acid
Gambogic acid
MeOH
Methanol
Methanol
3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5
3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5
diphenyl tetrazolium bromide
diphenyl tetrazolium bromide
Tetramethylsilane
Tetramethylsilane
MTT
TMS
Các ký hiệu viết tắt khác
BDS
Broadband dielectric spectroscopy
CTPT
Quang phổ điện môi băng thông
rộng
Công thức phân tử
Phương pháp phân tích nhiệt quét
DSC
Differential scanning calorimetry
ED50
Effective dose
Liều hiệu dụng 50%
G.
Garcinia
Garcinia
IC50
Half maximal inhibitory
concentration
vi sai
Nồng độ ức chế 50%
MIC
Minimum inhibitory concentration
Nồng độ ức chế tối thiểu
mp
Melting point
Điểm nóng chảy
TLTK
SAR
Tài liệu tham khảo
Structure-activity relationship
Mối quan hệ giữa cấu trúc và
hoạt tính
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, các sản phẩm bảo vệ sức khỏe và hỗ trợ điều trị bệnh có nguồn
gốc từ thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng vì an toàn với người sử dụng do có ít
tác dụng phụ hơn các sản phẩm tổng hợp. Nhiều hợp chất từ thiên nhiên đã được
nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc hóa học và chứng minh có nhiều hoạt tính
sinh học quan trọng. Những nghiên cứu này không chỉ đóng góp kiến thức về các
hợp chất trong thiên nhiên mà còn góp phần phát hiện các hợp chất tiềm năng, từ đó
xây dựng được kế hoạch bảo tồn và phát triển những loài sinh vật có giá trị phù hợp
với khí hậu và thổ nhưỡng của Việt Nam.
Với khí hậu nóng ẩm chủ yếu, Việt Nam là môi trường sống thích hợp của nhiều
loại cây thuốc quý đã được sử dụng trong dân gian. Nhiều loài thuộc chi Garcinia đã
được sử dụng làm các vị thuốc chữa bệnh, ví dụ nhựa đằng hoàng (gamboge) khô dạng
thỏi màu vàng được dùng để điều trị ung thư, cầm máu, tẩy giun sán, chữa viêm hô hấp
… Nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học các loài thuộc chi Garcinia đã chỉ ra thành
phần hóa học chính của chúng là các xanthone với nhiều hoạt tính sinh học giá trị như
hoạt tính ức chế tế bào ung thư, hoạt tính chống oxygen hóa, hoạt tính kháng khuẩn, ...
Tại Việt Nam, hai cây thuộc chi Garcinia là cây tai chua (Garcinia cowa Robx. ex
Choisy) và cây đằng hoàng (Garcinia hanburyi Hook. f) thuộc họ Guttiferae sinh
trưởng và phát triển rất tốt, phân bố ở nhiều địa phương trên cả nước [1]. Trên thế
giới đã có rất nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai
loài cây này, tuy nhiên cây tai chua (Garcinia cowa) và cây đằng hoàng (Garcinia
hanburyi) mọc ở Việt Nam chưa được nhóm tác giả nào nghiên cứu.
Với mục đích tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học từ các loài thực vật
thuộc chi Garcinia nhằm đóng góp cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo
trong lĩnh vực dược phẩm, luận án tập trung nghiên cứu hai loài là Garcinia cowa và
Garcinia hanburyi. Do đó, luận án: “Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của
hai loài tai chua (Garcinia cowa Roxb. ex Choisy) và đằng hoàng (Garcinia
hanburyi Hook. f) ở Việt Nam.” được thực hiện với những nội dung chính như sau:
- Phân lập các hợp chất từ nhựa cây tai chua Garcinia cowa.
- Phân lập các hợp chất từ nhựa và thân cành cây đằng hoàng Garcinia hanburyi.
- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được.
- Khảo sát tính chất động học và nhiệt động học của acid gambogic làm cơ sở
cho việc bán tổng hợp một số dẫn xuất của acid gambogic.
- Khảo sát một số hoạt tính sinh học của các hợp chất thu được.
2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về chi Garcinia
1.1.1. Đặc điểm thực vật chi Garcinia
Chi Garcinia là một trong những chi lớn nhất thuộc họ Bứa, phân bố khắp
Đông Nam Á, bán đảo Ấn Độ và vùng xích đạo Châu Phi với khoảng 260 loài [2,
3]. Tên gọi Garcinia lấy theo tên của nhà thực vật học Laurence Garcia, người đã
sưu tập các mẫu cây cỏ và sống tại Ấn Độ vào thế kỷ 18.
Ở Việt Nam, theo nghiên cứu có khoảng 29 loài thuộc chi Garcinia phân bố
rải rác từ Bắc vào Nam [1, 4], đặc biệt là trong các rừng rậm nhiệt đới ở các tỉnh
như Lào Cai, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Phú Thọ,
Vĩnh Phúc, Hoà Bình, Quảng Trị, Đà Nẵng, Lâm Đồng, Đồng Nai, Tiền Giang, An
Giang, Kiên Giang, …
Các loài trong chi Garcinia thường là đại mộc, thân thẳng, lá màu xanh đậm,
có chiều cao trung bình từ 8-30 m như bứa núi (G. oliveri), sơn vé (G. merguensis),
bứa lằn đen (G. nigrolineata). Một số ít loài là đại mộc nhỏ như bứa lá tròn dài (G.
oblongifolia) hoặc là bụi như bứa ít hoa (G. oligantha). Hoa màu vàng nhạt hoặc
trắng hơi xanh, đài và cánh hoa có từ 4-5 cánh, bao phấn không cuống, buồng phấn
hẹp, đầu nhụy có chia thùy. Quả thường hình tròn, có từ 4-10 múi, có nhiều nước và
cơm, hạt có lớp vỏ mỏng bao bọc [1]. Vỏ cây, vỏ quả và gỗ của các cây thuộc chi
này thường tiết ra mủ màu vàng hoặc trắng.
1.1.2. Công dụng
Chi Garcinia có nhiều công dụng trong đời sống như làm thực phẩm, phẩm
nhuộm, làm thuốc chữa bệnh, ... Một số loài thuộc chi Garcinia có quả ăn được và
rất ngon như quả măng cụt (G. mangostana), bứa lửa (G. fusca), bứa mọi (G.
harmandii), bứa núi (G. oliveri). Trái cây G. xanthochymus chứa nhiều acid, được
dùng làm mứt, giấm. Cây G. dioica không những cho trái ăn được mà lá non đôi khi
được dùng làm rau để ăn. Hạt của trái G. indica có chứa một loại chất béo ăn được
giống như bơ. Trái của loài G. livingstonei dùng để lên men thức uống. Trước đây
khi chưa có acid citric tổng hợp, người ta dùng bứa cọng (G. pendunculata) làm
nguồn cung cấp acid citric chính. Vỏ quả và lá nhiều loại được dùng để nấu canh
chua như bứa nhà (G. cochinchinensis), tai chua (G. cowa), dọc (G. multiflora), bứa
lá thuôn (G. oblongifolia), bứa núi (G. oliveri), bứa planchon (G. planchonii), …
3
Trong công nghiệp, nhựa và vỏ trái nhiều loài trong chi Garcinia được dùng
làm phẩm nhuộm vàng như vỏ trái sơn vé (G. merguensis), nhựa cây đằng hoàng
(G. hanburyi) hoặc có thể dùng trong sơn, màu vẽ và chế vecni phủ lên kim loại.
Nhựa cây G. hanburyi, G. subelliptica, G. lanessanii, G. delpyana, G. merguensis
còn được dùng làm phẩm nhuộm màu vàng cho vải và chỉ. Dầu dọc (G. multiflora)
được dùng làm xà phòng, dầu nhờn hoặc làm dầu thắp sáng. Một số loài thuộc chi
này có gỗ màu vàng, rắn, nặng và có mùi thơm có thể dùng làm gỗ làm nhà, làm cầu
và dùng chạm trổ rất đẹp như trai lý (G. fagraeoides), nụ (G. tinctoria), …
Chi Garcinia gồm rất nhiều loài cây thuốc được sử dụng khá phổ biến trong y
học cổ truyền. Từ lâu trong dân gian người ta đã biết sử dụng nhiều loài thuộc chi
Garcinia để làm thuốc chữa các bệnh đơn giản. Vỏ quả G. cochinchinensis dùng trị dị
ứng mẩn ngứa, lá giã đắp trị sâu quảng, búp non nhai ăn chữa động thai [5]. Vỏ quả G.
cowa sắc uống chữa sốt khát nước [6]. Rễ cây G. fagraeoides dùng làm thuốc trị đau dạ
dày, vỏ và cành lá trị bỏng [6]. Rễ cây G. gaudichaudii dùng xoa trị vết thương [6].
Quả của cây G. hanburyi làm thuốc xổ, gôm nhựa trị sổ mũi, viêm phế quản, chữa
nhiễm trùng, trị giun, sán [4, 5]. Cây G. harmandii có vỏ chát, dùng chữa ỉa chảy [5].
Vỏ cây G. mangostana chứa 7-14 % tanin, dùng trị ỉa chảy, cùng các hợp chất
mangostin, vỏ quả dùng trị kiết lị, ỉa chảy; vỏ quả sắc nước rửa âm đạo chữa bạch đới,
khí hư [4, 6, 7]. Lá cây G. merguensis dùng chữa bệnh phù [6]. Dầu hạt của cây dọc G.
multiflora dùng đắp trị mụn nhọt, ghẻ lở. Vỏ cây bứa lá tròn, dài (G. oblongifolia)
thường dùng trị loét dạ dày, loét tá tràng, viêm dạ dày, ho ra máu, mụn nhọt, nhựa dùng
trị bỏng, vỏ thân và lá chứa các hợp chất camboginol và guttiferol B, oflongifolin A [1,
4, 7]. Lá cây nụ (G. tinctoria) dùng chữa phù và đau bụng đầy hơi [6]. Vỏ cây vàng
nhựa (G. vilersiana) được dùng để chữa bong gân [6]. Mủ tươi của cây bứa mủ vàng
(G. xanthochymus) chữa đỉa chui vào mũi, quả dùng chữa bệnh scorbut, giải khát,
thông mật, làm dịu, kích thích [5]. Vỏ cây bứa (G. cambogia) có chứa acid
hydroxycitric và enzyme citrate liase được sử dụng để điều chế thực phẩm chức năng
giúp giảm cân cho người béo phì. Nhựa đằng hoàng (Garcinia hanburyi) là một vị
thuốc cổ truyền được dùng để điều trị ung thư gan, ung thư phổi, ung thư mô liên kết và
một số bệnh như cầm máu, tẩy giun sán, viêm hô hấp, viêm phế quản, sổ mũi, nhuận
tràng, trị các vết thương nhiễm trùng ngoài da [4, 5].
4
1.1.3. Thành phần hóa học chi Garcinia
Cho tới nay, có khoảng 135/260 loài thuộc chi Garcinia đã được nghiên cứu
thành phần hóa học và hoạt tính sinh học [8, 9]. Các kết quả nghiên cứu cho thấy
thành phần hóa học của chi Garcinia khá đa dạng, trong đó thành phần chính là các
xanthone - nhóm hợp chất được coi là chất chỉ điểm sinh học của chi Garcinia,
ngoài ra còn có các hợp chất khác như benzophenone, biflavonoid, triterpenoid,
phloroglucinol, flavonoid, …
1.1.3.1. Xanthone
Xanthone là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C13H8O2, đây là bộ
khung cơ sở của nhiều hợp chất hữu cơ có trong thực vật, gọi là xanthoneoid hay
đơn giản là xanthone. Nhiều loại xanthone đã được tìm thấy như từ chi Garcinia
như xanthone polyoxygen thế, prenyl xanthone, xanthone lồng và bisxanthone.
Nhân xanthone có tính đối xứng, được đánh số dựa trên cơ sở khung 9H-xanthen như
sau:
7
8
A
6
5
O
9
1
B
O
C
2
3
4
a) Xanthone polyoxygen thế
Các xanthone polyoxygen thế đơn giản có thể mang từ hai đến năm nhóm thế
hydroxy, methoxy hoặc methyl với các vị trí mang oxy thường gặp là (1,3), (1,5),
(1,3,5), (1,3,7), (1,3,5,7), (1,3,6,7) và (1,3,5,8). Hai hợp chất 1,5-dihydroxyxanthone (1)
và 1,7-dihydroxyxanthone (2) là hai xanthone dioxygen thế đơn giản nhất được tìm
thấy trong nhiều loài thuộc chi Garcinia [10]. Ba hợp chất xanthone trioxygen thế phân
lập được là 1,3,5-trihydroxyxanthone (3) và 1,5-dihydroxy-2-methoxyxanthone (4) từ
cây G. xanthochymus [11] và 1,2,5- trihydroxyxanthone (5) từ cây G. subelliptica [12].
Các
xanthone
(norathyriol);
1,3,5,7-
tetrahydroxyxanthone;
1,2-dihyroxy-5,6-dimethoxyxanthone
1,3,6,7-tetrahydroxyxanthone
và
2,6-dihydroxy-1,5-
dimethoxyxanthone (6-9) được phân lập từ cây G. penduculata và G. subelliptica [12,
13] là những ví dụ về xanthone tetraoxygen thế. Các hợp chất xanthone pentaoxygen
thế ít phổ biến hơn, chỉ có ba hợp chất xanthone pentaoxygen thế phân lập được từ cây
G. hombroniana và cây G. tetranda là 1,3,4,5,8-
pentahydroxyxanthone,
1,3,8-trihydroxy-4,6-dimethoxyxanthone
trihydroxy-4,6-dimethoxyxanthone (10-12) [14, 15] (hình 1.1).
và
1,3,7-
5
b) Prenyl xanthone
Các prenyl xanthone thường có kiểu mẫu tri- hoặc tetra-oxygen thế và có thể
mang một, hai hay ba đơn vị năm cacbon (5C), mười cacbon (10C) hoặc mười lăm
cacbon (15C), hầu hết gắn vào khung xanthone ở vị trí ortho hay para đối với nhóm
hydroxy hay methoxy trên vòng benzen. Đơn vị 5C hay gặp nhất là nhóm 3methylbut-2-enyl (còn gọi là prenyl hay isoprenyl), ngoài ra cũng có thể là nhóm
1,1-dimethylallyl. Ví dụ về các xanthone kiểu này như 1,5,8-trihydroxy-3-methoxy2-(3-methylbut-2-enyl)xanthone (13), β-mangostin (14) và garcinone E (15) phân
lập từ cây G. mangostana [16-18] hoặc subelliptenone F, B, A (16-18), phân lập từ
cây G. subelliptica [19-21].
O
OH
O
OH
O
OH
O
OH
HO
O
O
OH
1
O
3
OH
O OH
OH
2
O
HO
OH
H CO
3
HO
O
O
OCH
OH
3
7
OH
O
4
OH
OH O
OCH
3
OH
O
O
HO
OCH
8
3
OH
O
OCH 3
OH
O
O
10
OH
O
5
OH
OH
O
OH
OH HO
OH O
OH
O
6
HO
OH
OH
H CO
OH
H CO
9
O
12
3
O
11
3
OH
OCH
OH
OH
OCH
3
3
Hình 1.1. Một số xanthone polyoxygen thế đơn giản phân lập từ chi Garcinia
OH
O
OH
O OH
O
MeO
O
OH
OH
OMe
HO
O
14
13
O
HO
OH
OH
O
15
OH
O
OH
O
MeO
HO
O
O
OH
HO
O
23
OH
O
O
O
O
OH
OH
26
OH
O
OH
OH
27
OH
OMe
HO
O
24
O
OH
O
28
OH
OH
21
O
OH
OH
O
O
25 OH
OH
O
O
O
O
O
O
O
O
O
17
OH
2
MeO
O
O
HO
20
CH OH
MeO
OH
22
OH
O
OH
O
O
HO
HO
OH
OH
O
19
O
O
OH
16
OH
OH
HO
O
MeO
HO
18
OH
HO
OMe
HO
O
O
HO
HO
O
OH
O
O
O
29
30
Hình 1.2. Một số prenyl xanthone phân lập từ chi Garcinia
Đơn vị 10C và 15C thường gặp là geranyl và farnesyl, ví dụ cowaxanthone (19)
và cowanin (20) phân lập từ cây G. cowa [22] và 5-farnesyltoxyloxanthone (21) phân
lập từ cây G. merguensis [23]. Nhóm thế prenyl có thể bị hydrate hóa như trong
garcinol C (22) và 1,6-dihydroxyl-2-(2-hydroxyl-3-methylbut-3-enyl)-3,7-dimethoxy8-(3-methylbut-2-enyl)xanthone (23) phân lập từ cây G. mangostana [24,
6
25] và cowanol (24) phân lập từ cây G. cowa [22]. Ngoài ra, nhóm prenyl cũng có
thể phản ứng với nhóm hydroxy ở vị trí ortho tạo ra các xanthone 4 hoặc 5 vòng
chứa vòng furano- hoặc pyrano-, ví dụ như subelliptenone E (25) phân lập từ cây G.
subelliptica [19], 2-deprenyl rheediaxanthone B (26) từ cây G. macrophylla [26] và
1,5-dihydroxy-6,6-dimethylpyrano(2,3:6,7)-4'',4'',5''-trimethylfurano(2'',3'':3,4)-2(3-methylbut-2-enyl)xanthone (27) từ cây G. opaca [27]. Các đơn vị 5C cũng có thể
không đính trực tiếp vào khung xanthone mà gắn vào vòng qua nguyên tử oxygen.
Một số ví dụ về các hợp chất kiểu này như polyanxanthone A (28), B (29) và C (30)
phân lập từ cây G. polyantha [28] (hình 1.2).
c) Xanthone lồng
Các xanthone lồng là các xanthone polyprenyl thế trong đó vòng A bị biến đổi
3,7
thành dạng lồng 4-oxa-tricyclo[4.3.1.0 ]dec-2-one [29]. Quá trình sinh tổng hợp của
xanthone lồng trong tự nhiên được đề xuất bởi Quillinan và Scheinmann [30], trong đó
xanthone lồng được tổng hợp từ mesuaxanthone B - một trihydroxy xanthone phân lập
từ cây Mesua ferrea L. [31] thông qua các phản ứng chuyển vị Claisen và Diels-Alder
hóa nội phân tử. Tuy nhiên phản ứng chuyển vị Claisen có thể xảy ra ở cả C-5 và C-6
của vòng A, do đó sản phẩm thu được có thể là hỗn hợp sản phẩm bao gồm một
xanthone lồng thường (thường gặp ở các loài thuộc chi Garcinia) và một xanthone lồng
neo (hình 1.3). Xanthone đơn giản nhất đã được tổng hợp bằng phương pháp này là
forbesione (31) - một xanthone phân lập được từ cây G. forbesii [32].
O
CB
OH
O
OH
A
O
O
C-5 alkylation
OH O
1
5
O
6
Diels-Alder
O
O
9
OH O
Xanthone lồng thường
OH O
O
O
1
9
OH O
5
O
6
O
Claisen
O
1
5 6
O
O Diels-Alder
O
O
9
Xanthone lồng neo
Hình 1.3. Cơ chế phản ứng sinh tổng hợp xanthone lồng từ mesuaxanthone B Giả
C-6 alkylation OH O
OH O
thuyết này cũng được Tisdale và cộng sự khẳng định lại bằng việc tiến hành
phản ứng chuyển vị một cách có chọn lọc để thu sản phẩm ankyl hóa ở C-5, kết quả đã
thu được một loạt các xanthone lồng đã được phân lập từ chi Garcinia như
desoxymorellin (32), gambogin (33),… [33]. Dạng lồng neo rất hiếm gặp, cho tới nay
mới chỉ phân lập được ba hợp chất có dạng lồng này là 1-O-methylneobractatin (34),
neoisobractatin A và B (35a/b) từ cây G. bracteata [34, 35]. Các xanthone lồng cũng
7
có thể có chứa các dị vòng 5 cạnh hoặc chứa cấu trúc polycyclic như acid
gambogellic (36) [36]. Một số xanthone lồng còn được tạo thành do sự oxygen hóa
các vòng trong khung xanthone, ví dụ gambospiroene (37) phân lập từ cây G.
hanburyi chứa một vòng δ-lactone-α,β-không no hình thành do sự oxygen hóa mở
vòng A [37]. Tương tự scortechinone K (38) cũng hình thành do sự oxygen hóa mở
vòng A [38], trong khi lateriflorone (39) phân lập từ cây G. lateriflora chứa một
vòng spiroxalactone do sự oxygen hóa của vòng C [39] (hình 1.4).
O
HO
O
OH
O
O
O
O
31
O
O
OH
O
HO
O
O
O
O
O
32
O
O
O
34
OH
HOOC
O
33
O
COOH
O
O
O
O
O
O O
HO
OH
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
OCH
O
O
3
O
O
O
O
35a/b
OH
OH
O
37
O
36
OH O
38
OH
O
O
39
Hình 1.4. Một số xanthone lồng phân lập từ chi Garcinia
Hầu hết các khung xanthone lồng chỉ được tìm thấy từ chi Garcinia như G.
morella, G. hanburyi, G. forbesii, G. gaudichaudii, G. scortechinii, G. bracteata, G.
cantleyana, G. lateriflora và G. urophylla. Loài duy nhất không thuộc chi Garcinia
nhưng thuộc họ Bứa có chứa hợp chất này là cây thành ngạch nam Cratoxylum
cochinchinense [40]. Duy nhất một xanthone lồng đã được tìm thấy từ một cây
không thuộc họ Bứa là cây Dasymaschalon sootepense Craib, họ Annonaceae [41].
d) Bisxanthone
Bisxanthone là những xanthone đime hóa được tìm thấy trong một số loài
của họ Guttiferae. Bisxanthone được hình thành từ những prenyl xanthone bằng
việc tạo ra liên kết bên giữa các vòng trong khung xanthone với nhau hoặc giữa một
vòng của khung xanthone thứ nhất với dị vòng pyrano hoặc furano của xanthone thứ
hai, ví dụ bigarcinenone A-B (40-41) từ cây G. xanthochymus [42]. Các bisxanthone
cũng được hình thành dựa trên mô hình phản ứng Diels-Alder giữa hai nhóm prenyl
của hai xanthone, ví dụ garcilivin A-C (42-44) từ cây G. livingstonei [43] (hình 1.5).
1.1.3.2. Benzophenone
Benzophenone là các hợp chất có chứa khung phenol-carbonyl-phenol. Khoảng
50/109 loài thuộc chi Garcinia đã khảo sát có chứa các benzophenone [44], đặc biệt
nhựa quả của loài G. aristana có thể chứa tới 70% benzophenone [45]. Thông
