Luận án tiến sĩ nghiên cứu hóa học cây thuốc việt nam có hoạt tính kháng tế bào khối u thực nghiệm cây tô mộc

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

BÙI XUÂN HÀO

NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY THUỐC VIỆT NAM CĨ HOẠT
TÍNH KHÁNG TẾ BÀO KHỐI U THỰC NGHIỆMCÂY TÔ MỘC
(CAESALPINIA SAPPAN L.) VÀ CÂY HÀ THỦ Ơ TRẮNG
(STREPTOCAULON JUVENTAS (LOUR.) MERR.)

Chun ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số chuyên ngành: 62 44 27 01

Phản biện 1: PGS. TS. TRẦN HÙNG
Phản biện 2: PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HẠNH
Phản biện 3: GS. TS. NGUYỄN KIM PHI PHỤNG
Phản biện độc lập 1: PGS. TS. PHẠM THÀNH QUÂN
Phản biện độc lập 2: PGS. TS. NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. TRẦN LÊ QUAN
2. GS. TS. NGUYỄN MINH ĐỨC

Tp. Hồ Chí Minh-Năm 2013


LỜI CẢM ƠN
Luận án này này được hoàn thành tại Phịng thí nghiệm Bộ mơn Hóa hữu cơ,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp. HCM.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến:

- PGS.TS. Trần Lê Quan, GS.TS. Nguyễn Minh Đức và GS.TS. Trần Kim
Qui, là những người Thầy đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi
trong thời gian làm luận án.
- GS.TS. Nguyễn Kim Phi Phụng đã quan tâm, và dành thời gian sửa chữa,
đóng góp nhiều ý kiến q báu giúp cho tơi hồn thành luận án này.
- PGS.TS. Trần Hùng, PGS.TS. Nguyễn Ngọc Hạnh đã đóng góp nhiều ý
kiến q báu giúp cho tơi hồn thành luận án này.
- GS.TSKH. Nguyễn Công Hào đã quan tâm và đóng góp nhiều ý kiến quý
báu cho các chuyên đề tiến sĩ và luận án.
- PGS.TS. Trần Công Luận đã quan tâm và đóng góp nhiều ý kiến quý báu
cho các chuyên đề tiến sĩ và luận án.
- Tất cả q Thầy Cơ trong Bộ Mơn Hóa Hữu Cơ đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi thực hiện luận án.
- Phòng NMR thuộc Viện KHCN Hà Nội, Phòng Phân Tích Trung Tâm và
phịng Hợp chất Thiên nhiên thuộc trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM.
- Phòng Sau Đại Học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM.
- Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình đã ln động viên, khích
lệ và tạo điều kiện cho tơi học tập và hoàn thành luận án này.

Bùi Xuân Hào


MỤC LỤC
Trang

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI STREPTOCAULON ............................................... 2
1.2. THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA CHI STREPTOCAULON ............................. 4
1.2.1. Thành phần hóa học của rễ cây hà thủ ô trắng ................................................ 4

1.2.2. Thành phần hóa học các cây thuộc chi Streptocaulon .................................... 8
1.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RỄ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG ..................... 11
1.3.1. Tính chất dược lý ............................................................................................. 11
1.3.2. Hoạt tính sinh học ............................................................................................ 11

1.4. ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT CARDENOLID ....................................... 12
1.4.1. Đại cương ............................................................................................................. 12
1.4.2. Hóa học lập thể của dẫn xuất cardenolid .............................................................. 13
1.4.2.1. Hóa học lập thể của khung aglycon ................................................................... 13
1.4.2.2. Các đơn vị đường có trong dẫn xuất cardenolid ................................................ 13
1.5. VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI CAESALPINIA ....................................................... 14
1.6. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY TƠ MỘC ................................................. 14
1.6.1. Thành phần hóa học của lõi gỗ thân cây tô mộc ............................................. 14
1.6.2. Thành phần hóa học của hạt quả cây tơ mộc ................................................... 22
1.7. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY TƠ MỘC ............................................. 23
1.7.1. Tính chất dược lý ............................................................................................. 23
1.7.2. Hoạt tính sinh học ............................................................................................ 23

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 26
2.1.1. Phương pháp cô lập các hợp chất .................................................................... 26
2.1.2. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất .................................................. 26


2.1.3. Phương pháp thử nghiệm độc tính tế bào ....................................................... 26
2.2. THỰC NGHIỆM .................................................................................................... 27

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. LY TRÍCH VÀ CƠ LẬP CÁC HỢP CHẤT ............................................. 41
3.2. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN

CỦA DẪN XUẤT CARDENOLID ........................................................... 41
3.2.1. Phổ 1H và 13C-NMR của khung aglycon ......................................................... 41
3.2.2. Phổ 1H và 13C-NMR của các đơn vị đường ..................................................... 43

3.3. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT ......................... 44
3.3.1. Hợp chất H1 .................................................................................................... 44
3.3.2. Hợp chất H2 .................................................................................................... 48
3.3.3. Hợp chất H3 .................................................................................................... 52
3.3.4. Hợp chất H4 .................................................................................................... 56
3.3.5. Hợp chất H5 .................................................................................................... 60
3.3.6. Hợp chất H6 .................................................................................................... 65
3.3.7. Hợp chất H7 .................................................................................................... 71
3.3.8. Hợp chất H8 .................................................................................................... 74
3.3.9. Hợp chất H9 .................................................................................................... 78
3.2.10. Hợp chất H10 ................................................................................................ 83
3.3.11. Hợp chất H11 ................................................................................................ 86
3.3.12. Hợp chất H12 ................................................................................................ 90
3.3.13. Hợp chất H13 ................................................................................................ 95
3.3.14. Hợp chất H14 ................................................................................................ 99
3.3.15. Hợp chất H15 ................................................................................................ 103
3.3.16. Hợp chất H16 ................................................................................................ 107
3.3.17. Hợp chất T1 ................................................................................................... 112
3.3.18. Hợp chất T2 ................................................................................................... 114
3.3.19. Hợp chất T3 ................................................................................................... 116


3.3.20. Hợp chất T4 ................................................................................................... 118
3.3.21. Hợp chất T5 ................................................................................................... 120
3.3.22. Hỗn hợp T6 và T7 ......................................................................................... 122
3.4. NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT

CARDENOLID THUỘC LOÀI STRETOCALON JUVENTAS.................... 126
3.4.1. Đặc điểm của khung aglycon ................................................................................ 126
3.4.1.1. Đặc điểm về hóa học lập thể .............................................................................. 126
3.4.1.2. Đặc điểm phổ NMR của khung aglycon ............................................................ 127
3.4.2. Đặc điểm phổ NMR của các đơn vị đường ........................................................... 128
3.5. NHẬN XÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM PHỔ NMR CỦA CÁC HỢP CHẤT
PHENOL THUỘC LOÀI CAESALPINIASAPPAN LINN ............................. 131
3.6. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH TẾ BÀO .............................................. 134
3.6.1. Hoạt tính gây độc tế bào .................................................................................. 134
3.6.2. Nhận xét về hoạt tính gây độc tế bào .............................................................. 135
3.7. NHẬN XÉT VỀ THU SUẤT CÔ LẬP CÁC HỢP CHẤT ................................. 139
3.7.1. Nhận xét về thu suất cô lập các hợp chất cardenolid ............................................ 139
3.7.2. Nhận xét về thu suất cô lập các hợp chất phenol .............................................. 141

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 142
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 147
DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ................................................................ 155
PHỤ LỤC


CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

s

: mũi đơn (singlet)

brs

: mũi đơn bầu (broad singlet)

brps

: mũi giả đơn bầu (broad pseudosinglet)

d

: mũi đôi (doublet)

dd

: mũi đôi đôi (doublet – doublet)

t

: mũi ba (triplet)

brd

: mũi đôi bầu (broad doublet)

m

: mũi đa (multiplet)

J

: hằng số ghép (coupling constant)

SKC

: sắc ký cột

SKLM

: sắc ký lớp mỏng

PTLC

: sắc ký lớp mỏng điều chế

RP-18

: Reversed Phase C-18

LC-MS

: sắc ký lỏng ghép khối phổ
(Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy)

MS

: khối phổ
(Mass Spectroscopy)

HR-ESI-MS

: High Resolution-Electro Spray Ionization-Mass Spectrometry

UV

: Ultraviolet Spectroscopy

NMR

: phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

HSQC

: tương quan giữa H-C qua một nối
(Heteronuclear Single Quantum Coherence)

HMBC

: tương quan giữa H-C qua 2, 3 nối
(Heteronuclear Multiple Bond Coherence)

H-H COSY

: tương quan giữa H-H


(H-H Correlation Spectroscopy)
ROESY

: Rotating-frame Effect Spectroscopy

DEPT

: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

DMSO

: Dimetyl sulfoxid

TMS

: Tetrametylsilan

Ac

: Acetyl

Me

: Metyl

M

: khối lượng phân tử

[α]D

: Năng lực triền quang (Specific Optical Rotation)

MeOH

: Metanol

MeCN

: Acetonitril

EtOAc

: Etyl acetat

Ac

: Acetyl (CH3CO)

SRB

: Sulfohrodamin B

Dig

: β-D-digitoxopyranose

Dtl

: β-D-digitalopyranose

Cym

: β-D-cymaropyranose

Glc

: β-D-glucopyranose

Rha

: β-D-rhamnopyranose


DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU
Trang
 DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cây hà thủ ơ trắng. .................................................................................. 3
Hình 1.2. Rễ cây hà thủ ơ trắng .............................................................................. 3
Hình 1.3. Hóa học lập thể của khung cardenolid .................................................... 13
Hình 1.4. Quả tơ mộc .............................................................................................. 15
Hình 1.5. Thân cây tơ mộc ...................................................................................... 15
Hình 3.1. Hóa học lập thể tại C-3 của hợp chất cardenolid .................................... 42
Hình 3.2. Hóa học lập thể của hợp chất H1 ............................................................ 46
Hình 3.3. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H1 ......................... 48
Hình 3.4. Hóa học lập thể của hợp chất H2 ............................................................ 50
Hình 3.5. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H2 ......................... 50
Hình 3.6. Hóa học lập thể của hợp chất H3 ............................................................ 54
Hình 3.7. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H3 ......................... 55
Hình 3.8. Hóa học lập thể của hợp chất H4 ............................................................ 58
Hình 3.9. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H4 ......................... 58
Hình 3.10. Hóa học lập thể của hợp chất H5 .......................................................... 62
Hình 3.11. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H5....................... 64
Hình 3.12. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H6....................... 69
Hình 3.13. Tương quan H-H ROESY quan trọng của H6 ...................................... 70
Hình 3.14. Hóa học lập thể của hợp chất H7 .......................................................... 73
Hình 3.15. Tương quan HMBC quan trọng của H7 ............................................... 74
Hình 3.16. Hóa học lập thể của hợp chất H8 .......................................................... 77

Hình 3.17. Tương quan HMBC và COSY quan trọng của H8 ............................... 78
Hình 3.18. Tương quan HMBC và H-H COSY quan trọng của H9....................... 80
Hình 3.19. Hóa học lập thể của hợp chất H9 .......................................................... 81
Hình 3.20. Hóa học lập thể của hợp chất H10 ........................................................ 85


Hình 3.21. Tương quan HMBC quan trọng của H10 ............................................. 85
Hình 3.22. Hóa học lập thể của hợp chất H11 ........................................................ 88
Hình 3.23. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H11..................... 90
Hình 3.24. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H12..................... 92
Hình 3.25. Tương quan H-H ROESY quan trọng của H12 .................................... 93
Hình 3.26. Hóa học lập thể của hợp chất H13 ........................................................ 97
Hình 3.27. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H13..................... 97
Hình 3.28. Hóa học lập thể của hợp chất H14 ........................................................ 102
Hình 3.29. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H14..................... 103
Hình 3.30. Hóa học lập thể của hợp chất H15 ........................................................ 105
Hình 3.31. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H15..................... 107
Hình 3.32. Hóa học lập thể của hợp chất H16 ........................................................ 109
Hình 3.33. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của H16..................... 111
Hình 3.34. Tương quan H-H COSY và HMBC quan trọng của T1 ....................... 114
Hình 3.35. Cấu trúc hợp chất sappanon A (T2) ...................................................... 115
Hình 3.36. Cấu trúc hợp chất sappanon B (T3) ...................................................... 117
Hình 3.37. Cấu trúc hợp chất 3-deoxysappanon B (T4) ......................................... 120
Hình 3.38. Cấu trúc hợp chất brazilin (T5) ............................................................ 122
Hình 3.39. Tương quan HMBC quan trọng của T6 ................................................ 124
Hình 3.40. Hỗn hợp hai xuyên lập thể phân T6 và T7 ........................................... 126
Hình 3.41. Hóa học lập thể các aglycon ................................................................ 127
Hình 3.42. Cấu trúc hóa học các đơn vị đường ...................................................... 129
Hình 3.43. Cấu trúc hóa học các hợp chất phenol .................................................. 132
 DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1. Cơ lập các hợp chất có trong rễ cây hà thủ ô trắng ................................ 36
Sơ đồ 2.2. Cô lập các hợp chất có trong lõi gỗ thân cây tơ mộc ............................. 37
Sơ đồ 2.3. Quy trình khảo sát độc tính tế bào bằng phương pháp SRB .................. 40


 DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng ............................. 4
Bảng 1.2. Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây Streptocaulon
tomentosum và Streptocaulon griffithii. ................................................ 8
Bảng 1.3. Các hợp chất được cô lập từ lõi gỗ thân cây tô mộc.............................. 17
Bảng 1.4. Các hợp chất được cô lập từ hạt quả cây tô mộc. .................................. 22
Bảng 2.1. Kết quả sắc ký cột cao clorofom rễ củ hà thủ ô trắng ............................ 30
Bảng 2.2. Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-II của cao clorofom ............................. 31
Bảng 2.3. Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIB ......................................... 31
Bảng 2.4. Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-IIB3 ..................................................... 31
Bảng 2.5. Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC ......................................... 31
Bảng 2.6. Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn C-IIC2 ....................................... 32
Bảng 2.7. Kết quả sắc ký cột phân đoạn C-IIC2Y ................................................. 32
Bảng 2.8. Kết quả sắc ký cột Diaion HP-20 dịch sệt nước rễ củ hà thủ ô trắng ..... 32
Bảng 2.9. Kết quả sắc ký cột phân đoạn H-III ........................................................ 33
Bảng 2.10. Kết quả sắc ký cột phân đoạn IIIB ....................................................... 33
Bảng 2.11. Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn IIIB2 ........................................ 33
Bảng 2.12. Kết quả sắc ký cột phân đoạn IIIB2Y................................................... 33
Bảng 2.13. Kết quả sắc ký cột cao etyl acetat lõi gỗ thân cây tô mộc .................... 34
Bảng 2.14. Kết quả sắc ký cột phân đoạn TM-IV................................................... 35
Bảng 2.15. Kết quả sắc ký cột pha đảo phân đoạn TM-IVC .................................. 35
Bảng 2.16. Kết quả sắc ký cột phân đoạn TM-IVC2 .............................................. 35
Bảng 3.1. So sánh số liệu phổ NMR của H1 và digitoxigenin ............................... 47
Bảng 3.2. So sánh số liệu phổ NMR của H2 và digitoxigenin
3-O--glucopyranosid ............................................................................ 51

Bảng 3.3. So sánh số liệu phổ NMR của H3 và digitoxigenin
3-O--gentiobiosid ............................................................................... 54
Bảng 3.4. So sánh số liệu phổ NMR của H4 và digitoxigenin -D-sophorosid ..... 59


Bảng 3.5. So sánh số liệu phổ NMR của H5 và dẫn xuất cardenolid .................... 63
Bảng 3.6. Số liệu phổ NMR của H6 ....................................................................... 68
Bảng 3.7. So sánh số liệu phổ NMR của H7 và acovenoxigenin A ...................... 72
Bảng 3.8. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của H8 ...................................................... 76
Bảng 3.9. So sánh số liệu phổ NMR của H9, acovenosigenin A 3-Odigitalosid và periplogenin 3-O-(4-O--glucopyranosyl-digitalopyranosid) ............................................................................... 82
Bảng 3.10. So sánh số liệu phổ NMR của H10 và periplogenin ............................ 86
Bảng 3.11. Số liệu phổ NMR của H11 và periplogenin glucopyranosid ................ 89
Bảng 3.12. Số liệu phổ NMR của H12 ................................................................... 94
Bảng 3.13. So sánh số liệu phổ NMR của H13 và periplogenin 3-O-D-digitoxopyranosyl-(14)-O--D-glucopyranosid .......................... 98
Bảng 3.14. So sánh số liệu phổ NMR của H14 và periplogenin-3-O-βcymaropyranosyl-(14)-O--D-glucopyranosid................................ 101
Bảng 3.15. So sánh số liệu phổ NMR của H15 và periplogenin-3-O-βdigitalopyranosyl-(14)-O-β-D-glucopyranosid ............................... 106
Bảng 3.16. So sánh số liệu phổ NMR của H16 và periplogenin 3-O-β(2-O-acetyl) digitalopyranosyl-(14)- β-D-glucopyranosid ............. 110
Bảng 3.17. So sánh số liệu phổ NMR của T1 và sappanchalcon ........................... 113
Bảng 3.18. So sánh số liệu phổ NMR của T2 và sappanon A ................................ 115
Bảng 3.19. So sánh số liệu phổ NMR của T3 và sappanon B ................................ 117
Bảng 3.20. So sánh số liệu phổ NMR của T4 và 3-deoxysappanon B ................... 119
Bảng 3.21. So sánh số liệu phổ NMR của T5 và brazilin ....................................... 121
Bảng 3.22. So sánh số liệu phổ NMR của hợp chất T6, T7 và
protosappanin B, isoprotosappanin B ................................................... 125
Bảng 3.23. Kết quả thử nghiệm gây độc tế bào trên các dòng ung thư phổi
NCI–H460, ung thư cổ tử cung Hela và ung thư vú MCF–7 ............... 134
Bảng 3.24. Giá trị IC50 gây độc tế bào trên dòng ung thư phổi NCI–H460............ 135


Bảng 3.25. So sánh giá trị IC50 gây độc tế bào trên dòng ung thư phổi

NCI–H460 và trên dòng ung thư phổi A549 ........................................ 138
Bảng 3.26. So sánh thu suất cô lập các hợp chất cardenolid .................................. 139
Bảng 3.27. So sánh thu suất cô lập các hợp chất phenol ........................................ 141


MỞ ĐẦU
Đã từ lâu, người ta biết được rằng, ung thư là một trong những căn bệnh hiểm
nghèo, và sự di căn của tế bào ung thư là nguyên nhân gây ra tử vong cho bệnh
nhân. Thông thường, ung thư được điều trị bởi phẫu thuật, xạ trị và hóa trị, tuy
nhiên, trong nhiều trường hợp, sau khi điều trị, các khối u vẫn tiếp tục phát triển và
di căn do các tế bào ung thư không bị tiêu diệt hồn tồn. Các tia phóng xạ và hầu
hết các thuốc dùng điều trị ung thư thường có tác dụng phụ, gây tổn hại đến các tế
bào lành của cơ thể; chúng cũng thường gây ra những hậu quả nghiêm trọng như
rụng tóc, ức chế sự hoạt động của tủy xương, gây nơn mửa... Vì thế, các loại thuốc
hỗ trợ điều trị ung thư hữu hiệu vẫn đang được tìm kiếm. Ngày nay, các hợp chất
thiên nhiên có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u vẫn đang được sử dụng và
cho kết quả điều trị tốt, chẳng hạn như các alkaloid từ cây dừa cạn, taxol từ cây
thông đỏ, các alkaloid từ cây trinh nữ hoàng cung... Năm 2011, tác giả Marie Jensen
và cộng sự

[29]

cho biết trong những năm gần đây, một số hợp chất dẫn xuất

cardenolid và hợp chất bán tổng hợp từ các dẫn xuất cardenolid là các hợp chất mới
dùng để hỗ trợ điều trị bệnh ung thư phổi.
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên có nguồn dược liệu dồi dào và
phong phú. Y học cổ truyền Việt Nam từ lâu đã dùng cây cỏ để trị nhiều chứng
bệnh khác nhau. Với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc tìm hiểu thành
phần hóa học và hoạt tính sinh học cây thuốc ở Việt Nam, trong luận án này, chúng

tôi giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về khảo sát thành phần hóa học và thử
nghiệm hoạt tính sinh học của các chất tinh khiết cô lập được từ rễ cây hà thủ ô
trắng và lõi gỗ thân cây tô mộc, là hai cây thuốc đã được các nhà khoa học Việt
Nam và Nhật Bản khảo sát, đã cho thấy là có độc tính mạnh đối với các dịng tế bào
ung thư phổi, ung thư cổ tử cung…
Nội dung chính của luận án bao gồm:
-

Cô lập các hợp chất tinh khiết từ rễ cây hà thủ ô trắng và lõi gỗ thân cây tơ mộc.

-

Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất cơ lập được.

-

Thử nghiệm độc tính tế bào trên các hợp chất tinh khiết cô lập được.
1


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. VÀI NÉT CHUNG VỀ CHI STREPTOCAULON
Chi Streptocaulon thuộc họ Thiên lý (Asclepiadaceae) gồm năm lồi, được phân
bố khắp Đơng Nam Á, gồm có Streptocaulon juventas (Lour.) Merr.,
Streptocaulon griffithii Hook. f., Streptocaulon horsfieldii Miq., Streptocaulon
kleinii W.  Arn. và Streptocaulon Wallichii Wight.[4] Năm 2004, Myint Myint
Khine đã xác định tên và nghiên cứu thành phần hóa học của lồi Streptocaulon
tomentosum cũng thuộc chi Streptocaulon.[41], [42] Theo Phạm Hoàng Hộ,[4] Võ
Văn Chi

[6]

và Đỗ Tất Lợi,[2] Việt Nam chỉ có 3 lồi là Streptocaulon juventas

(Lour.) Merr., Streptocaulon horsfieldii Miq. và Streptocaulon kleinii W.  Arn..
Cây hà thủ ô trắng có tên khoa học là Streptocaulon juventas (Lour.) Merr., thuộc
họ Thiên lý (Asclepiadaceae), còn được gọi là cây hà thủ ơ nam, dây sữa bị, củ
vú bị, cây sừng bị.[1], [2], [4], [6] Hà thủ ơ trắng là loại cây có thân dây leo, dài từ 2
đến 5 m, thân và cành có màu hơi đỏ hay nâu đỏ, có rất nhiều lơng. Lá hà thủ ơ
mọc đối nhau, có hình trứng ngược, gốc trịn hoặc hơi hình nón cụt, mặt trên có
màu xanh sẫm, ít lơng, mặt dưới trắng nhạt, có phủ lơng rất mịn. Phiến lá dài
khoảng 8 đến 14 cm, rộng khoảng 4 đến 9 cm, cuống lá ngắn, có nhiều lơng.[1], [6]
Hoa có màu nâu nhạt hoặc vàng tía, mọc thành xim. Quả hà thủ ơ lớn, tách đơi
ngang ra trơng như sừng bị, có dạng hình thoi, màu xám, dài khoảng 7 đến 11
cm, rộng khoảng 8 mm. Hạt quả hà thủ ô dẹt, phồng ở lưng, dài khoảng 5 đến 7
mm, rộng khoảng 2 mm, có chùm lơng mịn, dài khoảng 2 cm.[1], [4], [6]
Ở Việt Nam, hà thủ ô trắng mọc hoang ở các vùng đất cao, đồi núi, rừng thứ
sinh, mọc nhiều ở các tỉnh miền núi và trung du như Bắc Giang, Hịa Bình, Thái
Ngun, Quảng Ninh, Vĩnh Phúc, Nghệ An, An Giang, Lâm Đồng.[1], [2],

[6]

vùng Tịnh Biên tỉnh An Giang, cây mọc hoang trên các đồi núi và nương rẫy.

2

Ở


Hình 1.1. Cây hà thủ ơ trắng thu hái tại ấp Phú Hòa, xã An Phú,

huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang vào tháng 10 năm 2007

Hình 1.2. Rễ cây hà thủ ơ trắng thu hái tại ấp Phú Hịa, xã An Phú,
huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang vào tháng 10 năm 2007
3


1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CHI STREPTOCAULON
Các cây thuộc chi Streptocaulon ít được nghiên cứu mặc dù từ lâu chúng đã được
dùng làm thuốc trong y học cổ truyền. Cho đến nay, chỉ thấy có ba lồi là
Streptocaulon

juventas

(Lour.)

Merr.,

Streptocaulon

tomentosum

và

Streptocaulon griffithii Hook. f. đã được nghiên cứu về thành phần hóa học.[24],
[41], [42], [60], [68]

1.2.1. Thành phần hóa học của rễ cây hà thủ ô trắng
Năm 2002, Tam và cộng sự đã cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng các hợp chất
triterpen 1, 2 và 3.[41]

Năm 2003, Ueda và cộng sự,[59], [60] đã cô lập được từ rễ cây hà thủ ô trắng mười
sáu hợp chất dẫn xuất cardenolid là 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17,
18, 19; hai hợp chất hemiterpenoid là 20, 21; hai hợp chất phenylpropanoid là 22,
23 và một hợp chất phenyletanoid là 24.
Năm 2008, Zhihui Liu và cộng sự,[68] đã cô lập được từ rễ cây hà thủ ô trắng các
hợp chất là 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31.
Các hợp chất cô lập được từ rễ cây hà thủ ô trắng được ghi trong bảng 1.1.

Bảng 1.1. Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây hà thủ ô trắng.
Ký hiệu Tên hợp chất
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Công thức

Lupeol
Lupeol acetat
-Amyrin acetat
Acovenosigenin A
Acovenosigenin A 3-O--digitoxopyranosid
Digitoxigenin 3-O-β-gentiobiosid
Digitoxigenin
3-O-[-glucopyranosyl-(16)-O-glucopyranosyl-(14)-3-O-acetyl--digitoxopyranosid]

Digitoxigenin
3-O-[-glucopyranosyl-(16)-O-glucopyranosyl-(14)-O--digitalopyranosyl-(14)-cymaropyranosid]
Digitoxigenin

4

C30H50O
C32H52O2
C32H52O2
C23H34O5
C29H44O8
C35H54O14
C43H66O18
C49H78O21
C23H34O4


10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

23
24
25
26
27
28
29
30
31

Digitoxigenin 3-O-[O--D-glucopyranosyl-(16)-O-D-glucopyranosyl-(14)--D-digitoxopyranosid]
Digitoxigenin sophorosid
Echujin
Periplogenin
3-O-(4-O--glucopyranosyl-digitalopyranosid)
Periplogenin 3-O--digitoxopyranosid
Periplocymarin
Periplogenin
Periplogenin glucopyranosid
Corchorusosid C
Subalpinosid
(4R)-4-Hydroxy-3-(1-metyletyl)pentyl rutinosid
(R)-2-Etyl-3-metylbutyl rutinosid
Acid caffeic
Acid 4,5-di-O-caffeoylquinic
2-Phenyletyl rutinosid
Syringaldehyd
Acid syringic
Isofraxidin
7-Hydroxy-6-metoxycoumarin

Scoparon
Acid ferulic
Salicylaldehyd

Dưới đây là cấu trúc của các hợp chất đã được cô lập.
Các hợp chất triterpen

5

C41H64O17
C35H54O14
C42H66O17
C36H56O14
C29H46O8
C30H48O8
C23H34O5
C29H44O10
C35H54O13
C37H56O14
C20H38O11
C19H36O10
C17H16O4
C25H24O12
C21H42O9
C9H10O4
C9H10O5
C11H10O5
C10H8O4
C11H10O4
C10H10O4

C7H6O2


Các hợp chất dẫn xuất cardenolid

Hợp chất hemiterpenoid

6


Hợp chất phenylpropanoid

Hợp chất phenyletanoid

Các dẫn xuất phenol

7


1.2.2. Thành phần hóa học của cây Streptocaulon tomentosum và
Streptocaulon griffithii Hook. f.
Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy các hợp chất chủ yếu cô lập được từ các
cây thuộc chi Streptocaulon là các dẫn xuất cardenolid, các hợp chất khác như
triterpen, phenol hiện diện với số lượng ít hơn.[59], [41], [42]
Năm 2004, từ rễ cây Streptocaulon tomentosum, Myint Myint Khine

[41], [42]

và

cộng sự đã cô lập được các hợp chất 2, 3, 9, 14, 15, 16, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38,
39, 40, 41, 42, 45, 46, 47.
Năm 2005, từ rễ cây Streptocaulon griffithii Hook. f., Ma Chunhui

[24]

đã cô lập

được các hợp chất 16, 17, 43, 44.
Năm 2007, từ rễ cây Streptocaulon griffithii Hook. f., Xiao-Hui Zhang và cộng
sự [64] đã cô lập được các hợp chất 9, 13, 16, 17, 48, 49, 50.

Bảng 1.2. Các hợp chất đã được cô lập từ rễ cây Streptocaulon tomentosum và
Streptocaulon griffithii.
Ký hiệu
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

Tên hợp chất

-Amyrin acetat
Cycloartenol
Acid 2,3,23-trihydroxyurs-12-en-28-oic
Acid 2,3-dihydroxyurs-12-en-28-oic
Acid 2,3-dihydroxyolean-12-en-28-oic
Acid 2,3,23-trihydroxyurs-12-en-28-oic
Acid 2,3,23-trihydroxyolean-12-en-28-oic
(17)-H-Periplogenin
(17)-H-Periplogenin 3-O--D-digitoxopyranosid
(17)-H-Periplogenin 3-O--D-cymaropyranosid
Periplogenin
-glucosyl-(14)-2-Oacetyldigitalopyranosid
Periplogenin -acetat
Uzarigenin

8

Công thức
C32H52O2
C30H50O
C30H48O5
C30H48O4
C30H48O4
C30H48O5
C30H48O5
C23H34O5
C29H46O8
C30H46O8
C30H58O15
C25H36O5

C23H34O4


45
46

47
48
49
50

(17)-H-Digitoxigenin -D-digitoxopyranosid
5-Pregenen-3,16-diol
3-O-[2,4-O-diacetyl-digitalopyranosyl-(14)--D-cymaropyranosid]-16-O[-glucopyranosid]
8-Hydroxypinoresinol
16-O-Acetyldigitoxigenin
16-O-Acetylperiplogenin
Acovenosigenin A 3-O--glucopyranosid

C29H44O7
C45H70O17

C20H22O7
C25H36O5
C25H36O6
C29H44O10

Dưới đây là cấu trúc của các hợp chất đã được cô lập từ cây Streptocaulon
tomentosum và Streptocaulon griffithii.

9


Như vậy, các kết quả nghiên cứu trước đây về chi Streptocaulon đã cho thấy
thành phần hóa học chủ yếu của các rễ cây thuộc chi này là các hợp chất dẫn xuất
cardenolid, có các nhóm OH thường gắn ở vị trí C-3, C-14, cịn nhóm OH ở C-5
có thể có hoặc khơng. Các hợp chất glycosid có phần đường thường gắn vào vị
trí C-3 của khung aglycon.
10


1.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA RỄ CÂY HÀ THỦ Ô TRẮNG
1.3.1. Tính chất dƣợc lý
Theo Đỗ Tất Lợi,[2] Võ Văn Chi,[6] y học cổ truyền Việt Nam dùng rễ cây hà thủ
ô trắng để chữa trị nhiều chứng bệnh khác nhau như cảm mạo, sốt, viêm ruột,
tiêu chảy, viêm thận mạn tính; chữa các bệnh thận, gan yếu, chứng thiếu máu,
thần kinh suy nhược, ăn ngủ kém, sốt rét kinh niên, phong thấp, tê bại, đau nhức
gân xương, phụ nữ kinh nguyệt không đều, tiêu trừ nọc rắn, bệnh tóc bạc sớm.
Rễ hà thủ ơ trắng cịn được sắc để uống, chữa cảm sốt, làm thuốc lợi sữa. Lá cây
hà thủ ô đun với nước dùng để tắm trị các chứng lở ngứa. Ngồi ra, rễ hà thủ ơ
trắng còn làm thuốc bổ máu, dùng phối hợp với hà thủ ơ đỏ.[2], [6]
1.3.2. Hoạt tính sinh học
Năm 2002, tác giả Phạm Thanh Tâm

[5]

đã thử nghiệm hoạt tính hạ lipid huyết

của cao chiết etanol rễ cây hà thủ ô trắng trên chuột nhắt trắng. Kết quả nghiên
cứu cho thấy dịch chiết etanol 70% của rễ cây hà thủ ô trắng có tác dụng làm

giảm cholesterol xấu.
Năm 2002, Ueda và cộng sự,[58] đã sàng lọc hoạt tính kháng ung thư của các cây
thuốc Việt Nam. Kết quả sàng lọc sơ bộ cho thấy dịch chiết metanol của rễ củ hà
thủ ô trắng có tác dụng ức chế sự tăng sinh của các tế bào khối u ác tính dạng sợi
sarcoma HT-1080 ở người, tế bào ung thư cổ tử cung HeLa, ung thư phổi A549 ở
người, ung thư ruột kết 26-L5, ung thư phổi ở chuột.
Năm 2003, Ueda và cộng sự

[59], [60]

đã thử nghiệm độc tính tế bào của mười sáu

hợp chất dẫn xuất cardenolid tinh khiết cô lập được từ dịch chiết metanol của rễ
cây hà thủ ô trắng, trên các dòng tế bào ung thư, như tế bào khối u ác tính dạng
sợi sarcoma HT-1080, ung thư phổi A549, ung thư cổ tử cung HeLa ở người, tế
bào ung thư biểu mô 26-L5, ung thư phổi Lewis, tế bào khối u ác tính B16-BL6 ở
chuột. Thử nghiệm của Ueda cho thấy các hợp chất dẫn xuất cardenolid 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 cô lập được từ rễ củ hà thủ ơ trắng, có

11


hoạt tính ức chế mạnh sự tăng sinh của tế bào khối u ác tính dạng sợi sarcoma
HT-1080 (mười sáu hợp chất cardenolid trên có giá trị IC50 trong khoảng từ 0,054
đến 1,60 µM). Đối với tế bào ung thư phổi A549, IC50 của các hợp chất này có
giá trị trong khoảng từ 0,016 đến 1,65 µM).[60]
Năm 2010, Na Han và cộng sự [13] đã khảo sát độc tính tế bào của dịch chiết cao
etanol 75%, được điều chế từ rễ cây Streptocaulon juventas, thu hái ở tỉnh Vân
Nam của Trung Quốc. Tác giả cũng khảo sát độc tính của các phân đoạn thu
được từ quá trình sắc ký cao này trong cả hai thử nghiệm in vitro (đối với dòng tế

bào ung thư phổi A549), và in vivo (trên chuột đã được tiêm tế bào ung thư phổi
A549). Thử nghiệm in vitro cho thấy dịch chiết cao etanol 75% có giá trị IC50 là
7,82 g/ml; cịn phân đoạn có độc tính tế bào mạnh nhất điều chế được từ cao
etanol 75% (phân đoạn thu được với hệ dung môi giải ly diclorometan : metanol,
tỷ lệ 3 : 1), có giá trị IC50 là 0,89 g/ml. Kết quả thử nghiệm in vivo trên chuột
đã được tiêm tế bào ung thư phổi A549 của Na Han cho thấy sau thời gian 10
ngày, kể từ lúc bắt đầu điều trị bằng cách tiêm dịch chiết của phân đoạn có độc
tính tế bào mạnh nhất vào chuột, khi soi dưới kính hiển vi, cho thấy hầu hết các
tế bào ung thư phổi A549 đã bị tiêu diệt bởi các thực bào. Bằng phương pháp sắc
ký trên phân đoạn có độc tính tế bào mạnh nhất, Na Han đã cô lập được ba hợp
chất dẫn xuất cardenolid, là thành chính có trong phân đoạn này, gồm
digitoxigenin, periplogenin và periplogenin glucopyranosid. Từ đó tác giả kết
luận rằng, các hợp chất này đóng vai trị chủ yếu trong việc ức chế sự phát triển
tế bào ung thư phổi A549 ở chuột.

1.4. ĐẠI CƢƠNG VỀ HỢP CHẤT CARDENOLID
1.4.1. Đại cƣơng
Cardenolid là dẫn xuất của steroid gồm 23 carbon, có hoạt tính đối với các chức
năng của tim, nên các glycosid có aglycon là khung cardenolid cịn được gọi là
glycosid tim.[62] Cấu trúc của tất cả các hợp chất cardenolid đều có một nhóm 3hydroxy, một nhóm 14-hydroxy và một vòng -lacton bất bão hòa gắn tại vị trí
12


C-17. Sự liên hợp của vòng A và B thường gặp ở dạng cis, còn dạng liên hợp
trans của vòng A và B ít gặp hơn.
Trong tự nhiên, các hợp chất cardenolid thường thấy hiện diện trong các loài
thuộc các họ như: Asclepiadaceae, Apocynaceae, Scrophulariaceae, Celastraceae,
Iridaceae, Liliaceae, Ranunculaceae, Scrophulariaceae và Tiliaceae. Các glycosid
tim đã được dùng hàng trăm năm nay để trị suy tim.
1.4.2. Hóa học lập thể của dẫn xuất cardenolid

1.4.2.1. Hóa học lập thể của khung aglycon
Trong tự nhiên, các hợp chất dẫn xuất cardenolid cô lập được từ thực vật có các
cấu trúc khung aglycon như sau:[11], [41], [42], [60], [63]

Cấu trạng cis của

Cấu trạng trans của

Cấu trạng cis của

Cấu trạng trans của

vòng A và B, (17α)-H

vòng A và B, (17α)-H

vòng A và B, (17β)-H

vòng A và B, (17β)-H

Hình 1.3. Hóa học lập thể của khung cardenolid

1.4.2.2. Các đơn vị đƣờng có trong dẫn xuất cardenolid
Một số loại đường thường hiện diện trong các dẫn xuất cardenolid cô lập được từ
chi

Streptocaulon

là

β-D-glucopyranose,

digitalopyranose, β-D-cymaropyranose.[41], [60]

13

β-D-digitoxopyranose,

β-D-