MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC TỪVIẾT
tắt
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC Đ ồ THỊ
DANH MỤC CÁC s ơ Đ ồ
MỞ ĐẦU
1
CHUÔNG 1: TỔNG QUAN
4
1.1- CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI CÁC FLAVONOIT
4
1.2- HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC FLAVONOIT
7
1.2.1- Vai trò của flavonoit đối với cây cỏ
1.2.2- Tính chất dược lý của flavonoit
1.2.2.1 - Khả năng kháng oxy hóa của flavonoit
1.2.2.2- Tác nhân chống ung thư
1.2.2.3- Khả năng kháng viêm
1.2.2.4- Vai trò trong phòng ngừa và điều trị bệnh tim
1.2.2.5- Flavonoit ức chế các enzim
1.2.2.6- Các hoạt tính khác của flavonoit
7
8
8
8
9
10
10
10
1.3- NHŨNG NGHIÊN c ú u TRÊN THẾ GIỚI
1.3.1- Tinh hình nghiên cứu tổng hợp các flavonoit
1.3.1.1- Các phản ứng tổng hợp dựa trên cấu trúc ban đầu của
flavonoit
1.3.1.2- Tổng hợp toàn phần
1.3.1.3- Một số hợp chất tổng hợp có khả năng kháng tế bào ung
thư
1.3.2- Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học
10
10
10
1.3.2.1- Tổng quan chung về các lý thuyết nghiên cứu mối tương
quan giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học
1.3.2.2- Các nghiên cứu về mối quan hệ giữa các flavonoit và
các dẫn xuất với hoạt tính sinh học
14
17
18
18
21
1.3- XÁC ĐỊNH ĐÔÌ TƯỢNG NGHIÊN c ú ư
1.3.1- Hoa hòe và rutin
1.3.2- Quercetin
1.3.3- Vỏ quýt và hesperidin
1.3.4- Hesperetin
22
23
24
25
26
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ú u
28
2.1- NGUYÊN LIỆU - HÓA CHẤT
28
2.2- PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT RUTIN TỪ HOA HÒE VÀ
29
HESPERIDIN TỪVỎ QUÝT
2.3- PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN RUTIN VÀ HESPERIDIN
29
2.4- PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC DAN x u ấ t FLAVONOIT
29
2.5- PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT
30
2.6- PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤư TRÚC HÓA HỌC CÁC HỢP
31
CHẤT
2.7- CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC
31
2.7.1 - Phương pháp xác định khả năng kháng oxy hóa
31
2.7.1.1 - Khảo sát khả năng bắt gốc tự do bằng thử nghiệm DPPH
31
2.7.1.2- Xác định sản phẩm của quá trình peroxi hóa lipit
32
2.7.2- Phương pháp xác định khả năng kháng nấm, kháng khuẩn
2.7.3- Thử nghiệm khả năng gây độc tế bào theo phương pháp SRB
2.7.4- Thử nghiệm khả năng gây apoptosis (chết theo chương trình) theo
phương pháp xác định hiện tượng ADN phân mảnh
2.7.5- Phương pháp xác định mật độ điện tích và hệ số phân bố
dầu/nước
2.7.6- Phương pháp xác định mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc và
tác dụng sinh học QSAR
32
33
34
CHƯƠNG 3: THỤC NGHIỆM
38
3.1- XỬLÝ NGUYÊN LIỆU
38
3.2- CHIẾT FLAVONOIT TỪ NGUYÊN LIỆU-THỦY PHÂN TẠO
35
35
38
DẪN XUẤT
3.3- TỔNG HỢP CÁC DAN x u ấ t
của
QUERCETIN
40
3.3.1- Tổng họp các dẫn xuất este của quercetin
40
3.3.2- Tổng hợp các dẫn xuất ete của quercetin
43
3.4- TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA HESPERIDIN
46
3.5- TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA HESPERETIN
48
3.5.1- Tổng hợp các dẫn xuất este của hesperetin
48
3.5.2- Tổng hợp các dẫn xuất chalcon từ hesperetin
3.5.3- Tổng hợp các dẫn xuất chứa halogen của hesperetin
50
51
3.6- THỬNGHIỆM HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA
52
3.6.1 - Khảo sát khả năng bắt gốc tự do DPPH
3.6.2- Xác định sản phẩm của quá trình peroxi hóa lipit
52
53
3.7- XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH KHÁNG NẤM, KHÁNG KHUẨN
54
3.8- THỬNGHIỆM KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO
55
3.9- THỬNGHĨỆM KHẢ NĂNG GÂY APOPTOSIS
57
3.10- XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HÊ ĐỊNH LUÖNG GIŨA CAU TRÚC
58
VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC QSAR
CHUÔNG 4: KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1- XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HÖP CHAT FLAVONOIT VÀ
59
DẪN XUẤT
4.1.1- Các flavonol và dẫn xuất
4.1.1.1 - Xác định cấu trúc của rutin (ký hiệu Ru)
4.1.1.2- Xác định cấu trúc của quercetin (ký hiệu Q)
4.1.1.3- Xác định cấu trúc của 3,3’,4’,7-tetrabutylcacbamoyloxy5-hydroxyflavon (ký hiệu Q-l)
4.1.1.4- Xác định cấu trúc của 3,3’,4’,5,7-pentathiophen-2carbonyloxyflavon (ký hiệu Q-2)
4.1.1.5- Xác định cấu trúc của 3,3’,4’,5,7-pentabenzoyloxyflavon
(ký hiệu Q-3)
4.1.1.6- Xác định cấu trúc của 3,3\4’,7-tetra(morpholin-4cacbonyloxy)-5-hydroxyflavon (ký hiệu Q-4)
4.1.1.7-
Xác
định
cấu
trúc
của
pentapropionyloxyflavon (ký hiệu Q-5)
3,3’,4’,5,7-
59
59
60
62
63
65
66
68
4.1.1.8- Xác định cấu trúc của 3,3’,4\5,7-pentaacetoxyflavon (ký
69
hiệu Q-6)
4.1.1.9- Xác định cấu trúc 3,3’,4’,5,7-pentametoxyflavon (ký hiệu
71
Q-7)
4.1.1.10- Xác định cấu trúc của 3,3’,4’,5,7-pentabenzyloxyflavon
(ký hiệu Q-8)
4.1.1.11- Xác định cấu trúc của
hydroxyflavon (ký hiệu Q-9)
72
3,3’,4’,7-tetrapropoxy-5-
74
4.1.1.12- Xác định cấutrúc của
3’,4’,5,7-tetrametoxy-3hydroxyflavon (ký hiệu Ru-1)
4.1.2- Các flavanon và dẫn xuất
4.1.2.1- Xác định cấu trúc của hesperidin (ký hiệu HD)
4.1.2.2- Xác định cấu trúc của hesperetin (ký hiệu HT)
4.1.2.3- Xác định cấu trúc của octabenzoat hesperidin (HD-1 )
4.1.2.4- Xác định cấu trúc của octapropionat hesperidin (HD-2)
4.1.2.5- Xác định cấu trúc của octaacetat hesperidin (HD-3)
75
4.1.2.6- Xác định cấu trúc của 3’,7-dibutylcacbamoyloxy-5hydroxy-4’-metoxyflavanon (ký hiệu HT-1)
87
4.1.2.7-
Xác
định cấu trúc của
3’,5,7-tribenzoyloxy-4’metoxyflavanon (ký hiệu HT-2)
89
4.1.2.8-
Xác địnhcấu trúc của 3’,5,7-triacetoxy-4’metoxyflavanon (ký hiệu HT-3)
91
4.1.2.9-
78
78
81
82
84
86
Xác
định cấu trúc của
2’,3,4,4’-tetrametoxy-6’hydroxychalcon (ký hiệu HT-4)
92
4.1.2.10- Xác định cấu trúc của 2\3,4’-tripropoxy-4-metoxy-6’hydroxychalcon (ký hiệu HT-5)
94
4.1.2.11- Xác định cấu trúc của 6,8-dibrom-3’,5,7-trihydroxy-4’metoxyflavanon (ký hiệu HT-6)
95
4.1.2.12- Xác định cấu trúc của 6,8-diclo-3’,5,7-trihydroxy-4’metoxyflavanon (ký hiệu HT-7)
4.1.3- Bàn luận
4.1.3.1- Phản ứng este hóa (axyl hóa) các flavonol và flavanon
4.1.3.2- Phản ứng ete hóa (ankyl hóa) các flavonol và flavanon
4.1.3.3- Phản ứng halogen hóa hesperetin
96
100
100
102
103
4.2-
KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HOẠT TĨNH KHÁNG NẤM,
104
KHÁNG KHUẨN
4.3-
THỬNGHIỆM HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA
4.3.1- Khả năng đánh bắt gốc tự do theo phương pháp DPPH
4.3.1.1 - Các flavonol và dẫn xuất
4.3.1.2- Các flavanon và dẫn xuất
4.3.1.3- Xác định nồng độ bắt 50% gốc tự do DPPH (SC50) của
mẫu
4.3.2- Xác định khả năng kháng oxy hóa theo phương pháp MDA
4.3.3- Mối tương quan giữa cấu trúc vớihoạt tính kháng oxy hóa của các
ílavonoit và dẫn xuất
4.4-
THỬNCiHIỆM KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO
107
107
107
108
110
112
114
118
4.4.1 - Các flavonol và dẫn xuất
4.4.2- Các flavanon và dẫn xuất
4.4.3- Xác định giá trị IC50
4.4.4- Kết quả gây apoptosis
4.4.5- Mối tương quan giữa cấu trúc hóa học và hoạt tính gây độc tế bào
ung thư của các flavonoit
4.4.6- Mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc và tác dụng gây độc tế bào
(QSAR)
4.4.6.1 - Phương trình QSAR sơ bộ
4.4.6.2- Phương trình QSAR kết hợp
118
120
121
125
126
KẾT LUẬN
134
KIẾN NGHỊ
135
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG B ố LIÊN QUAN ĐẾN
136
LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHU LUC
127
127
131
DANH MUC CAC TIÎV IÊT TAT
bp
base pair
l3C-NMR
Carbon-13 Nuclear Magnetic
phd công hudng tCr hat nhân
Resonance Spectroscopy
carbon 13
DMSO
Dimethyl sulfoxide
DPPH
1,1 -Diphenyl-2-picrylhydrazyl
ESI-MS
Electron Spray Ionization
pho khoi luong phun mu
Mass Spectrum
diên tù
i c 50
50% Inhibitory Concentration
nông dô de ché 50%
IR
Infrared Rays
phd hông ngoai
kbp
kilo base pair
HeLa
dong té bào ung thir co tu
cung
'H-NMR
HMBC
HSQC
LC
Proton Magnetic Resonance
phd công hudng tù hat nhân
Spectroscopy
proton
Heteronuclear Multiple Bond
phd tuong tac di hat nhân
Connectivity
qua nhiêu lien két
Heteronuclear Single-
phd tuofng tac di hat nhân
Quantum Coherence
qua mot lien két
Liquid Chromatography
süc kÿ long
dong te bào ung thu vu
MCF-7
MDA
Malonyl dialdehyde
MIC
Minimum Inhibitory
nông dô ùc ché toi thiëu (vi
Concentration
sinh vât bi ùc ché phât triên
gân nhu hoàn toàn)
NCI-H460
OD
dong té bào ung thu phoi
Optical Density
mât dô quang
PEOE_V SA_POL
PEOE: Partial Equalization of
tong dien tich be mat van
Orbital Electronegativity, total
der Waals phan cue
Polar van der Waals Surface
Area
QJPRCQSAR
RMSE
Relative negative Partial
tuong quan dien tich am
Charge
tung phan Q
Quantitative Structure-
moi quan he dinh lupng cau
Activity Relationship
truc-hoat tinh
Root Mean Squared Error
sai so binh phuong danh
gia cheo
SC50
50% Scavenger Concentration
SRB
Sulforhodamine B
TPSA
Topological Polar Surface
dien tich topo be mat phan
Area
cue phan tu
Ultra Violet
pho tur ngoai
UV
nong dp biit 50% goc tu do
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1: Cấu trúc của một số dạng flavonoil
6
Hình 1.2: Phức của quercetin với các kim loại đất hiếm
14
Hình 2.1: Các dòng tế bào ung thư thử nghiệm
28
Hình 2.2: Hiện tượng ADN phân mảnh ở tế bào apoptosis
35
Hình 2.3: Tính toán diện tích tôpô bề mặt phân cực của phântử TPSA
36
Hình 4.1: Mật độ điện tích của quercetin
104
Hình 4.2: Mật độ điện tích của hesperetin
104
Hình 4.3: Kết quả gây apoptosis của mẫu HT-6
125
Hình 4.4: Mối tương quan giữa hoạt tính sinh học và thôngsố tương quan
130
điện tích âm từng phần Q_PRC-(A), diện tích tô pô bề mặt phân
cực phân tử TPSA (B), tổng diện tích bề mặt van der Waals phân
cực PEOE PEOE_VSA_POL (C)
Hình 4.5: Tương quan giữa giá trị độc tính tế bào thực nghiệm và tính toán
từ phương trình QSAR 8
132
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Phân loại và một số nguồn thực phẩm chứa flavonoit
7
Bảng 1.2: Cấu trúc các hợp chất chalcon
17
Bảng 4.1: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q
59
Bảng 4.2 : Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q
61
Bảng 4.3: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q -1
63
Bảng 4.4: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-2
64
Bảng 4.5: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-3
66
Bảng 4.6: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-4
67
Bảng 4.7: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-5
69
Bảng 4.8 : Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-6
70
Bảng 4.9: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-7
72
Bảng 4.10: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-8
73
Bảng 4.11: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Q-9
74
Bảng 4.12: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất Ru-1
76
Bảng 4.13: Cấu trúc và hiệu suất phản ứng của các dẫn xuất flavonol
77
Bảng 4.14: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HD
80
Bảng 4.15: Dữ liệu phổ NMR của họp chất HT
82
Bảng 4.16: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HD-1
83
Bảng 4.17: Dữ liệu phổ NMR của họp chất HD-2
85
Bảng 4.18: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HD-3
86
Bảng 4.19: Dữ liệu phổ NMR của họp chất HT-1
88
Bảng 4.20: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HT-2
90
Bảng 4.21: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HT-3
91
Bảng 4.22: Dữ liệu phổ NMR của họp chất HT-4
93
Bảng 4.23: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HT-5
94
Bảng 4.24: Dữ liệu phổ NMR của họp chất HT-6
96
Bảng 4.25: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất HT-7
97
Bảng 4.26: Cấu trúc và hiệu suất phản ứng của các dẫn xuất tlavanon
99
Bảng 4.27: Cấu trúc và hiệu suất phản ứng của các dẫn xuất chalcon
99
Bảng 4.28: Kếl quả thử hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của các
105
ílavonol và dẫn xuất
Bảng 4.29: Kết quả thử hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn
106
của các ílavanon, chalcon và dẫn xuất
Bảng 4.30: Kết quả ức chế DPPH (%) theo nồng độ của các
107
llavonol và dẫn xuất
Bảng 4.31: Kết quả ức chế DPPH (%) theo nồng độ của các
109
tlavanon, chalcon và dẫn xuất
Bảng 4.32: Giá trị SC50 (DPPH) của các mẫu có hoạt tính
Bảng 4.33: Khả năng chống oxy hóa (%) của hợp chất theo nồng độ
Bảng 4.34: Kết quả tính
sc50(phương pháp MDA)
112
113
Bảng 4.35: Kết quả ức chế DPPH của một số ílavonoit
117
Bảng 4.36: Kết quả thử khả năng gây độc tế bào trên 3 dòng
118
HeLa, MCF-7, NCI-H460 của các ílavonol và dẫn xuất
Bảng 4.37: Kết quả thử khả năng gây độc tế bào trên 3 dòng HeLa,
120
MCF-7, NCI-H460 của các ílavanon và dẫn xuất
Bảng 4.38: Giá trị IC50 của các hợp chất
124
Bảng 4.39: Kết quả trọng lượng phân tử và tính toán loaP
127
Bảng 4.40: Độc tính tế bào trên dòng MCF-7 của các dần xuất
128
Bảng 4.41: Giá trị thông số mô tả phân tử trong xây dựng
128
phương trình QSAR
Bảng 4.42: Phương trình QSAR sơ bộ sừ dụng duy nhất một thông số
129
mô tả phân tử
Bảng 4.43: Hệ số tương quan chéo giữa các thông số mô tả phân tử
131
và độc tính tế bào
Bảng 4.44: Hệ số tương quan chéo giữa thông số mô tả phân tử
dùng trong phương trình kết hợp và độc tính tế bào
131
DANH MỤC CÁC Đ ồ THỊ
Trang
ĐỒ thị 4.1: Khảo sát khả năng ức chế DPPH (%) của các flavonol và dãn
108
xuất ở nồng độ 100 pg/ml
ĐỒ thị 4.2: Khảo sát khả năng ức chế DPPH (%) của các flavanon,
110
chalcon và dẫn xuất ở nồng độ 100 pg/ml
ĐỒ thị 4.3: Khả năng ức chế DPPH theo nồng độ của vitamine
c
110
ĐỒ thị 4.4: Khả năng ức chế DPPH (%) theo nồng độ của rutin
110
ĐỒ thị 4.5: Khả năng ức chế DPPH (%) theo nồng độ của mẫu Ru-1
111
ĐỒ thị 4.6: Khả năng ức chế DPPH (%) theo nồng độ của quercetin
111
ĐỒ thị 4.7: Khả năng ức chế DPPH (%) theo nồng độ của hesperetin
111
ĐỒ thị 4.8: Kết quả giá trị
sc50(pg/ml) của một số flavonol, flavanon
112
và dẫn xuất theo phương pháp DPPH
ĐỒ thị 4.9: Hoạt tính chống oxy hóa (%) theo nồng độ của trolox
113
ĐỒ thị 4.10: Hoạt tính chống oxy hóa (%) theo nồng độ của rutin
113
Đồ thị 4.11: Hoạt tính chống oxy hóa (%) theo nồng độ của Ru-1
113
ĐỒ thị 4.12: Hoạt tính chống oxy hóa (%) theo nồng độ của quercetin
113
ĐỒ thị 4.13: Kết quả giá trị
sc50(pg/ml) (phương pháp MDA)
ĐỒ thị 4.14: Khảo sát khả năng gây độc tế bào (%) của các flavonol và dẫn
113
119
xuất ờ nồng độ 100 pg/ml
ĐỒ thị 4.15: Khảo sát khả năng gây độc tế bào (%) của các flavanon và dẫn
121
xuất ở nồng độ 100 pg/ml
ĐỒ thị 4.16: Tỉ lệ (%)gây độctế bào theo nồng độ của mẫu Q
122
ĐỒ thị 4.17: Tỉ lệ (%)gây độc tế bào theo nồng độ của mẫu Q-l
122
ĐỒ thị 4.18: Tỉ lệ (%)gây độctế bào theo nồng độ của mẫu Q-5
122
ĐỒ thị 4.19: Tỉ lệ (%)gây độc tế bào theo nồng độ của mẫu Ọ-6
122
Đồ thị 4.20: Tỉ lệ (%)gây độctế bào theo nồng độ của mẫu Q-7
122
ĐỒ thị 4.21: Tỉ lệ (%)gây độc tế bào theo nồng độ của mầu Ru-1
122
ĐỒ thị 4.22: Tỉ lệ (%)gây độc tế bào theo nồng độ của mẫu HT
123
Đồ thị 4.23: Tỉ lệ (%) gây độc tế bào theo nồng
độ của mẫu HT-3
123
ĐỒ thị 4.24: Tỉ lệ (%) gây độc tế bào theo nồng
độ của mẫu HT-6
123
ĐỒ thị 4.25: Tỉ lệ (%) gây độc tế bào theo nồng
độ của mẫu HT-7
123
ĐỒ thị 4.26: Tỉ lệ (%) gây độc tế bào theo nồng
độ của mẫu HT-1
123
ĐỒ thị 4.27: Kết quả giá trị IC50 (pg/ml) của các hợp chất
124
DANH MỤC CÁC s ơ Đ ồ
Trang
Sơ đồ 1.1: Quy trình tổng hợp một số dẫn xuất este củaquercetin
12
Sơ đồ 1.2: Quy trình tổng hợp một số dẫn xuất ete của quercetin
13
Sơ đồ 1.3: Quy trình tổng hợp các nitrollavon, aminoflavon
14
Sơ đồ 1.4: Quy trình tổng hợp các flavon, thioflavon và iminoflavon
15
Sơ đồ 1.5: Quy trình tổng hợp các isoflavon và quinolon
15
Sơ đồ 1.6: Con đường tổng họp các flavon và flavanon bằng các aryl alđehit
16
Sơ đồ 3.1: Tổng hợp các dân xuất este của quercetin
40
Sơ đồ 3.2: Tổng họp các dẫn xuất ete của quercetin
43
Sơ đồ 3.3: Tổng họp các dẫn xuất este của hesperidin
46
Sơ đồ 3.4: Tổng họp các dẫn xuất este của hesperetin
48
Sơ đồ 3.5: Tổng hợp các dẫn xuất chalcon từ hesperetin
50
Sơ đồ 3.6: Tổng hợp các dẫn xuất halogen của hesperetin
51
MỞ ĐẦU
Xã hội hiện đại ngày nay cùng với yêu cầu về tuổi thọ phải n^ày càng cao đã
đặt ra cho các nhà khoa học nhiều bài toán mới nhằm tìm kiếm các chất có hoạt tính
sinh học đặc biệt là các chất có nguồn gốc từ thiên nhiên do khả năng gây độc của
chúng thấp, độ an toàn cao trong sử dụng để ứng dụng trong điều trị bệnh nhất là
các loại bệnh nan y. Hiện nay nhóm flavonoit nhận được sự quan tâm của nhiều nhà
khoa học trên thế giới do chúng luôn có mặt trong các loại thực phẩm hàng ngày của
con người. Các nghiên cứu cho thấy các chất thuộc họ này không gây độc cho cơ thể
dù dùng ở liều cao và khi sử dụng kết hợp với các loại thuốc khác như thuốc trị ung
thư thì giúp làm giảm tác dụng phụ của các loại thuốc này. Rất nhiều các hợp chất
được chiết tách đã được nghiên cứu và thử nghiệm, hàng loạt các hợp chất tổng hợp
và bán tổng hợp vẫn đang liên tục được tạo ra tại nhiều phòng thí nghiệm trên thế
giới nhằm tìm kiếm các loại thuốc trị bệnh có tác dụng mạnh hơn và ít độc hại hơn
đối với cơ thể người bệnh.
Với xu thế quay trở lại nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên đang phát triển
mạnh mẽ nhằm tìm kiếm các loại thuốc chữa bệnh, các phụ gia dùng trong thực
phẩm, mỹ phẩm..., các nhà khoa học Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu về
nhiều khía cạnh của các hợp chất thiên nhiên nước ta để tận dụng ưu thế của một
nước nhiệt đới, nơi có một hệ động thực vật đa dạng, phong phú, có nhiều loại cây
cỏ có tác dụng sinh dược học mạnh. Các nghiên cứu này cũng đã đạt được nhiều
thành quả trong việc nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất chiết xuất được vào một
số lĩnh vực.
Trên cơ sở đó, hướng nghiên cứu đề ra cho đề tài là tiến hành tổng hợp dẫn
xuất của một vài hợp chất tách chiết từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên có sẵn, tương
đối nhiều ở Việt Nam, từ đó thử nghiệm hoạt tính sinh học của chúng nhằm có được
những nghiên cứu bước đầu cho việc tổng họp các dẫn xuất khác sau này đồng thời
hy vọng có thể tìm thêm được những hợp chất mới có khả năng ứng dụng cao trong
nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong y dược.
2
Mục tiêu của luận án:
Mục tiêu của luận án là tổng hợp các dần xuất từ một vài flavonoit có nhiều
trong thiên nhiên và xác định các hoạt tính kháng oxi hóa, kháng nấm, kháng khuẩn
và khả năng gây độc tế bào ung thư của các hợp chất này để từ đó làm cơ sở khoa
học cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm đưa vào sử dụng các flavonoit và dẫn xuất
của chúng cho các ngành y tế, thực phẩm.
Dựa trên các kết quả thu được hy vọng có thể đưa ra nhận xét bước đầu về
mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học, từ đó làm cơ sở khoa học cho các
nghiên cứu sâu hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học của các
flavonoit nói chung và các dẫn xuất của chúng.
Để đạt được các mục đích trên luận án đã thực hiện các nội dung sau:
1- Tách chiết rutin từ hoa hòe và hesperidin từ vỏ quýt và tiến hành thủy phân
hai hợp chất này thành quercetin và hesperetin để làm nguồn nguyên liệu cho
các phản ứng tổng hợp tiếp theo.
2- Từ bốn họp chất trên bằng các phương pháp este hóa, ete hóa, halogen hóa để
tạo ra các dẫn xuất của llavonoit, xác định cấu trúc của sản phẩm và các điều
kiện phản ứng.
3- Khảo sát hoạt tính sinh học của các flavonoit và dẫn xuất gồm có hoạt tính
kháng nấm, kháng khuẩn, hoạt tính kháng oxi hóa, khả năng gây độc tế bào
ung thư trên 3 dòng tế bào: HeLa —tế bào ung thư cổ tử cung, MCF-7 —tế
bào ung thư vú, NCTH460 —tế bào ung thư phổi.
4- Trên cơ sở những kết quả có được đưa ra mối quan hệ giữa cấu trúc với từng
hoạt tính thử nghiệm.
5- Thiết lập phương trình QSAR (quan hệ định lượng cấu trúc —hoạt tính) để có
thể dự đoán tính gây độc tế bào của các dẫn xuất quercetin và hesperetin.
3
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
-
Ỷ nghĩa khoa hoc
Đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu phản ứng este hóa, ete hóa, halogen hóa
các flavonoit có các nhóm -OH linh động để từ đó tổng hợp được những dẫn xuất
mới của ílavonoit.
Các khảo sát mối quan hệ giữa cấu trúc với hoạt tính kháng oxi hóa của
ílavonoit cho thấy các mối liên quan giữa độ âm điện của các nhóm -OH ở vòng B
và nhóm -OH ở vị trí C-3 với khả năng kháng oxi hóa của các ílavonoit và dẫn xuất.
Kết quả khảo sát mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính gây độc tế bào cũng
đã tiếp tục khẳng định mối liên quan giữa chỉ số logP, trọng lượng phân tử của hợp
chất với khả năng thẩm thấu qua màng tế bào.
-
Ỷ nghĩa thưc tiễn
Việc tổng hợp ra các dẫn xuất ílavonoit từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên
Việt Nam sẽ giúp cho các nhà nghiên cứu ứng dụng tìm tòi phát hiện ra những hợp
chất mới với những hoạt tính sinh học mới để có thể ứng dụng trong y dược và nâng
cao vai trò của cây thuốc Việt Nam.
Phần khảo sát mối liên quan giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học giúp các nhà
tổng hợp hóa dược rút ngắn hơn thời gian của quá trình nghiên cứu, dự đoán được
hoạt tính sinh học của hợp chất ílavonoit dựa trên cấu trúc của chúng.
4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Flavonoit là một nhóm bao gồm khoảng 4000 hợp chất tự nhiên hiện diện
trong nhiều thành phần của cây cối cũng như trong các loại rau quả: [36] [69]
-
Hoa: có nhiều màu sắc, bao gồm nhiều thành phần như antoxianidin, flavon,
flavonol, flavanon, chalcon và auron. Antoxianin làm cho hoa có màu đậm và
tươi, polihydroxyflavon và flavonol thì làm cho hoa có ánh vàng. Những
bông hoa có màu sắc rực rỡ lại do sự có mặt của chalcon và auron... Hoa là
thành phần thích hop nhất để chiết flavonoit do hàm lượng nhiều và ít tạp
chất.
-
Vỏ quả: do có nhiều màu sắc nên cũng là thành phần được nghiên cứu nhiều.
Chúng có thể chứa tangeretin, naringin, rhoifolin, hesperidin, nobiletin... từ
các vỏ quả họ Cam.
-
Hạt: chứa hydroxyflavon, các metyl ete của chúng, glycozit, furanoflavonoit,
các dẫn xuất rotenoit và leucoantoxianidin.
-
Lá, gỗ, rễ và vỏ cây.
Ngoài ra một số loại nước uống như rượu vang đỏ, trà, cà phê, bia hay cả
trong các bài thuốc dân gian cũng được tìm thấy có chứa một lượng lớn flavonoit.
Người ta dự đoán con người tiêu thụ tổng lượng flavonoit trong thực phẩm vào
khoảng vài trăm miligam mỗi ngày. [97]
Với sự đa dạng như vậy, ílavonoit là một hợp chất quan trọng không những
đối với cây cỏ mà còn đối với các loài động vật bao gồm cả con người.
1.1-
CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI CÁC FLAVONOIT
Flavonoit là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản gồm 2 vòng benzen
A và B nối với nhau qua một mạch 3 cacbon. Cấu trúc là một vòng kín hoặc hở.
Cách đánh số tùy theo mạch cacbon kín hay hở. Nếu mạch cacbon kín, cách
đánh số bắt đầu từ nguyên tố dị vòng oxi mang số 1 rồi đánh tiếp đến vòng A, còn
vòng B được đánh số phụ. Nếu mạch cacbon hở, thì cách đánh số chính bắt đầu trên
vòng B và đánh số phụ trên vòng A.
5
3
5
,
3
2fí í ?\ 4
. B
8
7( í?
[
A
6
J
2
0
I
" '
A
if
c |
5
’°
ÍT
C
6
Sự phân loại các ílavonoit dựa vào vị trí gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxi
hóa của mạch cacbon (hình 1.1).
- Flavon:
Flavon có cấu trúc chung bao gồm 2 vòng benzen A và B. Vòng B gắn
vào vòng c (pyran) tại vị trí c2.
- Flavanon: Flavanon khác với flavon ở chỗ không có nối đôi ở vị trí c2và
c3. Tất
cả các flavanon được phát hiện cho đến nay đều có nhóm OH ở vòng A hoặc B.
- Flavonol: Khác với flavon, flavonol có thêm nhóm OH ở C3. Flavonol rất phổ
biến trong tự nhiên. Thống kê trên 1000 loài thuộc thực vật hạt kín thì thấy 48%
loài có kaempferol, 26% loài có quercetin và myricetin chiếm 10% trong tổng số
loài có flavonol.
- Dihvdroflavonol: 3-hydroxyflavanol hoặc flavanol có cấu trúc cơ bản giống
flavonol nhưng không có nối đôi C2-C3.
- Chalcon: Chalcon có 2 vòng A và B nối với nhau bởi 1 mạch hở 3 cacbon, không
có dị vòng như các flavonoit khác và số thứ tự cacbon bắt đầu từ vòng B.
- Dihvdrochalcon: Là chalcon mất dây nối đôi a, p. Loại này ít gặp trong tự nhiên.
- Auron: Là nhóm ílavonoit có màu vàng sáng. Khung của auron cũng có 12
cacbon như các flavonoit khác, nhưng
dị vòng c chỉ có 5 cạnh.
Số lượng cũng
như sự phân bố trong cây cũng hạn chế.
- Antoxianidin: v ề cấu trúc, nhóm này khác các flavonoit khác ở chỗ không có
nhóm cacbonyl ở
c4.
- Leucoantoxianidin: Là 3,4-dihydroxyflavan, không màu, nhưng gặp axit biến
thành antoxianidin có màu hồng hoặc đỏ, rất phổ biến trong cây, nhất là trong vỏ
cây và gỗ.
- Isoflavon: Là nhóm isoflavonoit phổ biến nhất. Vòng B trong nhóm isoflavon nối
với vòng c tại vị trí c3trong khi vòng B ở nhóm flavon nối với vòng c ở vị trí c2.
6
- Rotenoit: Người ta đã biết khoảng 15 chất rotenoit, chất điển hình nhất là rotenon
có trong cây thuốc cá Derris elliptica. Tác dụng quan trọng của nhóm hợp chất
này là diệt sâu bọ, do hạn chế khả năng thu nhận oxi của sâu bọ.
- NeoAavonoit: Không có nhóm cacbonyl ở vị trí C4 thay vào đó là vòng B. Chất
đầu tiên phân lập là calophylolid chiết từ hạt cây Mù u Calophyllum inophyllum
và một số loài CalophyỊỊỵm khác, họ Bứa (Guttifereae).
DihydHichakan
c
láoílavỉinoo
>'caílavoncil
Hình 1.1: Cấu trúc của một số dạng Aavonoit
7
Bảng 1.1 : Phân loại và một số nguồn thực phẩm chứa ílavonoit [97]
Nhóm
flavonoit
Các flavonoit tiêu biểu
Nguồn thực phẩm chính cung cấp
Kaempferol, myricetin, rutin,
Hành, anh đào, táo, bông cải xanh, cải
quercetin
xoăn, cà chua, trà, rượu vang đ ỏ ,...
FI avon
Apigenin, chrysin, luteolin
Mùi, cỏ xạ hương...
Isoflavon
Daidzein, genistein, glycitein,
Đậu nành, các loại đậu...
Flavonol
formononetin
Flavanol
Catechin, gallocatechin
Flavanon
Eriodictyol, hesperetin, naringenin Cam, nho...
1.2-
Táo, trà...
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC FLAVONOIT
1.2.1- Vai trò của flavonoit đối vói câv cỏ [70][73 ]
Các flavonoit đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát
triển và tự vệ của cây.
- Trong các phản ứng sinh hóa: Một số flavonoit có tác dụng như một chất chống
oxi hóa, bảo vệ axit ascorbic, một thành phần quan trọng trong tế bào thực vật.
Một số có tác dụng ức chế các enzim và các chất độc của cây.
- Vai trò ức ch ế và kích thích sinh trưởng: Nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng
ức chế và kích thích sinh trưởng cây của flavonoit. Nhóm chức hiđroxi có vai trò
quyết định về tác dụng này.
-
Vai trò tạo màu sắc: Flavonoit đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây, góp
phần thúc đẩy sự sinh tồn của cây và phát triển hoa, quả.
- Vai trò m ột chất bảo vệ cây: Một số flavonoit không màu trong lá đóng vai trò
một chất bảo vệ cây. Vị đắng và khó chịu của flavonoit làm cho động vật khi ăn
phải mất cảm giác ngon và không thích ăn các loại cây cỏ này. Ngoài ra, do khả
năng hấp thụ mạnh tia
của tia
uv mà các flavonoit giúp bảo vệ cây chống lại các tác hại
uv, nhiệt độ. Chúng còn giúp cây chống lại một số vi khuẩn, nấm.
8
1.2.2- Tính chất dươc lỷ của Aavonoit
Flavonoit có nhiều hoạt tính sinh học như khả năng kháng oxi hóa, kháng
khối u, kháng viêm, chống dị ứng và là tác nhân bảo vệ gan. Vì vậy, nghiên cứu về
hoạt tính của các flavonoit luôn nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học
đặc biệt là nghiên cứu về khả năng kháng khối u của llavonoit.
1.2.2.1 - Khả năng kháng oxi hóa của ílavonoit [20] [21][41] [42] [49] [62]
Các ílavonoit là các chất kháng oxi hóa tự nhiên được thể hiện thông qua khả
năng bắt gốc tự do, tạo phức với ion kim loại và ức chế hệ thống enzim.
1.2.2.2- Tác nhân chống ung thư
Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu ở mức độ in vitro và in
vivo cũng như các nghiên cứu về dịch tễ học đề cập đến vai trò của flavonoit ở khẩu
phần ăn hàng ngày trong việc ngăn ngừa ung thư [56], một số sự kết hợp trong điều
trị được thực hiện với thực phẩm giàu ílavonoit như sử dụng đậu nành và ung thư vú
thời kỳ tiền mãn kinh, trà xanh và ung thư bao tử, hành và ung thư phổi...[97]. Vì
vậy, hiểu biết thêm về khả năng chống ung thư của các loại thực phẩm này sẽ giúp
cải thiện thói quen trong ăn uống của chúng ta.
Ngoài ra, bên cạnh các flavonoit tự nhiên thì các flavonoit tổng hợp là những
ứng cử viên cho các loại thuốc chống ung thư trong tương lai, một số các hợp chất
này đang ở trong giai đoạn thăm dò lâm sàng như navopiridol, 5,6dimetylxanthenon-4-axetic axit, phenoxodiol hay silybin,_[100]
Cơ chế khán» ung thư cùa flavonoit:
-
Fìavonoit là tắc nhân ngăn ngừa về mặt hóa học:
Năm 1996, Calomme M. và đồng nghiệp phát hiện flavonoit họ Cam có khả
năng ức chế sự đột biến của vi khuẩn. Các thí nghiệm cho thấy tangeretin kháng lại
tất cả các thử nghiệm trên các chất gây đột biến gián tiếp, còn nobiletin lại kháng sự
đột biến do benzo[a lpyren và 2-aminofluoren gây ra. Do tính chất này mà các
ílavonoit họ Cam (đặc biệt là tangeretin và nobilelin) đóng vai trò quan trọng trong
việc ngăn ngừa ung thư về mặt hóa học....[100]
- Xem thêm -