Tài liệu Khảo sát thành phần hóa học một số loài thuộc chi garcinia, họ bứa (guttiferae) mọc ở nam bộ việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ TẤN HẬU KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI GARCINIA, HỌ BỨA (GUTTIFERAE) MỌC Ở NAM BỘ VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Tp. Hồ Chí Minh – năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÕ TẤN HẬU KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI GARCINIA, HỌ BỨA (GUTTIFERAE) MỌC Ở NAM BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ Mã số chuyên ngành: 1.04.02 Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Minh Đức Phản biện 2: PGS.TS. Trần Công Luận Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Cửu Khoa Phản biện độc lập 1: GS.TSKH. Trần Văn Sung Phản biện độc lập 2: PGS.TS. Lê Thị Anh Đào NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS. TS. Phạm Đình Hùng 2. PGS. TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa Tp. Hồ Chí Minh – Năm 2013 2 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận án, tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến: PGS.TS. Phạm Đình Hùng, người đã hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến khoa học quý báu cho luận án cũng như các chuyên đề nghiên cứu sinh đã thực hiện. PGS.TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa, người đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận án. Không những thế, cô luôn chia sẻ, khuyến khích và động viên tôi trong những lúc khó khăn trên bước đường nghiên cứu khoa học. GS.TS. Gerhard Maas cùng các cộng sự ở Viện Hóa Hữu cơ, Trường Đại học Ulm Cộng hòa Liên bang Đức, đã tiếp nhận và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận án tại đây (từ 02/2005 đến 08/2005). Tổ chức KAAD (Catholic Academic Exchange Service, CHLB Đức) đã cấp học bổng thực tập sinh qua chương trình EU-Asia Link Medicinal Chemistry. Bộ môn Hóa Hữu cơ và Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án. Tập thể cán bộ Phòng thí nghiệm Hợp chất Tự nhiên và Hóa dược, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện thí nghiệm tại đây. Ban lãnh đạo Phân viện Công nghiệp Thực phẩm cùng các đồng nghiệp Phòng Chế biến và Bảo quản Nông sản Thực phẩm đã tạo điều kiện về thời gian, chia sẻ công việc chung để tôi có đủ thời gian hoàn thành luận án này. 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận án “Khảo sát thành phần hóa học một số loài thuộc chi Garcinia, họ Bứa (Guttiferae) mọc ở Nam bộ Việt Nam” là do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Phạm Đình Hùng và PGS.TS. Nguyễn Diệu Liên Hoa, Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh. Các kết quả ghi trong luận án là trung thực và chưa được bất kỳ tác giả nào công bố trước đây. Tác giả luận án Võ Tấn Hậu 4 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan iii Mục lục iv Các từ viết tắt vii Danh mục các bảng ix Danh mục các hình xi Danh mục các sơ đồ xii Danh mục phụ lục xiii MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN 3 1.1 Giới thiệu về hợp chất tự nhiên 3 1.2 Giới thiệu về họ Bứa (Guttiferae) 6 1.3 Giới thiệu về chi Garcinia 8 1.3.1 Đặc điểm thực vật 8 1.3.2 Công dụng 8 1.3.3 Thành phần hóa học 9 1.3.4 Hoạt tính sinh học 19 1.4 Nghiên cứu về chi Garcinia ở Việt Nam 23 1.5 Giới thiệu các loài nghiên cứu 25 1.5.1 Bứa cọng 25 1.5.2 Sơn vé 27 1.5.3 Bứa đồng 29 Chương 2. THỰC NGHIỆM 32 2.1 Thiết bị và hóa chất 32 2.2 Nguyên liệu 33 2.2.1 Bứa cọng (Garcinia pedunculata) 33 2.2.2 Sơn vé (Garcinia merguensis) 33 5 2.2.3 Bứa đồng (Garcinia schomburgkiana) 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 34 2.3.1 Chiết xuất và phân lập 34 2.3.2 Xác định cấu trúc 34 2.3.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào 34 2.4 Quy trình phân lập chất 36 2.4.1 Vỏ cây bứa cọng (G. pedunculata) 36 2.4.2 Vỏ trái bứa cọng (G. pedunculata) 42 2.4.3 Vỏ cây sơn vé (G. merguensis) 49 2.4.4 Vỏ cây bứa đồng (G. schomburgkiana) 52 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 55 3.1 Thành phần hóa học của vỏ cây bứa cọng 55 3.1.1 Pedunxanthon A (95) 56 3.1.2 Pedunxanthon B (96) 60 3.1.3 Pedunxanthon C (97) 63 3.1.4 Nigrolineaxanthon V (98) 66 3.1.5 Garbogiol (99) 69 3.1.6 1,5-Dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)-xanthon (100) 71 3.1.7 Dulxanthon A (101) 73 3.1.8 Acid oleanolic (102) 75 3.2 Thành phần hóa học của vỏ trái bứa cọng 77 3.2.1 Pedunxanthon D (103) 79 3.2.2 Pedunxanthon E (104) 83 3.2.3 Pedunxanthon F (105) 86 3.2.4 6-O-Demetyloliverixanthon (90) 90 3.2.5 Cowanin (87) 93 3.2.6 Norcowanin (106) 95 3.2.7 Cowanol (85) 97 3.2.8 Fuscaxanthon A (89) 99 6 3.2.9 -Mangostin (41) 101 3.2.10 Mangostanol (107) 103 3.2.11 1,6-Dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6- 105 dimetylpyrano-(2,3:3,2)xanthon (108) 3.2.12 3-Isomangostin (109) 107 3.2.13 1,7-Dihydroxyxanthon (88) 109 3.3 Thành phần hóa học của vỏ cây sơn vé 111 3.3.1 Globuxanthon (110) 112 3.3.2 Griffipavixanthon (111) 114 3.3.3 1,7-Dihydroxyxanthon (88) 120 3.4 Thành phần hóa học của vỏ cây bứa đồng 121 3.4.1 Schomburgxanthon (112) 122 3.4.2 3-Isomangostin hydrat (113) 126 3.4.3 1,7-Dihydroxyxanthon (88) 128 3.5 Hoạt tính gây độc tế bào 128 3.6 Nhận xét chung 129 3.6.1 Thành phần hóa học và con đường sinh tổng hợp 129 3.6.2 Đặc trưng phổ của các xanthon phân lập được 135 3.6.3 Hoạt tính sinh học 138 KẾT LUẬN 140 Kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo 141 Tài liệu tham khảo 142 Danh mục các công trình đã công bố 160 Phụ lục 7 CÁC TỪ VIẾT TẮT ATP : adenosine-5'-triphosphate br : broad, rộng d : doublet, mũi đôi DEPT : distortionless enhancement by polarization transfer DMAPP : dimetylallyl diphosphate đnc. : điểm nóng chảy GPP : geranyl diphosphate HCTN : hợp chất tự nhiên HMBC : heteronuclear multiple bond correlation HSQC : heteronulear single quantum coherence HR-EIMS : high resolution electron impact mass spectroscopy, khối phổ bắn phá điện tử phân giải cao HR-ESIMS : high resolution electron spray ionization mass spectroscopy khối phổ phân giải cao ion hóa bằng kỹ thuật phun điện IPP : isopentenyl diphosphate IR : infra red, hồng ngoại J : hằng số ghép cặp m : multiplet, mũi đa NADPH : nicotinamide adenine dinucleotide phosphate NOE : nuclear overhauser enhancement NMR : nuclear magnetic resonance, cộng hưởng từ hạt nhân Pđ : phân đoạn q : quartet, mũi bốn RP : reversed phase s : singlet, mũi đơn SAM : S-adenosylmethionine 8 sept : septet, mũi bảy SKC : sắc ký cột SKLM : sắc ký lớp mỏng t : triplet, mũi ba TMS : trimethylsilane UV : ultra violet, tử ngoại X6H : xanthone 6-hydroxylase X8H : xanthone 8-hydroxylase 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1 Bảng phân loại thực vật họ Bứa (Guttiferae) Bảng 2.1 Kết quả SKC cao eter dầu hỏa của vỏ cây bứa cọng 36 Bảng 2.2 Kết quả SKC cao CHCl3 của vỏ trái bứa cọng 42 Bảng 2.3 Kết quả SKC cao EtOAc của vỏ cây sơn vé 49 Bảng 2.4 Kết quả SKC cao EtOAc của vỏ cây bứa đồng 52 Bảng 3.1 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 95 58 Bảng 3.2 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 96 61 Bảng 3.3 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 97 64 Bảng 3.4 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 98 67 Bảng 3.5 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 99 69 Bảng 3.6 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 100 71 Bảng 3.7 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 101 73 Bảng 3.8 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 102 75 Bảng 3.9 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 103 81 Bảng 3.10 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 104 84 Bảng 3.11 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 105 88 Bảng 3.12 Số liệu phổ 1H NMR và 13C NMR và tương quan HMBC của 90 91 Bảng 3.13 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 87 93 Bảng 3.14 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 106 95 Bảng 3.15 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 85 97 Bảng 3.16 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 89 99 Bảng 3.17 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 41 101 Bảng 3.18 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 107 103 Bảng 3.19 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 108 105 Bảng 3.20 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 109 107 Bảng 3.21 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 88 109 10 7 Bảng 3.22 Số liệu phổ 1H và 13C NMR của 110 112 Bảng 3.23 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 111 118 Bảng 3.24 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 112 124 Bảng 3.25 Số liệu phổ 1H NMR, 13C NMR và tương quan HMBC của 113 126 Bảng 3.26 Giá trị IC50 của các xanthon trên hai dòng tế bào HeLa và NCI- 128 H460 Bảng 3.27 Khoảng hấp thu UV của xanthon theo kiểu mẫu oxygen hóa 134 Bảng 3.28 Đặc trưng phổ 1H và 13C NMR của các proton hương phương, 135 -OH kiềm nối, -OCH3 và C=O trong xanthon 11 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Tên hình Hình 1.1 Sự tạo thành các xanthon nguyên thủy và một số kiểu mẫu oxygen 12 hóa Hình 1.2 Sự metyl hóa nhóm –OH phenol 13 Hình 1.3 Sự tạo thành các tác nhân alkyl hóa 5C và 10C 13 Hình 1.4 Quá trình alkyl hóa nhân xanthon bởi IPP và GPP 14 Hình 1.5 Sự chuyển hóa của các nhóm alkyl 5C và 10C 14 Hình 1.6 Quá trình sinh tổng hợp morellin và dẫn xuất 15 Hình 1.7 Hình cây và trái bứa cọng (Garcinia pedunculata) 25 Hình 1.8 Hình cây, lá và trái sơn vé (Garcinia merguensis) 27 Hình 1.9 Hình cây và trái bứa đồng (Garcinia schomburgkiana) 29 Hình 3.1 Tương quan HMBC trong 95 57 Hình 3.2 Tương quan HMBC trong 96 60 Hình 3.3 Tương quan HMBC trong 97 63 Hình 3.4 Tương quan HMBC trong 98 65 Hình 3.5 Tương quan HMBC trong 103 80 Hình 3.6 Tương quan HMBC trong vòng A của 104 83 Hình 3.7 Tương quan HMBC trong 105 87 Hình 3.8 Tương quan HMBC trong vòng A của 90 90 Hình 3.9 Tương quan HMBC trong vòng 2,2,4-trimetylbicyclo[4.3.0]nona- 115 4,7-dien của 111 Hình 3.10 Tương quan HMBC trong hai nhân xanthon và sự liên kết của 116 chúng qua vòng 2,2,4-trimetylbicyclo[4.3.0]nona-4,7-dien của 111 Hình 3.11 Tương quan HMBC trong nhân xanthon còn lại của 111 116 Hình 3.12 Tương quan HMBC trong 112 123 Hình 3.13 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 95-101 và 110 130 Hình 3.14 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 111 131 12 Hình 3.15 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 107-109 và 112-113 132 Hình 3.16 Con đường sinh tổng hợp đề nghị cho 85, 87, 89-90 và 101-105 133 Hình 3.17 Đặc trưng phổ NMR của các nhóm thế trên nhân xanthon 136 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 2.1 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH3 37 Sơ đồ 2.2 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH4 39 Sơ đồ 2.3 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPH6 41 Sơ đồ 2.4 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF5 42 Sơ đồ 2.5 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF6 46 Sơ đồ 2.6 Quy trình phân lập chất từ phân đoạn GPF7 48 Sơ đồ 2.7 Quy trình phân lập chất từ cao chiết GME 50 Sơ đồ 2.8 Quy trình phân lập chất từ cao chiết GSE 53 13 DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Phổ IR của pedunxanthon A (95) Phụ lục 2. Phổ UV của pedunxanthon A (95) Phụ lục 3. Phổ 1H NMR của pedunxanthon A (95) Phụ lục 4. Phổ 13C NMR của pedunxanthon A (95) Phụ lục 5. Phổ HSQC của pedunxanthon A (95) Phụ lục 6. Phổ HMBC của pedunxanthon A (95) Phụ lục 7. Phổ IR của pedunxanthon B (96) Phụ lục 8. Phổ UV của pedunxanthon B (96) Phụ lục 9. Phổ 1H NMR của pedunxanthon B (96) Phụ lục 10. Phổ 13C NMR của pedunxanthon B (96) Phụ lục 11. Phổ HSQC của pedunxanthon A (96) Phụ lục 12. Phổ HMBC của pedunxanthon A (96) Phụ lục 13. Phổ IR của pedunxanthon C (97) Phụ lục 14. Phổ UV của pedunxanthon C (97) Phụ lục 15. Phổ 1H NMR của pedunxanthon C (97) Phụ lục 16. Phổ 1H NMR trao đổi D2O của pedunxanthon C (97) Phụ lục 17. Phổ 13C NMR của pedunxanthon C (97) Phụ lục 18. Phổ HSQC của pedunxanthon C (97) Phụ lục 19. Phổ HMBC của pedunxanthon C (97) Phụ lục 20. Phổ 1H NMR của nigrolineaxanthon V (98) Phụ lục 21. Phổ 13C NMR của nigrolineaxanthon V (98) Phụ lục 22. Phổ 1H NMR của garbogiol (99) Phụ lục 23. Phổ 13C NMR của garbogiol (99) Phụ lục 24. Phổ 1H NMR của 1,5-dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)-xanthon (100) Phụ lục 25. Phổ 13C NMR của 1,5-dihydroxy-3-metoxy-4-(3-metylbut-2-enyl)xanthon (100) 14 Phụ lục 26. Phổ 1H NMR của dulxanthon A (101) Phụ lục 27. Phổ 13C NMR của dulxanthon A (101) Phụ lục 28. Phổ 1H NMR của acid oleanoic (102) Phụ lục 29. Phổ 13C NMR của acid oleanoic (102) Phụ lục 30. Phổ IR của pedunxanthon D (103) Phụ lục 31. Phổ UV của pedunxanthon D (103) Phụ lục 32. Phổ 1H NMR của pedunxanthon D (103) Phụ lục 33. Phổ 13C NMR của pedunxanthon D (103) Phụ lục 34. Phổ HSQC của pedunxanthon D (103) Phụ lục 35. Phổ HMBC của pedunxanthon D (103) Phụ lục 36. Phổ IR của pedunxanthon E (104) Phụ lục 37. Phổ UV của pedunxanthon E (104) Phụ lục 38. Phổ 1H NMR của pedunxanthon E (104) Phụ lục 39. Phổ 13C NMR của pedunxanthon E (104) Phụ lục 40. Phổ HSQC của pedunxanthon E (104) Phụ lục 41. Phổ HMBC của pedunxanthon E (104) Phụ lục 42. Phổ IR của pedunxanthon F (105) Phụ lục 43. Phổ UV của pedunxanthon F (105) Phụ lục 44. Phổ 1H NMR của pedunxanthon F (105) Phụ lục 45. Phổ 13C NMR của pedunxanthon F (105) Phụ lục 46. Phổ HSQC của pedunxanthon F (105) Phụ lục 47. Phổ HMBC của pedunxanthon F (105) Phụ lục 48. Phổ 1H NMR của 6-O-demetyloliverixanthon (90) Phụ lục 49. Phổ 13C NMR của 6-O-demetyloliverixanthon (90) Phụ lục 50. Phổ 1H NMR của cowanin (87) Phụ lục 51. Phổ 13C NMR của cowanin (87) Phụ lục 52. Phổ 1H NMR của norcowanin (106) Phụ lục 53. Phổ 13C NMR của norcowanin (106) Phụ lục 54. Phổ 1H NMR của cowanol (85) Phụ lục 55. Phổ 13C NMR của cowanol (85) 15 Phụ lục 56. Phổ 1H NMR của fuscaxanthon A (89) Phụ lục 57. Phổ 13C NMR của fuscaxanthon A (89) Phụ lục 58. Phổ 1H NMR của -mangostin (41) Phụ lục 59. Phổ 13C NMR của -mangostin (41) Phụ lục 60. Phổ 1H NMR của mangostanol (107) Phụ lục 61. Phổ 13C NMR của mangostanol (107) Phụ lục 62. Phổ 1H NMR của 1,6-dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6dimetylpyrano(2,3:3,2)-xanthon (108) Phụ lục 63. Phổ 13C NMR của 1,6-dihydroxy-7-metoxy-8-(3-metyl-2-butenyl)-6,6dimetylpyrano(2,3:3,2)-xanthon (108) Phụ lục 64. Phổ 1H NMR của 3-isomangostin (109) Phụ lục 65. Phổ 13C NMR của 3-isomangostin (109) Phụ lục 66. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88) Phụ lục 67. Phổ 13C NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88) Phụ lục 68. Phổ 1H NMR của gluboxanthon (110) Phụ lục 69. Phổ 13C NMR của gluboxanthon (110) Phụ lục 70. Phổ 1H NMR của griffipavixanthon (111) Phụ lục 71. Phổ 13C NMR của griffipavixanthon (111) Phụ lục 72. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88) Phụ lục 73. Phổ IR của schomburgxanthon (112) Phụ lục 74. Phổ UV của schomburgxanthon (112) Phụ lục 75. Phổ 1H NMR của schomburgxanthon (112) Phụ lục 76. Phổ 13C NMR của schomburgxanthon (112) Phụ lục 77. Phổ HSQC của schomburgxanthon (112) Phụ lục 78. Phổ HMBC của schomburgxanthon (112) Phụ lục 79. Phổ 1H NMR của 3-isomangostin hydrat (113) Phụ lục 80. Phổ 13C NMR của 3-isomangostin hydrat (113) Phụ lục 81. Phổ 1H NMR của 1,7-dihydroxyxanthon (88) 16 MỞ ĐẦU Thực vật đa dạng và phong phú không những là nguồn thức ăn hằng ngày mà còn cung cấp nhiều sản phẩm hữu ích khác cho con người trong nhiều lĩnh vực như hương liệu, phẩm màu, thuốc phòng trừ sâu bệnh và quan trọng hơn cả là làm thuốc chữa bệnh. Bằng kinh nghiệm của mình, từ xa xưa con người đã biết sử dụng các loài cây cỏ quanh môi trường sống hay các dịch trích thô để điều trị hiệu quả nhiều chứng bệnh và các kinh nghiệm này luôn được kế thừa, phát triển từ thế hệ này sang thế hệ khác. Ngày nay thực vật vẫn tiếp tục được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển với mục đích trị bệnh. Kết quả nghiên cứu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy có khoảng 80% dân số thế giới hiện vẫn dựa vào các thuốc có nguồn gốc từ thực vật để chăm sóc sức khỏe ban đầu [43]. Việc sử dụng các phương pháp tổng hợp hóa học để phát triển các loại thuốc mới trong công nghiệp dược phẩm đã phát triển nhanh chóng trong nhiều năm qua. Tuy nhiên hợp chất tự nhiên (HCTN) hiện vẫn đóng vai trò không nhỏ trong việc phát triển nhiều loại dược phẩm mới. Kết quả phân tích nguồn gốc dược phẩm cho thấy thuốc có nguồn gốc tự nhiên hay dẫn xuất của HCTN chiếm 34% trong tổng số các loại thuốc mới đưa ra thị trường từ 01/1981 đến 06/2006 [103, 104]. Theo khảo sát về các loại thuốc mà Bộ Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cấp phép lưu hành, có 30% là HCTN hoặc dẫn xuất của chúng [34]. Từ năm 1983 đến 1994, tỷ lệ thuốc chống lây nhiễm và kháng ung thư có nguồn gốc tự nhiên lên đến > 60% [35]. Điều này cho thấy tầm quan trọng của HCTN trong tiến trình phát triển dược phẩm mới. Trong quá trình này, việc ly trích, phân lập và xác định cấu trúc của các HCTN có trong cây cỏ là giai đoạn đầu tiên không thể thiếu trong quá trình này. Không những được sử dụng để trị bệnh, thực vật còn là nguồn cung cấp các chất có tác dụng tăng cường sức khoẻ và phòng ngừa bệnh tật. Các chất có tác dụng này hiện đang được sử dụng để phát triển các loại thực phẩm mới với tên gọi là thực phẩm chức năng, là thực phẩm dùng để hỗ trợ hoạt động của các bộ phận trong cơ thể, tạo tình 17 trạng thoải mái cũng như giảm bớt nguy cơ gây bệnh và hiện được sử dụng khá phổ biến ở các nước phát triển [18, 53, 78, 159]. Chi Garcinia thuộc họ Bứa hay còn gọi là họ Măng cụt (Guttiferea, Clusiaceae) có khoảng 260 loài [14, 15]. Nhiều loài được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong y học cổ truyền ở nhiều nước trên thế giới. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học khoảng 80 loài cho thấy chi này là nguồn cung cấp chủ yếu các xanthon, benzophenon và biflavonoid với nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý như chống tác nhân gây bệnh nhiễm trùng kể cả virus HIV và virus corona, kháng ung thư, ức chế hoạt động của một số enzym và nhiều hoạt tính sinh học khác. Với thành phần hóa học phong phú, hoạt tính sinh học đa dạng và được sử dụng nhiều trong dân gian để trị bệnh, việc nghiên cứu chi Garcinia ở Việt Nam là điều cần thiết. Trong luận án này chúng tôi tiến hành phân lập và xác định cấu trúc các HCTN có trong ba loài thực vật thuộc chi Garcinia mọc ở Nam Bộ Việt Nam là bứa cọng (G. pedunculata), sơn vé (G. merguensis) và bứa đồng (G. schomburgkiana) nhằm mục tiêu khảo sát thành phần hóa học của chi Garcinia ở Việt Nam, góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc định hướng khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thực vật đa dạng và phong phú ở nước ta; làm giàu danh mục các HCTN mới trên thế giới từ nguồn thực vật trong nước, khẳng định giá trị tài nguyên thực vật Việt Nam. Ngoài ra chúng tôi còn khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập được trên hai dòng tế bào ung thư cổ tử cung HeLa và ung thư phổi NCI-H460. Luận án cũng cung cấp mẫu chất cho các thử nghiệm hoạt tính sinh học khác sẽ thực hiện trong tương lai, góp phần làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về dược tính của các loài cây này. 18 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về hợp chất tự nhiên Loài người đã biết sử dụng nguồn nguyên liệu thực vật và động vật để làm thuốc chữa bệnh cách đây hàng ngàn năm. Có lẽ một trong những ứng dụng đầu tiên của HCTN (còn gọi là các chất trao đổi thứ cấp) là sử dụng các chất độc từ động thực vật cho mục đích săn bắn và chống kẻ thù. Các nền văn minh cổ đại lớn ở Trung Quốc, Ấn Độ, Ai Cập đã để lại nhiều dấu vết về việc sử dụng sản phẩm tự nhiên để trị bệnh [19]. Việc trị bệnh này cũng xuất hiện ở nhiều nền văn minh cổ đại khác. Người Assyrie biết sử dụng hơn 1000 loài thực vật để trị bệnh vào khoảng 1900-400 trước CN. Sự phát hiện ra hai bảng viết tay bằng giấy papyrus từ thời Ai Cập cổ đại cho thấy họ đã biết nhiều phương thức chữa bệnh bằng thuốc và phẫu thuật [6]. Tuy sử dụng nhiều dịch trích từ động thực vật từ rất lâu nhưng con người vẫn chưa biết đến thành phần hóa học của chúng. Khi hóa học phát triển từ thời kỳ “huyền bí” thành một ngành khoa học vào thế kỷ 19, nhiều nhà khoa học bắt đầu chiết xuất, tinh chế và phân tích các chất có nguồn gốc từ sinh vật với bước ngoặc là sự phân lập một chất có tính kiềm (quinin) từ vỏ cây Cinchona của hai nhà khoa học người Pháp Caventou và Pelletier [114]. Việc phân lập các hợp chất này cùng với một số các HCTN khác khởi đầu cho sự ra đời một ngành khoa học mới, hóa học các HCTN. Vào khoảng những năm 1815 đến 1860, hơn 20 HCTN đã được phân lập như quinin (1) và morphin (2) [36]. Do nhiều giới hạn về kỹ thuật và công cụ nghiên cứu, các nhà khoa học chỉ mới xác định được công thức phân tử và mô tả một số phản ứng đặc trưng của các hợp chất thu được. Sau đó nhiều nỗ lực phân giải cấu trúc đã được thực hiện song song với việc nhiều hợp chất mới được tiếp tục tìm thấy. Tuy vậy, cấu trúc chính xác của một số hợp chất này chỉ được xác định vào thế kỷ 20. 19 H HO OMe H N O OH H NMe H N H HO 1 2 Tương tự các ngành khoa học khác, nhiều phát minh khoa học đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình phát triển của ngành hóa học các HCTN. Khởi đầu là việc ứng dụng oxid nhôm (Al2O3) để tách các chất màu của nhà khoa học Nga Mikhail Tswett vào đầu thế kỷ thứ 18, phương pháp ngày nay gọi là sắc ký [160]. Trước khi có phát minh này, việc phân lập và tinh chế các HCTN được thực hiện bằng phương pháp chưng cất, trích chọn lọc bằng dung môi hoặc kết tinh và quá trình này được thực hiện lập lại nhiều lần cho đến khi hợp chất được xem là tinh khiết [36]. Từ phương pháp sắc ký đơn giản ban đầu, nhiều kỹ thuật phức tạp hơn đã được phát triển như sắc ký giấy, sắc ký cột, sắc ký lỏng và đặc biệt là sắc ký lỏng hiệu năng cao làm cho quá trình phân lập chất trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều. Kế đến là việc ứng dụng các phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc các hợp chất hữu cơ. Các phương pháp phổ UV, IR, MS và đặc biệt NMR đã làm nên cuộc cách mạng thực sự trong việc phân giải cấu trúc các HCTN [36]. Cho đến khoảng những năm 1940, việc xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được là một quá trình gián tiếp, kết hợp các bằng chứng từ nhiều dữ liệu thực nghiệm. Đây là một quá trình phức tạp và mất nhiều thời gian, sử dụng lượng mẫu nghiên cứu lớn, phải thực hiện nhiều phản ứng hóa học để xác định các nhóm định chức và làm các phản ứng giảm cấp để phân mảnh hợp chất ban đầu thành các hợp chất nhỏ đơn giản hơn. Với các phương pháp phổ nghiệm ngày nay, cấu trúc các HCTN được phân giải nhanh chóng với lượng mẫu cần ít hơn rất nhiều so với trước. Trước đây, nghiên cứu hóa học các HCTN chủ yếu tập trung vào việc phân lập, phân giải cấu trúc và tổng hợp cũng như bán tổng hợp. Ngày nay hóa học các HCTN trở thành một lĩnh vực đa ngành bao gồm hóa học và một số phân ngành của sinh học 20