BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HOÁ HỌC
------------
LÊ THỊ HỒNG NHUNG
NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA LOÀI THÔNG LÁ DẸT (PINUS KREMPFII LECOMTE) VÀ
NGŨ GIA BÌ HƯƠNG (ACANTHOPANAX TRIFOLIATUS L. MERR.).
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Hà Nội – Năm 2014
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình
nghiên cứu trước đây.
Tác giả luận án
Lê Thị Hồng Nhung
2
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu, tôi
đã nhận được nhiều sự giúp đỡ chân tình của các thầy cô, các nhà khoa học cũng
như đồng nghiệp, bạn bè và người thân.
Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin gửi đến PGS. TS. Trịnh
Thị Thủy và TS. Nguyễn Thanh Tâm – những người thầy đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi, tận tình hướng dẫn và có nhiều góp ý quý báu trong thời gian thực hiện luận
án.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS. TSKH. Trần Văn Sung đã tạo điều kiện tốt
nhất để tôi được học tập, nghiên cứu tại Phòng Tổng hợp hữu cơ và cũng là người
đã ủng hộ tôi thực hiện luận án này.
Tôi cũng xin cảm ơn đến các cán bộ nghiên cứu phòng Tổng hợp hữu cơ –
Viện Hóa học đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành
bản luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các nhà khoa học Viện Hóa học đã
giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong chương
trình đào tạo.
Tôi trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
cùng Ban lãnh đạo Viện Hóa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời
gian học tập.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình, đồng
nghiệp và bạn bè đã ủng hộ và động viên tôi hoàn thành tốt luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà nội, ngày……. tháng…… năm 2014
Tác giả luận án
3
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ………….……………………………….………... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ………………………………………….……..........vi
DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………..…... iix
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………ix
MỞ ĐẦU………….……………………………….………………..…...……… 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 3
1.1. Tổng quan về hai loài nghiên cứu.............................................................. 3
1.1.1. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) .............................................. 3
1.1.1.1. Đặc điểm thực vật loài Thông lá dẹt ................................................. 3
1.1.1.2. Tình hình nghiên cứu loài Thông lá dẹt ............................................ 4
1.1.1.3. Tình hình nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Pinus ... 5
1.1.2. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) ....................... 8
1.1.2.1. Đặc điểm thực vật loài Ngũ gia bì hương ......................................... 8
1.1.2.2. Ứng dụng trong y học dân gian của loài Ngũ gia bì hương ............... 9
1.1.2.3. Tình hình nghiên cứu của loài Ngũ gia bì hương .............................. 9
1.2. Các hợp chất flavonoid ............................................................................ 14
1.2.1. Cấu trúc hóa học ..................................................................................... 14
1.2.2. Hoạt tính sinh học ................................................................................... 16
1.3. Các hợp chất triterpene khung lupane ................................................... 19
1.3.1. Cấu trúc hóa học ..................................................................................... 19
1.3.2. Hoạt tính sinh học ................................................................................... 19
1.4. Chuyển hóa hóa học hợp chất triterpene khung lupane và hoạt tính sinh
học của chúng .................................................................................................. 22
1.4.1. Chuyển hóa nhóm OH ............................................................................. 22
1.4.1.1. Chuyển hóa thành ester .................................................................. 22
1.4.1.2. Chuyển hoá thành ketone, acid, oxime, amine ................................ 24
1.4.1.3. Chuyển hóa thành carbamate ......................................................... 26
1.4.2. Chuyển hoá nhóm isopropenyl ................................................................ 27
4
1.4.2.1. Khử hoá nối đôi ∆ 20(29)............................................................... 27
1.4.2.2. Oxy hoá nối đôi ∆ 20(29) .............................................................. 28
1.4.2.3. Chuyển hoá ở vị trí allyl của nối đôi .............................................. 28
1.4.3. Chuyển hóa nhóm 28-COOH .................................................................. 29
1.4.3.1. Chuyển hóa thành ester .................................................................. 29
1.4.3.2. Chuyển hóa thành amide ................................................................ 30
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................. 32
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị ............................................................. 32
2.1.1. Nguyên liệu ............................................................................................. 32
2.1.2. Hóa chất ................................................................................................. 32
2.1.3. Thiết bị .................................................................................................... 32
2.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 33
2.2.1.Phương pháp chiết tách ........................................................................... 33
2.2.1.1. Phương pháp chiết tách các chất từ loài Thông lá dẹt ..................... 33
2.2.1.2. Phương pháp chiết tách các chất từ loài Ngũ gia bì hương ............. 34
2.2.2.Phương pháp xác định cấu trúc................................................................ 34
2.2.3.Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học ................................................ 35
2.2.3.1. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis ........................................ 35
2.2.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào ................................................................ 35
2.2.3.3. Hoạt tính chống oxi hóa ................................................................. 37
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ...................................................................... 39
3.1. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) ........................................... 38
3.1.1. Cặn chiết n-hexane .................................................................................. 40
3.1.2. Cặn chiết ethyl acetate (EtOAc) .............................................................. 40
3.1.2.1. Phân lập chất.................................................................................. 40
3.1.2.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được .................................. 42
3.1.3. Cặn chiết n-buthanol (n-BuOH) .............................................................. 43
3.2. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) ................ 45
3.2.1. Phân lập các hợp chất từ loài Ngũ gia bì hương ..................................... 45
5
3.2.1.1. Quá trình phân lập.......................................................................... 45
3.2.1.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được .................................. 48
3.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất của hai chất AT1, AT2 ....................................... 48
3.2.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT1 ............................................. 48
3.2.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT2 ............................................. 57
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 64
4.1. Kết quả từ loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte).......................... 64
4.1.1. Thành phần hóa học của cặn n-hexane ................................................... 64
4.1.2. Các chất phân lập được từ cặn EtOAc .................................................... 65
4.1.2.1. Tectochrysin (PK1) ....................................................................... 65
4.1.2.2. Pinostrobin (PK2) .......................................................................... 68
4.1.2.3. Pinobanksin (PK3) ........................................................................ 71
4.1.2.4. Galangin (PK4) ............................................................................. 75
4.1.2.5. Strobopinin (PK5) ......................................................................... 78
4.1.2.6. Crytostrobin (PK6) ........................................................................ 82
4.1.3. Chất phân lập được từ cặn chiết n-BuOH ............................................... 85
4.2. Kết quả từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L. Merr.) . 92
4.2.1. Các hợp chất được phân lập và xác định từ loài Ngũ gia bì hương. ........ 92
4.2.1.1. 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1) ...... 92
4.2.1.2. 24-nor-3α,11α dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2) ......... 95
4.2.1.3. 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3) .......... 98
4.2.2. Các dẫn xuất chuyển hóa hóa học của hợp chất AT1, AT2 ................... 105
4.2.2.1. Các dẫn xuất của AT1.................................................................. 106
4.2.2.2. Các dẫn xuất của AT2 ................................................................ 112
4.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập và chuyển hóa hóa học.117
4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ....................................................................... 117
4.3.2. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis ................................................ 119
4.3.3. Hoạt tính chống oxi hóa ........................................................................ 120
BẢNG TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP VÀ CHUYỂN HÓA HOÁ
HỌC TỪ HAI LOÀI NGHIÊN CỨU………….…....…..................... 122
6
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 128
CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .................................. 130
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH ........... 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 133
PHỤ LỤC
7
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1
Ester hoá acid betulinic ở vị trí 3β-OH tạo các hợp chất
22
56.1–56.8
Sơ đồ 1.2
Ester hoá betulinic acid ở vị trí 3β-OH tạo hợp chất 57
23
Sơ đồ 1.3
Chuyển hóa nhóm 3β-OH, 28-OH của betulin
23
Sơ đồ 1.4
Chuyển hóa nhóm 28-OH của betulin tạo dẫn xuất 64, 65
24
Sơ đồ 1.5
Chuyển hoá nhóm 3β-OH của betulinic acid thành ketone,
25
oxime, amine.
Sơ đồ 1.6
Tổng hợp acid betulinic từ betulin
25
Sơ đồ 1.7
Tổng hợp các dẫn xuất carbamate của betulinic acid
26
Sơ đồ 1.8
Chuyển hóa các dẫn xuất carbamate của betulin
27
Sơ đồ 1.9
Khử hoá nối đôi ∆ 20(29) của betulinic acid
27
Sơ đồ 1.10
Oxi hóa nối đôi ∆ 20(29) của betulinic acid
28
Sơ đồ 1.11
Chuyển hóa vị trí allyl của nối đôi tạo hợp chất 85- 87
29
Sơ đồ 1.12
Tổng hợp một số dẫn xuất este của 23-hydroxy betulinic acid
30
Sơ đồ 1.13
Tổng hợp dẫn xuất A43-D của betulinic acid
31
Sơ đồ 3.1
Quy trình chiết rễ Thông lá dẹt
39
Sơ đồ 3.2
Phân lập các chất từ cặn chiết EtOAc của rễ Thông lá dẹt
41
Sơ đồ 3.3
Phân lập chất PK7 từ cặn chiết n-BuOH của rễ Thông lá dẹt
44
Sơ đồ 3.4
Quy trình chiết mẫu Ngũ gia bì hương
45
Sơ đồ 3.5
Phân lập các hợp chất từ cặn chiết dichlorometan của loài
47
Ngũ gia bì hương
Sơ đồ 4.1
Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT1
106
Sơ đồ 4.2
Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT2
112
8
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1
Ảnh cây và tiêu bản của loài Thông lá dẹt
4
Hình 1.2
Hình ảnh về loài Ngũ gia bì hương
8
Hình 1.3
Vòng benzopyrano của hợp chất flavonoid
14
Hình 4.1
Phổ khối ESI-MS (positive) của chất PK1
67
Hình 4.2.
Phổ 1H-NMR của chất PK1 (500 MHz, DMSO-d6)
67
Hình 4.3
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK1 (125 MHz, DMSO-d6)
68
Hình 4.4
Phổ 1H-NMR của chất PK2 (500 MHz, CD3OD)
70
Hình 4.5
Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK2 (500 MHz, CD3OD)
70
Hình 4.6
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK2 (125 MHz, CD3OD)
71
Hình 4.7
Phổ khối FT-IR của chất PK3
73
Hình 4.8
Phổ khối ESI-MS (positive ion) của chất PK3
73
Hình 4.9
Phổ 1H-NMR của chất PK3 (500 MHz, CD3OD)
74
Hình 4.10
Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK3 (500 MHz, CD3OD)
74
13
Hình 4.11
Phổ C-NMR của chất PK3 (125 MHz, CD3OD)
75
Hình 4.12
Phổ ESI-MS (positive ion) của chất PK4
77
Hình 4.13
Phổ 1H-NMR của chất PK4(500 MHz, CD3OD)
77
Hình 4.14
Phổ 13C-NMR của chất PK4 (125 MHz, CD3OD)
78
Hình 4.15
Phổ FT-IR của chất PK5
80
Hình 4.16
Phổ 1H-NMR của chất PK5 (500 MHz, CD3OD)
81
Hình 4.17
Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK5 (500 MHz, CD3OD)
81
Hình 4.18
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK5 (125 MHz, CD3OD)
82
Hình 4.19
Phổ 1H-NMR của chất PK6 (500MHz, CD3OD)
84
Hình 4.20
Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK6 (500MHz, CD3OD)
84
Hình 4.21
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK6 (125MHz, CD3OD)
85
Hình 4.22
Một số tương tác chính trong phổ HMBC của chất PK7
86
Hình 4.23
Một số tương tác chính trong phổ NOESY của chất PK7
87
Hình 4.24
Chất burselignan (PK7a)
87
9
Hình 4.25
Phổ HR-ESI-MS (positive ion) của chất PK7
88
Hình 4.26
Phổ 1H NMR của chất PK7 (500 MHz, CD3OD)
89
Hình 4.27
Phổ 13C và DEPT của chất PK7 (125 MHz, CD3OD)
89
Hình 4.28
Phổ HSQC của chất PK7
90
Hình 4.29
Phổ HMBC của chất PK7
90
Hình 4.30
Phổ NOESY của chất PK7
91
Hình 4.31
Phổ khối ESI-MS (positive ion) của chất AT1
94
Hình 4.32
Phổ 1H-NMR của chất AT1 (500 MHz, CDCl3)
94
Hình 4.33
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất AT1 (125MHz, CDCl3)
95
Hình 4.34
Phổ ESI-MS (positive ion) của chất AT2
97
1
Hình 4.35
Phổ H-NMR của chất AT2 (500 MHz, CDCl3)
97
Hình 4.36
Phổ 13C-NMR và DEPT của chất AT2 (125MHz, CDCl3)
98
Hình 4.37
Các tương tác chính trên phổ COSY, HMBC của chất AT3
100
Hình 4.38
Phổ FT- IR của chất AT3
101
Hình 4.39
Phổ HR-ESI-MS (positive ion) của chất AT3
101
Hình 4.40
Phổ 1H-NMR của chất AT3 (500 MHz, CD3OD)
102
Hình 4.41
Phổ 1H-NMR (giãn) của chất AT3 (500 MHz, CD3OD)
102
13
Hình 4.42
Phổ C-NMR và DEPT của chất AT3 (125 MHz, CD3OD)
103
Hình 4.43
Phổ HSQC của chất AT3
103
Hình 4.44
Phổ HMBC của chất AT3
104
Hình 4.45
Phổ COSY của chất AT3
104
10
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1
Một số thành phần thường có trong tinh dầu, nhựa của chi
6
Pinus
Bảng 1.2
Một số terpene tiêu biểu được phân lập từ thân gỗ của chi
7
Pinus
Bảng 1.3
Một số khung flavonoid thường gặp
15
Bảng 3.1
Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT6, AT7
50
Bảng 3.2
Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT10 – AT12
52
Bảng 3.3
Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT15 – AT17
55
Bảng 3.4
Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT20 – AT23
58
Bảng 4.1
Kết quả phân tích thành phần hóa học của cặn chiết n-
64
hexane bằng phương pháp GC-MS
Bảng 4.2
Số liệu phổ 1H-, 13C-NMR của PK1 và tectochrysin
1
13
66
Bảng 4.3
Số liệu phổ H, C-NMR của PK2 và pinostrobin
69
Bảng 4.4
Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của PK3 và số liệu của pinobanksin
72
Bảng 4.5
Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của PK4
76
Bảng 4.6
Số liệu phổ 1H-, 13C-NMR của PK5 và (2S)-Strobopinin
79
Bảng 4.7
Số liệu phổ 1H-, 13C-NMR của PK6 và (2S)-Cryptostrobin
83
Bảng 4.8
Số liệu phổ 1H,
C-NMR của PK7, (+)-Isolariciresinol và
87
C-NMR của AT1 và 24-nor-11α-hydroxy-
93
13
Burselignan
Bảng 4.9
Số liệu phổ 1H-,
13
3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid
Bảng 4.10
Số liệu phổ
1
H-,
13
C-NMR của AT1 và 24-nor-3α,11α
96
dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid
Bảng 4.11
Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của AT3 (CD3OD, 500/125MHz)
99
Bảng 4.12
Kết quả hoạt tính gây độc tế bào
117
11
Bảng 4.13
Kết quả hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis
119
Bảng 4.14
Kết quả hoạt tính chống oxi hóa theo phương pháp DPPH
120
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
H-NMR
Proton Nuclear Magnetic
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Resonance Spectroscopy
13
C-
Carbon -13 Nuclear Magnetic
NMR
Resonance Spectroscopy
DEPT
Distortionless Enhancement by
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13
Phổ DEPT
Polarisation Transfer
HMBC
HSQC
1
H-1H-
Heteronuclear Multiple Bond
Phổ tương tác đa liên kết hai chiều dị hạt
Correlation
nhân
Heteronuclear Single Quantum
Phổ tương tác hai chiều trực tiếp dị hạt
Coherence
nhân
1
Phổ tương tác hai chiều đồng hạt nhân
H-1H- Correlation Spectroscopy
1
H-1H
COSY
ESI-MS
Phổ khối ion hóa bằng phun mù điện tử
Electron Spray Ionization-Mass
Spectroscopy
HR-ESI-
High Resolution Electron Spray
Phổ khối phân giải cao ion hóa bằng
MS
Ionization Mass Spectroscopy
phun mù điện tử
FT-IR
Infrared Spectroscopy
Phổ hồng ngoại
s
singlet
d
doublet
t
triplet
q
quartet
dd
doublet of doublet
dt
doublet of triplet
br
broad
m
multiplet
J (Hz)
Hằng số tương tác (Hz)
12
δ (ppm)
Độ dịch chuyển hóa học tính
(ppm = part per million)
bằng ppm (phần triệu)
CC
Column Chromatography
Sắc ký cột
SKLM
Sắc ký lớp mỏng
KB
Human epidermoid carcinoma
Ung thư biểu mô
Hep-G2
Hepatocellular carcinoma human
Ung thư gan người
MCF-7
Adeno carcinoma
Ung thư vú
Lu
Human lung carcinoma
Ung thư phổi
RD
Human rhabdomyosarcoma
Ung thư màng tim
TPA
12-O-Tetradecanoylphorbol-13acetate
IC50
Inhibitory concentration 50%
Nồng độ ức chế 50% tế bào thử nghiệm
EC50
Effective concentration 50%
Liều có hiệu quả trên 50% tế bào thử
nghiệm
MIC
Minimum inhibitory concentration
Nồng độ ức chế tối thiểu
Ac
CH3CO-
Acetyl
Me
-CH3
Methyl
Bu
-C4H9
Butyl
Et
-C2H5
Ethyl
DMSO
Dimetylsunfoxit
TMS
Tetrametyl Silan
4-DMAP
4-dimetylaminopyridin
THF
Tetrahydrofuran
TEA
Triethylamine
AZT
Azidothymidine
TBDPSCl
Tert-Butyldiphenylchlorosilane
DIBALH
Diisobutylaluminium hydride
EDCI
1-Ethyl-3-(3-
13
dimethylaminopropyl)carbodiimide
PL
rt
Phụ lục
Nhiệt độ phòng
Room temperature
hiệu suất phản ứng
H
Rf
Retention factor
[αD]
Năng suất quay cực
LSP
Lượng sản phẩm
CTPT
Công thức phân tử
KLPT
Khối lượng phân tử
14
15
MỞ ĐẦU
Y học cổ truyền phương Đông có một lịch sử lâu đời và là một kho tàng y
dược phong phú từ hàng nghìn năm. Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật nói chung, y học nói riêng, nền y học cổ truyền đang có những đóng góp to
lớn vào việc phòng và chữa bệnh, làm tăng tuổi thọ của con người và nâng cao chất
lượng cuộc sống. Nhiều hợp chất hóa học có nguồn gốc từ thiên nhiên được sử dụng
làm thuốc có hiệu quả như atermisinin từ cây Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua
L.) làm thuốc chống sốt rét diệt thể phân liệt, taxol từ cây Thông đỏ (Taxus
Cuspidata) được sử dụng làm thuốc chống ung thư…Ngoài ra, người ta còn có thể
sử dụng dịch chiết của thảo dược làm thực phẩm chức năng trong việc hỗ trợ chữa
bệnh như dịch chiết từ cây Trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium) là thuốc điều
trị phì đại lành tính tuyến tiền liệt (u xơ tuyến tiền liệt) ở nam giới và u xơ tử cung ở
nữ giới, hay gần đây là sản phẩm từ dịch chiết của 7 loại thảo dược quý (Khổ qua,
Dây thìa canh, Hoài sơn, Sinh địa, Thương truật, Linh chi và tảo Spirulina) có khả
năng điều trị đái tháo đường… Với những kết quả đạt được cho thấy việc nghiên
cứu thành phần hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên có một ý nghĩa khoa học và
thực tiễn cao, đặc biệt ở Việt Nam, một nước có thảm thực vật phong phú, có nguồn
tài nguyên dược liệu vô cùng quý giá.
Ngoài việc phân lập các hợp chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học còn
tiến hành chuyển hóa hóa học từ các hợp chất thiên nhiên ban đầu nhằm tạo ra các
hoạt chất mới có hoạt lực cao hơn, ưu việt hơn, độc tính thấp hơn. Đây cũng là một
phương pháp để tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học, định hướng cho ngành
hóa dược. Theo thống kê dựa vào đơn thuốc ở Mỹ công bố cho thấy trên 50% loại
thuốc được kê đơn chứa các hoạt chất có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc được tổng hợp
dựa vào cấu trúc của các hợp chất tự nhiên.
Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) thuộc chi Pinus, họ Pinaceae.
Loài này mới chỉ có một công bố duy nhất trên thế giới từ năm 1966 và là một thực
vật đặc hữu của Việt Nam, “hóa thạch sống” hiếm hoi còn sót lại cho đến ngày nay.
16
Việc nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Thông lá dẹt
ngoài ý nghĩa về khoa học còn có ý nghĩa rất lớn về mặt xã hội.
Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) thuộc chi
Acanthopanax, họ Araliaceae. Ngay từ những năm 80 của thế kỷ trước, đã có nhiều
công trình công bố về thành phần hóa học của cây này. Nhiều hợp chất triterpene
acid có khung lupan với hàm lượng khá cao đã được phân lập và xác định. Tuy
nhiên, cho đến nay chưa có công trình khoa học nào về nghiên cứu tổng hợp các
dẫn xuất triterpene từ cây này được công bố.
Trên nền tảng đó, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hóa học và thăm
dò hoạt tính sinh học của loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) và Ngũ
gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.)”.
Mục tiêu của luận án:
1. Nghiên cứu thành phần hóa học của loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii
Lecomte)
2. Nghiên cứu chiết tách các chất, đặc biệt là các triterpene khung lupane có
hàm lượng cao từ Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) để làm
nguyên liệu cho quá trình chuyển hóa.
3. Tổng hợp các dẫn xuất từ các triterpene phân lập được
4. Khảo sát hoạt tính sinh học như khả năng kháng chủng Bacillus subtilis, khả
năng gây độc với một số dòng tế bào ung thư, khả năng chống oxi hóa của các dịch
chiết và các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho việc nghiên cứu
ứng dụng các hợp chất này trong công nghệ hóa dược.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
17
1.1.
Tổng quan về hai loài nghiên cứu
1.1.1. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte)
1.1.1.1.
Đặc điểm thực vật loài Thông lá dẹt
Thông lá dẹt hay còn được gọi là Thông hai lá dẹt hay Thông lá dẹp, Thông
Sré (Pinus krempfii, tên đồng nghĩa là Ducampopinus krempfii (Lecomte) A. Chev),
thuộc chi Pinus, họ Thông Pinaceae. Loài này được ví như “sứ giả thời tiền sử” sinh cùng thời với khủng long, là một thực vật cổ “hóa thạch sống” hiếm hoi còn sót
lại cho đến ngày nay. Hiện tại, Thông hai lá dẹt được xếp ở loài hiếm, mức độ đe
dọa có thể bị tuyệt chủng (bậc R) do nạn săn lùng của sơn tràng và do môi trường
sống của chúng (rừng) bị thu hẹp đáng kể. Loài thông cổ với đặc trưng là có hai lá
dẹt hình lưỡi kiếm, là loài đặc hữu của Việt Nam, nó phân bố hẹp ở tỉnh Lâm Đồng
và đây là loài thông được nhiều nhà thực vật học trên thế giới hết sức quan tâm [1],
[2], [3], [4].
Thông lá dẹt là những cây đại thụ cao trên dưới 30m, đường kính có thể đạt
1,5-1,6m, đôi khi tới 2m. Tán của cây thường khá rộng, dày, sẫm màu và có hình rẻ
quạt. Đoạn thân dưới cành lớn, hầu như không có cành nhánh, tròn đều và đâm
thẳng vào tán lá. Cây mầm thường có khoảng 10-13 lá mầm đầu tiên có hình xoắn
cong về một hướng như lưỡi liềm, lá dài khoảng 2-3cm, sau đến là các lá nhỏ mọc
quanh thân, dài 1,5-2,5cm. Khi cây ở độ tuổi non (5-20 tuổi), lá dài và rộng bản (dài
10-15cm) hơn lá cây trưởng thành, xếp như hai lưỡi kéo ở phần đầu cành. Khi cây
trưởng thành, lá nhỏ và ngắn lại (dài 4-5cm), màu sẫm, mọc thành búi dày ở đầu
cành, làm cho tán cây thông già trở nên dày và sẫm màu hơn [3].
Hạt màu nâu nhạt và có cánh trắng khi chín, hạt có thể phát tán trong một
phạm vi tương đối rộng và nón quả còn tồn tại một thời gian trên cây. Quả chín vào
mùa mưa.
18
Hình 1.1. Ảnh cây và tiêu bản của loài Thông lá dẹt
(lưu tại Bảo tàng thiên nhiên Việt Nam)
Trong công trình Thực vật học đại cương của Đông Dương, Hickel cho biết
thông lá dẹt thường gặp ở độ cao 1200 - 1500m và cây mọc thành quần thụ lớn. Ở
Việt Nam, Thông lá dẹt phân bố chính ở Lâm Đồng, song nơi dễ tiếp cận nhất là
vùng Cổng Trời, trên dãy Hòn Nga thuộc xã Lát, huyện Lạc Dương, cách thành phố
Đà Lạt 20km hoặc vùng núi Bidoup nằm trong khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Đa
Nhim, địa phận Long Lanh, cách thành phố Đà Lạt 50km.
1.1.1.2.
Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
loài Thông lá dẹt
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, mới chỉ có duy nhất một công trình
nghiên cứu về thành phần hóa học loài này của Holger Erdtman, Thụy Sĩ được công
bố vào năm 1966. Từ thân gỗ Thông lá dẹt thu tại Nha Trang, Việt Nam, 10 chất là
chrysin
(5,7-dihydroxyflavone)
(1),
strobopinin
(2),
cryptostrobin
(3),
demethoxymatteucinol (6,8-dimethylpinocembrin) (4), pinosylvin (5), pinosylvin
monomethylether (6), tectochrysin (7), pinobanksin (8), pinocembrin (9),
pinostrobin (10) đã được nhóm nghiên cứu này phân lập và nhận dạng [4]. Điều thú
19
vị là tất cả các hợp chất này đều thuộc nhóm flavanoid. Trong đó, các hợp chất Cmethyl flavanoid như 2, 3, 4, 8, 9 là các hợp chất có cấu trúc thú vị [4],[5]:
HO
O
HO
H
O
H
OH
H3C
O
OH
1
H
O
2
CH3
H
HO
O
H
H3C
H
OH
O
4
RO
O
O
HO
OH
5: R = H
6: R = Me
HO
O
O
7
H
O
O
H
OH
O
R
OH
8: R = OH
9: R = H
O
10
Bên cạnh đó, thành phần chính của nhựa gỗ được xác định là dehydroabietic
acid và của tinh dầu là các monoterpenoid, thành phần đặc trưng có mặt trong hầu
hết tình dầu của các loài thông, đặc biệt là α- và β-pinen.
1.1.1.3.
Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
của chi Pinus
Trong khi loài Thông lá dẹt mới chỉ được nghiên cứu rất ít thì có nhiều loài
thuộc chi Pinus lại có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần và hoạt tính sinh
học đã được công bố và cho thấy có nhiều điều thú vị ở chi này. Theo thống kê trên
thế giới đến năm 2012 có trên 450 hợp chất được phân lập từ hơn 80 loài thuộc chi
20
- Xem thêm -