Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học của loài ban hypericum hookerianum wight & arn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT, THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI BAN HYPERICUM HOOKERIANUM WIGHT & ARN. LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỜI CẢM ƠN BỘ Y TẾ Để hoàn thành đề tài này, tôi xin bày tỏ lòng TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuyển – Trưởng bộ môn Dược học cổ truyền, Trường Đại học Dược Hà Nội. Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, dìu dắt tôi trong suốt NGUYỄN THỊ HẢI đề tài để tôi có quá trình thực hiện thể hoàn thành được luận văn này NGHIÊN CỨU ĐẶCơn tới các thầy côVẬT, Tôi xin gửi lời cảm ĐIỂM THỰC bộ môn THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LOÀI BAN Dược cổ truyền, bộ môn thực vật, Trường Đại học Dược HYPERICUM HOOKERIANUM Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn WIGHT & ARN. thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC NCS. ThS. Vũ Dũy Hồng – Viện Dược liệu người đã đồng hành, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá CHUYÊN NGÀNH: DƯỢC HỌC CỔ TRUYỀN trình thực hiện đề tài. MÃ SỐ : 60720406 Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp luôn bên cạnh động viên và Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Tuyển giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Ngày 30/03/2017 Nguyễn Thị Hải HÀ NỘI 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuyển – Trưởng bộ môn Dược học cổ truyền, Trường Đại học Dược Hà Nội. Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài để tôi có thể hoàn thành được luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô bộ môn Dược cổ truyền, bộ môn thực vật, Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới NCS. ThS. Vũ Dũy Hồng – Viện Dược liệu người đã đồng hành, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Ngày 30/03/2017 Nguyễn Thị Hải MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................... DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1 Chương 1. TỒNG QUAN ................................................................................... 2 1.1. VÀI NÉT VỀ CHI HYPERICUM ............................................................... 2 1.1.1. Vị trí phân loại ........................................................................................... 2 1.1.2. Đặc điểm thực vật...................................................................................... 2 1.1.3. Thành phần hóa học ................................................................................. 4 1.1.4. Công dụng ................................................................................................ 10 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÂY HYPERICUM HOOKERIANUM .................... 12 1.2.1. Thực vật học ............................................................................................ 12 1.2.2. Thành phần hóa học ............................................................................... 13 1.2.3. Tác dụng dược lý ..................................................................................... 14 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 18 2.1. Nguyên liệu nghiên cứu ............................................................................. 18 2.2. Phương tiện nghiên cứu ............................................................................. 18 2.2.1. Hóa chất, dung môi ................................................................................. 18 2.2.2. Trang thiết bị, máy móc ......................................................................... 18 2.3. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 19 2.3.1. Nghiên cứu về thực vật ........................................................................... 19 2.3.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học ....................................................... 20 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................ 21 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT ............................ 21 3.1.1. Mô tả đặc điểm thực vật và xác định tên khoa học của loài nghiên cứu....................................................................................................................... 21 3.1.2. Hình ảnh, đặc điểm vi phẫu của lá, thân, rễ loài ban Hypericum hookerianum ....................................................................................................... 23 3.2. Kết quả nghiên cứu thành phần hoá học ................................................ 29 3.2.1. Định tính được các nhóm chất hữu cơ chính trong dược liệu ............ 29 3.2.3. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được. ................................... 35 Chương 4. BÀN LUẬN ..................................................................................... 43 4.1. Về đặc điểm thực vật.................................................................................. 43 4.2. Về thành phần hóa học .............................................................................. 43 4.2.1. Định tính................................................................................................... 43 4.2.2. Chiết xuất ................................................................................................. 44 4.2.2. Phân lập các hoạt chất ............................................................................ 44 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 45 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 48 PHỤ LỤC ........................................................................................................... 53 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ CH2Cl2 Dicloromethan CC Sắc ký cột (Column chromatography) ESI-MS Phổ khối lượng ion hóa tia điện (Electrospray ionization mass spectrometry ) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) LD50 Liều gây chết 50% (Lethal Dose, 50%) MeOH Methanol MS Phổ khối (Mass spectrometry) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) 1 H – NMR 13 C – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon (13) Nuclear magnetic resonance ) TT Thuốc thử v/v Thể tích/thể tích DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các loài thuộc chi Hypericum ở Việt Nam ...................................... 3 Bảng 3.1. Kết quả định tính các nhóm chất hữu cơ chính trong lá, hoa, quả. 29 Bảng 3.2. Kết quả định tính các nhóm chất hữu cơ chính trong thân ............ 31 Bảng 3.3. Kết quả định tính các nhóm chất hữu cơ chính trong rễ ................ 32 Bảng 3.4. Dữ kiện phổ NMR của hợp chất 1 ................................................. 36 Bảng 3.5. Dữ kiện phổ NMR của hợp chất 2 ................................................. 38 Bảng 3.6. Dữ kiện phổ NMR của hợp chất 3 ................................................. 40 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bụi cây và hoa H. hookerianum [39] ............................................ 13 Hình 3.1. Một số đặc điểm hình thái của loài ban nghiên cứu ....................... 23 Hình 3.2. Vi phẫu lá cây ................................................................................. 24 Hình 3.3. Vi phẫu phiến lá.............................................................................. 24 Hình 3.4. Vi phẫu thân cây ............................................................................. 25 Hình 3.5. Vi phẫu rễ cây ................................................................................. 26 Hình 3.6. Một số hình ảnh bột lá .................................................................... 27 Hình 3.7. Một số hình ảnh bột thân ................................................................ 28 Hình 3.8. Một số hình ảnh bột rễ .................................................................... 29 Hình 3.9. Sơ đồ chiết xuất, phân lập các hợp chất của phần trên mặt đất loài Hypericum hookerianum ................................................................................. 34 Hình 3.10. Công thức cấu tạo của chất số 1 ................................................... 37 Hình 3.11. Công thức cấu tạo của chất số 2 ................................................... 40 Hình 3.12. Công thức cấu tạo của chất số 3 ................................................... 42 ĐẶT VẤN ĐỀ Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hệ sinh thái thực vật đa dạng và phong phú. Theo tài liệu “ Danh lục các loài thực vật ở Việt Nam” của tác giả Nguyễn Tiến Bân, tổng số loài thực vật ở Việt Nam lên đến gần 20.000 loài [2]. Tuy nhiên, theo tài liệu “Danh lục cây thuốc Việt Nam” của Viện Dược Liệu, tính đến năm 2016 mới có 5117 loài và dưới loài đã được nghiên cứu và sử dụng. Loài Hypericum hookerianum có ở Việt Nam và một số nước trên thế giới. H. hookerianum được dùng ở Nepal, Ấn Độ để chống trầm cảm, chống co thắt, kích thích thần kinh trung ương, hạ huyết áp và tác dụng chống nấm trong các bài thuốc cổ truyền [24]. Tại Việt Nam, H. hookerianum hầu như chưa được sử dụng trong y học cổ truyền, cũng chưa được khảo sát, nghiên cứu, ứng dụng. Cho đến nay, chưa có công trình khoa học nào trong nước và quốc tế nghiên cứu về thành phần hóa học của loài ban kể trên. Vì vậy, để cung cấp thêm những tri thức mới về cây thuốc hiện có ở Việt Nam, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học của loài ban Hypericum hookerianum Wight & Arn”. Mục tiêu của đề tài: 1. Mô tả được đặc điểm thực vật, đặc điểm vi học và giám định tên khoa học của mẫu nghiên cứu. 2. Chiết xuất, phân lập được 2-5 chất từ mẫu nghiên cứu và xác định cấu trúc hóa học một số chất đã phân lập. 1 Chương 1. TỒNG QUAN 1.1. VÀI NÉT VỀ CHI HYPERICUM 1.1.1. Vị trí phân loại Theo hệ thống phân loại thực vật Takhtajan (2009)[10] Chi Hypericum (tiếng Việt gọi là Ban, Lành ngạnh) thuộc họ Ban (Hypericaceae), bộ chè (Theales), lớp hai lá mầm (Magnoliopsida), ngành Mộc lan (Magnoliophyta), giới thực vật. Vị trí phân loại chi Hypericum được mô tả trong sơ đồ dưới đây: - Giới: Thực vật - Ngành Mộc lan: Magnoliophyta - Lớp Hai lá mầm: Magnoliopsida - Bộ Chè: Theales - Họ Ban: Hypericaceae - Chi: Hypericum 1.1.2. Đặc điểm thực vật Cây bụi hoặc nửa bụi, sống lâu năm, không có lông hoặc có lông đơn giản. Lá mọc đối (hoặc vòng) không cuống hoặc cuống ngắn, gân lông chim hoặc chân vịt (hiếm khi rẽ đôi), mép nguyên hoặc có tuyến ở mép lá. Cụm hoa xim, hoa lưỡng tính, hoa hình sao hoặc hình cốc. Đài 5, tiền khai hoa năm điểm, hiếm khi bốn, xếp chữ thập, không đều hoặc đều, tràng liền một phần hoặc rời. Tràng 4 hoặc 5, xếp xoắn ốc, màu vàng hoặc vàng chanh (hiếm khi trắng) mặt dưới thường màu nhạt, hoặc có gân đỏ, không rụng hoặc sớm rụng sau nở hoa, thường không đối xứng. Nhị hoa chùm 4 hoặc 5, rời và dính vào họng tràng, có thể dính với nhau thành 3 hoặc 4 bó nhị dính vào đài hoặc không theo quy tắc hoặc không dính thành cụm chỉ nhị, không rụng hoặc rụng 2 sớm, mỗi bó nhị có thể lên đến 70 nhị, chỉ nhị mảnh, rời nhau hoặc dính 2/3, bao phấn nhỏ dính lưng hoặc có thể dính gốc, mở dọc, có tuyến liên kết, nhị vô tính bị khuyết (rất hiếm). Bầu nhụy 3-5 khoang, đính noãn trung trụ hoặc chỉ một khoang với 2-3-5 hợp điểm đính noãn bên, mỗi hợp điểm có từ 2 đến nhiều noãn, thân noãn 2 hoặc 3-5, rời nhau hoặc đính một phần đến hoàn toàn, núm nhụy nhỏ, bè hoặc không. Quả nang chẻ ô hoặc hiếm khi tự mở, vỏ quả thường chứa dầu. Hạt nhỏ, hình chum hoặc có cánh hẹp, vỏ hạt hình dạng đa dạng, không có áo hạt (rất hiếm khi có mồng). Cây mầm nhọn, thẳng với một lá mầm nhọn [29]. Các loài thuộc chi Hypericum: Chi Hypericum là một chi lớn, gồm 469 loài khác nhau. Theo Thực vật chí Trung Quốc, ở Việt Nam chi Hypericum có 12 loài [29]. Tuy nhiên, theo báo cáo của Viện Dược liệu [9], chi Hypericum ở Việt Nam còn có thêm 5 loài nữa, tổng cộng là 17 loài được trình bày tóm tắt ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Các loài thuộc chi Hypericum ở Việt Nam STT Tên khoa học Tên Việt Nam TLTK 1 H. acmosepalum N. Robson Ban lá thuôn [6], [29] 2 H. ascyron Linnaeus Ban rỗ [6], [29] 3 H. attenuatum C. E. C. Fischer ex [6], [29] Choisy 4 H. elodeoides Choisy 5 H. garrettii Craib [9] 6 H. gramineum G. Forster [6], [29] 7 H. hookerianum Wight&Arn. Ban Nepal Ban hooker 3 [6], [29] [6], [29] 8 H. indicum 9 H. japonicum Thunb ex. Murray 10 H. leschenaultii Choisy 11 H. patulum Thunb ex Murray 12 H. petiolatum L. 13 [9] Ban, Nọc sởi, Ban nhật [6], [29] [25] Ban tròn, Cỏ vỏ lúa [3] H. petiolulatum Hook. f. & [29] Thomson ex Dyer 14 H. pseudopetiolatum R. Keller 15 H. sampsonii Hance 16 H. uralum Buch. Ham. ex D. Don Ban lá nhỏ 17 [6], [29] [9] Ban nguyên thảo, Ban lá dính, Lưu kinô H. wightianum Wall. ex Wight & Arn. Ban wight [6], [29] [6], [29] [29] Ngoài ra, tại Việt Nam còn có loài H. perforatum L (Cây ban âu, cỏ thánh John) đã được nhập nội và đưa vào trồng trọt tại các tỉnh miền núi phía bắc nước ta từ năm 2004. Ban âu được sử dụng bộ phận trên mặt đất của cây điều trị bệnh trầm cảm, ngoài ra còn được dùng làm thuốc trị bệnh gan, thuốc chống viêm, kháng khuẩn, chữa bỏng, chống virus, chống nghiện rượu [30]. 1.1.3. Thành phần hóa học Thành phần hóa học của chi Hypericum được nghiên cứu chủ yếu đối với loài H. perforatum L. Theo các nghiên cứu đã được công bố trên thế giới, những hợp chất hóa học có tác dụng sinh học đã được tìm thấy trong dịch chiết hydroalcoholic (ethanol hoặc methanol) của phần trên mặt đất của H. perforatum chứa nhiều hợp chất thuộc 6 nhóm chính là: naphthodianthron, 4 phloroglucinol, flavonoid, biflavon, phenylpropan và proanthocyanidin. Ngoài ra, còn một lượng nhỏ tanin, xanthone, chất béo và amino acid thiết yếu [20], [28]. Một số hợp chất đã được tìm thấy như sau: - Nhóm hợp chất naphthodianthron: là những hợp chất điển hình của chi Hypericum được tìm thấy trong một số loài khác nhau. Trong số các naphthodianthrone, hypericin (IIIa) là hợp chất được chú ý nhất trên quan điểm dược lý học vì khả năng ức chế mạnh enzym protein kinase C và khả năng ức chế tăng sinh của tế bào động vật có vú và nhiều tác dụng dược lý quan trọng khác. Ngoài ra, các hợp chất khác như emodinanthron (I), Protohypericin (IIa), Pseudoprotohypericin (IIb), Pseudohypericin (IIIb) và Cyclopseudohypericin (IV) cũng được tìm thấy và nghiên cứu tác dụng dược lý trong nhiều năm qua. 5 - Nhóm hợp chất floroglucinol: là những hợp chất được tìm thấy ở nhiều loài hơn của chi Hypericum so với các hợp chất naphthodianthrone. Tuy nhiên, nhóm hợp chất này cũng được tìm thấy ở một số họ thực vật khác như họ hoa hồng (Rosaceae), họ thầu dầu (Euphorbiaceae). Hai hợp chất liên hệ gần gũi nhau đã được tìm thấy trong H. perforatum là hyperforin (Va) và adhyperforin (Vb), tổng lượng của cả hai hợp chất tăng từ khoảng 2%/0,2% (Va/Vb) trong hoa đến 4,4% và 1,8% trong quả chín. Một hợp chất khác có cấu trúc phân tử liên kết giữa hyperforin và một sesquiterpen được chiết ra từ lá của Hypericum perforatum là hydroperoxycadioforin (VI), chứa nhóm hydroperoxo trong phân tử. 6 - Các hợp chất flavonoid: là những hợp chất có cấu trúc bao gồm quercetin (VIIa) đóng vai trò như một aglycone liên kết với nhóm chính tạo ra những hợp chất có hoạt tính sinh học trong các loài Hypericum. Hàm lượng của các flavonoid chiếm từ 2-4%, trong đó hyperoside (hyperin-VIIb) và rutin (VIIc) thường chiếm phần lớn trong số các glycoside của H. perforatum so với quercitrin (VIId) và isoquercitrin (VIIe). Flavonol glycoside có tác dụng chống co giật, ngoài ra chúng còn ức chế enzym monoamine oxidase A và catechol-O-methyltransferase 7 - Các hợp chất biflavon: là những hợp chất không phổ biến trong số những flavone đối xứng vốn đã không có nhiều trong trong cây cỏ, có 2 hợp chất nhóm này đã được phát hiện trong H. perforatum là 3,8 biapigenin (VIII) và amentoflavon (IX) với hàm lượng lần lượt là 0,1-0,5% và 0,01-0,05%. Cho đến nay, chưa có dữ liệu đề cập đến các liệu pháp trị bệnh có ý nghĩa của biflavone trong H. perforatum. Tuy nhiên, hiện nay amentoflavon được cho thấy gắn được vào receptor benzodiazepin ở não (invitro) nhưng hợp chất này lại không thấm qua được hàng rào máu não. Trong thực tế, các biflavonoid bao gồm amentoflavon được báo cáo trước đó có khả năng ức chế nhóm II phospholipase A2. Amentoflavon cũng có tác dụng ức chế cyclooxygenase ở chuột lang và không tác động đến lipoxygenase. - Các hợp chất phenylpropan: Các hợp chất này xuất hiện ở một số cây dưới dạng các este của acid hydroxycinnamic như acid p-coumaric, acid caffeic. Một số hợp chất trong nhóm này xuất hiện dưới dạng chất béo thiết yếu và có tác dụng gây tê tại chỗ. Trong dịch chiết của H. perforatum, người 8 ta cũng phát hiện được acid chlorogenic (X) nhưng hàm lượng của nó chỉ dưới 1% - Các hợp chất proanthocyanidin: những hợp chất này được tìm thấy trong dược liệu H. perforatum, dưới dạng tanin, tỷ lệ 6,2-11,2% trong dược liệu thô. Khi định lượng bằng phương pháp chuyển màu với cyanidin được hàm lượng từ 2-4% và tỷ lệ này đạt cao nhất trước khi cây ra hoa. Procyanidin B2 hai nhánh (XI) được tách ra từ dược liệu cùng với procyanidin 3 nhánh, bốn nhánh. Các hợp chất proanthocyanidin có rất nhiều tác dụng sinh học như chống o xy hóa, kháng virus, kháng khuẩn, co mạch và nhiều tác dụng khác nhưng chưa có tác dụng chống trầm cảm nào được báo cáo. 9 - Các hợp chất khác kèm theo: các hợp chất khác kèm theo được tìm thấy là các xanthone, được tìm thấy ở tất cả các bộ phận của các loài Hypericum. H. perforatum chứa 1,3,6,7-tetrahydroxyxanthone (XII) và kielcorin C (XIII) với hàm lượng khoảng 0,01% 1.1.4. Công dụng Trên thế giới, đặc biệt ở Ấn Độ và châu Âu, các loài Hypericum đã được sử dụng để chữa bệnh trong dân gian từ trên 2.000 năm trước để trị chứng lo âu và giảm đau, loài được sử dụng phổ biến nhất là H. perforatum, H. mysorence, H. patulum, H. polyanthenum, H. drummondii [37], [20], [18]. Tại Việt Nam, đồng bào miền núi thường lấy lá cây ban hooker vò ra ngâm nước, để lắng lấy dịch trong rửa mắt cho gia cầm đau mắt [6]. Trong những năm 2000, Viện Dược liệu - Bộ Y tế đã chủ trì một đề tài cấp Bộ “Sàng lọc một số vị thuốc, bài thuốc nhằm điều chế thuốc điều trị viêm gan mạn do siêu vi B”. Trong đó nghiên cứu chế phẩm flavonoid chiết xuất từ lá cây ban tròn (H. patulum Thunb. ex Murray) làm thuốc điều trị viêm gan mạn do siêu vi B - được gọi là “cao ban tròn” (còn gọi là bột hypatin), kết quả thử các tác dụng dược lý của bột hypatin được báo cáo như sau: 10