Luận Văn Luận văn TS hóa học Khảo sát thành phần hóa học của cây Xuân hoa đỏ, Pseuderanthemum carruthersii (S

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Luận án Tiến sĩ Hóa học
Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ
Thành phố Hồ Chí Minh - 2011



MỤC LỤC ( Luận văn dài 149 trang có file WORD)

Trang Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục chữ viết tắt v
Danh mục ký hiệu hợp chất cô lập vi
Danh mục hình ảnh vii
Danh mục sơ đồ viii
Danh mục bảng biểu . ix
Danh mục phụ lục xi

MỞ ĐẦU 1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. MÔ TẢ THỰC VẬT 3
1.2. NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ DƯỢC HỌC 4
1.2.1. Kinh nghiệm dân gian sử dụng cây P. palatiferum . 4
1.2.2. Nghiên cứu in vitro về dược tính 6
1.2.3. Nghiên cứu in vivo về dược tính 7
1.2.4. Nhận xét về dược tính của cây P. palatiferum 9
1.3. NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ HÓA HỌC . 9
1.3.1. Loài Eranthemum pulchellum . 9
1.3.2. Loài Pseuderanthemum latifolium . 9
1.3.3. Loài Pseuderanthemum palatiferum 10
1.3.4. Nhận xét về thành phần hóa học chi Pseuderanthemum . 11
1.3.5. Đặc điểm hóa – thực vật họ Ô rô (Acanthaceae) 13
1. 4. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 16
1.4.1. Những vấn đề tồn tại 16
1.4.2. Định hướng nghiên cứu . 16

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .18
2.1. TRÍCH LY VÀ CÔ LẬP HỢP CHẤT 18
2.1.1. Hóa chất và thiết bị 18
2.1.2. Nguyên liệu . 19
2.1.3. Điều chế các loại cao . 21
2.1.4. Cô lập các hợp chất hữu cơ . 23
2.2. THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC 31
2.2.1. Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 31
2.2.2. Hoạt tính gây độc tế bào 34

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .37

3.1. KHẢO SÁT CẤU TRÚC HÓA HỌC .37
3.1.1. Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm terpenoid 37
3.1.2. Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm lignan . 58
3.1.3. Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm flavonoid 76
3.1.4. Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất nhóm phenylethanoid . 91
3.1.5. Khảo sát cấu trúc hóa học các hợp chất có chứa nitrogen . 111
3.1.6. Bàn luận 116
3.2. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC 125
3.2.1. Hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase 125
3.2.2. Hoạt tính gây độc tế bào 126
3.2.3. Bàn luận 126

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130


TÀI LIỆU THAM KHẢO 133
DANH MỤC CÔNG TRÌNH .141
PHỤ LỤC 143




DANH MỤC HÌNH ẢNH


Hình 1.1. Cây Xuân hoa đỏ lá đỏ . 4
Hình 1.2. Cây Xuân hoa đỏ lá xanh 4
Hình 1.3. Cấu trúc hợp chất béo và các dẫn xuất có trong chi Pseuderanthemum 11
Hình 1.4. Cấu trúc các hợp chất steroid có trong chi Pseuderanthemum 11
Hình 1.5. Cấu trúc các hợp chất terpenoid có trong chi Pseuderanthemum 12
Hình 1.6. Cấu trúc các hợp chất lignan có trong chi Pseuderanthemum . 12
Hình 1.7. Cấu trúc các hợp chất flavonoid có trong chi Pseuderanthemum 13
Hình 1.8. Cấu trúc các hợp chất chứa nitrogen có trong chi Pseuderanthemum . 13
Hình 1.9. Cấu trúc các hợp chất iridoid glucoside và các amine bậc bốn hiện diện
trong các loài thuộc họ Ô rô . 14
Hình 2.1. Lá cây Xuân hoa đỏ lá đỏ . 20
Hình 2.2. Rễ cây Xuân hoa đỏ lá xanh 20
Hình 2.3. Lá cây Xuân hoa đỏ lá xanh . 20
Hình 3.1. Một số tương quan HMBC và COSY trong XHĐ–L.MN2 . 39
Hình 3.2. Một số tương quan NOESY trong XHĐ–L.MN2 . 39
Hình 3.3. Một số tương quan HMBC trong XHX–R.C8 49
Hình 3.4. Một số tương quan NOESY trong XHX–R.C8 51
Hình 3.5. Độ dịch chuyển hóa học của C–23 và C–24 trong các hợp chất triterpene 51
Hình 3.6. Một số tương quan HMBC và COSY trong XHX–R.C12 71
Hình 3.7. Mối liên hệ giữa hóa học lập thể và độ dịch chuyển hóa học của
các carbon C–7 và C–7’ trong lignan 72
Hình 3.8. Một số tương quan HMBC và COSY trong XHX–R.C13 75
Hình 3.9. Một số tương quan NOESY trong XHX–R.C13 76


DANH MỤC SƠ ĐỒ


Sơ đồ 2.1. Quy trình điều chế các loại cao và cô lập hợp chất từ lá cây Xuân hoa đỏ
lá đỏ . 25
Sơ đồ.2.2. Quy trình điều chế các loại cao và cô lập hợp chất từ rễ cây Xuân hoa đỏ
lá xanh . 26
Sơ đồ 2.3. Quy trình điều chế các loại cao và cô lập hợp chất từ lá cây Xuân hoa đỏ
lá xanh . 27
Sơ đồ 2.4. Quy trình khảo sát hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase bằng
phương pháp Ellman 33
Sơ đồ 2.5. Quy trình khảo sát hoạt tính gây độc tế bào bằng phương pháp SRB 36


DANH MỤC BẢNG BIỂU



Bảng 1.1. Các iridoid glucoside và amine bậc bốn trong các loài thuộc họ Ô rô . 15
Bảng 2.1. Kết quả xác định độ ẩm nguyên liệu . 21
Bảng 2.2. Khối lượng và thu suất của các loại cao của các nguyên liệu 22
Bảng 2.3. Kết quả sắc ký cột cao ethyl acetate lá Xuân hoa đỏ lá đỏ . 28
Bảng 2.4. Kết quả sắc ký cột cao methanolnước lá cây Xuân hoa đỏ lá đỏ 28
Bảng 2.5. Kết quả sắc ký cột cao chloroform rễ cây Xuân hoa đỏ lá xanh . 29
Bảng 2.6. Kết quả sắc ký cột cao ethyl acetate rễ cây Xuân hoa đỏ lá xanh . 29
Bảng 2.7. Kết quả sắc ký cột cao methanolnước rễ Xuân hoa đỏ lá xanh . 30
Bảng 2.8. Kết quả sắc ký cột cao dichloromethane lá cây Xuân hoa đỏ lá xanh . 30
Bảng 2.9. Kết quả sắc ký cột cao ethyl acetate lá cây Xuân hoa đỏ lá xanh 30
Bảng 2.10. Kết quả sắc ký cột cao methanol lá cây Xuân hoa đỏ lá xanh . 30
Bảng 2.11. Thang đánh giá mức độ tác động ức chế AChE 34
Bảng 3.1. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN2 so sánh với
6–hydroxyantirrhide . 40
Bảng 3.2. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN1 so sánh với antirrhinoside 41
Bảng 3.3. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN3 so sánh với linarioside . 44
Bảng 3.4. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C1 so sánh với squalene . 45
Bảng 3.5. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C2 so sánh với oleanolic acid . 47
Bảng 3.6. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C8 so sánh với stachlic A acid 50
Bảng 3.7. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C5 so sánh với lupeol 53
Bảng 3.8. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C3 so sánh với betulin 55
Bảng 3.9. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C6 so sánh với betulinic acid . 57
Bảng 3.10. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C10 so sánh với
(+)–episyringaresinol . 59
Bảng 3.11. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C9 so sánh với (+)–syringaresinol . 62
Bảng 3.12. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C4 so sánh với (+)–eudesmin 63
Bảng 3.13. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C7 so sánh với (+)–magnolin 65
Bảng 3.14. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C11 so sánh với
(+)–1–hydroxysyringaresinol 68
Bảng 3.15. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C12 . 70

Bảng 3.16. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.C13 74
Bảng 3.17. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.E3 so sánh với
luteolin 7–O––D–glucopyranoside 78
Bảng 3.18. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN9 so sánh với
luteolin 7–O–rutinoside . 80
Bảng 3.19. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN10 so sánh với
apigenin 7–O–rutinoside . 82
Bảng 3.20. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN11 so sánh với
apigenin 6–C––L–arabinopyranosyl–8–C––L–arabinopyranoside . 85
Bảng 3.21. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN12 so sánh với
apigenin 6,8–di–C––L–arabinopyranoside 88
Bảng 3.22. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN13 so sánh với
apigenin 6–C––D–xylopyranosyl–8–C––L–arabinopyranoside . 90
Bảng 3.23. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN4 so sánh với salidroside . 93
Bảng 3.24. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN5 so sánh với echipuroside A 94
Bảng 3.25. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN6 so sánh với darendoside B 96
Bảng 3.26. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN7 so sánh với verbascoside 99
Bảng 3.27. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.MN8 so sánh với isoverbascoside . 101
Bảng 3.28. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.E1 so sánh với martynoside 104
Bảng 3.29. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.E2 so sánh với isomartynoside 106
Bảng 3.30. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–R.E2 so sánh với leucosceptoside A . 108
Bảng 3.31. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHĐ–L.E1 so sánh với osmanthuside B . 110
Bảng 3.32. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–L.D so sánh với
indole 3–carboxaldehyde . 112
Bảng 3.33. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–L.E1 so sánh với uracil . 113
Bảng 3.34. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–L.E2 so sánh với adenine 115
Bảng 3.35. Số liệu phổ NMR của hợp chất XHX–L.M so sánh với betaine . 116
Bảng 3.36. Kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase . 128
Bảng 3.37. Kết quả thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào trên dòng ung thư vú MCF–7
và ung thư cổ tử cung HeLa 129



MỞ ĐẦU

Nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên đã và đang đóng góp những thành tựuquý báu cho ngành hoá học cũng như ngành sinh học và y dược học.
Sự kết hợp những chứng cứ khoa học từ lĩnh vực nghiên cứu hóa học các hợp chất thiên nhiên và hoạt tính sinh học đã góp phần củng cố và phát triển các bài thuốc y học cổ truyền một cách thuyết phục nhất.
Việt Nam có vị trí địa lý thuộc vùng nhiệt đới nóng ẩm, là điều kiện phát triển hệ thực vật phong phú và đa dạng. Đây cũng chính là lý do nền y học cổ truyền của nước ta phát triển mạnh. Với vai trò nhà nghiên cứu về hóa học các hợp chất thiên nhiên, chúng tôi mong muốn được đóng góp vào sự phát triển chung này.
Từ những năm 1980, người dân truyền miệng nhau rằng “cây Hoàn ngọc hay còn gọi là cây Xuân hoa, Pseuderanthemum palatiferum (Nees) Radlk., trị bách bệnh”. Những tác dụng về dược lý của cây Xuân hoa trên các bệnh về gan, hệ tiêu hóa, tim mạch, ung thư, viêm loét, [9] với những bài thuốc đơn giản mà hiệu nghiệm đã cuốn hút chúng tôi tìm hiểu về chi Pseuderanthemum.Gần đây, Wararut Buncharoen [57] đã công bố những nghiên cứu về khả năngức chế enzyme acetylcholinesterase của dịch trích nước từ cây Xuân hoa, P. palatiferum. Kết quả nghiên cứu này cho thấy tiềm năng chữa bệnh Alzheimer của cây thuốc Xuân hoa.
Sau khi tham khảo các tài liệu liên quan đến các loài cây thuộc chi Pseuderanthemum, chúng tôi nhận thấy rằng, trong số 10 loài cây thuộc chi Pseuderathemum hiện diện ở Việt Nam, chỉ có cây Xuân hoa, P. palatiferum, đang được quan tâm nghiên cứu sâu rộng về cả lĩnh vực hóa học lẫn lĩnh vực dược học, còn các cây khác chưa có tài liệu nào đề cập. Chúng tôi chọn cây Xuân hoa đỏ, Pseuderanthemum carruthersii (Seem.) Guill. var. atropurpureum (Bull.) Fosb., để khảo sát vì cây được sử dụng trong dân gian với đặc tính chữa lành vết thương, trị thương đòn tổn, [4] nhưng chưa được nghiên cứu về thành phần hóa học.

Nội dung chính được thực hiện trong luận án này là khảo sát thành phần hóa học của cây Xuân hoa đỏ, Pseuderanthemum carruthersii (Seem.) Guill. var. atropurpureum (Bull.) Fosb Bên cạnh đó, những thử nghiệm hoạt tính sinh học cũng được thực hiện trên các hợp chất tinh khiết cô lập được. Chúng tôi chọn thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase nhằm góp phần tìm kiếm hợp chất có tiềm năng chữa bệnh Alzheimer, do dịch trích nước từ cây P. palatiferum đã được nghiên cứu có khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase; ngoài ra, còn thực hiện thử nghiệm hoạt tính gây độc trên hai dòng tế bào ung thư vú MCF–7 và ung thư cổ tử cung HeLa, do cây P. palatiferum đang được sử dụng trong dân gian như cây thuốc để chữa một số bệnh ung thư và những thử nghiệm này nằm trong khả năng với điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam.


Việc khảo sát thành phần hóa học của cây Xuân hoa đỏ, P. carruthersii var. atropurpureum góp phần làm sáng tỏ hóa – thực vật của chi Pseuderanthemum, hiện có rất ít thông tin. Những kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học góp phần nâng cao giá trị ứng dụng của đề tài.