Tiến Sĩ Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của 3 loài cây thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NĂM 2012

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4
1.1. Sơ lược về thực vật họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) 4
1.2. Sơ lược về thực vật chi Cách hoa (Cleistanthus) và chi Mã rạng
(Macaranga) 5
1.2.1. Giới thiệu về chi Cách hoa (Cleistanthus) . 5
1.2.2. Giới thiệu về chi Mã rạng (Macaranga) 6
1.3. Các nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học về chi Cleistanthus
và chi Macaranga . 8
1.3.1. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Cleistanthus 8
1.3.1.1. Các hợp chất lignan 9
1.3.1.2 Các hợp chất khác 12
1.3.1.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ chi Cleistanthus 13
1.3.2. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Macaranga 15
1.3.2.1. Các hợp chất flavonoit 15
1.3.2.2. Các hợp chất khác . 19
1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu 3 loài Cách hoa đông dương (C.
indochinensis), Săng bù (M. kurzii) và Bạch đàn nam (M. tanarius) . 22
1.4.1. Tình hình nghiên cứu loài Cách hoa đông dương (C. indochinensis) 22
1.4.2. Tình hình nghiên cứu loài Săng bù (M. kurzii) 22
1.4.3. Tình hình nghiên cứu loài Bạch đàn nam (M. tanarius) 23

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. Mẫu thực vật . 28
2.2. Phương pháp xử lý và chiết mẫu 28
2.3. Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp
chất từ mẫu cây . 29
2.4. Các phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất phân lập 30
được từ các mẫu cây nghiên cứu và các hợp chất thu được từ các phản
ứng tổng hợp .
2.5. Phương pháp bán tổng hợp các chất 30
2.6. Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào . 31

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 32
3.1. Lá cây Cách hoa đông dương (Cleistanthus indochinensis) 32
3.1.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách . 32
3.1.2. Dữ liệu phổ của các chất phân lập được 35
3.2. Quả cây Cách hoa đông dương (Cleistanthus indochinensis) 42
3.2.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách . 43
3.2.2. Dữ liệu phổ của các chất phân lập được . 46
3.3. Lá cây Săng bù (Macaranga kurzii) . 51
3.3.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 51
3.3.2. Hằng số vật lý và dữ liệu phổ của các chất phân lập được . 55
3.4. Quả cây Bạch đàn nam (Macaranga taranius) . 63
3.4.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách . 63
3.4.2. Hằng số vật lý và dữ liệu phổ của các chất phân lập được . 65
3.5. Bán tổng hợp các dẫn xuất amide từ hợp chất Cleistantoxin
CLQF11 70
3.5.1. Hợp chất 1 . 70
3.5.2. Hợp chất 2 . 71
3.5.3. Tổng hợp các dẫn xuất amide từ hợp chất 2 . 72
3.5.3.1. Hợp chất 3a 72
3.5.3.2. Hợp chất 3b . 74
3.5.3.3. Hợp chất 3c 74
3.5.3.4. Hợp chất 3d . 75
3.5.3.5. Hợp chất 3e 76
3.5.3.6. Hợp chất 3f 78
3.5.3.7. Hợp chất 3g . 79
3.5.3.8. Hợp chất 3h . 80
3.6. Quy trình thủy phân các hợp chất lignan glycoside từ quả cây
Cách hoa đông dương (C. indochinensis) 81
3.7. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được và/
hoặc các hợp chất tổng hợp được . . 81
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 83
4.1. Các hợp chất phân lập được từ lá cây Cách hoa đông dương (C.
indochinensis) 83
4.2. Các hợp chất được phân lập từ quả cây Cách hoa đông dương
(Cleistanthus indochinensis) 98
4.3. Các hợp chất phân lập được từ lá cây Săng bù (M.kurzii) 117
4.4. Các hợp chất phân lập được từ quả cây Bạch đàn nam (M. tanarius) 132
4.5. Tổng hợp các dẫn xuất của hợp chất Cleistantoxin CLQF11 . 141
4.6. Khảo sát hoạt tính sinh học của các dịch chiết, các phân đoạn các hợp
chất phân lập được từ cây Cách hoa đông dương, cây Săng bù và cây
Bạch đàn nam và các hợp chất bán tổng hợp từ Cleistantoxin 145
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 153
TÀI LIỆU THAM KHẢO 157
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN . 166

ĐẶT VẤN ĐỀ
Thực vật, động vật, vi sinh vật, các sinh vật trên cạn và sinh vật dưới biển
là một kho tàng vô cùng phong phú các hợp chất thiên nhiên. Hàng trăm nghìn
các hợp chất thiên nhiên đã được tìm ra và được nghiên cứu để phục vụ cho
nhiều lĩnh vực của cuộc sống, đặc biệt là trong y học. Các kết quả thống kê
gần đây cho thấy trong 877 các phân tử nhỏ mới được đăng ký làm thuốc trên
toàn thế giới giai đoạn 1981-2002 thì 61 % là các hợp chất thiên nhiên hoặc
các chất có liên quan tới chúng. Trong số đó 6 % là các hợp chất thiên nhiên,
27 % là các dẫn xuất của các hợp chất thiên nhiên, 5 % là các hợp chất tổng
hợp có mang các pharmacophor bắt nguồn từ các hợp chất thiên nhiên và 23 %
là các hợp chất tổng hợp được thiết kế trên cơ sở các tri thức thu được từ các
hợp chất thiên nhiên (hay còn gọi là các chất mô phỏng các hợp chất thiên
nhiên). Trong một số lĩnh vực trị liệu, tỷ lệ này còn cao hơn nữa: 78 % các
hoạt chất dùng làm thuốc kháng sinh và 74 % các hoạt chất dùng làm thuốc
chữa ung thư là các hợp chất thiên nhiên hoặc có nguồn gốc từ các hợp chất
thiên nhiên [5]. Trong những năm đầu thập kỷ 90, hóa học tổ hợp
(combinatorial chemistry) đã được các hãng dược lớn của thế giới lựa chọn
làm công cụ chủ chốt để nghiên cứu tìm thuốc mới, khi đó vai trò của hợp chất
thiên nhiên đã ít nhiều bị coi nhẹ. Kết quả là hiệu quả đầu tư để tìm ra các hoạt
chất có cấu trúc kiểu mới đã giảm đi trông thấy. Sau đó, phương hướng nghiên
cứu đã được hoạch định lại và các hợp chất thiên nhiên lại tiếp tục đóng vai trò
chủ chốt trong công cuộc tìm kiếm các thuốc mới chống lại các căn bệnh hiểm
nghèo đang hàng ngày cướp đi sinh mạng của nhiều người.
Việt Nam có diện tích thiên nhiên là 329 420 km2, có 75 % diện tích là
đồi núi, có bờ biển dài với hàng trăm hòn đảo lớn nhỏ, có khí hậu nhiệt đới gió
mùa với mùa mưa điển hình ở miền Nam và thời tiết ôn đới hơn ở miền Bắc.
Về mặt sinh địa, Việt Nam là giao điểm của vùng Ấn Độ, Nam Trung Quốc và
Malayxia. Do đó, đây là một vùng có tính đa dạng sinh học rất cao. Riêng về
2
hệ thực vât, Việt Nam có khoảng 12000 loài thực vật bậc cao, 800 loài rêu và
600 loài nấm. Hơn 2300 loài thực vật đã được sử dụng làm lương thực, thực
phẩm, thuốc chữa bệnh, lấy gỗ, tinh dầu, vật liệu xây dựng Đây là một
nguồn hợp chất thiên nhiên vô cùng quý báu cần được nghiên cứu về mặt hóa
học và khảo sát hoạt tính sinh học để tìm ra các hoạt chất có thể sử dụng làm
thuốc phục vụ cho việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cho nhân dân.
Từ những năm 1960 trở lại đây, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
cùng nhiều cơ quan nghiên cứu trong và ngoài nước đã quan tâm nghiên cứu
các hợp chất thiên nhiên có trong các loài cây Việt Nam nhằm đóng góp vào
việc sử dụng chúng trong các ngành công nghiệp dược, hương liệu, mỹ phẩm
và xuất khẩu. Theo đuổi hướng nghiên cứu nói trên, luận án này là sự tham gia
có hiệu quả trong khuôn khổ của dự án Pháp - Việt (Nghiên cứu hóa thực vật
thảm thực vật Việt Nam). Trong đó 3 loài cây thuộc họ Thầu dầu
(Euphorbiaceae) của Việt Nam là cây Cách hoa đông dương (Cleistanthus
indochiensis), cây Săng bù (Macaranga kurzii) và cây Bạch đàn nam
(Macaranga tanarius) đã được thu hái, định tên và thử sơ bộ hoạt tính gây độc
tế bào trên dòng tế bào KB tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (CNRS -
Cộng hòa Pháp). Kết quả cho thấy, dịch chiết etylaxetat của lá và quả cây
Cách hoa đông dương, quả cây Bạch đàn nam, lá cây Săng bù ức chế tương
ứng 30 %, 94 % và 62,7 % và 21,6 % sự phát triển của tế bào ung thư KB ở
1àg/ml. Vì vậy, 3 loài thực vật trên được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu
của luận án. Mục tiêu của luận án là nghiên cứu hóa thực vật cây Cleistanthus
indochinensis, Macaranga kurzii và cây Macaranga tanarius (Euphorbiaceae)
nhằm phát hiện ra các chất có hoạt tính sinh học như chống khối u. Từ các kết
quả nghiên cứu thành phần hóa học của 3 cây nói trên, tiến hành bán tổng hợp
một số dẫn xuất của chất phân lập được. Cuối cùng là khảo sát hoạt tính sinh
học của các chất phân lập cũng như tổng hợp được để làm cơ sở khoa học cho
việc định hướng sử dụng cho các chất này.