Tài liệu Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài thuộc chi uvaria l. họ na (annonaceae)

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …………***………… HỒ VIỆT ĐỨC NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI UVARIA L. - HỌ NA (ANNONACEAE) LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ Mã số: 62.44.01.14 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phan Văn Kiệm 2. PGS.TS. Nguyễn Thị Hoài HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Phan Văn Kiệm và PGS.TS. Nguyễn Thị Hoài. Các kết quả thu được trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Hồ Việt Đức LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS.TS. Phan Văn Kiệm và PGS.TS. Nguyễn Thị Hoài là những người đã hướng dẫn tận tình, chu đáo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Học viện Khoa học và Công nghệ, Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển, Phòng Quản lý Tổng hợp đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Y Dược Huế Đại học Huế, Ban Chủ nhiệm Khoa Dược đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Phòng Thử nghiệm sinh học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi hoàn thành các nghiên cứu về hoạt tính sinh học. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể cán bộ Phòng nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã cổ vũ, động viên tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày…..tháng…..năm 2015 Tác giả luận án Hồ Việt Đức MỤC LỤC MỤC LỤC .......................................................................................................... i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ......................................... iv DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG ..................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. ix DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ......................................................................... xiii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 3 1.1. Giới thiệu sơ lược về họ Na (Annonaceae) .............................................. 3 1.2. Giới thiệu về chi Bù dẻ (Uvaria) ............................................................. 4 1.2.1. Đặc điểm thực vật, phân bố và công dụng ........................................ 4 1.2.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học ............................................. 6 1.2.2.1. Lớp chất acetogenin .................................................................. 7 1.2.2.2. Lớp chất alkaloid ....................................................................... 8 1.2.2.3. Lớp chất flavonoid .................................................................... 9 1.2.2.4. Lớp chất đa oxy hóa cyclohexene ............................................ 11 1.2.2.5. Lớp chất terpenoid................................................................... 13 1.2.2.6. Một số hợp chất khác .............................................................. 14 1.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học.............................................. 16 1.2.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào .......................................................... 16 1.2.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm.......................................... 20 1.2.3.3. Hoạt tính kháng ký sinh trùng.................................................. 21 1.2.3.4. Hoạt tính kháng virut ............................................................... 23 1.2.3.5. Hoạt tính kháng viêm .............................................................. 23 1.2.3.6. Hoạt tính chống đái tháo đường ............................................... 23 1.2.3.7. Hoạt tính liên quan đến tim mạch ............................................ 24 1.2.3.8. Hoạt tính bảo vệ gan ................................................................ 24 1.2.3.9. Hoạt tính khác ......................................................................... 25 1.2.3.10. Cơ chế tác dụng của một số hợp chất được phân lập từ chi Uvaria.................................................................................................. 25 1.2.3.11. Mối quan hệ cấu trúc hóa học - hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập từ chi Uvaria ......................................................... 27 1.3. Giới thiệu sơ lược về các loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ........ 29 1.3.1. Loài Bù dẻ tía ................................................................................. 29 1.3.2. Loài Bù dẻ lá lớn ............................................................................ 30 1.3.3. Loài Bù dẻ râu ................................................................................ 31 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 33 2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 33 2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 34 2.2.1. Phương pháp phân lập, tinh chế các hợp chất ................................. 34 2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất ............... 34 i 2.2.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học........................................ 35 Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ .................................................... 38 3.1. Xử lý mẫu và chuẩn bị các cao chiết ...................................................... 38 3.2. Phân lập các hợp chất từ loài Bù dẻ tía .................................................. 38 3.3. Phân lập các hợp chất từ loài Bù dẻ lá lớn ............................................. 40 3.4. Phân lập các hợp chất từ loài Bù dẻ râu ................................................. 42 3.5. Tính chất vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất đã phân lập ................ 45 3.6. Hoạt tính sinh học của các cao chiết và chất tinh khiết từ các loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ....................................................................... 48 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 49 4.1. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro của cao chiết từ loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ............................................................................. 49 4.2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất được phân lập từ loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ....................................................................... 51 4.2.1. Các hợp chất được phân lập từ loài Bù dẻ tía .................................. 53 4.2.1.1. Hợp chất UGLE1 (chất mới): ()-3-O-Debenzoylzeylenone .... 53 4.2.1.2. Hợp chất UGC4: Pipoxide chlorohydrin .................................. 61 4.2.1.3. Hợp chất UGC5: ()-Zeylenone .............................................. 63 4.2.1.4. Hợp chất UGC6: ()-Zeylenol ................................................. 67 4.2.1.5. Hợp chất UGC8: ()-Pipoxide ................................................. 70 4.2.1.6. Hợp chất UGC9: Lupeol .......................................................... 72 4.2.1.7. Hợp chất UGW1: Sakurasosaponin ......................................... 73 4.2.1.8. Hợp chất UGW2: Ardisiacrispin B .......................................... 77 4.2.1.9. Hợp chất UGLW1: (Z)-3-Hexenyl-1-O-β-D-glucopyranoside . 81 4.2.1.10. Hợp chất UGLW3 (chất mới): Grandionoside A.................... 83 4.2.2. Các hợp chất được phân lập từ loài Bù dẻ lá lớn ............................. 93 4.2.2.1. Hợp chất UCC5 (chất mới): Cordauvarin A............................. 93 4.2.2.2. Hợp chất UCC6: Cyathoviridine ............................................ 101 4.2.2.3. Hợp chất UCC10: β-Sitosterol palmitate ............................... 103 4.2.2.4. Hợp chất UCC11: ()-Spathulenol ........................................ 105 4.2.2.5. Hợp chất UCC12: 5β,6β-Epoxyalnusane-3α-ol ...................... 107 4.2.2.6. Hợp chất UCE3BII: Glutin-5-en-3α-ol .................................. 109 4.2.2.7. Hợp chất UCE4BI: Taraxerol ................................................ 110 4.2.2.8. Hợp chất UCE8: Velutinam ................................................... 112 4.2.2.9. Hợp chất UCE9: Aristolactam A Ia ....................................... 114 4.2.3. Các hợp chất được phân lập từ loài Bù dẻ râu ............................... 115 4.2.3.1. Hợp chất UFC1: 5-Glutinen-3-one ........................................ 115 4.2.3.2. Hợp chất UFC3B1: (22E,24R)-Ergosta-4,6,8(14),22-tetraen-3one ..................................................................................................... 117 4.2.3.3. Hợp chất UFE3A: Oxoanolobine ........................................... 119 4.2.3.4. Hợp chất UFE4A: Daucosterol .............................................. 121 4.2.3.5. Hợp chất UFE5B (chất mới): Ufaside .................................... 122 4.2.3.6. Hợp chất UFE7A: Catechin ................................................... 131 ii 4.3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các hợp chất được phân lập từ loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ................................................ 134 4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các hợp chất trên dòng tế bào ung thư LU-1 ......................................................................................... 134 4.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các hợp chất UGLE1 và UGW2 trên các dòng tế bào khác nhau ............................................................... 135 KẾT LUẬN .................................................................................................... 138 KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 140 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ........................................ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 142 PHỤ LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các phương pháp sắc ký CC Column Chromatography HPLC High Performance Liquid Chromatography TLC Thin Layer Chromatography Các phương pháp phổ 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 13 C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy APCI-MS Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectrometry CD Circular Dichroism Spectroscopy COSY Correlation Spectroscopy Sắc ký cột thường Sắc ký lỏng hiệu năng cao Sắc ký bản mỏng DEPT Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 Phổ khối ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển Phổ nhị sắc tròn Phổ tương tác hai chiều 1 H-1H Phổ DEPT NOESY Phổ khối ion hóa phun mù điện tử Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết Phổ khối phân giải cao ion hóa phun mù điện tử Phổ tương tác dị hạt nhân qua một liên kết Phổ hồng ngoại Hằng số tương tác tính bằng Hz Phổ NOESY Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer ESI-MS Electron Spray Ionization Mass Spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation HR-ESI-MS High Resolution - Electron Spray Ionization - Mass Spectrometry HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence IR Infrared Spectroscopy J (Hz) UV δ (ppm) s d t singlet doublet triplet Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy Ultraviolet Spectroscopy (ppm = part per million) q quint dd quartet quintet double doublet iv Phổ tử ngoại Độ dịch chuyển hóa học tính bằng phần triệu dt double triplet br broad m multiplet Các dòng tế bào 3T3, TIG-3 Normal cell A2058 Human caucasian metastatic melanoma A2780 Human ovarian cancer A549 Human bronchogenic carcinoma Bel-7402 Human hepatoma BGC Human gastrocarcinoma H522 Human bronchogenic carcinoma HCT-8 Human colon carcinoma HeLa Human cervical adenocarcinoma Hep-G2 Human hepatocellular carcinoma HL-60 Human promyelocytic leukemia Hs683 Human glioblastoma HT29 Human colon carcinoma HTC116 Human colon carcinoma K562 Chronic myelogenous leukemic KB Human epidermoid carcinoma KLM-1 Human pancreatic cancer LNCaP Human prostate adenocarcinoma LU-1 Human bronchogenic carcinoma MCF-7 Human breast adenocarcinoma MDA-MB-231 Metastatic human breast cancer MIA PaCa-2 Human pancreatic cancer MKN-7 Human gastrocarcinoma NCI-H446 Human bronchogenic carcinoma P-388 Lymphocytic leukemia PANC-1 Human pancreatic cancer PSN-1 Human pancreatic cancer SK-Mel-2 Human melanoma carcinoma SK-Mel-28 Human melanoma carcinoma SK-MES-1 Human bronchogenic carcinoma SW-480 Human colon adenocarcinoma T98G Human glioblastoma U251 Human glioblastoma v Tế bào thường Khối u hắc tố ác tính ở người da trắng Ung thư buồng trứng Ung thư phổi Ung thư gan Ung thư dạ dày Ung thư phổi Ung thư ruột kết Ung thư cổ tử cung Ung thư gan Ung thư máu cấp tính Ung thư não Ung thư ruột kết Ung thư ruột kết Ung thư bạch cầu tuỷ Ung thư biểu mô Ung thư tuyến tuỵ Ung thư tiền liệt tuyến Ung thư phổi Ung thư vú Ung thư vú Ung thư tuyến tuỵ Ung thư dạ dày Ung thư phổi Ung thư máu lympho Ung thư tuyến tuỵ Ung thư tuyến tuỵ Ung thư da Ung thư da Ung thư phổi Ung thư ruột kết Ung thư não Ung thư não Các ký hiệu viết tắt khác AGEs Advanced Glycosylation End Products CTPT FI50 Feeding Index 50% GI50 IC50 IC90 IZD LC100 LD50 MBC MEC MIC Mp OD PC PC50 Growth Inhibition 50% Inhibitory Concentration 50% Inhibitory Concentration 90% Inhibition Zone Diameter Lethal Concentration 100 Lethal Dose 50 Minimum Bactericidal Concentration Minimum Effective Concentration Minimum Inhibitory Concentration Melting point Optical Density Polyoxygenated Cyclohexene Preferential Cytotoxic 50% Các sản phẩm của quá trình glycat hoá Công thức phân tử Chỉ số ức chế 50% sức ăn của côn trùng Nồng độ ức chế sự phát triển 50% Nồng độ ức chế 50% Nồng độ ức chế 90% Đường kính vòng kháng khuẩn Nồng độ gây chết 100% Liều độc cấp tính Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu Nồng độ ảnh hưởng tối thiểu Nồng độ ức chế tối thiểu Điểm chảy Mật độ quang Đa oxy hóa của cyclohexene Nồng độ ức chế 50% tế bào trong môi trường nuôi cấy không dinh dưỡng SI Selectivity Index Độ chọn lọc, được tính bằng tỉ số IC50/MIC n-BuOH n-Butanol Ac Acetoxyl CHCl3 Chloroform Bz Benzoyl DMSO Dimethylsulfoxide OMe Methoxy EtOAc Ethyl acetate Ph Phenyl MeOH Methanol Et Ethyl SRB Sulforhodamine B Me Methyl TMS Tetramethylsilane THF Tetrahydrofuran WST-8 2-(2-Methoxy-4-nitrophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5- THP Tetrahydropyran (2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium Ghi chú: Tên các hợp chất, lớp chất, nhóm thế, chức hóa học được viết theo nguyên bản Tiếng Anh để đảm bảo tính thống nhất và chính xác. vi DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng 1.1. Hoạt tính gây độc tế bào của calamistrin AG (30, 31, 3337) trên các dòng tế bào ung thư KB, A-2780 và HCT-8 ................................................ 17 Bảng 1.2. Hoạt tính gây độc tế bào của kweichowenol AB (218219), zeylenol (165) và uvarigranol G (185) trên các dòng tế bào ung thư phổi ...................... 18 Bảng 1.3. Hoạt tính chống tăng sinh của uvaricin AB .................................... 19 Bảng 1.4. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết ether dầu hỏa từ lá U. narum 21 Bảng 1.5. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết methanol từ lá U. narum ....... 21 Bảng 1.6. Hoạt tính kháng ký sinh trùng của demethoxymatteucinol (107) và afzeliindanone (295) ......................................................................................... 23 Bảng 4.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các cao chiết từ loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu .......................................................... 49 Bảng 4.2. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGLE1 và hợp chất tham khảo ....... 55 Bảng 4.3. Số liệu phổ NMR (CDCl3, CD3OD) của hợp chất UGLE1................ 61 Bảng 4.4. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGC4 và hợp chất tham khảo.......... 63 Bảng 4.5. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGC5 và hợp chất tham khảo.......... 64 Bảng 4.6. Số liệu phổ 13C-NMR (CDCl3, CDCl3 & CD3OD, CD3OD, DMSO-d6) của hợp chất UGC5 .......................................................................................... 66 Bảng 4.7. Số liệu phổ 1H-NMR (CDCl3, CDCl3 & CD3OD, CD3OD, DMSO-d6) của hợp chất UGC5 ........................................................................................... 67 Bảng 4.8. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGC6 và hợp chất tham khảo.......... 69 Bảng 4.9. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGC8 và hợp chất tham khảo.......... 71 Bảng 4.10. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGC9 và hợp chất tham khảo ........ 73 Bảng 4.11. Số liệu phổ NMR phần aglycone của hợp chất UGW1 và hợp chất tham khảo ......................................................................................................... 76 Bảng 4.12. Số liệu phổ NMR phần đường của hợp chất UGW1 và hợp chất tham khảo ......................................................................................................... 77 Bảng 4.13. Số liệu phổ NMR phần aglycone của hợp chất UGW2 và hợp chất tham khảo ......................................................................................................... 80 Bảng 4.14. Số liệu phổ NMR phần đường của hợp chất UGW2 và hợp chất tham khảo ......................................................................................................... 81 vii Bảng 4.15. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGLW1 và hợp chất tham khảo .... 82 Bảng 4.16. Số liệu phổ NMR của hợp chất UGLW3 và hợp chất tham khảo .... 92 Bảng 4.17. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCC5 và hợp chất tham khảo ...... 100 Bảng 4.18. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCC6 và hợp chất tham khảo ...... 102 Bảng 4.19. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCC10 và hợp chất tham khảo .... 104 Bảng 4.20. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCC11 và hợp chất tham khảo .... 107 Bảng 4.21. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCC12 và hợp chất tham khảo .... 108 Bảng 4.22. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCE3BII và hợp chất tham khảo 109 Bảng 4.23. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCE4BI và hợp chất tham khảo .. 111 Bảng 4.24. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCE8 và hợp chất tham khảo ...... 113 Bảng 4.25. Số liệu phổ NMR của hợp chất UCE9 và hợp chất tham khảo ...... 114 Bảng 4.26. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFC1 và hợp chất tham khảo ...... 116 Bảng 4.27. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFC3B1 và hợp chất tham khảo . 118 Bảng 4.28. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFE3A và hợp chất tham khảo ... 120 Bảng 4.29. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFE4A và hợp chất tham khảo ... 121 Bảng 4.30. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFE5B và hợp chất tham khảo ... 130 Bảng 4.31. Số liệu phổ NMR của hợp chất UFE7A và hợp chất tham khảo ... 132 Bảng 4.32. Thống kê các hợp chất được phân lập từ các loài Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu ............................................................................................. 133 Bảng 4.33. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các chất phân lập từ Bù dẻ tía, Bù dẻ lá lớn và Bù dẻ râu trên dòng tế bào LU-1 ............................................ 134 Bảng 4.34. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của hợp chất UGLE1 và UGW2 trên các dòng tế bào ung thư khác nhau ......................................................... 136 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Loài Bù dẻ tía: a. Cành mang hoa, b. Quả, c. Hạt ............................ 33 Hình 2.2. Loài Bù dẻ lá lớn: a. Cành mang hoa, b. Quả, c. Hạt ....................... 33 Hình 2.3. Loài Bù dẻ râu: a. Cành, b. Quả, c. Hạt ........................................... 33 Hình 3.1. Sơ đồ chiết các phân đoạn từ phần trên mặt đất của loài Bù dẻ tía... 39 Hình 3.2. Sơ đồ phân lập các chất từ phân đoạn chloroform và phân đoạn nước của loài Bù dẻ tía ............................................................................................. 40 Hình 3.3. Sơ đồ phân lập các chất từ phân đoạn chloroform và phân đoạn ethyl acetate của loài Bù dẻ lá lớn ............................................................................ 42 Hình 3.4. Sơ đồ phân lập các chất từ phân đoạn chloroform và phân đoạn ethyl acetate của loài Bù dẻ râu ................................................................................ 44 Hình 4.1. Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ phần trên mặt đất của loài Bù dẻ tía .................................................................................................... 52 Hình 4.2. Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ lá cây Bù dẻ lá lớn . 52 Hình 4.3. Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ phần trên mặt đất của loài Bù dẻ râu ................................................................................................... 53 Hình 4.4. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGLE1 và hợp chất tham khảo ....... 54 Hình 4.5. Tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất UGLE1 .... 54 Hình 4.6. Phổ UV của hợp chất UGLE1 .......................................................... 55 Hình 4.7. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất UGLE1 ............................................. 55 Hình 4.8. Phổ 1H-NMR của hợp chất UGLE1.................................................. 56 Hình 4.9. Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất UGLE1 .......................................... 56 Hình 4.10. Phổ 13C-NMR của hợp chất UGLE1............................................... 57 Hình 4.11. Phổ DEPT của hợp chất UGLE1.................................................... 57 Hình 4.12. Phổ HSQC của hợp chất UGLE1 ................................................... 58 Hình 4.13. Phổ HMBC của hợp chất UGLE1 .................................................. 58 Hình 4.14. Phổ COSY của hợp chất UGLE1 .................................................... 59 Hình 4.15. Phổ NOESY của hợp chất UGLE1 ................................................. 59 Hình 4.16. Phổ CD của hợp chất UGLE1 ........................................................ 60 Hình 4.17. Cấu trúc nhiễu xạ tia X của hợp chất UGLE1 ................................ 60 Hình 4.18. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGC4 ............................................ 62 ix Hình 4.19. Tương tác HMBC, COSY (a) và cấu dạng (b) chính của hợp chất UGC4 ............................................................................................................... 62 Hình 4.20. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGC5 ............................................ 64 Hình 4.21. Tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất UGC5..... 64 Hình 4.22. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGC6 ............................................ 68 Hình 4.23. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UGC6 .................. 68 Hình 4.24. Cấu dạng chính của hợp chất UGC6 .............................................. 69 Hình 4.25. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGC8 ............................................ 71 Hình 4.26. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UGC8 .................. 71 Hình 4.27. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGC9 ............................................ 72 Hình 4.28. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGW1 ........................................... 75 Hình 4.29. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UGW1 ................. 75 Hình 4.30. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGW2 ........................................... 79 Hình 4.31. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UGW2 ................. 79 Hình 4.32. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGLW1......................................... 82 Hình 4.33. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UGLW1 ............... 82 Hình 4.34. Cấu trúc hóa học của hợp chất UGLW3 và hợp chất tham khảo .... 83 Hình 4.35. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất UGLW3 .......................................... 84 Hình 4.36. Phổ 1H-NMR của hợp chất UGLW3 ............................................... 85 Hình 4.37. Phổ 1H-NMR giãn (a) của hợp chất UGLW3 ................................. 85 Hình 4.38. Phổ 1H-NMR giãn (b) của hợp chất UGLW3 ................................. 86 Hình 4.39. Phổ 13C-NMR của hợp chất UGLW3 .............................................. 86 Hình 4.40. Phổ DEPT của hợp chất UGLW3 ................................................... 87 Hình 4.41. Phổ HSQC của hợp chất UGLW3 .................................................. 87 Hình 4.42. Phổ HSQC giãn (a) của hợp chất UGLW3 ..................................... 88 Hình 4.43. Phổ HSQC giãn (b) của hợp chất UGLW3 ..................................... 88 Hình 4.44. Phổ HMBC của hợp chất UGLW3 ................................................. 89 Hình 4.45. Phổ HMBC giãn của hợp chất UGLW3.......................................... 89 Hình 4.46. Phổ COSY của hợp chất UGLW3 ................................................... 90 Hình 4.47. Phổ NOESY của hợp chất UGLW3................................................. 90 Hình 4.48. Phổ NOESY giãn của hợp chất UGLW3......................................... 91 x Hình 4.49. Sắc ký đồ HPLC của các dẫn xuất tolylthiocarbamoyl thiazolidine của D-glucose, L-glucose và phần đường trong hợp chất UGLW3 ................... 91 Hình 4.50. Tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất UGLW3 . 92 Hình 4.51. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCC5 và chất tham khảo............... 93 Hình 4.52. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất UCC5 ............................................. 94 Hình 4.53. Phổ 1H-NMR của hợp chất UCC5 .................................................. 95 Hình 4.54. Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất UCC5 .......................................... 95 Hình 4.55. Phổ 13C-NMR của hợp chất UCC5 ................................................. 96 Hình 4.56. Phổ 13C-NMR giãn của hợp chất UCC5 ......................................... 96 Hình 4.57. Phổ DEPT của hợp chất UCC5 ...................................................... 97 Hình 4.58. Phổ HSQC của hợp chất UCC5 ...................................................... 97 Hình 4.59. Phổ HMBC của hợp chất UCC5 ..................................................... 98 Hình 4.60. Phổ HMBC giãn của hợp chất UCC5 ............................................. 98 Hình 4.61. Phổ COSY của hợp chất UCC5 ...................................................... 99 Hình 4.62. Phổ NOESY của hợp chất UCC5 .................................................... 99 Hình 4.63. Phổ NOESY giãn của hợp chất UCC5 .......................................... 100 Hình 4.64. Tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất UCC5 ... 101 Hình 4.65. Cấu trúc hoá học của hợp chất UCC6 .......................................... 103 Hình 4.66. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UCC6................. 103 Hình 4.67. Cấu trúc hoá học của hợp chất UCC10 ........................................ 105 Hình 4.68. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCC11 ........................................ 106 Hình 4.69. Tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất UCC11 . 106 Hình 4.70. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCC12 ........................................ 108 Hình 4.71. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCE3BII .................................... 110 Hình 4.72. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCE4BI ...................................... 111 Hình 4.73. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCE8 .......................................... 112 Hình 4.74. Tương tác HMBC chính của hợp chất UCE8................................ 112 Hình 4.75. Cấu trúc hóa học của hợp chất UCE9 .......................................... 115 Hình 4.76. Tương tác HMBC chính của hợp chất UCE9................................ 115 Hình 4.77. Cấu trúc hóa học của hợp chất UFC1 .......................................... 116 Hình 4.78. Cấu trúc hóa học của hợp chất UFC3B1 ..................................... 117 xi Hình 4.79. Tương tác HMBC chính của hợp chất UFC3B1 ........................... 117 Hình 4.80. Cấu trúc hóa học của hợp chất UFE3A ....................................... 120 Hình 4.81. Tương tác HMBC chính của hợp chất UFE3A ............................. 120 Hình 4.82. Cấu trúc hoá học của hợp chất UFE4A ....................................... 122 Hình 4.83. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất UFE5B ......................................... 123 Hình 4.84. Phổ IR của hợp chất UFE5B........................................................ 123 Hình 4.85. Phổ UV của hợp chất UFE5B ...................................................... 123 Hình 4.86. Phổ 1H-NMR của hợp chất UFE5B .............................................. 124 Hình 4.87. Phổ 1H-NMR giãn (a) của hợp chất UFE5B ................................ 124 Hình 4.88. Phổ 1H-NMR giãn (b) của hợp chất UFE5B ................................ 125 Hình 4.89. Phổ 13C-NMR của hợp chất UFE5B............................................. 125 Hình 4.90. Phổ DEPT của hợp chất UFE5B.................................................. 126 Hình 4.91. Phổ HSQC của hợp chất UFE5B ................................................. 127 Hình 4.92. Phổ HSQC giãn của hợp chất UFE5B ......................................... 127 Hình 4.93. Phổ HMBC của hợp chất UFE5B ................................................ 128 Hình 4.94. Phổ HMBC giãn (a) của hợp chất UFE5B ................................... 128 Hình 4.95. Phổ HMBC giãn (b) của hợp chất UFE5B ................................... 129 Hình 4.96. Phổ COSY của hợp chất UFE5B .................................................. 129 Hình 4.97. Cấu trúc hoá học của hợp chất UFE5B và hợp chất tham khảo ... 130 Hình 4.98. Tương tác HMBC và COSY chính của hợp chất UFE5B .............. 131 Hình 4.99. Cấu trúc hóa học của hợp chất UFE7A ....................................... 132 Hình 4.100. Tương tác HMBC chính của hợp chất UFE7A ........................... 132 xii DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Cấu trúc hóa học của các hợp chất (1–305) được phân lập từ chi Uvaria ............................................................................................................ PL1 Phụ lục 2. Phổ NMR (CD3OD) và dữ kiện phổ nhiễu xạ tia X của hợp chất UGLE1......................................................................................................... PL13 Phụ lục 3. Các phổ của hợp chất UGC4 ...................................................... PL19 Phụ lục 4. Các phổ của hợp chất UGC5 ...................................................... PL24 Phụ lục 5. Các phổ của hợp chất UGC6 ...................................................... PL36 Phụ lục 6. Các phổ của hợp chất UGC8 ...................................................... PL44 Phụ lục 7. Các phổ của hợp chất UGC9 ...................................................... PL50 Phụ lục 8. Các phổ của hợp chất UGW1...................................................... PL54 Phụ lục 9. Các phổ của hợp chất UGW2...................................................... PL60 Phụ lục 10. Các phổ của hợp chất UGLW1 ................................................. PL66 Phụ lục 11. Các phổ của hợp chất UCC6 ..................................................... PL71 Phụ lục 12. Các phổ của hợp chất UCC10 ................................................... PL77 Phụ lục 13. Các phổ của hợp chất UCC11 ................................................... PL81 Phụ lục 14. Các phổ của hợp chất UCC12 ................................................... PL87 Phụ lục 15. Các phổ của hợp chất UCE3BII ............................................... PL91 Phụ lục 16. Các phổ của hợp chất UCE4I ................................................... PL94 Phụ lục 17. Các phổ của hợp chất UCE8 ..................................................... PL97 Phụ lục 18. Các phổ của hợp chất UCE9 ................................................... PL102 Phụ lục 19. Các phổ của hợp chất UFC1 ................................................... PL106 Phụ lục 20. Các phổ của hợp chất UFC3B1 .............................................. PL109 Phụ lục 21. Các phổ của hợp chất UFE3A ................................................ PL113 Phụ lục 22. Các phổ của hợp chất UFE4A ................................................ PL117 Phụ lục 23. Các phổ của hợp chất UFE7A ................................................ PL119 Phụ lục 24. Biên bản giám định mẫu thực vật ............................................ PL123 xiii MỞ ĐẦU Sự tác động của con người vào tự nhiên trong quá trình sinh sống và phát triển kinh tế làm cho môi trường ngày càng suy thoái, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và sự phát triển bền vững của nhân loại. Cùng với thiên tai, tình trạng bệnh tật diễn biến ngày càng phức tạp và khó lường. Gần đây thế giới luôn phải đối mặt với những bệnh nguy hiểm và có khả năng lan rộng thành đại dịch ở quy mô toàn cầu. Có thể lấy một số ví dụ điển hình như HIV/AIDS, ung thư, viêm đường hô hấp cấp SARS, cúm gia cầm H5N1, cúm lợn H1N1, dịch Ebola... Thực tế đó thúc đẩy chúng ta luôn phải tìm kiếm các thuốc chữa bệnh mới, có hiệu quả cao hơn, tác dụng chọn lọc và giá thành rẻ hơn. Một trong những con đường hữu hiệu để tìm ra các chất có hoạt tính tiềm năng, có thể phát triển thành thuốc chữa bệnh là đi từ các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên. Các hợp chất này thường phù hợp với cơ thể sống, ít độc và thân thiện với môi trường nên có thể sử dụng trực tiếp để làm thuốc, hoặc làm các mô hình để nghiên cứu tổng hợp thuốc mới. Nhiều hợp chất có nguồn gốc tự nhiên đã được phát triển thành các loại thuốc chữa bệnh có hiệu quả cao như taxol, taxotere từ cây Thông đỏ (Taxus brevifolia); vinblastine, vincristine từ cây Dừa cạn (Catharanthus roseus); shikimic acid từ cây Đại hồi (Illicium verum); artemisinin từ cây Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua)… Có hai hướng chính trong việc tìm kiếm các hoạt chất có hoạt tính sinh học đó là từ con đường sàng lọc tự nhiên và từ kinh nghiệm sử dụng cây thuốc của người dân địa phương. Tri thức bản địa đóng vai trò quan trọng trong tìm kiếm thuốc mới với việc giảm thiểu các chi phí sàng lọc ban đầu và các tác dụng đã được định hướng bởi quá trình nghiên cứu là chứng minh kinh nghiệm sử dụng của người dân. Quá trình điều tra và tìm hiểu kinh nghiệm chữa bệnh của đồng bào dân tộc Pako, Vân Kiều cho thấy một số loài thuộc chi Uvaria gồm Uvaria grandiflora Roxb. ex Hornem, Uvaria cordata (Dun.) Wall. ex Alston. và Uvaria fauveliana (Fin. & Gagnep.) Ast đã được sử dụng trong các bài thuốc chữa bệnh liên quan đến khối u ở địa phương. Các nghiên cứu ban đầu của chúng tôi cho thấy cao chiết methanol từ các loài trên thể hiện hoạt tính gây độc tế bào 1 in vitro đối với 6 dòng tế bào ung thư thử nghiệm, bao gồm LU-1 (ung thư phổi), KB (ung thư biểu mô), MDA-MB-231 (ung thư vú), Hep-G2 (ung thư gan), SW480 (ung thư ruột kết) và MKN-7 (ung thư dạ dày). Hơn nữa, cho đến nay các loài Uvaria grandiflora, Uvaria cordata và Uvaria fauveliana ít được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học ở trong nước cũng như trên thế giới. Từ những lí do trên, chúng tôi đề xuất đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài thuộc chi Uvaria L. - họ Na (Annonaceae)”. Đề tài được thực hiện với hai mục tiêu: 1. Nghiên cứu để làm rõ thành phần hóa học chính của các loài U. grandiflora, U. cordata và U. fauveliana. 2. Thử nghiệm hoạt tính sinh học của các phân đoạn và của hợp chất tách ra từ các loài trên để tìm kiếm các hoạt chất phục vụ cuộc sống. 2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu sơ lược về họ Na (Annonaceae) Trong số các họ thực vật bậc cao, họ Na thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới vì tiềm năng to lớn của chúng trong nhiều lĩnh vực đời sống. Với khoảng 120 chi và hơn 2000 loài, họ Na là họ thực vật lớn được biết đến như nguồn cây ăn quả quan trọng. Dầu từ hạt của một số loài thuộc họ này được sử dụng để sản xuất dầu ăn, xà phòng, gỗ được dùng để sản xuất rượu và hoa được sử dụng để chế các loại mỹ phẩm, nước hoa. Nhiều loài thuộc họ Na còn được sử dụng trong y học cổ truyền để chữa các bệnh khác nhau [81]. Trong hệ thực vật Việt Nam, họ Na là một trong số rất ít họ được nghiên cứu khá hoàn hảo về mặt phân loại. Đây cũng là họ có số chi và loài phong phú, đa dạng và phân bố rộng khắp trên đất nước ta [7]. Ở họ Na, chúng ta có thể gặp hầu như tất cả các dạng sống chủ yếu, chỉ trừ các cây thân cỏ và các dạng sống phụ sinh hay ký sinh. Trong số các cây mọc đứng, thường gặp những cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ, hiếm khi gặp cây bụi rất nhỏ hoặc những cây gỗ lớn ([1], tr. 5–8). Lá của các cây thuộc họ Na thường không có lá kèm, mọc cách, đơn, mép lá nguyên, gân lông chim. Gân chính nổi rõ ở mặt dưới và thường lõm ở mặt trên. Ở các chi Artabotrys, Cyathocalyx, Stelechocerpus… gân chính lồi rõ cả 2 mặt. Gân bên (gân thứ cấp hoặc gân cấp II) thường rõ ở mặt dưới, chúng có thể song song hoặc cong hình cung. Lá có lông hình sao (nhất là trong giai đoạn non) gặp ở đại diện thuộc các chi Anomianthus, Cyathostemma, Ellipeiopsis, Melodorum, Neouvaria và Uvaria ([1], tr. 5–8). Hoa thường mọc riêng lẻ ở ngọn hay nách lá, kiểu vòng xoắn, đều, lưỡng tính, ít khi đơn tính. Đế hoa lồi. Bao hoa thường gồm 3 vòng, mỗi vòng có 3 bộ phận, vòng ngoài là lá đài, 2 vòng trong là cánh hoa. Đài có thể rời hay dính. Cánh hoa to, dày và mềm, đôi khi hoa chỉ có 3 cánh. Ô phấn hẹp, mở bằng một đường nứt dọc, hướng ngoài. Bộ nhụy gồm nhiều lá noãn rời xếp khít nhau, nhưng đôi khi giảm còn 3 hoặc 1 lá noãn. Vòi nhụy ngắn. Bộ nhị gồm nhiều nhị rời xếp theo một đường xoắn ốc. Chỉ nhị rất ngắn. Trong họ Annonaceae có 2 kiểu nhị chính: 3 + Kiểu Uvarioid: Trung đới khá dày và dài vượt quá bao phấn để tạo thành mào trung đới. + Kiểu Milliusoid: Trung đới mỏng và hẹp, làm cho bao phấn lồi lên so với trung đới. Quả thường theo 2 kiểu: + Kiểu Annona: Quả tụ, mỗi lá noãn cho một quả mọng riêng biệt và tất cả các quả này dính vào nhau. + Kiểu Cananga: Mỗi lá noãn cho một quả mọng có cuống và mỗi hoa cho một chùm quả mọng. Mỗi quả mọng mang 2 hàng hạt. Ở cây Gié nam (Unona cochinchinensis Lour.), mỗi lá noãn cho ra một chuỗi hạt thắt lại thành nhiều khúc, mỗi khúc đựng một hạt. Hạt có vỏ cứng, láng. Nội nhũ to, xếp nếp. Ở Việt Nam, họ Annonaceae có 29 chi, bao gồm: Alphonsea, Anaxagorea, Annona, Anomianthus, Artabotrys, Cananga (Canangium), Cyathocalyx, Cyathostemma, Enicosanthella, Dasymaschalon, Enicosanthum, Desmos Fissistigma, (Unona), Friesodielsia Drepananthus, (Oxymitra), Goniothalamus (Becariodendron), Meiogyne, Melodorum (Rauwenhoffia), Miliusa (Saccopetalum), Mitrella, Mitrephora, Orophea, Phaeanthus, Polyalthia, Popowia, Pseuduvaria, Sageraea, Uvaria (Uvariella) và Xylopia với gần 179 loài [2]. 1.2. Giới thiệu về chi Bù dẻ (Uvaria) 1.2.1. Đặc điểm thực vật, phân bố và công dụng Chi Uvaria gồm có khoảng 175 loài. Phần lớn các loài trong chi này là dây leo thân gỗ hay bụi trườn. Phần non của cây có lông hình sao. Lá thường có gân bên khá rõ ở mặt dưới. Trong các tế bào biểu bì lá có tinh thể hợp thành khối nhỏ. Hoa lưỡng tính, thường đối diện với lá, mọc đơn độc hoặc hợp thành cụm hoa dạng xim. Lá đài 3, xếp van, thường hợp ở gốc thành đấu. Cánh hoa thường 6, phần lớn rời nhau, xếp lợp thành 2 vòng, rất ít khi cánh hoa 9 và xếp thành 3 vòng. Các cánh hoa xòe ra khi hoa nở và gần giống nhau về hình dạng và kích thước. Nhị nhiều, có trung đới dày (dạng Uvarioid), mào trung đới hình đĩa hay gần hình cầu (lớn hơn bao phấn) hoặc hình lưỡi nhỏ (hẹp hơn bao phấn). Bao 4