Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài tai chua (garcinia cowa roxb ex choisy) và đằng hoàng (garcinia hanburyi hook f) ở việt nam

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (444.42 KB, 15 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---

NGUYỄN THỊ KIM AN

NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC

CỦA HAI LỒI TAI CHUA (GARCINIA COWA ROXB. EX CHOISY) VÀ ĐẰNG HOÀNG (GARCINIA HANBURYI HOOK

F.) Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2020

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ---

NGUYỄN THỊ KIM AN

NGHIÊN CỨU HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC

CỦA HAI LỒI TAI CHUA (GARCINIA COWA ROXB. EX CHOISY) VÀ ĐẰNG HOÀNG (GARCINIA HANBURYI HOOK

F.) Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9 44 01 07

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS.TS. Ngô Đại Quang 2. PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy

Hà Nội – 2020

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Ngô Đại Quang và PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án

Nguyễn Thị Kim An

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CẢM ƠN

Luận án này được hoàn thành tại Phịng Hóa sinh hữu cơ, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam. Với lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin gửi đến thầy cô hướng dẫn: PGS.TS. Ngô Đại Quang và PGS.TS. Trần Thị Thu Thủy lời cảm ơn vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, tận tình hướng dẫn và có nhiều góp ý quý báu cho tôi trong thời gian thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, đặc biệt là GS.TS. Phạm Quốc Long - Viện trưởng, và các cán bộ Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi trong q trình thực hiện luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Ban lãnh đạo Khoa Cơng nghệ Hóa và các giảng viên Khoa Cơng nghệ Hóa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian học tập.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam, cán bộ các phịng ban đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hồn thành các thủ tục trong q trình thực hiện và bảo vệ luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đề tài Hóa dược: “Nghiên cứu quy trình phân lập axit

gambogic từ nhựa cây Đằng hoàng Việt Nam (Garcinia hanburyi) làm nguyên liệu

sản xuất thuốc điều trị ung thư” mã số CNHD.ĐT.061/15-17 đã tài trợ kinh phí để tơi thực hiện luận án này.

Tơi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Lee Jae Wook (Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc - KIST), TS. Phan Đức Anh (Trường Đại học Phenikaa), PGS.TS. Đỗ Thị Thảo (Viện Công nghệ Sinh học), TS. Trần Thị Hồng Hà (Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên), TS. Nguyễn Thanh Trà (Viện Hóa học) đã giúp đỡ tôi thực hiện các nghiên cứu về tính chất vật lý, hóa lý và hoạt tính sinh học.

Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến tồn thể gia đình, đồng nghiệp, bạn bè, các em sinh viên đã luôn ủng hộ và hỗ trợ tơi hồn thành luận án.

Tơi xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Nguyễn Thị Kim An

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ... 2

1.1. Giới thiệu chung về chi Garcinia ... 2

1.1.1. Đặc điểm thực vật chi Garcinia ... 2

1.1.4. Hoạt tính sinh học của các chất phân lập từ chi Garcinia ... 13

1.1.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa ... 13

1.1.4.2. Hoạt tính kháng khuẩn / kháng ký sinh trùng ... 14

1.1.4.3. Hoạt tính kháng viêm ... 15

1.1.4.4. Hoạt tính chống ung thư ... 16

1.1.4.5. Hoạt tính kháng virus ... 17

1.1.4.6. Hoạt tính khác ... 18

1.1.5. Nghiên cứu về chi Garcinia tại Việt Nam ... 18

1.2. Tổng quan về cây tai chua Garcinia cowa ... 19

1.2.1. Đặc điểm hình thái và phân bố... 19

1.2.2. Tình hình nghiên cứu hóa học và các hoạt tính sinh học ... 20

1.2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ... 20

1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ... 28

1.3. Tổng quan về cây đằng hoàng Garcinia hanburyi ... 28

1.3.1. Đặc điểm hình thái và phân bố ... 28

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

1.3.2. Tình hình nghiên cứu hóa học và các hoạt tính sinh học ... 29

1.3.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ... 29

1.3.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ... 36

1.4. Tổng quan về acid gambogic ... 36

1.4.1. Cấu trúc hóa học ... 36

1.4.2. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư của acid gambogic ... 37

1.4.3. Bán tổng hợp và thử nghiệm hoạt tính sinh học các dẫn xuất của GA ... 38

2.1. Đối tượng nghiên cứu ... 42

2.1.1. Nhựa cây tai chua G. cowa ... 42

2.1.2. Thân và nhựa cây đằng hoàng Garcinia hanburyi ... 42

2.2. Phương pháp nghiên cứu ... 43

2.2.1. Phương pháp phân lập các chất ... 43

2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc ... 43

2.2.3. Phương pháp khảo sát động học của các vật liệu vơ định hình ... 43

2.2.4. Các phương pháp đánh giá hoạt tính ... 44

2.2.4.1. Phương pháp đánh giá khả năng chống oxygen hóa ABTS và DPPH ... 44

2.2.4.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase ... 45

2.2.4.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro ... 46

CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM ... 48

3.1. Phân lập các chất từ cây G. cowa ... 48

3.1.1. Cách tiến hành ... 48

3.1.2. Hằng số vật lý và các dữ liệu phổ của các chất phân lập được ... 51

3.2. Phân lập các chất từ cây G. hanburyi ... 52

3.2.1. Cách tiến hành ... 52

3.2.1.1. Phân lập các chất từ nguyên liệu thân cành ... 52

3.2.1.2. Phân lập các chất từ nguyên liệu nhựa ... 55

3.2.2. Hằng số vật lý và các dữ liệu phổ của các chất phân lập được ... 56

3.3. Tổng hợp các dẫn xuất của GA ... 57

3.3.1. Khảo sát tính chất nhiệt động học và động học của acid gambogic ở trạng thái gương và trạng thái dung dịch siêu lạnh ... 57

3.3.2. Tổng hợp các dẫn xuất của GA ... 58

3.3.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất ester của GA ... 58

a) Hợp chất methylgambogate (GA1) ... 58

b) Hợp chất ethylgambogate (GA2) ... 59

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

3.3.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất amide của GA ... 59

3.4. Thử nghiệm hoạt tính sinh học của các chất ... 63

3.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa ABTS và DPPH ... 63

3.4.2. Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase ... 63

3.4.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro ... 63

CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ... 64

4.1. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học nhựa cây G. cowa ... 64

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

4.3. Kết quả tổng hợp dẫn xuất của GA (GH1) ... 128

4.3.1. Kết quả khảo sát sự hồi phục phân tử ở trạng thái gương và trạng thái dung dịch siêu lạnh của acid gambogic vơ định hình ... 128

4.3.2. Định hướng tổng hợp dẫn xuất ... 130

4.3.3. Kết quả tổng hợp các dẫn xuất ... 131

4.3.3.1. Hợp chất GA1: Methyl gambogate ... 132

4.3.3.2. Hợp chất GA2: Ethyl gambogate ... 133

4.3.3.3. Hợp chất GA3: N,N-diallyl gambogamide... 134

4.4.1. Hoạt tính chống oxygen hóa ABTS và DPPH ... 143

4.4.2. Hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase ... 143

4.4.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro ... 144

4.4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các chất phân lập được ... 144

4.4.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các dẫn xuất của GA ... 145

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ... 147

1. Kết luận ... 147

2. Kiến nghị ... 148

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN... 149

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ... 150

PHỤ LỤC ... 151

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Một số xanthone polyoxygen thế đơn giản phân lập từ chi Garcinia ... 5

Hình 1.2. Một số prenyl xanthone phân lập từ chi Garcinia ... 5

Hình 1.3. Cơ chế phản ứng sinh tổng hợp xanthone lồng từ mesuaxanthone B ... 6

Hình 1.4. Một số xanthone lồng phân lập từ chi Garcinia ... 7

Hình 1.5. Một số bisxanthone phân lập từ chi Garcinia ... 8

Hình 1.6. Một số benzophenone phân lập từ chi Garcinia ... 8

Hình 1.7. Một số hợp chất biflavonoid phân lập từ chi Garcinia ... 9

Hình 1.8. Một số triterpenoid phân lập từ chi Garcinia ... 10

Hình 1.9. Một số biphenyl phân lập từ chi Garcinia ... 11

Hình 1.10. Một số hợp chất depsidone phân lập từ chi Garcinia ... 11

Hình 1.11. Một số tocotrienol phân lập từ chi Garcinia ... 11

Hình 1.12. Một số hợp chất phloroglucinol phân lập từ chi Garcinia ... 12

Hình 1.13. Một số hợp chất khác phân lập từ chi Garcinia ... 13

Hình 1.14. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng chống oxygen hóa.. 14

Hình 1.15. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn / ... 15

kháng ký sinh trùng ... 15

Hình 1.16. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng viêm ... 16

Hình 1.17. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng chống ung thư ... 17

Hình 1.18. Cấu trúc hóa học của một số hợp chất có khả năng kháng virus ... 17

Hình 1.19. Cấu trúc hóa học của garsubellin A ... 18

Hình 1.20. Thân, lá và quả cây tai chua G. cowa ... 20

Hình 1.21. Thân, lá và hoa cây đằng hồng G. hanburyi... 29

Hình 1.22. Cơng thức cấu tạo của GA ... 36

Hình 1.23. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất amide của GA ... 38

Hình 1.24. Sơ đồ tổng hợp một số dẫn xuất oxygen hóa của GA ... 39

Hình 1.25. Một số dẫn xuất chứa vòng bicyclo của GA ... 40

Hình 1.26. Một số dẫn xuất ester, thioester, amide và epoxy của GA ... 40

Hình 1.27. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất PEG-AG ... 40

Hình 1.28. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất alkanolamine của GA ... 41

Hình 1.29. Một số dẫn xuất chứa vòng 1,2,5-oxadiazole-2-oxygende của GA ... 41

Hình 3.1. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của nhựa cây G. cowa ... 48

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 3.2. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của thân cành cây G. hanburyi

... 53

Hình 3.3. Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết DCM của nhựa cây G. hanburyi ... 55

Hình 3.4. Sơ đồ tạo dẫn xuất ester/amide của GA ... 58

Hình 4.1. Cấu trúc các hợp chất GCx (x = 1-18) phân lập từ nhựa cây G. cowa ... 64

Hình 4.25. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của hợp chất GC6 ... 81

Hình 4.26. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC7 ... 82

Hình 4.27. Phổ 1H NMR của hợp chất GC7 ... 82

Hình 4.28. Phổ 13C NMR của hợp chất GC7 ... 83

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hình 4.29. Cấu trúc hóa học của hợp chất GC8 ... 84

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Hình 4.61. Cấu trúc các hợp chất GHx (x = 1-8) phân lập từ nhựa và thân cành cây G.

Hình 4.68. Phổ NOESY giãn của hợp chất GH2 ... 112

Hình 4.69. Cơng thức cấu tạo của hợp chất GH3 ... 113

Hình 4.88. Quang phổ điện môi băng thông rộng của GA ở nhiệt độ a) cao hơn nhiệt độ chuyển gương và b) thấp hơn nhiệt độ chuyển gương. ... 129

Hình 4.89. Cấu trúc hóa học và tinh thể của GA ... 130

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 4.90. Cơ chế của phản ứng ester hóa và amide hóa ... 132

Hình 4.91. Cấu trúc hóa học của hợp chất GA1 ... 132

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ... xii

Bảng 1.1. Một số loài thuộc chi Garcinia đã được nghiên cứu ở Việt Nam ... 19

Bảng 1.2. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây G. cowa ... 21

Bảng 1.3. Một số xanthone có hoạt tính gây độc tế bào ung thư trong cây G. cowa27Bảng 1.4. Một số hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn mạnh trong cây G. cowa ... 28

Bảng 1.5. Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cây G. hanburyi ... 30

Bảng 4.1. Tín hiệu độ dịch chuyển của các cacbon trong khung xanthone ... 65

Bảng 4.18. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất GH1 và acid gambogic ... 108

Bảng 4.19. Dữ liệu phổ của hợp chất GH2, GH1 và acid isogambogic ... 112

Bảng 4.20. Dữ liệu phổ NMR của GH3 và acid morellic ... 115

Bảng 4.21. Dữ liệu phổ NMR của GH4, GH3 và acid isomorellic ... 117

Bảng 4.22. Dữ liệu phổ NMR của GH5, GH4 và isomorellin ... 120

Bảng 4.23. Dữ liệu phổ NMR của GH6 và desoxymorellin ... 122

Bảng 4.24. Dữ liệu phổ NMR của GH7 và isomoreollin B ... 125

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Bảng 4.25. Dữ liệu phổ NMR của GH8 và acid 10α-butoxygambogic ... 127Bảng 4.26. Cấu trúc các sản phẩm và hiệu suất phản ứng ... 131

</div>