Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Zanthoxylum nitidum thuộc họ Rutaceae ở Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:205

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Hóa học "Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Zanthoxylum nitidum thuộc họ Rutaceae ở Việt Nam" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu thành phần hóa học của loài Zanthoxylum nitidum ở Việt Nam; Khảo sát hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được để tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học; Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính kháng u của một số hợp chất phân lập được.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Zanthoxylum nitidum thuộc họ Rutaceae ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------- TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI ZANTHOXYLUM NITIDUM THUỘC HỌ RUTACEAE Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội- 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------- TRẦN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI ZANTHOXYLUM NITIDUM THUỘC HỌ RUTACEAR Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9.44.01.17 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thị Hồng Vân TS. Phạm Minh Quân Hà Nội- 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Thị Hồng Vân và TS. Phạm Minh Quân. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, không trùng lặp và chưa được công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Trần Thị Tuyến
LỜI CẢM ƠN Với tấm lòng chân thành và biết ơn sâu sắc, tôi xin được cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Thị Hồng Vân, TS. Phạm Minh Quân là những người thầy vô cùng tận tâm và nhiệt huyết đã định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu làm luận án tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ của Ban Lãnh đạo và tập thể cán bộ, đồng nghiệp Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, đặc biệt là GS.TS. Phạm Quốc Long đã truyền đạt những kiến thức nền tảng trong suốt thời gian học tập. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong suốt thời gian tôi thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị, em công tác tại phòng Phân tích Hóa học và phòng Hóa sinh Nông nghiệp và Tinh dầu - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, đã luôn chân thành, nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình tôi học tập và nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể những người thân trong gia đình, bạn bè đã động viên để tôi có thể hoàn thiện được luận án này. Luận án được thực hiện với sự tài trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu cơ bản của Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), mã số đề tài 104.01-2015.44 do PGS.TS. Nguyễn Thị Hồng Vân làm chủ nhiệm. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận án Trần Thị Tuyến
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................i MỤC LỤC............................................................................................................. iv DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .........................................................viii DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. x MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 3 1.1. Chi Zanthoxylum .............................................................................................. 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật chung của chi Zanthoxylum ...................................... 3 1.1.2. Phân bố của các loài Zanthoxylum ở Việt Nam ...................................... 3 1.1.3. Công dụng của các loài thuộc chi Zanthoxylum trong y học dân tộc ...... 6 1.1.4. Tình hình nghiên cứu về chi Zanthoxylum trên thế giới ......................... 8 1.1.5. Tình hình nghiên cứu về chi Zanthoxylum ở Việt Nam .......................... 9 1.2. Loài Zanthoxylum nitidum .............................................................................. 12 1.2.1. Đặc điểm thực vật ............................................................................... 12 1.2.2. Phân bố ............................................................................................... 13 1.2.3. Công dụng ........................................................................................... 13 1.2.4. Tình hình nghiên cứu về loài Zanthoxylum nitidum trên thế giới ......... 14 1.2.5. Tình hình nghiên cứu loài Zanthoxylum nitidum ở Việt Nam............... 38 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 39 2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 39 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 39 2.2.1. Phương pháp chiết mẫu ....................................................................... 39 2.2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất ..................................................... 39 2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học ............................................... 40 2.2.4. Các phương pháp thử hoạt tính sinh học .............................................. 42 2.2.5. Phương pháp mô phỏng tương tác phân tử.......................................... 44 2.2.6. Phương pháp định lượng hoạt chất nitidine trong loài Z. nitidum ......... 45 2.2.7. Phương pháp chiết tách, phân tích thành phần và hàm lượng tinh dầu . 46 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 48 3.1. Xử lý đối tượng nghiên cứu theo định hướng hoạt tính sinh học ..................... 48
v 3.1.1. Xử lý mẫu, tạo cao chiết methanol tổng ............................................... 48 3.1.2. Sàng lọc hoạt tính của các cao chiết methanol tổng ............................. 48 3.2. Lựa chọn các phân đoạn có hoạt tính cao để chiết tách, phân lập các chất sạch .............................................................................................................................. 48 3.2.1. Điều chế các cặn chiết phân đoạn ........................................................ 48 3.2.2. Sàng lọc hoạt tính của các phần cặn chiết phân đoạn: .......................... 50 3.3. Nghiên cứu thành phần hóa học loài Zanthoxylum nitidum ..................... 50 3.3.1. Chiết tách, phân lập các hợp chất từ các cặn chiết .............................. 50 3.3.2. Hằng số vật lý và các dữ kiện phổ của các chất sạch phân lập được..... 57 3.4. Thử hoạt tính sinh học của các hợp chất sạch phân lập được ........................... 61 3.5. Nghiên cứu tương quan cấu trúc - hoạt tính kháng u của một số hợp chất phân lập được ................................................................................................................ 61 3.6. Định lượng hoạt chất nitidine trong loài Zanthoxylum nitidum ........................ 61 3.7. Nghiên cứu thành phần, hàm lượng và hoạt tính sinh học của tinh dầu loài Zanthoxylum nitidum ............................................................................................. 61 3.7.1. Nghiên cứu thành phần và hàm lượng của tinh dầu.............................. 61 3.7.2. Thử hoạt tính sinh học của tinh dầu ..................................................... 61 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 62 4.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính các cao chiết methanol tổng và các cặn chiết phân đoạn ...................................................................................................................... 62 4.1.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính các cao chiết methanol tổng ....................... 62 4.1.2. Kết quả sàng lọc hoạt tính các cặn chiết phân đoạn ............................. 62 4.2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được ............................. 64 4.2.1. Hợp chất ZN1 (nitidine) ...................................................................... 64 4.2.2. Hợp chất ZN2 (7-methoxy-8-demethoxynitidine - Chất mới) .............. 65 4.2.3. Hợp chất ZN3 (zanthoxyline) .............................................................. 66 4.2.4. Hợp chất ZN4 (dihydrochelerythrine) ................................................. 68 4.2.5. Hợp chất ZN5 (zanthocadinanine C - Chất mới) .................................. 70 4.2.6. Hợp chất ZN6 (6-acetonyldihydrochelerythrine) ................................. 72 4.2.7. Hợp chất ZN7 (bocconoline) ............................................................... 74 4.2.8. Hợp chất ZN8 (6-carboxymethyldihydrochelerythrine) ....................... 76 4.2.9. Hợp chất ZN9 (6-acetonyl-N-methyldihydrodeccarine)....................... 77
vi 4.2.10. Hợp chất ZN10 (zanthonitiside A - Chất mới) ................................... 79 4.2.11. Hợp chất ZN11 (zanthonitiside B - Chất mới) ................................... 82 4.2.12. Hợp chất ZN12 (zanthonitiside C - Chất mới) ................................... 82 4.2.13. Hợp chất ZN13 (zanthonitiside D - Chất mới) ................................... 84 4.2.14. Hợp chất ZN14 (zanthonitiside I - Chất mới) .................................... 85 4.2.15. Hợp chất ZN15 (sesamin).................................................................. 87 4.2.16. Hợp chất ZN16 (syringaresinol O-β-D-glucopyranoside) .................. 88 4.2.17. Hợp chất ZN17 (syringaresinol) ........................................................ 90 4.2.18. Hợp chất ZN18 ((+)-lyoniresino-9′-O-β-D-glucopyranoside) ............ 91 4.2.19. Hợp chất ZN19 ((-)-lyoniresinol-9′-O-β-D-glucopyranoside) ............ 93 4.2.20. Hợp chất ZN20 ((-)-isolariciresinol 3α-O-β-D-glucopyranoside) ....... 93 4.2.21. Hợp chất ZN21 (2,6-dimethoxybenzoquinone) .................................. 95 4.2.22. Hợp chất ZN22 (3β-hydroxycholest-5-en-7-one) ............................... 96 4.2.23. Hợp chất ZN23 (β-amyrin) ................................................................ 97 4.3. Kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được ..................... 102 4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào .................................................................... 102 4.3.2. Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn.................................................... 103 4.4. Kết quả mô phỏng tương tác phân tử nghiên cứu mối tương quan cấu trúc-hoạt tính kháng u của một số hợp chất......................................................................... 104 4.4.1. Kết quả docking phân tử .................................................................... 104 4.4.2. Phân tích chỉ số ADMET................................................................... 106 4.5. Kết quả định lượng hoạt chất nitidine trong các bộ phận loài Z. nitidum ....... 107 4.6. Kết quả thành phần, hàm lượng và hoạt tính sinh học của tinh dầu loài Zanthoxylum nitidum ........................................................................................... 108 4.6.1. Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng các chất trong tinh dầu loài Z. nitidum ............................................................................................................ 108 4.6.2. Kết quả hoạt tính sinh học ................................................................. 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 113 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 113 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............. 115 * Các bài báo quốc tế: ......................................................................................... 115
vii * Các bài báo quốc gia:........................................................................................ 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 116 PHỤ LỤC .......................................................................................................... PL1 Phụ lục 1: Các phổ của nitidine (ZN1) ................................................................ PL1 Phụ lục 2: Các phổ của 7-methoxy-8-demethoxynitidne- Chất mới (ZN2) .......... PL4 Phụ lục 3: Các phổ của zanthoxyline (ZN3)........................................................ PL7 Phụ lục 4: Các phổ của dihydrochelerythrine (ZN4) ......................................... PL10 Phụ lục 5: Các phổ của zanthocadinanine C - Chất mới(ZN5) .......................... PL13 Phụ lục 6: Các phổ của 6-acetonyldihydrochelerythrine (ZN6) ......................... PL17 Phụ lục 7: Các phổ của bocconoline (ZN7) ....................................................... PL21 Phụ lục 8: Các phổ của 6-carboxymethyldihydrochelerythrine (ZN8) ............... PL24 Phụ lục 9: Các phổ của 6-acetonyl-N-methyl dihydrodecarine (ZN9) ............... PL27 Phụ lục 10: Các phổ của zanthonitiside A - Chất mới (ZN10) ........................... PL30 Phụ lục 11: Các phổ của hợp chất zanthonitiside B - Chất mới (ZN11)............. PL33 Phụ lục 12: Các phổ của hợp chất zanthonitiside C - Chất mới (ZN12)............. PL35 Phụ lục 13: Các phổ của zanthonitiside D - Chất mới (ZN13) ........................... PL38 Phụ lục 14: Các phổ của zanthonitiside E - Chất mới (ZN14) ........................... PL41 Phụ lục 15: Các phổ của sesamin (ZN15) ......................................................... PL45 Phụ lục 16: Các phổ của (syringaresinol O-β-D-glucopyranoside) (ZN16) ....... PL47 Phụ lục 17: Các phổ của (syringaresinol (ZN17)............................................... PL49 Phụ lục 18: Các phổ của ((+)-lyoniresino-9′-O-β-D-glucopyranoside)(ZN18) .. PL51 Phụ lục 19: Các phổ của ((-)-lyoniresino-9′-O-β-D-glucopyranoside)(ZN19) ... PL53 Phụ lục 20: Các phổ của ((-)-isolariciresinol 3α-O-β-D-glucopyranoside) (ZN20) .................................................................................................................. PL55 Phụ lục 21: Các phổ của 2,6-dimethoxybenzoquinone (ZN21) ......................... PL57 Phụ lục 22: Các phổ của 3β-hydroxycholest-5 ene-7-one (ZN21) ..................... PL59 Phụ lục 23: Các phổ của β-amyrin (ZN23)........................................................ PL61 Phụ lục 24: Tinh dầu loài Z. nitidum ................................................................. PL63
viii DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Diễn giải NMR Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 Proton Magnetic Resonance H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton spectroscopy 13 Carbon 13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon C-NMR Resonance spectroscopy 13 Distortionless Enhancement DEPT Phổ DEPT by Polarisation Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều HMBC Correlation liên kết Heteronuclear Single Phổ tương tác dị hạt nhân trực tiếp HSQC Quantum Coherence H→C COSY Corrrlated Spectroscopy Phổ COSY Nuclear Overhauser Effect NOESY Phổ NOESY Spectroscopy Rotating-frame Overhauser ROESY Phổ ROESY Enhancement Spectroscopy HR-ESI- High Resolution Electron Phổ khối lượng ion hóa phun mù MS Spray Ionization Mass Spectra điện tử phân giải cao Circular dichroism CD Phổ lưỡng sắc tròn spectroscopy Gas Chromatography - Mass GC-MS Sắc kí khí - khối phổ Spectrometry High Performance Liquid HPLC Sắc kí lỏng hiệu năng cao Chromatography UV- Ultraviolent Visible Diode Vis/DAD Array Detector STT Số thứ tự TLTK Tài liệu tham khảo TMS Tetramethylsilane DMSO Dimethyl sulfoxide MeOH Methanol Metanol EtOAc Ethylacetate Etyl axetat ACN Methyl cyanide acetonitrile Effective Concentration at Nồng độ gây tác động sinh học cho EC50 50% 50% đối tượng thử nghiệm. Inhibitory Concentration at Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử IC50 50% nghiệm LD50 Lethal Dose at 50% Liều gây chết 50 %
ix Minimum Inhibitory MIC Nồng độ ức chế tối thiểu Concentration SRB Sulforhodamine B TCA Tricloacetic acid Axit tricloaxetic Dulbecco’s Modified Eagle DMEM Môi trường nuôi cấy tế bào Medium CS% Cell survival % % tế bào sống sót KB Human epidemic carcinoma Dòng tế bào ung thư biểu mô KB LU-1 Human lung carcinoma Dòng tế bào ung thư phổi LU-1 MCF7 Human breast carcinoma Dòng tế bào ung thư vú MCF7 Hep- G2 Hepatocellular carcinoma Dòng tế bào ung thư gan Hep-G2 Hormone dependent human Dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt LNCaP prostate carcinoma LNCaP A-549 Human lung cancer Dòng tế bào ung thư phổi A-549 HT-29 Human colon cancer Dòng tế bào ung thư đại tràng HT-29 Dòng tế bào ung thư buồng trứng OVCAR Human ovarian cancer OVCAR f fMet-Leu- MLP/CB Phe/cytochalasin B δH Proton chemical shift Độ dịch chuyển hóa học của proton δC Carbon chemical shift Độ dịch chuyển hóa học của cacbon Absorption, Distribution, Chỉ số hấp thụ, phân bố, chuyển hóa, ADMET Metabolism, Excretion, thải trừ và độc tính Toxicity CTPT Công thức phân tử VSVKĐ Vi sinh vật kiểm định s: Singlet d: Doublet t: Triplet q: Quartet m: Multiplet dd: double doublet
x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các loài Zanthoxylum phân bố ở Việt Nam ........................................................ 3 Bảng 1. 2. Công dụng của các loài thuộc chi Zanthoxylum ở Việt Nam. ........................... 7 Bảng 1. 3. Các hợp chất khung benzophenanthridine phân lập từ loài Z. nitidum ........... 15 Bảng 1.4. Các hợp chất khung aporphine, benzylisoquinoline, furoquinoline phân lập từ loài Z. nitidum..................................................................................................... 19 Bảng 1.5. Các hợp chất khung quinoline, quinolone phân lập từ loài Z. nitidum............. 21 Bảng 1.6. Các hợp chất amine phân lập từ loài Z. nitidum ................................................ 22 Bảng 1.7. Các hợp chất lignan phân lập từ loài Z. nitidum................................................ 22 Bảng 1.8. Các hợp chất coumarin phân lập từ loài Z. nitidum .......................................... 25 Bảng 1.9. Các hợp chất flavonoid phân lập từ loài Z. nitidum .......................................... 26 Bảng 1. 10. Các hợp chất chính trong tinh dầu loài Z. nitidum ......................................... 28 Bảng 1.11. Các hợp chất khác được phân lập từ loài Z. nitidum ....................................... 30 Bảng 3.1. Các cao chiết methanol tổng .............................................................................. 48 Bảng 3.2. Các cặn chiết phân đoạn thu được từ cao methanol tổng thân cành................. 49 Bảng 4.1. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của các cao chiết methanol tổng.............. 62 Bảng 4.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các cao chiết methanol tổng.................. 62 Bảng 4.3. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của các cặn chiết phân đoạn .................... 63 Bảng 4.4. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các cao chiết phân đoạn ........................ 63 Bảng 4.5. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN1, ZN2 và số liệu tham khảo ...................... 64 Bảng 4.6. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN3 và số liệu tham khảo.............................. 67 Bảng 4.7. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN4, ZN5 và số liệu tham khảo .................... 69 Bảng 4.8. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN6 và số liệu tham khảo.............................. 73 Bảng 4.9. Số liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT của ZN7 và số liệu tham khảo .. 75 Bảng 4.10. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN8 và số liệu tham khảo............................ 76 Bảng 4.11. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN9 và số liệu tham khảo............................ 78 Bảng 4.12. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN10 và ZN11 ............................................ 80 Bảng 4.13. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN12 và ZN13 ............................................ 83 Bảng 4.14. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN14 ............................................................ 85 Bảng 4.15. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN15 ............................................................. 87 Bảng 4.16. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của hợp chất ZN16, ZN17 và ............................... 89
xi Bảng 4.17. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR của ZN18, ZN19 và số liệu tham khảo.............. 92 Bảng 4.18. Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của ZN20 và số liệu tham khảo ........... 94 Bảng 4.19. Số liệu phổ 1H, 13C-NMR, DEPT của ZN21 và số liệu tham khảo ............. 95 Bảng 4.20. Số liệu phổ 1H-NMR,13C-NMR của ZN22 và số liệu tham khảo................ 96 Bảng 4.21. Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của ZN23 và β-amyrin......................... 98 Bảng 4.22. Cấu trúc hóa học của 23 hợp chất phân lập từ thân cành loài Z. nitidum ..... 100 Bảng 4.23. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được ............................ 102 Bảng 4.24. Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của các hợp chất phân lập được .......... 103 Bảng 4.25. Năng lượng liên kết của các phối tử với protein tubulin và .......................... 104 Bảng 4.26. Kết quả mô phỏng docking phân tử các chất ức chế tiềm năng với protein 105 Bảng 4.27. Chỉ số ADMET và dự đoán độc tính của các chất ức chế tiềm năng.......... 106 Bảng 4.28. Hàm lượng nitidine có trong các bộ phận loài Z. nitidum ............................ 108 Bảng 4.29. Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của mẫu tinh dầu .................................. 112
xii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Hình ảnh các loài thuộc chi Zanthoxylum ở Việt Nam ....................................... 6 Hình 1. 2. Các bộ phận của loài Zanthoxylum nitidum [47] .............................................. 13 Hình 2. 1. Ảnh của mẫu Z. nitidum nghiên cứu ................................................................. 39 Hình 3.1. Sơ đồ điều chế các cặn chiết từ loài Z. nitidum ................................................. 49 Hình 3.2. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn A (phần cặn chiết n-hexane) ............................ 53 Hình 3.3. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn B (phần cặn chiết chloroform)......................... 54 Hình 3.4. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn C (phần cặn chiết ethyl acetate) ....................... 55 Hình 3.5. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn D (phần cặn chiết nước)................................... 56 Hình 4.1. Cấu trúc hóa học của ZN1 (nitidine).................................................................. 65 Hình 4.2. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC của ZN2 (7-methoxy-8- demethoxynitidine - Chất mới) ......................................................................... 66 Hình 4.3. Cấu trúc hóa học của ZN3 (zanthoxyline) ......................................................... 68 Hình 4.4. Cấu trúc hóa học của ZN4 (dihydrochelerythrine)............................................ 70 Hình 4.5. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC của ZN5 (zanthocadinanine C - Chất mới)..................................................................................................................... 72 Hình 4. 6. Cấu trúc hóa học của ZN6 (6-acetonyldihydrochelerythrine) ......................... 74 Hình 4. 7. Cấu trúc hóa học của hợp chất ZN7 (bocconoline) .......................................... 76 Hình 4. 8. Cấu trúc hóa học của ZN8 (6-carboxymethyldihydrochelerythrine)............... 77 Hình 4. 9. Cấu trúc hóa học của ZN9 (6-acetonyl-N-methyl-dihydrodecarine)............... 79 Hình 4. 10. Phổ CD thực nghiệm và phổ ECD tính toán lý thuyết của ZN10 (1), ZN11 (2) và của hai chất đối chiếu 1a, 2a .................................................................... 81 Hình 4. 11. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC của chất ZN10 (zanthonitiside A - Chất mới) ........................................................................................................... 81 Hình 4. 12. Cấu trúc hóa học của chất ZN11 (zanthonitiside B - Chất mới) .................. 82 Hình 4. 13. Cấu trúc hóa học của ZN12 (chất zanthonitiside C - Chất mới) .................. 84 Hình 4. 14. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC của ZN13 (zanthonitiside D - Chất mới)..................................................................................................................... 85 Hình 4. 15. Cấu trúc hóa học và tương tác HMBC của ZN14 (zanthonitiside I – ........... 87
xiii Hình 4. 16. Cấu trúc hóa học của ZN15 (sesamin)............................................................ 88 Hình 4. 17. Cấu trúc hóa học của ZN16 (syringaresinol O-β-D-glucopyranoside) ......... 90 Hình 4. 18. Cấu trúc hóa học của chất ZN17 (syringaresinol) .......................................... 91 Hình 4. 19. Cấu trúc hóa học của ZN18 ((+)-lyoniresinol-9′- O-β-D-glucopyranoside) . 93 Hình 4. 20. Cấu trúc hóa học của ZN19 ((-)-lyoniresinol-9′-O-β-D-glucopyranoside) ... 93 Hình 4. 21. Cấu trúc hóa học của ZN20 ((-)-isolariciresinol 3α-O-β-D-glucopyranoside) ............................................................................................................................. 95 Hình 4. 22. Cấu trúc hóa học của ZN21 (2,6-dimethoxybenzoquinone).......................... 96 Hình 4. 23. Cấu trúc hóa học của ZN22 (3β-hydroxycholest-5-en-7-one)....................... 97 Hình 4. 24. Cấu trúc hóa học của ZN23 (β-amyrin) .......................................................... 99 Hình 4. 25. Cấu hình liên kết của các hợp chất ức chế tiềm năng với protein tubulin (PDB ID: 1Z2B). (A) Hợp chất ZN1; (B) Hợp chất ZN2; (C) colchicine..... 105 Hình 4. 26. a) Phổ UV-Vis của nitidine; b) Sắc ký đồ HPLC của nitidine ..................... 107 Hình 4. 27. Đường chuẩn định lượng nitidine ................................................................. 107
1 MỞ ĐẦU Khí hậu đặc trưng của nước ta là nền nhiệt đới gió mùa, cùng với sự đa dạng về địa hình và thổ nhưỡng tạo nên thảm thực vật phong phú. Bên cạnh đó, nền y học cổ truyền có truyền thống từ lâu đời đã và đang sử dụng nhiều loài thực vật làm thuốc chữa bệnh. Theo GS. Võ Văn Chi, cây Xuyên tiêu (có tên gọi khác là Hoàng lực, Sưng, Trưng) tên khoa học Zanthoxylum nitidum (Roxb.) DC.. Trong y học dân tộc, loài Z. nitidum có nhiều tác dụng: giảm đau, sát trùng, tán hàn, giải độc tiêu thũng, sử dụng làm thuốc giúp sự tiêu hóa, chữa đau nhức khớp xương, đòn ngã ứ đau, viêm mủ da, viêm da, uốn ván, ho, viêm họng, sốt, sốt rét kinh niên, đau nhức khớp xương, phong thấp, đau thần kinh, rắn độc cắn, giun sán; có thể dùng dưới dạng thuốc sắc hoặc dùng ngoài [1]. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy loài Zanthoxylum nitidum có thành phần chủ yếu là các alkaloid và lignan; ngoài ra còn có một số coumarin, terpenoid và steroid; trong đó có nhiều hợp chất có tác dụng sinh học đáng quí như: kháng VSVKĐ, kháng virus, kháng viêm giảm đau, chống sốt rét, chống co thắt,…. Tuy nhiên, ở nước ta, cho tới nay mới chỉ thấy có một vài nghiên cứu ban đầu về thành phần hóa học của loài Zanthoxylum nitidum, chưa có các nghiên cứu đầy đủ về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học. Chính vì vậy, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài Zanthoxylum nitidum thuộc họ Rutaceae ở Việt Nam”. Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu thành phần hóa học của loài Zanthoxylum nitidum ở Việt Nam. Khảo sát hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được để tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học. Nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính kháng u của một số hợp chất phân lập được. Nội dung của luận án: 1. Phân lập các hợp chất từ thân cành loài Zanthoxylum nitidum ở Việt Nam bằng các phương pháp sắc ký; 2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất sạch phân lập được bằng các phương pháp hóa lý hiện đại;
2 3. Khảo sát hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được từ thân cành loài Zanthoxylum nitidum; 4. Nghiên cứu mối tương quan cấu trúc - hoạt tính kháng u của một số hợp chất phân lập được sử dụng phương pháp mô phỏng tương tác phân tử; 5. Định lượng hàm lượng hoạt chất chính trong các bộ phận (lá, quả, thân, cành, rễ) của loài Zanthoxylum nitidum; 6. Nghiên cứu thành phần, hàm lượng, hoạt tính sinh học của tinh dầu từ các bộ phận lá, quả, thân của loài Zanthoxylum nitidum.
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Chi Zanthoxylum 1.1.1. Đặc điểm thực vật chung của chi Zanthoxylum Chi Hoàng mộc (Zanthoxylum) là một chi lớn thuộc họ Cam (Rutaceae), bộ Bồ hòn (Sapindales), có khoảng 250 loài được phân bố trên thế giới ở các nước thuộc vùng ôn đới ấm áp hoặc nhiệt đới [2, 3]. Theo tác giả Lã Đình Mỡi các loài trong chi Zanthoxylum có các đặc điểm thực vật sau: Cây thường xanh và rụng lá hàng năm, dạng bụi hoặc gỗ nhỏ, thường cao 5-15m, mọc thẳng hoặc trườn, leo; cá biệt có loài là cây gỗ lớn cao 35m với đường kính thân ngang ngực đạt 60cm (như loài Z. rhetsa); vỏ ngoài có màu nâu nhạt hay xám, nhiều gai nhọn; vỏ trong thơm có nhiều sơ; Lá có dạng kép lông chim lẻ hoặc chẵn; có cuống; không có lá kèm; có 5-12 đôi lá chét, có có mép nguyên hoặc khía răng cưa, mọc đối hoặc mọc cách; Cụm hoa có nhiều hình dạng: hình chùm, hình xim hoặc hình chùy mọc ở nách lá hay mọc ở đầu cành; Hoa đơn tính hay lưỡng tính; nhị 4-6, thường thoái hóa ở hoa cái; bầu thượng, 1-5 lá noãn; ở hoa đực bầu và nhụy thoái hóa; Quả nang gồm 1-5 ô rồi hoặc dính nhau ở phía dưới; Hạt gần hình cầu hoặc hình trứng, màu đen hoặc đỏ, bóng [3]. 1.1.2. Phân bố của các loài Zanthoxylum ở Việt Nam Ở nước ta, chi Zanthoxylum có 11 loài [4], các loài phân bố ở nhiều địa phương trên toàn quốc, đặc biệt ở các vùng như: vùng đất ven rừng, núi đất hay núi đá hoặc lùm bụi ở trung du. Chi tiết về các loài được mô tả trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Các loài Zanthoxylum phân bố ở Việt Nam STT Tên khoa học Tên tiếng việt Phân bố [3-5] 1. Z. acanthopodium Sẻn Ở vùng ven rừng, nơi có độ DC. cao 1500-2000m: Ngọc Lĩnh, Bù Đăng, Langbiang, Gia Lai, Kon Tum, Đồng Nai (Bidoup). 2. Z. armatum DC. Sẻn gai, Đắng cay. Lào Cai (Sa Pa), Cao Bằng, Lạng Sơn, Hòa Bình… 3. Z. evoidiifolium Hoàng mộc phi, Đắng Vọng Phu, Nha Trang. Guillaumin cay ba lá, Sẻn lá, Dấu dầu 4. Z. avicennae Hoàng mộc dài, Muồng Khắp rừng núi các tỉnh miền (Lamk.) DC. truổng Bắc, miền Trung, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Huế, Đà
4 Nẵng… 5. Z. Hoàng mộc cánh- bầu Hà Nội, Hòa Bình, Nha cucullatipetalum Trang, Phan Rang. Guillaumin 6. Z. laetum Drake Hoàng mộc sai Lạng Sơn. 7. Z. rhetsa DC. Hoàng mộc hôi, sẻn hôi, Sơn La, Hòa Bình, Biên Cóc hôi, Vàng me, Xong Hòa. 8. Z. myriacanthum Hoàng mộc nhiều gai, Sapa, Ba Vì, Vĩnh Phúc, Wall. ex Hook. f. Sẻn lá to Đắk, Lắk, (Krông Pắc), Ninh Thuận (Phan Rang, Cà Ná), Đồng Nai (Trảng Bom, Biên Hòa), Bảo Lộc. 9. Z. nitidum (Roxb.) Hoàng lực, Xuyên tiêu, Ven rừng, lùm bụi, từ Bắc DC. Hoàng liệt, Sưng, Sang, vào Nam. Sang láng, Sẻn 10. Z. scabrum Dây khắc dung, cây rau Hòa Bình, Thanh Hóa Guillaumin sâng 11. Z. scandens Blume Hoàng mộc leo, Đắng ở rừng miền Bắc và miền cay leo Trung, thường mọc tự nhiên ở các tỉnh: Cao Bằng, Lạng Sơn, Lào Cai, Ninh Bình tới Lâm Đồng. Z. acanthopodium DC. Z. armatum DC. (ảnh từ nguồn - epharmacognosy.com) (ảnh từ nguồn - YDHVN.com)
5 Z. evoidiifolium Guillaumin Z. avicennae (Lamk.) DC. (ảnh từ nguồn - tracuuduoclieu.vn) (ảnh từ nguồn - tracuuduoclieu.vn) Z. cucullatipetalum Guillaumin Zanthoxylum laetum (ảnh tiêu bản từ nguồn (ảnh tiêu bản từ nguồn https://www.gbif.org https://powo.science.kew.org/taxon /occurrence/694416109) /urn:lsid:ipni.org:names:775803-1) Z. rhetsa DC. Z. myriacanthum Wall. ex Hook. f. (ảnh từ nguồn - tracuuduoclieu.vn) (ảnh tiêu bản từ nguồn https://powo.science.kew.org /taxon/urn:lsid:ipni.org:names:775875-1
6 Z. nitidum (Roxb.) DC Z. scabrum Guillaumin (ảnh từ nguồn - tracuuduoclieu.vn) (ảnh từ - cây cỏ Việt Nam- GS.Phạm Hoàng Hộ) Z. scandens Blume (ảnh tiêu bản từ nguồn https://powo.science.kew.org/taxon/urn:lsid:ipni.org:names:776009-1 Hình 1.1. Hình ảnh các loài thuộc chi Zanthoxylum ở Việt Nam 1.1.3. Công dụng của các loài thuộc chi Zanthoxylum trong y học dân tộc Trong y học dân gian của nhiều nước trên thế giới, nhiều loài Zanthoxylum được sử dụng làm thuốc chữa trị ung thư, ví dụ như: Ở Trung Quốc, rễ của loài Z. ailanthoides được sử dụng điều trị kháng viêm và ung thư [6]; lá và rễ cây Z. gilletii được người dân vùng Kakamega, Kenya dùng theo đường uống để chữa ung thư vú và ung thư da [7]; quả một số loài Zanthoxylum được người dân Ấn Độ và Hàn Quốc dùng làm gia vị để có tác dụng ngăn ngừa ung thư [8, 9]; người dân Cameron dùng làm thuốc chữa thiếu máu do bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm [10] và người dân