Luận án Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài bời lời nhớt litsea glutinosa (lour.) c.b. rob. họ long não và loài nhãn dê họ bồ hòn của 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 --------------***--------------- Ạ T NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC LOÀI BỜI LỜI NHỚT LITSEA GLUTINOSA (LOUR.) C.B. ROB. HỌ LONG NÃO (LAURACEAE) VÀ LOÀI NHÃN DÊ (LEPISANTHES RUBIGINOSA (ROXB.) LEENH.) HỌ BỒ HÒN (SAPINDACEAE) CỦA VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾ SĨ ÓA ỌC Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --------------.***--------------- Ạ T NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC LOÀI BỜI LỜI NHỚT (LITSEA GLUTINOSA) HỌ LONG NÃO (LAURACEAE) VÀ LOÀI NHÃN DÊ (LEPISANTHES RUBIGINOSA (ROXB.) LEENH.) HỌ BỒ HÒN (SAPINDACEAE) CỦA VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 62.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾ SĨ ÓA ỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: S TS T Ầ V SU TS T Ầ T T O Hà Nội, 2018 i LỜ CA ĐOA Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Hà nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận án m T n ii LỜI C M N Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TSKH. Trần Văn Sung và TS. Trần Thị Phương Thảo những người thầy đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận án. Tôi xin cảm ơn tới Tập thể cán bộ khoa học Phòng Tổng hợp Hữu cơ – Viện Hoá học – Viện Hàn lâm KH và CN Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo các Phòng Ban chức năng của Viện Hóa học và Học viện Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi cũng xin được cảm ơn các cán bộ kĩ thuật phòng phổ IR, phổ NMR và phổ MS – Viện Hoá học đã thực hiện đo các loại phổ giúp tôi. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình và bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả Phạm Thị Ninh iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ................................................................................................................ i M c l c ...................................................................................................................... iii Danh m c các ký hiệu, chữ viết tắt ............................................................................ vi Danh m c các bảng ................................................................................................... vii Danh m c các hình .................................................................................................. viii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 C 1 TỔNG QUAN ..................................................................................... 2 1 1 Đặc đ ểm thực vật, thành phần hóa học và ho t tính sinh học một số loài thực vật thuộc chi Bời lời (Litsea Lam.) ........................................................... 2 1.1.1. Giới thiệu về chi Bời lời (Litsea Lam.) ........................................................ 2 1.1.1.1. Phân loại và đặc điểm thực vật .............................................................. 2 1.1.1.2. Phân bố .................................................................................................. 2 1.1.1.3. Ứng d ng trong y học cổ truyền và giá trị sử d ng của một số loài thuộc chi ời lời .......................................................................................... 4 1 1 2 Thành ph n ho học của c c loài thuộc chi ời lời ...................................... 4 1.1.2.1. Các alkaloid ........................................................................................... 5 1 1 2 2 c utanoli và ut nolacton ........................................................... 7 1.1.2.3. Các terpen .............................................................................................. 9 1.1.2.4. Các flavonoid (247-286) ..................................................................... 12 1.1.2.5. Các amide (287-296) ........................................................................... 13 1.1.2.6. Các lignan(297-331) ............................................................................ 14 1 1 2 7 c lớp chất h c 332-407) ............................................................... 16 1.1.2.8. Tinh d u chi Bời lời ............................................................................. 18 1.1.3. Hoạt tính sinh học ....................................................................................... 19 1 1 3 1 Hoạt t nh chống ung thư ...................................................................... 19 1 1 3 2 Hoạt t nh h ng vi m .......................................................................... 20 1.1.3.3. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ................................................ 21 1.1.3.4. Hoạt tính chống oxy hóa ..................................................................... 22 1.1.3.5. Hoạt tính chống tiểu đường ................................................................. 23 1.1.3.6. Hoạt tính bảo vệ tim mạch .................................................................. 24 1.1.3.7. Hoạt tính bảo vệ gan ............................................................................ 24 1 1 3 8 c hoạt t nh sinh học h c ................................................................. 25 1.1.4. Loài Bời lời nhớt (Litsea glutinosa (Lour.) C. B. Rob.) ............................. 25 1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu về loài Bời lời nhớt (L. glutinosa) trên thế giới ..... 26 iv 1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu về loài Bời lời nhớt (Litsea glutinosa (Lour.) C. B. Rob.) ở Việt Nam ....................................................................... 31 1 2 Đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và ho t tính sinh học một số loài thực vật thuộc c ó k ơ (Lepisanthes Blume.) ........................................ 31 1.2.1. Giới thiệu về chi Gió hơi .......................................................................... 31 1.2.1.1. Phân loại và đặc điểm thực vật ............................................................ 31 1.2.1.2. Phân bố ................................................................................................ 32 1.2.1.3. Ứng d ng trong y học cổ truyền và giá trị sử d ng của một số loài thuộc chi Gió hơi (Lepisanthes Blume.). ................................................ 34 1 2 2 Thành ph n ho học của một số loài thuộc chi Gió hơi ........................... 34 1.2.3. Hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Gió hơi .................................... 36 1.2.3.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ................................................ 36 1.2.3.2. Hoạt tính chống oxy hóa ..................................................................... 36 1.2.3.3. Hoạt t nh gây độc tế bào ...................................................................... 36 1.2.4. Giới thiệu về loài Nhãn dê (Lepisanthes rubiginosa (Roxb.) Leenh) và ứng d ng........................................................................................................... 37 1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu về loài Nhãn dê (L. rubiginosa) trên thế giới ........ 38 1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu về loài Nhãn dê (L. rubiginosa) ở Việt Nam ....... 39 C 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 40 2.1. Hóa chất và thiết b nghiên cứu ...................................................................... 40 2.1.1. Hóa chất .................................................................................................. 40 2.1.2. Thiết bị nghiên cứu ................................................................................. 40 2.2. Mẫu thực vật ..................................................................................................... 40 2 3 ương p áp ng ên cứu ................................................................................. 41 2 3 1 Phương ph p chiết tách .......................................................................... 41 2.3.2. Phương ph p x c định cấu trúc .............................................................. 42 2 3 3 Phương ph p thử hoạt tính sinh học ....................................................... 42 2 3 3 1 Phương ph p thử hoạt tính quét gốc tự do DPPH ............................... 42 2 3 3 2 Phương ph p thử hoạt t nh gây độc tế bào in vitro .............................. 43 2 3 3 3 Phương ph p thử hoạt tính hạ đường huyết ........................................ 45 2 3 3 4 Phương ph p đ nh gi hoạt tính hạ đường huyết trên chuột được tiêm alloxan (in vivo). ....................................................................................... 45 2.3.3.5. Phương ph p gây tăng đường huyết và x c định khả năng hạ glucose huyết của cao chiết .............................................................................. 46 2.3.3.6. Phương ph p thử độc tính cấp của cao chiết cồn nước (80/20) (dịch EtOH) trên chuột thí nghiệm. .................................................................. 47 2.4. Chiết tách, tinh chế các hợp chất từ hai loài nghiên cứu ............................. 48 v 2.4.1. Loài Bời lời nhớt (Litsea glutinosa (Lour.) Rob.) ...................................... 48 2.4.1.1. Phân lập các chất từ loài Bời lời nhớt thu hái tại tỉnh Thừa Thiên- Huế ....... 48 2.4.1.2. Phân lập các chất từ vỏ và cành loài Bời lời nhớt thu hái tại tỉnh Thừa Thiên- Huế .............................................................................................. 51 2.4.1.3. Loài Bời lời nhớt thu hái tại Thái Nguyên .......................................... 55 2.4.2. Chiết xuất và phân lập các hợp chất từ loài Nhãn dê (Lepisanthes rubiginosa) ............................................................................................................ 59 C 3: KẾT QU VÀ TH O LUẬN ......................................................... 65 3.1. Loài Bời lời nhớt (Lisea glutinosa) .................................................................. 65 3.1.1. Hoạt tính sinh học của các dịch chiết từ loài Bời lời nhớt thu tại Thừa Thiên - Huế ........................................................................................................... 65 3.1.1.1. Hoạt tính hạ đường huyết in vitro của các dịch chiết .......................... 65 3.1.1.2. Hoạt tính hạ đường huyết in vivo của dịch EtOH trên chuột bị tiểu đường ......................................................................................................... 65 3.1.2. Thành ph n hóa học của loài Bời lời nhớt .................................................. 69 3 1 2 1 X c định cấu trúc của các hợp chất phân lập từ Bời lời nhớt thu tại Thừa Thiên- Huế ......................................................................................... 69 3.1.2.2. X c định cấu trúc các chất phân lập từ Bời lời nhớt thu hái tại Thái Nguyên ..................................................................................................... 86 3.1.3. Hoạt tính sinh học của các chất sạch phân lập được .................................. 91 3.1.3.1. Hoạt t nh gây độc tế bào của các chất sạch phân lập từ cây Bời lời nhớt .............................................................................................................. 91 3.1.3.2. Hoạt tính chống oxy hóa của một số chất sạch phân lập được ........... 92 3.1.3.3. Hoạt tính ức chế enzyme -glucosidase của một số chất sạch phân lập từ loài Bời lời nhớt ............................................................................. 93 3.1.4. Nghiên cứu độc tính cấp dịch EtOH của cây Bời lời nhớt ......................... 93 3.2. Cây Nhãn dê [(Lepisanthes rubiginosa (Roxb.)Leenh)] ................................ 95 3.2.1. Hoạt tính sinh học ....................................................................................... 95 3.2.2. Thành ph n hóa học của loài Nhãn dê ........................................................ 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH .............................................................................. 132 TÀI LIỆU THAM KH O .................................................................................... 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ L Ê QUA ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................................... 134 Ụ LỤC ............................................................................................................... PL vi DA ỤC CÁC Ý ỆU, C Ữ V ẾT TẮT BL: Bời Lời CD3OD, MeOH: Methanol CDCl3: Cloroform COSY: Phổ tương quan - Correlated Spectroscopy 13 C-NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C - Carbon Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy DEPT: Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DMSO: Dimethyl sulfoxide ĐVT : Động vật thí nghiệm ESI-MS: Phổ khối lượng phun mù điện tử - Electron Spray Ionization Mass Spectroscopy EtOAc: Ethyl acetat EtOH: Dịch chiết cồn nước FT-IR: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier - Fourier Transform Infrared Spectroscopy HMBC: Tương t c ị hạt nhân qua nhiều liên kết - Heteronuclear Multipe Bond Coherence HR-ESI-MS: Phổ khối lượng phun mù điện tử phân giải cao- Hight Resolution Electron Spray Ionization Mass Spectroscopy HSQC: Tương t c ị hạt nhân qua một liên kết - Heteronuclear Single Quantum Coherence 1 H-NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H - Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy IC50: Nồng độ ức chế 50% tế ào tăng trưởng (Compound concentrations that produce 50% of cell growth inhibition) J; : Hằng số tương t c Hz); độ dịch chuyển hóa học (ppm) MIC: Nồng độ ức chế tối thiểu - Minimum Inhibitory Concentration ND: Nhãn dê NOESY: Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy PLP, Tr: Ph l c phổ, trang s/d/t/dd/m/br s: Singlet/douplet/triplet/ douplet of douplet/multiplet/ vii DANH MỤC CÁC B NG Bảng 1.1: Danh m c các loài thuộc chi Bời lời (Litsea Lam.) được tìm thấy ở Việt Nam ............................................................................................... 3 Bảng 2.1: Hàm lượng % các cao chiết so với mẫu khô ......................................... 49 Bảng 2.2: Hàm lượng % các cao chiết so với mẫu khô ......................................... 51 Bảng 2.3: Hàm lượng các cao chiết vỏ và cành loài Nhãn dê ................................ 59 Bảng 3.1: Hoạt tính ức chế enzym -glucosidase của các dịch chiết thu được tử vỏ và lá loài Bời lời nhớt tại tỉnh Thừa Thiên- Huế. ................ 65 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của dịch EtOH trên chuột bị tiểu đường ............................. 66 Bảng 3.3: Kết quả x c định nồng độ glucose trong huyết thanh của chuột. .......... 67 Bảng 3.4: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của chất BL01 và BL02 ........................... 71 Bảng 3.5: Số liệu phổ 1H và 13C NMR của chất BL03 và BL04 ........................... 73 Bảng 3.6: Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của chất BL05, BL06 ............................... 77 Bảng 3.7: Số liệu phổ 1H và 13C NMR của chất BL07, BL09 và BL10 ................ 81 Bảng 3.8: Số liệu phổ 1H - NMR và 13C- NMR của chất BL12 và BL13 .............. 84 Bảng 3.9: Số liệu phổ 1H -NMR và 13C-NMR của chất BL16............................... 88 Bảng 3.10: Hoạt t nh gây độc tế bào của các chất sạch (từ BL01-BL11) phân lập được từ loài Bời lời nhớt tại Thừa Thiên-Huế ................................. 92 Bảng 3.11: Hoạt tính chống oxy hóa của các chất BL01- BL04.............................. 93 Bảng 3.12: Hoạt tính ức chế enzyme -glucosidase của một số chất sạch .............. 93 Bảng 3.13: Số lượng chuột chết, biểu hiện bên ngoài của chuột khi uống dịch EtOH của vỏ và cành cây Bời lời nhớt .................................................. 94 Bảng 3.14: Hoạt t nh gây độc tế bào của dịch chiết n-butanol của cây Nhãn dê (NDL-Bu) ............................................................................................... 95 Bảng 3.15: Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của chất ND1 và lupeol .......................... 96 Bảng 3.16: Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của chất ND3 và heptadecanoic acid trong CDCl3 Heptadecanoic acid .................................................................... 99 Bảng 3.17: Số liệu phổ 1H - NMR (500 MHz) và 13C- NMR (125 MHz) của chất ND6 (CD3OD), acutoside A (pyridine-d6) và ND7 trong (CD3OD) .......... 101 Bảng 3.18: Số liệu phổ 1H - NMR (500MHz) và 13C- NMR (125 MHz) của chất ND8 và ND9 trong CD3OD ......................................................... 109 Bảng 3.19: Số liệu phổ 1H - NMR (500MHz) và 13C- NMR (125 MHz của chất ND10 và ND11 trong CD3OD ..................................................... 117 Bảng 3.20: Tổng hợp các chất phân lập từ hai cây nghiên cứu ............................. 127 viii DANH MỤC CÁC HÌNH H nh 1 1: c al aloi phân lập từ chi ời lời ..................................................... 7 H nh 1 2: c utanoli và ut nlacton phân lập từ chi ời lời ....................... 8 H nh 1 3: c hợp chất t rp n được phân lập từ chi ời lời............................. 12 H nh 1 4: c lavonoi phân lập từ chi ời lời ................................................. 13 H nh 1 5: c ami phân lập từ chi ời lời ...................................................... 14 H nh 1 6: c lignan phân lập từ chi ời lời ...................................................... 16 Hình 1.7: Một số chất khác phân lập từ chi Bời lời ........................................... 17 Hình 1.8: Cành và quả Bời lời nhớt .................................................................... 26 Hình 1.9: Cây Bời lời nhớt .................................................................................. 26 Hình 1.10: Các alkaloid phân lập được từ loài Bời lời nhớt. ................................ 28 Hình 1.11: Các dẫn xuất flavone glycoside, epoxylignan và megastiman glycoside phân lập được từ cành và lá của loài Bời lời nhớt .............. 29 Hình 1.12: Các dẫn xuất khung lignan và abscisic acid phân lập được từ loài Bời lời nhớt .................................................................................. 29 Hình 1.13: Các dẫn xuất butanolide từ dịch chiết thân gỗ loài Bời lời nhớt. ....... 30 Hình 1.14: Arabinoxylan phân lập từ dịch chiết nước của lá loài Bời lời nhớt........ 30 Hình 1.15: Thành ph n chính của tinh d u trong lá (phytol) và quả (lauric acid) của loài Bời lời nhớt ở Bangladesh (phân tích GC-MS). .......... 30 Hình 1.16: Các hợp chất phân lập từ loài Lepisanthes senegalensis .................... 35 Hình 1.17: Cành và quả của loài Nhãn dê............................................................. 38 Hình 1.18: Các hợp chất phân lập từ cây Lepisanthes rubiginosa ....................... 38 Hình 1.19: Các hợp chất phân lập từ cây Lepisanthes rubiginosa ....................... 39 Hình 2.1: Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết lá loài Bời lời nhớt thu hái tại Huế ................................................................................................. 49 Hình 2.2: Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết vỏ và cành loài ........................ 51 Hình 2.3: Sơ đồ phân lập các chất từ vỏ và cành loài ......................................... 56 Hình 2.4: Sơ đồ phân lập các chất từ dịch chiết alkaloid tổng của vỏ và cành loài .............................................................................................. 58 Hình 2.5: Sơ đồ phân lập các chất từ cây Nhãn dê ............................................. 60 Hình 3