Nghiên cứu hóa học và thăm dò hoạt tính sinh học của loài thông lá dẹt (pinus krempfii lecomte) và ngũ gia bì hương (acanthopanax trifoliatus L. Merr)

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

VIỆN HOÁ HỌC

------------

LÊ THỊ HỒNG NHUNG

NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI THÔNG LÁ DẸT (PINUS KREMPFII LECOMTE) VÀ NGŨ GIA BÌ HƯƠNG (ACANTHOPANAX TRIFOLIATUS L. MERR.).

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – Năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây.

Tác giả luận án

Lê Thị Hồng Nhung

LỜI CẢM ƠN

Luận án này được hoàn thành tại Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ chân tình của các thầy cô, các nhà khoa học cũng như đồng nghiệp, bạn bè và người thân.

Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin gửi đến PGS. TS. Trịnh Thị Thủy và TS. Nguyễn Thanh Tâm – những người thầy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, tận tình hướng dẫn và có nhiều góp ý quý báu trong thời gian thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn GS. TSKH. Trần Văn Sung đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi được học tập, nghiên cứu tại Phòng Tổng hợp hữu cơ và cũng là người đã ủng hộ tôi thực hiện luận án này.

Tôi cũng xin cảm ơn đến các cán bộ nghiên cứu phòng Tổng hợp hữu cơ – Viện Hóa học đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành bản luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các nhà khoa học Viện Hóa học đã giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong chương trình đào tạo.

Tôi trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội cùng Ban lãnh đạo Viện Hóa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến toàn thể gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã ủng hộ và động viên tôi hoàn thành tốt luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Hà nội, ngày……. tháng…… năm 2014

Tác giả luận án

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

DANH MỤC CÁC BẢNG iix

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU… 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3

1.1. Tổng quan về hai loài nghiên cứu 3

1.1.1. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 3

1.1.1.1. Đặc điểm thực vật loài Thông lá dẹt 3

1.1.1.2. Tình hình nghiên cứu loài Thông lá dẹt 4

1.1.1.3. Tình hình nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Pinus ... 5

1.1.2. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.Merr.) 8

1.1.2.1. Đặc điểm thực vật loài Ngũ gia bì hương 8

1.1.2.2. Ứng dụng trong y học dân gian của loài Ngũ gia bì hương 9

1.1.2.3. Tình hình nghiên cứu của loài Ngũ gia bì hương 9

1.2. Các hợp chất flavonoid 14

1.2.1. Cấu trúc hóa học 14

1.2.2. Hoạt tính sinh học 16

1.3. Các hợp chất triterpene khung lupane 19

1.3.1. Cấu trúc hóa học 19

1.3.2. Hoạt tính sinh học 19

1.4. Chuyển hóa hóa học hợp chất triterpene khung lupane và hoạt tính sinh học của chúng 22

1.4.1. Chuyển hóa nhóm OH 22

1.4.1.1. Chuyển hóa thành ester 22

1.4.1.2. Chuyển hoá thành ketone, acid, oxime, amine 24

1.4.1.3. Chuyển hóa thành carbamate 26

1.4.2. Chuyển hoá nhóm isopropenyl 27

1.4.2.1. Khử hoá nối đôi ∆ 20(29) 27

1.4.2.2. Oxy hoá nối đôi ∆ 20(29) 28

1.4.2.3. Chuyển hoá ở vị trí allyl của nối đôi 28

1.4.3. Chuyển hóa nhóm 28-COOH 29

1.4.3.1. Chuyển hóa thành ester 29

1.4.3.2. Chuyển hóa thành amide 30

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 32

2.1.1. Nguyên liệu 32

2.1.2. Hóa chất 32

2.1.3. Thiết bị 32

2.2. Phương pháp nghiên cứu 33

2.2.1.Phương pháp chiết tách 33

2.2.1.1. Phương pháp chiết tách các chất từ loài Thông lá dẹt 33

2.2.1.2. Phương pháp chiết tách các chất từ loài Ngũ gia bì hương 34

2.2.2.Phương pháp xác định cấu trúc 34

2.2.3.Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 35

2.2.3.1. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis 35

2.2.3.2. Hoạt tính gây độc tế bào 35

2.2.3.3. Hoạt tính chống oxi hóa 37

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM 39

3.1. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 38

3.1.1. Cặn chiết n-hexane 40

3.1.2. Cặn chiết ethyl acetate (EtOAc) 40

3.1.2.1. Phân lập chất 40

3.1.2.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được 42

3.1.3. Cặn chiết n-buthanol (n-BuOH) 43

3.2. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.) Merr.) 45

3.2.1. Phân lập các hợp chất từ loài Ngũ gia bì hương 45

3.2.1.1. Quá trình phân lập 45

3.2.1.2. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được 48

3.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất của hai chất AT1, AT2 48

3.2.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT1 48

3.2.2.2. Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT2 57

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64

4.1. Kết quả từ loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte) 64

4.1.1. Thành phần hóa học của cặn n-hexane 64

4.1.2. Các chất phân lập được từ cặn EtOAc 65

4.1.2.1. Tectochrysin (PK1) 65

4.1.2.2. Pinostrobin (PK2) 68

4.1.2.3. Pinobanksin (PK3) 71

4.1.2.4. Galangin (PK4) 75

4.1.2.5. Strobopinin (PK5) 78

4.1.2.6. Crytostrobin (PK6) 82

4.1.3. Chất phân lập được từ cặn chiết n-BuOH 85

4.2. Kết quả từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L. Merr.) . 92

4.2.1. Các hợp chất được phân lập và xác định từ loài Ngũ gia bì hương 92

4.2.1.1. 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1) 92

4.2.1.2. 24-nor-3α,11α dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2) 95

4.2.1.3. 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3) 98

4.2.2. Các dẫn xuất chuyển hóa hóa học của hợp chất AT1, AT2 105

4.2.2.1. Các dẫn xuất của AT1 106

4.2.2.2. Các dẫn xuất của AT2 112

4.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập và chuyển hóa hóa học.117

4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào 117

4.3.2. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis 119

4.3.3. Hoạt tính chống oxi hóa 120

BẢNG TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP VÀ CHUYỂN HÓA HOÁ HỌC TỪ HAI LOÀI NGHIÊN CỨU… 122

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128

CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 130

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ


	Trang
Sơ đồ 1.1	Ester hoá acid betulinic ở vị trí 3-OH tạo các hợp chất	22
Sơ đồ 1.2	56.1–56.8 Ester hoá betulinic acid ở vị trí 3-OH tạo hợp chất 57	23
Sơ đồ 1.3	Chuyển hóa nhóm 3-OH, 28-OH của betulin	23
Sơ đồ 1.4	Chuyển hóa nhóm 28-OH của betulin tạo dẫn xuất 64, 65	24
Sơ đồ 1.5	Chuyển hoá nhóm 3-OH của betulinic acid thành ketone,	25
	oxime, amine.
Sơ đồ 1.6	Tổng hợp acid betulinic từ betulin	25
Sơ đồ 1.7	Tổng hợp các dẫn xuất carbamate của betulinic acid	26
Sơ đồ 1.8	Chuyển hóa các dẫn xuất carbamate của betulin	27
Sơ đồ 1.9	Khử hoá nối đôi  20(29) của betulinic acid	27
Sơ đồ 1.10	Oxi hóa nối đôi  20(29) của betulinic acid	28
Sơ đồ 1.11	Chuyển hóa vị trí allyl của nối đôi tạo hợp chất 85- 87	29
Sơ đồ 1.12	Tổng hợp một số dẫn xuất este của 23-hydroxy betulinic acid	30
Sơ đồ 1.13	Tổng hợp dẫn xuất A43-D của betulinic acid	31
Sơ đồ 3.1	Quy trình chiết rễ Thông lá dẹt	39
Sơ đồ 3.2	Phân lập các chất từ cặn chiết EtOAc của rễ Thông lá dẹt	41
Sơ đồ 3.3	Phân lập chất PK7 từ cặn chiết n-BuOH của rễ Thông lá dẹt	44
Sơ đồ 3.4	Quy trình chiết mẫu Ngũ gia bì hương	45
Sơ đồ 3.5	Phân lập các hợp chất từ cặn chiết dichlorometan của loài	47
	Ngũ gia bì hương
Sơ đồ 4.1	Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT1	106
Sơ đồ 4.2	Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT2	112


		Trang
Hình 1.1	Ảnh cây và tiêu bản của loài Thông lá dẹt	4
Hình 1.2	Hình ảnh về loài Ngũ gia bì hương	8
Hình 1.3	Vòng benzopyrano của hợp chất flavonoid	14
Hình 4.1	Phổ khối ESI-MS (positive) của chất PK1	67
Hình 4.2.	Phổ 1H-NMR của chất PK1 (500 MHz, DMSO-d6)	67
Hình 4.3	Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK1 (125 MHz, DMSO-d6)	68
Hình 4.4	Phổ 1H-NMR của chất PK2 (500 MHz, CD3OD)	70
Hình 4.5	Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK2 (500 MHz, CD3OD)	70
Hình 4.6	Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK2 (125 MHz, CD3OD)	71
Hình 4.7	Phổ khối FT-IR của chất PK3	73
Hình 4.8	Phổ khối ESI-MS (positive ion) của chất PK3	73
Hình 4.9	Phổ 1H-NMR của chất PK3 (500 MHz, CD3OD)	74
Hình 4.10	Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK3 (500 MHz, CD3OD)	74
Hình 4.11	Phổ 13C-NMR của chất PK3 (125 MHz, CD3OD)	75
Hình 4.12	Phổ ESI-MS (positive ion) của chất PK4	77
Hình 4.13	Phổ 1H-NMR của chất PK4(500 MHz, CD3OD)	77
Hình 4.14	Phổ 13C-NMR của chất PK4 (125 MHz, CD3OD)	78
Hình 4.15	Phổ FT-IR của chất PK5	80
Hình 4.16	Phổ 1H-NMR của chất PK5 (500 MHz, CD3OD)	81
Hình 4.17	Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK5 (500 MHz, CD3OD)	81
Hình 4.18	Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK5 (125 MHz, CD3OD)	82
Hình 4.19	Phổ 1H-NMR của chất PK6 (500MHz, CD3OD)	84
Hình 4.20	Phổ 1H-NMR (giãn) của chất PK6 (500MHz, CD3OD)	84
Hình 4.21	Phổ 13C-NMR và DEPT của chất PK6 (125MHz, CD3OD)	85
Hình 4.22	Một số tương tác chính trong phổ HMBC của chất PK7	86
Hình 4.23	Một số tương tác chính trong phổ NOESY của chất PK7	87
Hình 4.24	Chất burselignan (PK7a)	87