Luận án TS: Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học thông lá dẹt, ngũ gia bì hương

vn 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. LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2014 1 www.vn 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 2 www.vn 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. 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. 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 3 www.vn 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…………. Tổng quan về hai loài nghiên cứu. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte).

Đặc điểm thực vật loài Thông lá dẹt. Tình hình nghiên cứu loài Thông lá dẹt. Tình hình nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Pinus. Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.

Đặc điểm thực vật loài Ngũ gia bì hương. Ứng dụng trong y học dân gian của loài Ngũ gia bì hương. Tình hình nghiên cứu của loài Ngũ gia bì hương. Các hợp chất flavonoid.

Cấu trúc hóa học. Hoạt tính sinh học. Các hợp chất triterpene khung lupane. Cấu trúc hóa học.

Hoạt tính sinh học. Chuyển hóa hóa học hợp chất triterpene khung lupane và hoạt tính sinh học của chúng. Chuyển hóa nhóm OH. Chuyển hóa thành ester.

Chuyển hoá thành ketone, acid, oxime, amine. Chuyển hóa thành carbamate. Chuyển hoá nhóm isopropenyl. Khử hoá nối đôi ∆ 20(29).

Oxy hoá nối đôi ∆ 20(29). Chuyển hoá ở vị trí allyl của nối đôi. Chuyển hóa nhóm 28-COOH. Chuyển hóa thành ester.

Chuyển hóa thành amide. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị. Phương pháp nghiên cứu .Phương pháp chiết tách.

Phương pháp chiết tách các chất từ loài Thông lá dẹt. Phương pháp chiết tách các chất từ loài Ngũ gia bì hương .Phương pháp xác định cấu trúc.Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis. Hoạt tính gây độc tế bào.

Hoạt tính chống oxi hóa. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte). Cặn chiết n-hexane. Cặn chiết ethyl acetate (EtOAc).

Phân lập chất. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được. Cặn chiết n-buthanol (n-BuOH). Loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus (L.

Phân lập các hợp chất từ loài Ngũ gia bì hương. Quá trình phân lập. Dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được. Tổng hợp các dẫn xuất của hai chất AT1, AT2.

Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT1. Tổng hợp các dẫn xuất của chất AT2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Kết quả từ loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii Lecomte).

Thành phần hóa học của cặn n-hexane. Các chất phân lập được từ cặn EtOAc. Chất phân lập được từ cặn chiết n-BuOH. Kết quả từ loài Ngũ gia bì hương (Acanthopanax trifoliatus L.

Các hợp chất được phân lập và xác định từ loài Ngũ gia bì hương. 24-nor-11α-hydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT1). 24-nor-3α,11α dihydroxy-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT2). 11α,23-dihydroxy-3-oxo-lup-20(29)-ene-28-oic acid (AT3).

Các dẫn xuất chuyển hóa hóa học của hợp chất AT1, AT2. Các dẫn xuất của AT1. Các dẫn xuất của AT2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập và chuyển hóa hóa học.

Hoạt tính gây độc tế bào. Hoạt tính kháng chủng Bacillus subtilis. Hoạt tính chống oxi hóa. 120 BẢNG TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP VÀ CHUYỂN HÓA HOÁ HỌC TỪ HAI LOÀI NGHIÊN CỨU………….vn 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 7 www.vn DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Ester hoá acid betulinic ở vị trí 3β-OH tạo các hợp chất 22 56.2 Ester hoá betulinic acid ở vị trí 3β-OH tạo hợp chất 57 23 Sơ đồ 1.3 Chuyển hóa nhóm 3β-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 3β-OH của betulinic acid thành ketone, 25 oxime, amine.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 8 www.vn DANH MỤC CÁC HÌNH 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.

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 13 Hình 4.11 Phổ C-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 9 www.25 Phổ HR-ESI-MS (positive ion) của chất PK7 88 Hình 4.26 Phổ 1H NMR của chất PK7 (500 MHz, CD3OD) 89 Hình 4.27 Phổ 13C và DEPT của chất PK7 (125 MHz, CD3OD) 89 Hình 4.28 Phổ HSQC của chất PK7 90 Hình 4.29 Phổ HMBC của chất PK7 90 Hình 4.30 Phổ NOESY của chất PK7 91 Hình 4.31 Phổ khối ESI-MS (positive ion) của chất AT1 94 Hình 4.32 Phổ 1H-NMR của chất AT1 (500 MHz, CDCl3) 94 Hình 4.33 Phổ 13C-NMR và DEPT của chất AT1 (125MHz, CDCl3) 95 Hình 4.34 Phổ ESI-MS (positive ion) của chất AT2 97 1 Hình 4.35 Phổ H-NMR của chất AT2 (500 MHz, CDCl3) 97 Hình 4.36 Phổ 13C-NMR và DEPT của chất AT2 (125MHz, CDCl3) 98 Hình 4.37 Các tương tác chính trên phổ COSY, HMBC của chất AT3 100 Hình 4.38 Phổ FT- IR của chất AT3 101 Hình 4.39 Phổ HR-ESI-MS (positive ion) của chất AT3 101 Hình 4.40 Phổ 1H-NMR của chất AT3 (500 MHz, CD3OD) 102 Hình 4.41 Phổ 1H-NMR (giãn) của chất AT3 (500 MHz, CD3OD) 102 13 Hình 4.42 Phổ C-NMR và DEPT của chất AT3 (125 MHz, CD3OD) 103 Hình 4.43 Phổ HSQC của chất AT3 103 Hình 4.44 Phổ HMBC của chất AT3 104 Hình 4.45 Phổ COSY của chất AT3 104 10 www.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Một số thành phần thường có trong tinh dầu, nhựa của chi 6 Pinus Bảng 1.2 Một số terpene tiêu biểu được phân lập từ thân gỗ của chi 7 Pinus Bảng 1.3 Một số khung flavonoid thường gặp 15 Bảng 3.1 Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT6, AT7 50 Bảng 3.2 Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT10 – AT12 52 Bảng 3.3 Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT15 – AT17 55 Bảng 3.4 Các thông số của phản ứng chuyển hóa tạo AT20 – AT23 58 Bảng 4.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học của cặn chiết n- 64 hexane bằng phương pháp GC-MS Bảng 4.