Luận án nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học hai loài Garcinia cowa & Garcinia hanburyi tại Việt Nam

1 MỞ ĐẦU Ngày nay, các sản phẩm bảo vệ sức khỏe và hỗ trợ điều trị bệnh có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng vì an toàn với người sử dụng do có ít tác dụng phụ hơn các sản phẩm tổng hợp. Nhiều hợp chất từ thiên nhiên đã được nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc hóa học và chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng. Những nghiên cứu này không chỉ đóng góp kiến thức về các hợp chất trong thiên nhiên mà còn góp phần phát hiện các hợp chất tiềm năng, từ đó xây dựng được kế hoạch bảo tồn và phát triển những loài sinh vật có giá trị phù hợp với khí hậu và thổ nhưỡng của Việt Nam. Với khí hậu nóng ẩm chủ yếu, Việt Nam là môi trường sống thích hợp của nhiều loại cây thuốc quý đã được sử dụng trong dân gian.

Nhiều loài thuộc chi Garcinia đã được sử dụng làm các vị thuốc chữa bệnh, ví dụ nhựa đằng hoàng (gamboge) khô dạng thỏi màu vàng được dùng để điều trị ung thư, cầm máu, tẩy giun sán, chữa viêm hô hấp … Nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học các loài thuộc chi Garcinia đã chỉ ra thành phần hóa học chính của chúng là các xanthone với nhiều hoạt tính sinh học giá trị như hoạt tính ức chế tế bào ung thư, hoạt tính chống oxygen hóa, hoạt tính kháng khuẩn,. Tại Việt Nam, hai cây thuộc chi Garcinia là cây tai chua (Garcinia cowa Robx. ex Choisy) và cây đằng hoàng (Garcinia hanburyi Hook. f) thuộc họ Guttiferae sinh trưởng và phát triển rất tốt, phân bố ở nhiều địa phương trên cả nước [1].

Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài cây này, tuy nhiên cây tai chua (Garcinia cowa) và cây đằng hoàng (Garcinia hanburyi) mọc ở Việt Nam chưa được nhóm tác giả nào nghiên cứu. Với mục đích tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học từ các loài thực vật thuộc chi Garcinia nhằm đóng góp cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực dược phẩm, luận án tập trung nghiên cứu hai loài là Garcinia cowa và Garcinia hanburyi. Do đó, luận án: “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.” được thực hiện với những nội dung chính như sau: - Phân lập các hợp chất từ nhựa cây tai chua Garcinia cowa.

- Phân lập các hợp chất từ nhựa và thân cành cây đằng hoàng Garcinia hanburyi. - Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được. - Khảo sát tính chất động học và nhiệt động học của acid gambogic làm cơ sở cho việc bán tổng hợp một số dẫn xuất của acid gambogic. - Khảo sát một số hoạt tính sinh học của các hợp chất thu được.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về chi Garcinia 1. Đặc điểm thực vật chi Garcinia Chi Garcinia là một trong những chi lớn nhất thuộc họ Bứa, phân bố khắp Đông Nam Á, bán đảo Ấn Độ và vùng xích đạo Châu Phi với khoảng 260 loài [2, 3]. Tên gọi Garcinia lấy theo tên của nhà thực vật học Laurence Garcia, người đã sưu tập các mẫu cây cỏ và sống tại Ấn Độ vào thế kỷ 18.

Ở Việt Nam, theo nghiên cứu có khoảng 29 loài thuộc chi Garcinia phân bố rải rác từ Bắc vào Nam [1, 4], đặc biệt là trong các rừng rậm nhiệt đới ở các tỉnh như Lào Cai, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hoà Bình, Quảng Trị, Đà Nẵng, Lâm Đồng, Đồng Nai, Tiền Giang, An Giang, Kiên Giang, … Các loài trong chi Garcinia thường là đại mộc, thân thẳng, lá màu xanh đậm, có chiều cao trung bình từ 8-30 m như bứa núi (G. merguensis), bứa lằn đen (G. Một số ít loài là đại mộc nhỏ như bứa lá tròn dài (G. oblongifolia) hoặc là bụi như bứa ít hoa (G.

Hoa màu vàng nhạt hoặc trắng hơi xanh, đài và cánh hoa có từ 4-5 cánh, bao phấn không cuống, buồng phấn hẹp, đầu nhụy có chia thùy. Quả thường hình tròn, có từ 4-10 múi, có nhiều nước và cơm, hạt có lớp vỏ mỏng bao bọc [1]. Vỏ cây, vỏ quả và gỗ của các cây thuộc chi này thường tiết ra mủ màu vàng hoặc trắng. Công dụng Chi Garcinia có nhiều công dụng trong đời sống như làm thực phẩm, phẩm nhuộm, làm thuốc chữa bệnh,.

Một số loài thuộc chi Garcinia có quả ăn được và rất ngon như quả măng cụt (G. mangostana), bứa lửa (G. fusca), bứa mọi (G. xanthochymus chứa nhiều acid, được dùng làm mứt, giấm.

dioica không những cho trái ăn được mà lá non đôi khi được dùng làm rau để ăn. Hạt của trái G. indica có chứa một loại chất béo ăn được giống như bơ. Trái của loài G.

livingstonei dùng để lên men thức uống. Trước đây khi chưa có acid citric tổng hợp, người ta dùng bứa cọng (G. pendunculata) làm nguồn cung cấp acid citric chính. Vỏ quả và lá nhiều loại được dùng để nấu canh chua như bứa nhà (G.

cochinchinensis), tai chua (G. multiflora), bứa lá thuôn (G. oliveri), bứa planchon (G. planchonii), … 3 Trong công nghiệp, nhựa và vỏ trái nhiều loài trong chi Garcinia được dùng làm phẩm nhuộm vàng như vỏ trái sơn vé (G.

merguensis), nhựa cây đằng hoàng (G. hanburyi) hoặc có thể dùng trong sơn, màu vẽ và chế vecni phủ lên kim loại. merguensis còn được dùng làm phẩm nhuộm màu vàng cho vải và chỉ. multiflora) được dùng làm xà phòng, dầu nhờn hoặc làm dầu thắp sáng.

Một số loài thuộc chi này có gỗ màu vàng, rắn, nặng và có mùi thơm có thể dùng làm gỗ làm nhà, làm cầu và dùng chạm trổ rất đẹp như trai lý (G. tinctoria), … Chi Garcinia gồm rất nhiều loài cây thuốc được sử dụng khá phổ biến trong y học cổ truyền. Từ lâu trong dân gian người ta đã biết sử dụng nhiều loài thuộc chi Garcinia để làm thuốc chữa các bệnh đơn giản. cochinchinensis dùng trị dị ứng mẩn ngứa, lá giã đắp trị sâu quảng, búp non nhai ăn chữa động thai [5].

cowa sắc uống chữa sốt khát nước [6]. fagraeoides dùng làm thuốc trị đau dạ dày, vỏ và cành lá trị bỏng [6]. gaudichaudii dùng xoa trị vết thương [6]. Quả của cây G.

hanburyi làm thuốc xổ, gôm nhựa trị sổ mũi, viêm phế quản, chữa nhiễm trùng, trị giun, sán [4, 5]. harmandii có vỏ chát, dùng chữa ỉa chảy [5]. mangostana chứa 7-14 % tanin, dùng trị ỉa chảy, cùng các hợp chất mangostin, vỏ quả dùng trị kiết lị, ỉa chảy; vỏ quả sắc nước rửa âm đạo chữa bạch đới, khí hư [4, 6, 7]. merguensis dùng chữa bệnh phù [6].

Dầu hạt của cây dọc G. multiflora dùng đắp trị mụn nhọt, ghẻ lở. Vỏ cây bứa lá tròn, dài (G. oblongifolia) thường dùng trị loét dạ dày, loét tá tràng, viêm dạ dày, ho ra máu, mụn nhọt, nhựa dùng trị bỏng, vỏ thân và lá chứa các hợp chất camboginol và guttiferol B, oflongifolin A [1, 4, 7].

tinctoria) dùng chữa phù và đau bụng đầy hơi [6]. Vỏ cây vàng nhựa (G. vilersiana) được dùng để chữa bong gân [6]. Mủ tươi của cây bứa mủ vàng (G.

xanthochymus) chữa đỉa chui vào mũi, quả dùng chữa bệnh scorbut, giải khát, thông mật, làm dịu, kích thích [5]. Vỏ cây bứa (G. cambogia) có chứa acid hydroxycitric và enzyme citrate liase được sử dụng để điều chế thực phẩm chức năng giúp giảm cân cho người béo phì. Nhựa đằng hoàng (Garcinia hanburyi) là một vị thuốc cổ truyền được dùng để điều trị ung thư gan, ung thư phổi, ung thư mô liên kết và một số bệnh như cầm máu, tẩy giun sán, viêm hô hấp, viêm phế quản, sổ mũi, nhuận tràng, trị các vết thương nhiễm trùng ngoài da [4, 5].

Thành phần hóa học chi Garcinia Cho tới nay, có khoảng 135/260 loài thuộc chi Garcinia đã được nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học [8, 9]. Các kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần hóa học của chi Garcinia khá đa dạng, trong đó thành phần chính là các xanthone - nhóm hợp chất được coi là chất chỉ điểm sinh học của chi Garcinia, ngoài ra còn có các hợp chất khác như benzophenone, biflavonoid, triterpenoid, phloroglucinol, flavonoid, … 1. Xanthone Xanthone là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C13H8O2, đây là bộ khung cơ sở của nhiều hợp chất hữu cơ có trong thực vật, gọi là xanthoneoid hay đơn giản là xanthone. Nhiều loại xanthone đã được tìm thấy như từ chi Garcinia như xanthone polyoxygen thế, prenyl xanthone, xanthone lồng và bisxanthone.

Nhân xanthone có tính đối xứng, được đánh số dựa trên cơ sở khung 9H-xanthen như sau: O 8 9 1 7 2 A B C 6 3 O 5 4 a) Xanthone polyoxygen thế Các xanthone polyoxygen thế đơn giản có thể mang từ hai đến năm nhóm thế hydroxy, methoxy hoặc methyl với các vị trí mang oxy thường gặp là (1,3), (1,5), (1,3,5), (1,3,7), (1,3,5,7), (1,3,6,7) và (1,3,5,8). Hai hợp chất 1,5-dihydroxyxanthone (1) và 1,7-dihydroxyxanthone (2) là hai xanthone dioxygen thế đơn giản nhất được tìm thấy trong nhiều loài thuộc chi Garcinia [10]. Ba hợp chất xanthone trioxygen thế phân lập được là 1,3,5-trihydroxyxanthone (3) và 1,5-dihydroxy-2- methoxyxanthone (4) từ cây G. xanthochymus [11] và 1,2,5- trihydroxyxanthone (5) từ cây G.

Các xanthone 1,3,5,7- tetrahydroxyxanthone; 1,3,6,7- tetrahydroxyxanthone (norathyriol); 1,2-dihyroxy-5,6-dimethoxyxanthone và 2,6- dihydroxy-1,5-dimethoxyxanthone (6-9) được phân lập từ cây G. subelliptica [12, 13] là những ví dụ về xanthone tetraoxygen thế. Các hợp chất xanthone pentaoxygen thế ít phổ biến hơn, chỉ có ba hợp chất xanthone pentaoxygen thế phân lập được từ cây G. hombroniana và cây G.

tetranda là 1,3,4,5,8- pentahydroxyxanthone, 1,3,8-trihydroxy-4,6-dimethoxyxanthone và 1,3,7- trihydroxy-4,6-dimethoxyxanthone (10-12) [14, 15] (hình 1. 5 b) Prenyl xanthone Các prenyl xanthone thường có kiểu mẫu tri- hoặc tetra-oxygen thế và có thể mang một, hai hay ba đơn vị năm cacbon (5C), mười cacbon (10C) hoặc mười lăm cacbon (15C), hầu hết gắn vào khung xanthone ở vị trí ortho hay para đối với nhóm hydroxy hay methoxy trên vòng benzen. Đơn vị 5C hay gặp nhất là nhóm 3- methylbut-2-enyl (còn gọi là prenyl hay isoprenyl), ngoài ra cũng có thể là nhóm 1,1- dimethylallyl. Ví dụ về các xanthone kiểu này như 1,5,8-trihydroxy-3-methoxy-2-(3- methylbut-2-enyl)xanthone (13), β-mangostin (14) và garcinone E (15) phân lập từ cây G.

mangostana [16-18] hoặc subelliptenone F, B, A (16-18), phân lập từ cây G. O OH O OH O OH O OH O OH O OH HO OCH3 OH HO O O O OH O O O OH 3 OH 4 5 6 OH OH OH OH O OH 1 2 O OH OH O OH O OCH3 HO O OH OH OH O OH OH HO O H3CO O OH H3CO O OH HO O OH 10 OH H3CO O OH 12 OCH3 HO O OH OCH3 11 8 OCH3 9 OCH3 7 Hình 1.