1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TRƢƠNG THỊ TỐ CHINH
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA MỘT SỐ LOÀI
CÂY THUỘC HỌ BETULACEAE VÀ HỌ ZINGIBERACEAE
Chuyên ngành: Hoá học Hữu cơ
Mã số : 62 44 27 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC
HÀ NỘI – 2011
1
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU
1
1.2.6 Công dụng của các loài Zingiber và Alpinia trong y dược học
26
1.3 Tổng quan về các cây nghiên cứu trong luận án
26
1.3.1 Cây Tống quán sủi (Alnus nepalensis D. Don)
26
1.3.2 Cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. Ham. ex D. Don)
27
1.3.3 Cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade)
28
1.3.4 Cây Riềng maclure (Alpinia maclurei Merr.)
29
Chƣơng 2 PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
30
2.1 Đối tượng nghiên cứu và phương pháp điều chế các phần chiết
30
2.2 Các phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất
30
2.2.1 Sắc ký lớp mỏng (TLC)
30
2.2.2 Sắc ký cột (CC và FC)
30
2.2.3 Kết tinh lại
31
2.3 Các phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất
31
2.3.1 Điểm nóng chảy (đ.n.c.)
31
2.3.2 Độ quay cực ([]
D
51
3.2.1 Nguyên liệu thực vật
51
3.2.2 Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành của cây Cáng lò
51
3.2.3 Phân tách các phần chiết từ cây Cáng lò
52
3.2.3.1 Phân tách các phần chiết từ lá của cây Cáng lò
52
3.2.3.2 Phân tách các phần chiết từ cành con của cây Cáng lò
56
3.2.3.3 Phân tách các phần chiết từ vỏ cành của cây Cáng lò
58
3.2.4 Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được từ cây
Cáng lò
59
3.3 Nghiên cứu hoá học cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade)
66
3.3.1 Nguyên liệu thực vật
66
3.3.2 Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
66
3.3.3 Phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
66
3.3.3.1 Phân tách phần chiết n-hexan từ thân rễ cây Gừng môi tím đốm
66
3.3.3.2 Phân tách phần chiết diclometan từ thân rễ của cây Gừng môi tím
đốm
67
3.3.3.3 Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ của cây Gừng môi tím đốm
78
4.1.2 Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành
78
4.1.3 Phân tách các phần chiết từ cây Tống quán sủi
78
4.1.3.1 Phân tách các phần chiết từ lá cây Tống quán sủi
78
4.1.3.2 Phân tách các phần chiết từ cành con cây Tống quán sủi
79
4.1.3.3 Phân tách các phần chiết từ vỏ cành cây Tống quán sủi
80
4.1.4 Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Tống quán sủi
80
4.2 Nghiên cứu hoá học cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D. Don)
100
4.2.1 Nguyên liệu thực vật
100
4.2.2 Điều chế các phần chiết từ lá, cành con và vỏ cành
101
4.2.3 Phân tách các phần chiết từ cây Cáng lò
101
4.2.3.1 Phân tách các phần chiết từ lá của cây Cáng lò
101
4.2.3.2 Phân tách các phần chiết từ cành con của cây Cáng lò
102
4.2.3.3 Phân tách các phần chiết từ vỏ cành của cây Cáng lò
102
4.2.4 Cấu trúc của các hợp chất phân lập được từ cây Cáng lò
103
4.3 Nghiên cứu hoá học cây Gừng môi tím đốm (Zingiber peninsulare I. Theilade)
132
4
ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
133
PHỤ LỤC
151
DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang
Bảng 3.1:
Thành phần hóa học của phần dễ bay hơi từ thân rễ cây Gừng môi
tím đốm
Phụ lục 1
Bảng 3.2:
Thành phần hóa học của phần dễ bay hơi từ thân rễ Riềng
maclurei
Phụ lục 2
Bảng 4.1:
Khối lượng mẫu khô và hiệu suất thu nhận
các phần chiết
từ cây Tống quán sủi
78
Bảng 4.2:
Phân tách phần chiết diclometan từ lá của mẫu 2 của cây Tống
quán sủi
36
Sơ đồ 3.4:
Phân tách phần chiết etyl axetat từ lá của mẫu 2 của cây Tống
quán sủi
38
Sơ đồ 3.5:
Phân tách phần chiết n-hexan từ cành con của mẫu 1 của cây Tống
quán sủi
38
Sơ đồ 3.6:
Phân tách phần chiết n-hexan từ cành con của mẫu 2 cây Tống
quán sủi
39
Sơ đồ 3.7:
Phân tách phần chiết diclometan từ cành con của cây Tống quán
sủi
40
Sơ đồ 3.8:
Phân tách phần chiết etyl axetat từ cành con của cây Tống quán sủi
40
5
Sơ đồ 3.9:
Phân tách phần chiết n-hexan từ vỏ cành của cây Tống quán sủi
41
Sơ đồ 3.10:
Phân tách phần chiết diclometan từ vỏ cành của cây Tống quán sủi
42
Sơ đồ 3.20:
Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ của cây Gừng môi tím
đốm.
69
Sơ đồ 3.21:
Phân tách phần chiết diclometan từ thân rễ cây Riềng maclurei.
74
Sơ đồ 3.22:
Phân tách phần chiết etyl axetat từ thân rễ cây Riềng maclurei
75 DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang
Hình 1.1:
Lá, hoa và cành cây Tống quán sủi (Alnus nepanlensis D. Don)
27
Hình 1.2:
Lá, hoa và cành cây Cáng lò (Betula alnoides Buch. -Ham. ex D.
Don)
28
Hình 1.3:
Ảnh cây, hoa và lát cắt thân rễ của cây Gừng môi tím đốm (Zingiber
peninsulare I. Theilade)
28
1
H COSY và HMBC của A12
92
6
Hình 4.8:
Sự phân mảnh EI-MS của A12
93
Hình 4.9:
Các tương tác
1
H-
1
H COSY và HMBC của A13
94
Hình 4.10:
Các tương tác HMBC của B3
105
Hình 4.11:
Các tương tác NOESY của B3
105
Hình 4.12:
Các tương tác HMBC của B12
111
Hình 4.13:
Sơ đồ phân mảnh EI-MS của Z2
118
Hình 4.14:
Sơ đồ phân mảnh trên phổ EI-MS của Z5 và Z6
121
IR
: Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
NMR
: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
1
H-NMR
: Phổ cộng hưởng từ proton
(Proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
13
C-NMR
: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13
(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
DEPT
: Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer
2D NMR
: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều
(Two-Dimensional Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
COSY
: Correlation SpectroscopY
HMQC
: Heteronuclear Multiple Quantum Coherence
7
HMBC
: Heteronuclear Multiple Bond Coherence
(ppm)
: Độ chuyển dịch hóa học (parts per million)
J (Hz)
: Hằng số tương tác (Hertz)
EtOAc
: Etyl axetat
n-BuOH
: n-Butanol
H/E
: n-hexan-etyl axetat
D/E
: Diclometan-etyl axetat
H/A
: n-hexan-axeton
D/A
: Diclometan-axeton
H/D
: n-hexan-diclometan
D/M
: Diclometan-metanol
Các ký hiệu khác:
Si gel
: Silica gel
đ.n.c.
: Điểm nóng chảy LỜI MỞ ĐẦU
Các hợp chất thiên nhiên đã và đang chiếm một vị trí quan trọng trong ngành sản xuất dược
phẩm và nhiều lĩnh vực khác. Nhiều hợp chất này có thể được dùng làm nguyên mẫu hoặc các cấu
trúc dẫn đường cho sự phát hiện và phát triển dược phẩm cũng như các sản phẩm khác phục vụ
cuộc sống.
Theo ước tính của tổ chức y tế thế giới, hiện nay khoảng trên 80% dân số thế giới sử dụng
nguồn dược liệu để điều trị bệnh tật và chăm sóc sức khoẻ. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng dược liệu
LOÀI ALNUS VÀ BETULA (BETULACEAE)
1.1.1 Vài nét về thực vật học của chi Alnus và chi Betula [98]
Họ Betulaceae có 6 chi với khoảng 150-200 loài. Trung Quốc là nước có đủ cả 6 chi với 89
loài, trong số đó có một chi và 56 loài đặc hữu. Các chi của họ Betulaceae gồm: Corylus,
Ostryopsis, Carpinus, Ostrya, Alnus và Betula, trong đó Alnus và Betula là 2 chi lớn nhất trong họ.
Chi Alnus có khoảng 40 loài. Các loài Alnus được phân bố rộng khắp ở Bangladesh,
Bhutan, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nepal, châu Âu, Bắc và Nam Mỹ. A. incana
thường thấy phổ biến ở Bắc Âu, A. viridis được tìm thấy chủ yếu ở vùng đồng cỏ của Thuỵ Sĩ
(Alps), trong khi đó A. cordata lại tìm thấy ở miền nam và miền tây nước Ý [52]. Alnus glutinosa
xuất hiện phổ biến ở một số nước Bắc Phi và các nước có khí hậu ôn hoà ở châu Á, châu Âu [128].
Các loài Alnus nepalensis được phân bố rộng khắp từ Pakistan qua Nepan, Bhutan tới Vân Nam,
tây nam Trung Quốc, Miến Điện và tới một phần Ấn Độ. Ở nước ta, cây mọc ở trong rừng khô
vùng Sapa (Lào Cai).
Các loài Alnus phổ biến là: A. acuminata, A. cordata, A. glutinosa, A. incana, A. sinuata, A.
rugosa, A. maximowiczii, A. tenuifolia, A. hirsuta, A. fruticosa, A. mandshurica, A. japonica,
9
A. kamtschatica, A. crispa, A. viridis, A. sieboldiana, A. serrulatoides, A. rubra, A. cordata, A.
maritim, A. oblongifolia, A. rhombifolia,…
Chi Betula có khoảng 50-60 loài. Các loài Betula được phân bố rộng khắp ở Afghanistan,
Trung Quốc, Nhật Bản, Kazakstan, Hàn Quốc, Kyrgyzstan, Mông Cổ, Nepal, Nga, Ấn Độ, châu
Âu, Bắc và Nam Mỹ. B. pendula Roth (cáng lò bạc) và B. pubescens Ehrh được phân bố rộng rãi ở
Scandinavia và Bắc Âu, trong khi B. utilis lại được tìm thấy ở Himalaya,… Ở Thổ Nhĩ Kỳ, có 5
loài Betula được phân bố ở phía đông và đông bắc, trong đó Betula litwinowii Doluch là một loài
với đặc điểm là có vỏ thân cây có màu trắng hồng [38, 101, 150].
Một số loài Betula: B. pendula, B. papyrifera, B. nigra, B. alleghaniensis, B. glandulosa, B.
pubescens, B. platyphylla, B. albosinensis, B. maximowicziana, B. schmidtii, B. neoalaskana, B.
populifolia, B. nana, B. humilis, B. ermanii, B. fruticosa, B. lenta, B. occidentalis, B. utilis, B. uber,
B. davurica, B. costata, B. alnoides, B. pumila,…
1.1.2 Nghiên cứu hoá học chi Alnus
các flavonoit: quercetin và các dẫn xuất, các dẫn xuất của kaempferol, rhamnetin, isorhamnetin,
rhamnazin, acacetin, salvigenin, các dẫn xuất metyl ete của apigenin, betuletol và genkwanin [175].
Từ loài Alnus japonica nguồn gốc Đức đã phân lập được trên 10 flavonoit, trong số đó chủ
yếu là các dẫn xuất của kaempferol [166, 175].
Cũng loài A. japonica nhưng nguồn gốc Nhật Bản thì lại có thành phần chính là các
tritecpenoit, diarylheptanoit và tanin còn flavonoit có phần ít hơn [22, 23, 56, 82, 88, 93, 124, 123].
Từ hoa cây này, người ta đã phân lập được 12 tritecpenoit và 3 diarylheptanoit, trong số đó có 6
tritecpenoit kiểu secodammaran được tìm thấy lần đầu tiên với cấu trúc lý thú như axit (24E)-3,4-
secodammara-4(28),20,24-trien-3,26-dioic (8), axit (20S,24S)-20,24-dihydroxy-3,4-
secodammara-4(28),25-dien-3-oic (9), axit (23E)-(20S)-20,25-dihydroxy-3,4-secodammara-
4(28),23-dien-3-oic (10a), axit (23E)-(20S)-20,25,26-trihydroxy-3,4-secodammara-4(28),23-dien-3-oic
(10b) [22, 23]. Từ lá của cây này lại thu được 8 diarylheptanoit, 3 flavonoit và 14 tanin thủy phân,
trong số đó, đáng kể nhất là 3 diarylheptanoit được phân lập lần đầu tiên: 1-(3,4-dihydroxyphenyl)-
5-hydroxy-7-(4-hydroxyphenyl)-3-heptanon-5-O-β-D-xylopyranozit (11a), 1,7-bis-(3,4-
dihydroxyphenyl)-5-hydroxy-3-heptanon-5-O-[2-(2-metylbutenoyl)]-β-D-xylopyranozit (11b) và
1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)-5-metoxy-3-heptanon (11c) cùng với hai tanin thủy phân cũng lần
đầu tiên được phát hiện là alnusjaponin A (12) và alnusjaponin B (13) [88, 93].
Loài Alnus japonica Steudel. nguồn gốc Nhật bản, Hàn Quốc ngoài thành phần chính là các
diarylheptanoit, tritecpenoit còn có thêm một số lớp chất khác [56, 82, 124, 123]. Từ gỗ của cây
này đã phân lập được 7 diarylheptanoit, trong số đó có 5 chất có cấu trúc vòng biarylheptanoit, 4
hợp chất phenolic, 4 steroit và 3 tritecpenoit [124]. Từ vỏ thân của cây này cũng đã phân lập được
14 diarylheptanoit và 2 flavonoit, trong số đó 1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)5-hydroxyheptan-3-O-
β-D-xylopyranozit (14) là một diarylheptanoit glycozit mới được phân lập lần đầu tiên [56, 82] và
hai diarylheptanoit vòng hiếm thấy, mới được phân lập từ chi Alnus là oregonoyl A (15) và
oregonoyl B (16) [123].
Thành phần hóa học chủ yếu của A. sieboldiana là các tritecpenoit và tanin còn
diarylheptanoit và flavonoit lại rất ít [23, 65, 142]. Từ hoa của A. sieboldiana đã phân lập được 14
tritecpenoit và 1 diarylheptanoit, trong số đó thành phần tritecpenoit chủ yếu là axit alnustic và các
dẫn xuất 12-O-glycozit của axit alnustic [23, 142]. Từ lá của loài này người ta đã phân lập được 2
flavonoit và 10 tanin thủy phân, trong số đó có hai ellagitannin được phân lập lần đầu tiên là
1
HO
2
C
RO
HO
3
12
20
24
31
28
29
2a
2b
1
4
2
R = 2'-OAc-
-D-pyr
R = 2'-OAc-
-D-glc
31
29
28
24
20
14
15
16
17
18
19
20
4
4'
4'
7
5
31
OR
OH
OH
HO
HO
4 a
R = Xyl
4 b
R = Glu
5 12
H
OH
C
HO
O
OH
O
HO
O
HO
HO
H
OH
O
O
1 3
5
7
4'
OH
O
C OH
OH
HO
HO
O - Xyl
OH
OH
O
1 3
5
7
coumaroyl
2
24
28
29
1
4
2
9
CH
2
R
OH
HO
2
C
HO
3
12
20
24
28
29
10a
10b
1
4
2
R = H
R = OH
7
5
31
OR
1
O
OH
R
2
HO
HO
12
OH
HO
HO
HO
O
C
H
2
O
C
O
O
O
O
O
O
H
HO
HO
C
H
C OH
OH
OHO
HO OH
OH
O
OR
1 3
5
7
4'
4'
15
R = Xyl coumaroyl
2
HO
HO OH
OH
O
OR
1 3
5
7
4'
O
H
2
O
C
O
O
O
O
O
O
OH
HO
OH
C
HO
OH
OH
C
HO
O
O
C
H
O
HO
HO
HO
HO
C
17b
17a
OH
OHOH
HOHO
HO
OO
O
C
O
O
R
2
R
1
O
C
C
O
H
2
O
O
O
C
C
HO
HO
HO
HO
metanol từ lá A. firma có khả năng ức chế mạnh tác dụng gây bệnh tế bào gây ra bởi HIV-1 trong
các tế bào MT-4 với nồng độ tối thiểu để ức chế được hoàn toàn là IC
= 50 μg/ml. Metyl alnustat
phân lập được từ cây này có hoạt tính ức chế sự phát triển của virut HIV-1 với IC
50
= 15,8 μM. Các
chất quercetin, quercitrin và myricetin 3-O-β-D-galactopyranozit thể hiện hoạt tính chống HIV-1
với các giá trị IC
50
đều bằng 60 μM [184].
Loài A. hirsuta có chứa các thành phần thể hiện các hoạt tính chống khối u và chống oxi
hóa mạnh [33, 36, 69]. Các diarylheptanoit phân lập được từ vỏ cây A. hirsuta Turcz có khả năng
ức chế rõ rệt sự sinh tổng hợp melanin trong các tế bào u melanin B16 với các nồng độ 2,5; 5; 10
và 20 μg/ml [33]. Sáu hợp chất phenolic phân lập từ lá cây A. hirsuta (Spach) Rupr. đều thể hiện
khả năng ức chế sự peoxi hóa lipit của ty lạp thể với các giá trị IC
50
từ 8,0-173,6 μM, trong số đó,
hirsutanonol, hirsutenon và quercetin có khả năng dọn gốc tự do mạnh với giá trị IC
50
là 18,3 ± 2,5;
15,7 ± 3,8 và 23,5 ± 3,1 μM [36]. Hai diarylheptanoit vòng là 4,17-dimetoxy 2-
oxatricyclo[13.2.2.1
3,7
]eicosa-3,5,7(20),15,17,18-hexaen-10,16-diol và 17-metoxy-2-
oxatrixyclo[13.2.2.1
3,7
]eicosa-3,5,7(20),15,17,18-hexaen-10-on-4,16-diol được phát hiện là có hoạt
tính ức chế mạnh sự hoạt hoá nhân tố cảm ứng sự giảm oxy mô HIF-1 (hypoxia-inducible factor-1)
Cũng từ vỏ cây này, ba diarylheptanoit được phát hiện có hoạt tính kháng virut cúm gia
cầm KBNF-0028 (H9N2), trong số đó, chất có hoạt tính mạnh là platyphyllon với SI
> 26,6,
platyphylonol-xylopyranozit có hoạt tính ở mức độ trung bình với SI
>10, và platyphyllozit lại có
hoạt tính yếu với SI >5 [123].
1.1.4 Nghiên cứu hoá học chi Betula
Khảo sát bằng GC-MS đã cho thấy tinh dầu của các loài Betula có thành phần rất phong
phú và thành phần chính thường là các sesquitecpen như α-copaen (10-12%), germacren D (11%-
18%), δ-cadinen (11%-15%),… [30]. Từ tinh dầu của một số loài Betula như B. litwinowii, B.
pendula Roth., B. browicziana,… người ta đã phân lập được các dẫn xuất caryophyllen [27, 38].
Từ vỏ thân và từ gỗ Betula papyrifera đã phân lập được 6 diarylheptanoit, 7 tritecpenoit, 4
flavonoit, cùng một số hợp chất thuộc các lớp chất khác như steroit, lignan, chalvicol glycozit,… [119,
15
146]; trong số đó, papyriferozit A [(S)-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)heptan-3-on-5-O-α-L-
arabinofuranozyl-(1→6)-β-D-glucopyranozit] (21) là chất lần đầu tiên được phân lập [119].
Từ lá Betula platyphylla đã phân lập được 9 diarylheptanoit, 5 tritecpenoit và 5
arylbutanoit, trong số đó có hai chất mới là axit 1-[(2R)-4-(4-hydroxyphenyl)-2-butanol-2-O-β-D-
glucopyranozyl]-3-hydroxy-3-metylglutaric (22) và (5S)-5-hydroxy-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-3-
heptanon-5-O-[2,6-bis-O-(β-D-apiofuranozyl)-β-D-glucopyranozit] (23) [55, 64, 85].
Từ vỏ và hoa Betula platyphylla var. japonica đã được chứng minh có chứa tới 20
tritecpenoit, 6 diarylheptanoit, 7 arylbutanoit, 4 lignan và 2 flavonoit [74, 107]; trong số đó có 4
tritecpenoit được phân lập lần đầu tiên là axit 3,4-seco-olean-4(23),13(18)-dien-3-oic (24), axit 3,4-
seco-urs-4(23),20(30)-dien-3-oic (25), 3-O-metylmalonylepiocotillol (26), 3-O-
metylmalonylcabraleahydroxylacton (27) [74], hai diarylheptanoit mới là betulaplatozit Ia (28),
betulaplatozit Ib (29) và 1 arylbutanoit mới betulaplatozit II (30) [107].
Từ chồi Betula nigra đã phân lập được 13 flavonoit, chủ yếu là các dẫn xuất của quercetin
B. verrucosa, nhánh B. glandulosa, đã được công bố chỉ gồm một vài tritecpenoit hoặc
arylbutanoit hoặc chất có cấu trúc đơn giản khác [44, 76, 115, 140, 174, 189].
Hanawa F. và cộng sự đã phân lập được từ gỗ Betula maximowicziana 2 diarylheptanoit
và 2 lignan; trong số đó (-)-rel-(pR,3S,5S)-3ʹ,4ʺ-epoxy-1-(4-hydroxyphenyl)-7-phenylheptan-3,5-
diol (36) là chất được phân lập lần đầu tiên [57].
Nhận xét: Các loài Betula là nguồn nguyên liệu thiên nhiên quan trọng với nhiều lớp chất.
Hầu như tất cả các bộ phận của các loài Betula đều có thành phần hoá học phong phú. Từ vỏ, các
tritecpenoit năm vòng, hầu hết là kiểu lupan và olean đã được phân lập. Các sesquitecpen, đặc biệt
là các dẫn xuất caryophyllen cũng đã được phát hiện và phân lập cùng các lớp chất khác như
arylbutanoit, diarylheptanoit, lignan, glycozit phenolic,…
Dưới đây là công thức hoá học của một số hợp chất phân lập được từ chi Betula.
HO
O
H
RO
OH
3
5
R = -L- Araf - (1 6)- -D-Glcp
21
HO
OR
R = -D-Glcp-3-hydroxy
22
-3-metylglutaric axit
5
3
OHHO
O OR
HO
2
C
H
24
H
C
H
H
H
25
O
2
H29
OH
OGlcOH
HO
OGlcOH
HO
OH
2817
O
HO
OH
HO
30
R = H
2'
4
3
2
1
HO
H
OR
34a
R = -L- Araf - (1 6)- -D-Glcp
34b
R = -D- Apif - (1 6)- -D-Glcp
34c
OH
HH
3
C
O
O
HO
O
OH
HO
O
HO
H
RO
OH
3
5
R = -D- Apif - (1 6)- -D-Glcp
35b
R = -L- Apif - (1 2)- -D-Glcp
35c
35a
R = H
1.1.5 Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Betula
Bốn diarylheptanoit được phân lập từ vỏ B. platyphylla Sukatchev var. japonica (Miq.)
Hara là betulaplatozit Ia (28), betulaplatozit Ib (29), (5S)-5-hydroxy-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-3-
heptanon 5-O-β-D-apiofuranozyl-(1→6)-β-D-glucopyranozit và acerozit thể hiện rõ rệt tác dụng ức
chế tính độc hại tế bào gây ra bởi D-GalN ở các tế bào gan chuột cống được nuôi cấy bước 1 [107].
Dịch chiết metanol toàn phần của B. platyphylla var. japonica thể hiện tác dụng bảo vệ
chống lại hydropeoxit ở dòng tế bào nguyên bào sợi phổi chuột túi má Trung Quốc (V 79-4); và
gây ra sự chết được chương trình hoá đối với dòng tế bào bạch cầu tiền tuỷ bào ở người (HL-60).
Dịch chiết này cũng thể hiện tác dụng mạnh dọn gốc tự do DPPH và khả năng ức chế mạnh sự
peoxi hoá lipit (IC
50
tương ứng lần lượt là 2,4 μg/ml và < 4,0 μg/ml) [72].
Hai chục tritecpenoit được phân lập từ hoa của B. platyphylla var. japonica đã được
Y. Kashiwada và cộng sự [74] thử hoạt tính gây độc tế bào đối với 6 dòng tế bào ung thư: KB (ung
thư biểu bì - epidermoid carcinoma of the nasopharynx), K562 (bạch cầu - leukemia), MCF7 (ung
thư vú), COLO205 (ung thư ruột kết), KB-C2 ( KB kháng colchicin) và K562/Adr (K562 kháng
doxorubicin); trong số các chất được thử này axit betulonic có hoạt tính gây độc tế bào đáng kể
đối với 2 dòng tế bào KB và KB-C2 với
aeruginosa, Bacillus cereus và hoạt tính kháng nấm đối với chủng Candida glabrata gây bệnh ở
người cũng như các chủng nấm gây bệnh ở cây như Cephalosporium aphidicola và Rhizoctonia
cerealis.
Các tritecpenoit kiểu oleanan được phân lập từ cây B. ermani đã được C. Yamaguchi và
cộng sự [181] đánh giá về khả năng ức chế lên sự hoạt hoá kháng nguyên sớm của virut Epstein-
Barr (EBV-EA) được cảm ứng bởi 12-O-tetradecanoylphurbol-13-axetat (TPA). Kết quả cho thấy
cả 8 tritecpenoit được thử đều có hoạt tính cao hơn chất so sánh là axit oleanolic một chút. Tác giả
cũng đưa ra nhận định là hoạt tính chống ung thư của các chất này có thể là do cấu trúc kiểu
oleanan (giống axit oleanolic) và nhóm epoxy trong phân tử gây nên.
1.1.6 Công dụng của các loài Alnus và Betula trong y dƣợc học
Các loài Alnus thường được sử dụng nhiều trong các bài thuốc dân gian của Trung Quốc,
Hàn Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ,… để điều trị nhiều loại bệnh khác nhau như sốt, tiêu chảy, cầm máu và
chứng khó tiêu. A. japonica Steud được sử dụng để điều trị đau dạ dày, đau gan và gan nhiễm mỡ
[56].
19
Các loài Betula cũng thường được sử dụng trong nhiều bài thuốc dân gian. Ở Ấn Độ, vỏ
của Betula alnoides Buch. Syn. được dùng làm thuốc chống viêm [156]. Vỏ của B. pendula Roth
được dùng để trị các bệnh về da và là một thuốc trị sốt [101]. Ở Himalaya, vỏ của B. utilis được
dùng làm thuốc sát trùng, chữa đầy hơi và chứng quá kích động [69]. Ở Ấn Độ và Trung Quốc, vỏ
và lá của một số loài Betula được dùng để trị rắn cắn, trị cảm mạo, đau dạ dày, lỵ và phong thấp
đau xương [1].
1.2 THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC
LOÀI ZINGIBER VÀ ALPINIA (ZINGIBERACEAE)
1.2.1 Vài nét về thực vật học của chi Zingiber và Alpinia [178]
Zingiber là một chi lớn và tương đối phổ biến của họ Gừng (Zingiberaceae). Trong số 53
chi với hơn 1.300 loài cây của họ Gừng, Zingiber có khoảng 100-150 loài. Chúng được phân bố
rộng rãi từ phía Đông Á đến vùng nhiệt đới Australia và đặc biệt có nhiều ở Indo-Malaysia [29].
Ở Việt Nam, họ Gừng có 19 chi với khoảng 136-145 loài. Các loài Zingiber tương đối
phong phú. Một số loài mọc hoang ở các vùng rừng núi, nơi râm mát ở các tỉnh phía bắc. Một số
Tinh dầu hạt Zingiber roseum Rosc. có chứa 60 thành phần, chiếm 96,2% lượng tinh dầu.
Thành phần chính là α-pinen, β-pinen, α-terpineol,… Các mono- và sesquitecpen chiếm 82% tinh
dầu [136].
Tinh dầu lá và thân rễ Z. zerumbet (L.) Smith (Bangladesh) có chứa 30 thành phần với các
chất chính là zerumbon (36,98% và 46,83%) cùng một số thành phần khác [28].
Một số loài Zingiber của Việt Nam cũng đã được công bố về thành phần tinh dầu [3, 5].
Tinh dầu Z. zerumbet Sm. có chứa tecpinen-4-ol (19,58%), -secquiphellandren (5,11%) và
một số thành phần khác [3]. Hàm lượng tinh dầu gừng Z. eberhardtii Gagnep là 0,1%, thành
phần gồm 25 chất, chủ yếu là camphen (34,8%), L-linalol (10,1%), geranial (10,89%), …
[5].
b. Phân lập và khảo sát cấu trúc các hợp chất
Loài Zingiber officinale có thành phần hóa học tương đối phong phú với các lớp chất chủ
yếu là diarylheptanoit, tecpenoit và hợp chất phenolic, [31, 41, 78, 83, 77, 105, 159, 186, 190].
Trong số các tecpenoit này có một chất mới là hydroxycineol-10-O-β-D-glucopyranozit (37) [159].
Hợp chất phenolic chủ yếu gồm các shogaol, gingerol, gingediol và các chất tương tự của chúng
[31, 83, 77, 190]. Diarylheptanoit là lớp chất chủ yếu của loài này với nhiều hợp chất mới hoặc hợp chất
được phân lập lần đầu tiên [41, 78, 105, 159, 186]. Một vài diarylheptanoit vòng được phân lập lần đầu
tiên là: 3-axetoxy-l,5-epoxy-l-(3,4-dihydroxy-5-metoxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-metoxyphenyl)heptan
(38a), 1,5-epoxy-3-hydroxy-1-(3,4-dihydroxy-5-metoxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-metoxyphenyl)heptan
(38b), 1,5-epoxy-3-hydroxy-1-(4-hydroxy-3,5-dimetoxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-
metoxyphenyl)heptan (38c), [78].
Một số diarylheptanoit mới được phân lập từ loài này là: (3S,5S)-3,5-diaxetoxy-1,7-bis(4-
hydroxy-3-metoxyphenyl)heptan (39), (5S)-5-axetoxy-1,7-bis(4-hydroxy-3-metoxyphenyl)heptan-3-on
(40), 1,5-epoxy-3-hydroxy-1-(3-metoxy-4,5-dihydroxyphenyl)-7-(4-hydroxyphenyl)heptan (41),
natri (E)-7-hydroxy-1,7-bis(4-hydroxyphenyl)hept-5-en-3S-sunfonat (42), [105, 159, 186].
Trong khi đó, thành phần hóa học của Zingiber cassumunar lại gồm các phenylbutanoit,
phenylbutenoit và diarylheptanoit [3, 54, 70, 71, 92, 110, 111, 164]. Một số phenylbutanoit được phân
21
axit (62) và 1 diarylheptanoit mới là rel-(3R,5S)-3,5-dihydroxy-1-(4-hydroxy-3-metoxyphenyl)-7-(3,4-
dihydroxyphenyl)heptan (63) [16].
Zingiber purpureum Rosc. đã được phân tách với thành phần gồm zerumbon, 2 dẫn
xuất của kaempferol, 2 steroit và 1 flavonoit [6].
Từ thân rễ Zingiber eberhardtii Gagnep đã phân lập được một chất gây cay đặc trưng
của gừng là gingerol và daucosterol [5].
22
Nhận xét:
Zingiber là một chi có thành phần hóa học đa dạng và phong phú với nhiều lớp chất khác
nhau, trong số đó chủ yếu là các tecpenoit, diarylheptanoit, flavonoit và các hợp chất phenolic.
Tinh dầu của các loài này chủ yếu chứa các sesquitecpen, monotecpen và các dẫn xuất oxy hóa của
chúng. Các loài điển hình về sự đa dạng, phong phú trong thành phần hóa học là Zingiber
officinale, Zingiber cassumunar, Zingiber zerumbet,… Bộ phận chủ yếu sử dụng để phân lập các
hợp chất là thân rễ.
Dưới đây là công thức hoá học của một số hợp chất tìm thấy trong chi Zingiber.
37
O
HO
OH
HO
HO
O
O
OH
OCH
3
O
R
1
39
7
3
OH SO
3
Na
HO
OH
42 3S, 5E
41
OH
O
OH
HO
CH
3
O
HO
40
O OAc
H
3
CO
HO
OCH
3
OH
O
OH
OH
48
CH
3
O
OCH
3
CH
3
O
OH
49
MeO
HO
OH
47
HO
O
OCH
3
O
OCH
3
OH
51
OCH
3
O
OCH
3
OH
OH
OCH
3
O OH
A
B
52
A
53b
C
B
O OH
OH
OCH
3
OCH
3
OH
OCH
3
OCH
3
R
53a
R = H
3
= H
54c R
3
= Ac, R
1
= R
2
= H
H
OH
O
H
O
55
H
OH
O
H
O
56
H
OH
O
57
R
1
= H
R
COOH
H
62
OH
OH OH
CH
3
O
OH
63
HO
1.2.3 Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các loài Zingiber
Loài Zingiber officinale là một đại diện tương đối điển hình về sự đa dạng hoạt tính sinh
học với các hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxi hóa, chống dị ứng, gây độc tế bào, Các
hoạt tính sinh học này chủ yếu là do các lớp chất tecpenoit, diarylheptanoit và hợp chất phenolic
tạo nên [31, 41, 83, 91, 159, 186, 190].
Chất diarylheptanoit 1,5-epoxy-3-hydroxy-1-(3-metoxy-4,5-dihydroxyphenyl)-7-
(4-hydroxyphenyl)-heptan (41) được phân lập từ thân rễ loài này thể hiện khả năng ức chế
sự tạo ra các gốc peoxit mạch béo trong gan chuột với tỷ lệ 24% ở 10 μM và 95% ở 20 μM [186].
Ba diarylheptanoit khác (5-[4-hydroxy-6-(4-hydroxyphenetyl)tetrahydro-2H-pyran-2-yl]-
3-metoxybenzen-1,2-diol, 5-hydroxy-1-(4-hydroxy-3-metoxyphenyl)-7-(3,4-
dihydroxyphenyl)heptan-3-on và 1,5-epoxy-3-hydroxy-1-(4,5-dihydroxy-3-metoxyphenyl) -7-(3,4-
dihydroxyphenyl)heptan có hoạt tính dọn gốc tự do với các giá trị IC
50
tương ứng là 48,14; 36,35;
39,89 μM và khả năng ức chế sự tạo ra các gốc peoxit mạch béo trong gan chuột với các giá trị IC
50
tương ứng là 27,90; 17,08; 21,86 μM [159].
trình di căn của bệnh ung thư vú ở người MDA-MB-231 [91].
Zingiber cassumunar cũng là loài có khá nhiều hoạt tính sinh học đáng quý như chống
viêm, chống oxi hóa, chống ung thư,… [54, 68, 71, 92, 111].
Cassumunarin A, cassumunarin B và cassumunarin C được phân lập từ thân rễ loài này thể
hiện hoạt tính chống oxi hoá và chống viêm mạnh hơn curcumin [71, 111].
Kết quả nghiên cứu đánh giá hoạt tính chống viêm của (E)-1-(3,4-dimetoxyphenyl)
butadien (DMPDB) cho thấy chất này thể hiện hoạt tính tốt hơn bất cứ loại thuốc chống viêm nào
đang được sử dụng [68] .
A. R. Han và cộng sự [54] đã thử hoạt tính gây độc tế bào của (±)-trans-3-(4-
hydroxy-3-metoxyphenyl)-4-[(E)-3,4-dimetoxystyryl]cyclohex-1-en (49), (±)-trans-3-(3,4-
dimetoxyphenyl)-4-[(E)-3,4-dimetoxystyryl]cyclohex-1-en (49a), 4-(3,4-dimetoxyphenyl) but-1,3-
dien, 4-(2,4,5-trimetoxyphenyl)but-1,3-dien (49b) với 4 dòng tế bào ung thư người là ung thư phổi
(A549), ung thư ruột kết (Col2), ung thư dạ dày (SNU-638) và ung thư ở tế bào liên kết (HT-1080).
Kết quả cho thấy 2 chất 49 và 49a thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ở mức độ trung bình đối với cả
4 dòng tế bào ung thư được thử. Chất 49b có hoạt tính chống khối u ác tính ở tế bào liên kết (HT-
1080) với giá trị IC
50
là 7,9 μM.
Dime (±)-trans-3-(3,4-dimetoxyphenyl)4-[(E)-3,4-dimetoxystyryl]xyclohex-1-en (PSC)
được phát hiện là có khả năng ức chế sự tái tạo tế bào ở nhiều dòng tế bào ung thư người với giá trị
IC
50
từ 10-30 μM [92].
Các chất phân lập được từ thân rễ Zingiber mioga Rosc. đã được K. C. Jang và cộng sự [191]
thử hoạt tính kháng khuẩn với 3 chủng vi khuẩn Bacillus subtilis, B. cereus và Staphylococcus
Copyright: Tài liệu đại học ©