BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Đinh Thị Phương Anh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÂY BẠCH TRINH BIỂN
(HYMENOCALLIS LITTORALIS) VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Đinh Thị Phương Anh

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÂY BẠCH TRINH BIỂN
(HYMENOCALLIS LITTORALIS) VIỆT NAM

C
M

:

C
62440114


(Hymenocallis) và loài Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) .............................. 6
1.2.1. Thành phần hóa học họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) ................................... 6
1.2.2. Thành phần hóa học chi Bạch trinh (Hymenocallis) và loài Bạch trinh biển
(Hymenocallis littoralis) ......................................................................................11
1.3. Hoạt tính sinh học của họ Thủy tiên (Amaryllidaceae), chi Bạch trinh
(Hymenocallis) và loài Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) ............................27
1.3.1. Hoạt tính sinh học của họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) ...............................27
1.3.2.Hoạt tính sinh học của chi Bạch trinh (Hymenocallis) và loài Bạch trinh biển
(Hymenocallis littoralis) ......................................................................................30
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ...............................................................................33
2.1. Mẫu thực vật ....................................................................................................33
2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất ..................................................................33
2.2.1. Sắc ký lớp mỏng (TLC) .............................................................................33
2.2.2. Sắc ký cột (CC) ..........................................................................................33
2.2.3. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................................................33
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất ....................................................33
2.3.1. Phổ hồng ngoại (FT-IR) .............................................................................34
2.3.2. Phổ khối lượng (ESI-MS) ..........................................................................34
2.3.3. Phổ khối lượng phân giải cao (FT-ICR-MS) ..............................................34
2.3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) ..........................................................34
2.3.5. Điểm nóng chảy .........................................................................................34
2.3.6. Độ quay cực riêng ......................................................................................34
2.4. Phương pháp thử hoạt tính sinh học..................................................................35
2.5. Phân lập các hợp chất .......................................................................................35
2.5.1. Xử lý mẫu thực vật và chiết tách cây Bạch trinh biển .................................35
2.5.2. Phân lập các hợp chất từ cặn HLF ..............................................................36


2.5.2.1. Phân lập các hợp chất HLB2, HLB4, HLB5 từ cặn HLF......................36
2.5.2.2. Phân lập các hợp chất HLB1, HL53, HLB12, HLB13 và HLB14 ................38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................63
3.1. Mẫu thực vật ....................................................................................................63


3.2. Phân lập các hợp chất .......................................................................................63
3.3. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập được từ cây Bạch trinh biển ..63
3.3.1. Hợp chất HLB1..........................................................................................63
3.3.2. Hợp chất HLB2..........................................................................................66
3.3.3. Hợp chất HLB4..........................................................................................68
3.3.4. Hợp chất HLB13 ........................................................................................69
3.3.5. Hợp chất HL53 (chất mới) .........................................................................71
3.3.6. Hợp chất HLB5..........................................................................................78
3.3.7. Hợp chất HLB12 ........................................................................................79
3.3.8. Hợp chất HLB14 ........................................................................................81
3.3.9. Hợp chất HLB6..........................................................................................82
3.3.10 Hợp chất HLB7 .........................................................................................84
3.3.11 Hợp chất HLB8 .........................................................................................86
3.3.12. Hợp chất HLB9 ........................................................................................88
3.3.13. Hợp chất HLB10 ......................................................................................90
3.3.14. Hợp chất HLB11 ......................................................................................92
3.3.15. Hợp chất HLB17 ......................................................................................93
3.3.16. Hợp chất HL22 (chất mới) .......................................................................95
3.4. Tổng hợp các dẫn xuất của một số alkaloid phân lập được từ cây Bạch trinh
biển (Hymenocallis littoralis). ...............................................................................102
3.4.1. Hợp chất TA2.......................................................................................105
4.4.2.Hợp chất LY1........................................................................................107
4.4.3.Hợp chất LY2........................................................................................108
4.4.4.Hợp chất HA1 .......................................................................................110
3.5. Hoạt tính gây độc tế bào của cây Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) ....112
3.5.1. Hoạt tính gây độc tế bào của các dịch chiết, các hợp chất phân lập ..........113


SRB

Sulforhodamine B

FBS

Fetal bovine serum

NCI

National Cancer Institute

TCA

Trichloracetic acid

MeOH

Methanol

EtOH

Ethanol

EtOAc

Ethyl acetate

CHCl3


NMR
IR
ESI-MS
FT-ICR-MS
UV

Mass


DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Cây Bạch trinh biển ...................................................................................... 5
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ chiết mẫu cây Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) ...................36
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ phân lập HLB2, HLB4 và HLB5 ......................................................37
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ phân lập HLB1, HLB53, HLB12, HLB13 và HLB14 .......................39
Sơ đồ 2.4: Sơ đồ phân lập HLB8, HLB9, HLB10 và HL22 .........................................41
Sơ đồ 2.5: Sơ đồ phân lập HLB6, HLB7, HLB11 và HLB17 ......................................43
Sơ đồ 2.6: Sơ đồ phản ứng axetyl hóa tazettine ...........................................................44
Sơ đồ 2.7: Sơ đồ phản ứng axetyl hóa lycorine ...........................................................45
Sơ đồ 2.8: Sơ đồ phản ứng axetyl hóa haemanthamine................................................46
Hình 3.1: Tương tác xa HMBC (H→C) và cấu trúc hóa học của HLB1 ......................64
Hình 3.2: Tương tác xa HMBC (H→C) và cấu trúc hóa học của HLB2 ......................66
Hình 3.3: Tương tác xa HMBC (H→C) và cấu trúc hóa học của HLB4 .....................68
Hình 3.4: Tương tác xa HMBC (H→C) và cấu trúc hóa học của HLB13 ...................70
Hình 3.5: Phổ khối lượng ESI-MS của HL53 ...............................................................71
Hình 3.6: Phổ khối lượng FT-CIR-MS của HL53 .........................................................72
Hình 3.7: Phổ 1H NMR của HL53...............................................................................73
Hình 3.8: Phổ 13C NMR của HL53 .............................................................................74
Hình 3.9: Phổ HSQC của HL53 ..................................................................................74
Hình 3.10: Phổ HMBC của HL53 ...............................................................................75

Bảng 1.2: Một số alkaloid trong chi Hymenocallis ......................................................14
Bảng 1.3: Các thành phần dễ bay hơi được khảo sát từ tinh dầu cây Bạch trinh biển...26
Bảng 3.1: Độ chuyển dịch δ 1H và δ 13C của HLB1 ....................................................65
Bảng 3.2: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.3: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.4: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.5: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.6: Độ chuyển dịch 

1


C

và 

13

C

và 

13

C

và 

13

C

và 

13

C

và 

13

1

1

Bảng 3.12: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.13: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.14: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.15: Độ chuyển dịch 

1

H

Bảng 3.16: Độ chuyển dịch 



và 

13

C

và 

13

C

và 

13

C

và 

13

C

và 

13

C

của TA2 .......................................................105
của LY1 .......................................................107
của LY2 .......................................................109
của HA1 .......................................................111

Bảng 3.21: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dịch chiết...........................113
Bảng 3.22: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các flavonoid và chromone ......114
Bảng 3.23: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các alkaloid .............................115
Bảng 3.24: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất axetyl ..................116


MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, được thiên nhiên ưu đãi nên có một
thảm thực vật rất phong phú và đa dạng. Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện được gần
12.000 loài thực vật bậc cao thuộc hơn 2.256 chi, 305 họ (chiếm 4% tổng số loài, 15% tổng
số chi, 57% tổng số họ thực vật trên thế giới); 69 loài thực vật hạt trần; 12.000 loài thực vật
hạt kín; 2.200 loài nấm; 2.176 loài tảo; 481 loài rêu; 368 loài vi khuẩn lam; 691 loài dương
sỉ và 100 loài khác. Trong đó có 50% số loài thực vật bậc cao là các loài có tính chất bản địa,
các loài di cư từ Hymalia - Vân Nam - Quý Châu xuống chiếm 10%, các loài di cư từ Ấn Độ
- Myanma sang chiếm 14%, các loài từ Indonesia - Malaysia di cư lên chiếm 15%, còn lại là
các loài có nguồn gốc hàn đới và nhiệt đới khác [21]
Trong các loài thực vật bậc cao có khoảng gần 4.000 loài được ông cha ta sử dụng
trong các bài thuốc cổ truyền của dân tộc ngay từ cổ xưa [2]. Ngày nay, cùng với sự phát
triển của khoa học kỹ thuật nói chung, y học nói riêng, nền y học cổ truyền dân tộc đang có
những đóng góp to lớn cùng với y học hiện đại góp phần vào việc phòng, chữa bệnh nhằm
làm tăng tuổi thọ của con người và chất lượng cuộc sống. Cũng chính vì vậy mà việc điều tra
nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học của các loài cây thuốc có giá trị cao của Việt
Nam nhằm đặt cơ sở khoa học cho việc sử dụng chúng một cách hợp lý, có hiệu quả nhất có
trở nên đặc biệt quan trọng.
Theo hướng nghiên cứu này, rất nhiều dược phẩm có nguồn gốc từ thảo dược đã được

 Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các cặn chiết tổng alkaloid và các thành phần
hóa học khác;
 Phân lập các thành phần alkaloid và các thành phần hóa học khác loài Bạch trinh biển
(Hymenocallis littoralis);
 Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được;
 Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất tinh khiết và một số dẫn xuất
bán tổng hợp nhận được trong luận án.
Các kết quả nghiên cứu nhằm đóng góp nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học có
trong loài Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) được nghiên cứu và tạo cơ sở khoa học
cho việc ứng dụng thực tiễn của loài cây này.
2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Thực vật họ Thủy tiên (Amaryllidaceae), chi Bạch trinh
(Hymenocallis) và loài Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis)
1.1.1. Thực vật họ Thủy tiên (Amaryllidaceae)
Các loài cây thuộc họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) hay còn gọi là Amaryllis hoặc
Narzisse là họ cây một lá mầm, có hoa. Họ này chứa 85 chi, với 1639 loài, một trong 20
họ thực vật lớn nhất trên thế giới [17]. Một vài chi hay được trồng trong vườn, chẳng hạn
như hoa loa kèn đỏ, huệ đỏ thuộc chi Amaryllis sp., cây trinh nữ hoàng cung thuộc chi
Crinum [104]…. Trừ một số ít giống mọc ở miền ôn đới, còn lại các đại diện chính của họ
này chủ yếu phân bố ở các miền thảo nguyên của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả
hai bán cầu [6, 143].
Các cây trong họ Thủy tiên thuộc dạng cây thảo sống lâu năm có thân rễ hoặc thân
hành, hình cầu có áo mỏng bao ngoài. Lá mọc từ gốc rễ, hình dải. Hoa thường có màu sặc
sỡ, lưỡng tính, đều, mọc đơn độc hay tập hợp thành tán nằm ở đầu một cán hoa trần, dưới
tán có tổng bao. Bao hoa đều hay không đều, có ống hoặc không có ống, có sáu thùy dạng
cánh xếp hai hàng, dính nhiều hay ít có khi còn có thêm một tràng hoa phụ ở họng, hoa có

Ở Việt Nam chi này có 2 loài là Bạch trinh biển (Hymenocallis littoralis) và Bạch
trinh đẹp (Hymenocallis speciosa) thường được trồng làm cảnh vì có hoa đẹp [1, 2].
Năm 1763, Nicolai Josephi Jacquin lần đầu tiên phát hiện ra cây Bạch trinh biển,
tuy nhiên ông lại đặt tên khoa học của loài này là Pacratium littorale vì có môi trường
sống hoàn toàn giống với các loài thuộc chi Pancratium [27]. Mãi đến năm 1992
Backhaus và cộng sự phát hiện ra và mô tả lại cây Bạch trinh biển với tên khoa học chính
xác là Hymenocallis littoralis [34]. Ngoài tên khoa học Hymenocallis littoralis, cây Bạch
trinh biển còn có các tên gọi khác là Hymenocallis littoralis var. dryandri (Ker Gawl.)
Herb., Hymenocallis littoralis var. disticha (J. Sim) Herb., Hymenocallis insgnis Kuth,
Hymenocallis dryandri (Ker Gawl.) Sweet., Pancartium littorale Jacq., Troxistemon
littorale (Jacq.) Raf., Hymenocallis adnata var. dryandri (Ker Gawl.) Kunth,
4


Hymenocallis adnata var. staplesiana Herb., Hymenocallis americana fo. Staplesiana
(Herb.) Voss., Hymenocallis arenaria Herb., Hymenocallis littoralis var. longituba Herb.,
Hymenocallis panamenis Lindl., Hymenocallis pedalis Herb., Pancratium americanum
Mill, Pancartium distinchun J. Sim, Pancratium dryandri Ker Gawl., Pancratium
littorale var. dryandri (Ker Gawl.) Schult.[19].

Hình 1.1. Cây Bạch trinh biển

Theo Phạm Hoàng Hộ [7], Võ Văn Chi và cộng sự [1], cây Bạch trinh biển
(Hymenocallis littoralis) được di thực vào Việt Nam và có tên dân gian là cây Náng nghệ,
hay được dùng làm cây xanh trang trí, mọc thành đám, là loại cây có quả lâu năm. Trong
môi trường sống tự nhiên cây có chiều cao khoảng 70 ÷ 90 cm. Lá thon dài đến cỡ 120
cm và có thể ngắn hơn nếu ở vùng ôn đới, chụm lại thành đám. Hoa màu trắng, mỗi đài
5



1

Cấu trúc của alkaloid

Ví dụ

Chi

Crinum

Belladine

Nerine

belladine

Crinum
2

Eucharis

Crinine

Pancratium
crinine
Crinum
Hymenocallis
3

Lycoris

7


STT Dạng cấu trúc

Cấu trúc của alkaloid

Ví dụ

Chi
Clivia
Galanthus

6

Haemanthus

Homolycorine

Lycoris
Narciscuss
homolycorine

Galanthus
7

Galasine

Hosta
plantaginea


STT Dạng cấu trúc

11

Cấu trúc của alkaloid

Ví dụ

Chi

Boophane

Buflavine
buflavine
R1
R2

H
N
O

12

Pilcamine

N H

O


15

Augustamine

H

O
H
O

O

Crinum

O

augustamine
OR4
R5O

OR3

O

16

Pancratistatin

Crinum
Hisppeastrum

Gracilamine

gracilamine

18

Hosta
plantaginea

Hostasinine

Hostasine

Điểm đặc trưng đáng lưu ý của các Amaryllidaceae alkaloid là ở chỗ chúng được tạo
ra bởi các loài của họ này theo một cách riêng biệt. Ngược lại các alkaloid thực thụ của
các họ cây khác lại không gặp ở các loài trong họ Amaryllidaceae.
Tuy nhiên gần đây cũng đã thấy một vài ngoại lệ của sự khái quát này. Ví dụ,
amisine đã được phân lập từ Hymenocallis arenicola Northrop [73] và mesembrenol từ
Crinum oliganthum [126] là hai loài thuộc họ Amaryllidaceae. Hai alkaloid này thuộc
kiểu mesembran và cho đến nay nói chung đã được tìm thấy từ các loài cây thuộc họ
Aizoaceae.

10


Các mesembran alkaloid và các Amaryllidaceae alkaloid có sự tương tự về sinh tổng
hợp ở chỗ tyrosin và phenylalanin là các cấu tử cơ sở của cả hai nhóm alkaloid này.
Gần đây cũng đã có một vài nghiên cứu xác định thành phần flavonoid và hợp chất
phenolic của một số loài Amaryllidaceae. Năm 1998, D. T. A Yousseff và các cộng sự đã
phân lập được một số flavonoid, chalcone, acetophenone và chromone từ loài Pancratium

haemanthidine (23) từ loài H. concinna [129].
Năm 1980, W. Döpke và các cộng sự đã phân lập ra alkaloid amisine (6) từ loài H.
arenicola Northrop [73].
Năm 1984, G. R. Pettit và các cộng sự phân lập được alkaloid pancratistatin (54) từ
loài Pancratium littorale ở Hawaii (sau được phân loại lại là Hymenocallis littoralis) [74,
122].
Năm 1987, M. Kihara và các cộng sự đã phân lập được 13 alkaloid:
demethylmaritidine (12); (-)-N-demethyllycoramine (39); vittatine (63); alkaloid-31 (3);
3-epimacronine (18); ismine (30); pretazettine (55); lycoramine (33); lycorine (34);
tazettine (58); haemanthamine (24); galanthamine (20) và N-demethylgalanthamine (38)
từ củ của loài H. rotata [91, 97].
P. Tato và các cộng sự năm 1988 đã phân lập được các alkaloid habanthine (22);
hordenine

(28);

O,N-dimethylnorbelladine

(47);

6-O-methylhaemanthidine

(48),

ungiminorine (61) và ungiminorine-N-oxide (62) từ loài H. caroliniana (L.) (H. lacera
Salisb H. ruizii (L.)) [149].
Năm 1991, A. Abou-Donia và các cộng sự đã phân lập ra các alkaloid: narciclasine4-O-β-d-glucopyranoside (42); 11-hydroxyvittatine (29); hippadine (25); ungeremine
(60); sickenbergine (57); 9-O-demethylhomolycorine (49); pancracine (53); tazettine
(58); lycorenine (32); galanthamine (20); homolycorine (27); haemanthamine (24);
pseudolycorine (56); zefbetanine (63) từ loài H. caroliniana (L.) (H. lacera Salisb H.


dihydrobicolorine (15) từ củ của loài H. littoralis [98, 101].
Năm 1998, C. E. Seaforth và các cộng sự đã phân lập được 3 alkaloid lycorine (34),
pseudolycorine (56) và pretazettine (55) từ loài H. tubiflora ở Tây Ấn [99, 135]. B. Sener
và các cộng sự đã phân lập được 2 alkaloid: 2-O-demethylmontanine (46); Ndemethylgalanthamine (38) từ loài H. caroliniana (L.) (H. lacera Salisb H. ruizii (L.))
[139]. D. T. A. Youssef và các cộng sự đã phân lập được alkaloid maritidine (35); Ndemethylgalanthamine (38) từ loài H. caroliniana (L.) (H. lacera Salisb H. ruizii (L.))
[160], ngoài thành phần alkaloid ra D. T. A. Youssef và các cộng sự còn phân lập được 1
chromone

(maritimin

(70)),

2

acetophenone

(2,4-dihydroxy-6-methoxy-3-

methylacetophenone (66), 2,6-dimethoxy-4-hydroxyacetophenone (67)); 3 flavonoid
(syzalterin (71), (-)-farrerol (65), (-)-liquiritigenin (69)) và 1 chalcone (isoliquritigenin
(68)) [161].
Năm 1999, D. T. A. Youssef đã phân lập được 2 alkaloid: acetyllycoramine (1); Ndemethyllycoramine (39) từ loài H. caroliniana (L.) (H. lacera Salisb H. ruizii (L.))
[162].
Năm 2002, J. Hopmann và các cộng sự đã phân lập được 5 alkaloid: lycorine (34);
3-epimacronine (18); tazettine (58); ismine (30) và trisphaeridine (59) từ loài H. festalis
[79, 171].
Năm 2004, N. Rivero và các cộng sự đã phân lập được dạng alkaloid isocarbostyril:
lycorine (34); pancratistatin (54); lycoramine (33);



H. ruizii (L.) [162]

H.speciosa [13]

Adenosine (2)

Alkaloid-31 (3)

C18H21NO5 (chưa xác định
được cấu trúc hóa học)
14

H. rotata [91, 97]


Alkaloid

Công thức cấu tạo

Nguồn cây
H. bolivariana
H. guianensis
H. lobata

Anhydrolycorine (4)

H. tubiflora
H. venezuelensis
[132, 170]

H. ruizii (L.)
[138, 168]
H. bolivariana
H. guianensis
H. lobata
H. tubiflora
H. venezuelensis
[132, 170]

5,6-Dehydrolycorine (10)

15


Alkaloid

Công thức cấu tạo

Nguồn cây
H. bolivariana
H. guianensis

5,6-Dehydroanhydropseudolycorine
(11)

H. lobata

HO

H. tubiflora

NMe

H. lacera Salisb

O
O

O

H

H. ruizii (L.)
[168]

5,6-Dihydrobiclorine (15)

H.littoralis
O
NMe

O

[98, 101]
H. caroliniana (L.)
H. lacera Salisb

α-Dihydrocaranine (16)
H. ruizii (L.)
[168]
16