BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

HOÀNG ĐỨC THUẬN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY RÂU MÈO
(ORTHOSIPHON STAMINEUS BENTH.) VIỆT
NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 9.44.01.14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Vũ Quốc Trung
2. TS. Nguyễn Phi Hùng

HÀ NỘI – 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình do tôi nghiên cứu, dưới sự hướng dẫn
của PGS.TS. Vũ Quốc Trung và TS. Nguyễn Phi Hùng. Kết quả nghiên cứu
được công bố trong luận án là trung thực. Các tài liệu sử dụng trong luận án
có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
Người cam đoan

Hoàng Đức Thuận


LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài...........................................................................................1
2. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 4
3. Nhiệm vụ nghiên cứu....................................................................................4
4. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................4
5. Những đóng góp mới của luận án.................................................................5
6. Cấu trúc của luận án.................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...........................................................................7
1.1. Giới thiệu về Chi Orthosiphon và cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus)
.............................................................................................................................. 7

1.1.1. Sơ lược về chi Orthosiphon.....................................................................7
1.1.2. Sơ lược về cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.)..................... 8
1.2. Tình hình nghiên cứu về cây Râu mèo................................................. 10
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước..........................................................10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về cây Râu mèo................................26
Tiểu kết chương I.......................................................................................... 28
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ
THỰC NGHIỆM...........................................................................................30
2.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................30
2.2. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................30
2.2.1. Điều tra, nghiên cứu sự phân bố, thu thập mẫu thực vật và bảo quản...30
2.2.2. Phương pháp xử lý và chiết mẫu........................................................... 30
2.2.3. Phương pháp phân lập và tinh chế các hợp chất....................................31


2.2.4. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất.................... 32
2.2.5. Phương pháp nghiên cứu tác dụng sinh học..........................................32

3.3.13. Hợp chất B13 (OSB-1.2.2): p-hydroxybenzoic acid........................... 71
3.3.14. Hợp chất B14 (OSB-2.1.1): Oresbiusin A...........................................72
3.3.15. Hợp chất B15 (OSB-2.1.2): Caffeic acid.............................................73
3.3.16. Hợp chất B16 (OSB-2.3.1): Methyl 3,4-dihydroxycinnamate............74
3.3.17. Hợp chất B17 (OSB-2.3.2): Vanillic acid............................................76
3.4. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ phân đoạn

EtOAc............................................................................................................. 78
3.4.1. Hợp chất E18 (OSEA-12.1.1): 3,7,3′,4'-tetramethylquercetin..............78
3.4.2. Hợp chất E19 (OSEA-11.9): 3,5-dihydroxy-7,4'-dimethoxyflavone....80
3.4.3. Hợp chất E20 (OSEA-11.6.3): 5,7,4'-trimethoxyflavone hay 5,7,4'trimethylapigenin.............................................................................................81
3.4.4. Hợp chất E21 (OSEA-11.1.5.1): pentamethylquercetin........................82
3.4.5. Hợp chất E22 (OSEA-11.1.4.0): 5-hydroxy-3,7,4′-trimethoxyflavone. 83
3.4.6. Hợp chất E23 (OSEA-11.1.4.1): 3,5,7,4'-tetramethoxyflavone............84
3.4.7. Hợp chất E24 (OSEA-10.6.1): 5,7,2′,5′-tetramethoxyflavone..............86
3.4.8. Hợp chất E25 (OSEA-10.5.1): 3-hydroxy-5,7,4′-trimethoxyflavone....87
3.4.9. Hợp chất E26 (OSEA-10.5.2): 5,7,3′,4′-tetramethoxyflavone..............88
3.4.10. Hợp chất E27 (OSEA-10.2.1): 7-hydroxy-3,5,3′,4′-tetramethoxyflavone
............................................................................................................................. 90

3.4.11. Hợp chất E28 (OSEA-10.2.2): 7,3′,4′-trimethylquercetin...................91
3.4.12. Hợp chất E29 (OSEA-9.6.1): 3,5,3′-trihydroxy-7,4′-dimethoxyflavone
......................................................................................................................... 93
3.4.13. Hợp chất E30 (OSEA-9.6.2): 5,7,3′,4′-tetramethylquercetin..............94
3.4.14. Hợp chất E31 (OSEA-9.6.3): 5,7,4′-trimethylquercetin......................95
3.4.15. Hợp chất E32 (OSEA-9.6.11): 5,6,7,3',4'-pentamethoxyflavanone....96
3.4.16. Hợp chất E33 (OSEA-9.6.12): 5′-hydroxy-5,7,3′,4′-tetramethoxyflavanone
................................................................................................................................. 98
3.5. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ phân đoạn



Tiếng Việt

13

Carbon-13 Magnetic Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-

Spectroscopy

13

Proton Magnetic Resonance

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

C-NMR

1

H-NMR

Spectroscopy
ACN

Acetonitrile

Acetonitrile



DEPT

Distortionless Enhancement by

Phổ DEPT

Polarisation Transfer
DMSO

Dimethylsulfoxide

Dimethylsulfoxide

EI-MS

Electron Impact-Mass

Phổ khối va chạm electron

Spectroscopy
ESI-MS

Electron Spray Ionzation-Mass

Phổ khối lượng phun mù electron

Spectroscopy
HMBC


Inhibitory concentration at 50%

Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử

IC50

nghiệm
IR

Infrared Spectroscopy

Phổ hồng ngoại


J (Hz)

Hằng số tương tác tính bằng Hz

KLPT

Molecular weight

Khối lượng phân tử

MDA468

Human breast cancer cell line

Tế bào ung thư vú di căn ác tính


TLTK

Reference

Tài liệu tham khảo

TMS

Tetramethylsilan

Tetramethylsilan

TT

Số thứ tự

δC

Carbon chemical shift

Độ chuyển dịch hóa học của carbon

δH

Proton chemical shift

Độ chuyển dịch hóa học của proton

br s


Singlet

singlet

t

Triplet

Triplet

PTP1B

Protein Tyrosine Phosphatase 1B Enzyme protein tyrosine phosphatase
1B

2-NBDG

2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3benzoxadiazol-4-yl)amino]-Dglucose


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Danh sách các hợp chất phân lập được từ cây Râu mèo................49
Bảng 3.2. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B1 53
Bảng 3.3. Dữ liệu phổ 1H-NMR (400 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (100
MHz, methanol-d4) của hợp chất B2 57
Bảng 3.4. Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, methanol-d4) và 13C-NMR (125
MHz, methanol-d4) của hợp chất B3 và hợp chất B1:

60


68

Bảng 3.11. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của cao tổng và các hợp chất
phenylpropanoids (B1B17) phân lập được từ phân đoạn BuOH của

cây Râu mèo................................................................................. 116


Bảng 3.12. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của các hợp chất flavonoids
(E18E33) phân lập được từ phân đoạn EtOAc của cây Râu mèo

119

Bảng 3.13. Tác dụng gây độc tế bào của các hợp chất (E18E33) phân lập
được từ phân đoạn EtOAc của cây Râu mèo 121
Bảng 3.14. Tác dụng ức chế enzyme PTP1B của các hợp chất pimaranediterpenes (C34C40) phân lập được từ phân đoạn CHCl3 của cây
Râu mèo

122


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh phần trên mặt đất cây Râu mèo........................................ 7
Hình 1.2. Hình ảnh cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) tại Ngọc Hồi,

huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội. 8
Hình 1.3. Các hợp chất flavonoids phân lập từ cây Râu mèo (Orthosiphon
stamineus Benth.) 12
Hình 1.4. Các hợp chất diterpenes khung pimarane phân lập từ cây Râu mèo . 15

Hình 3.9.Cấu trúc hóa học của hợp chất B5...................................................63
Hình 3.10. Cấu trúc hóa học của hợp chất B6................................................64
Hình 3.11. Cấu trúc hóa học của hợp chất B7................................................65
Hình 3.12. Cấu trúc hóa học của hợp chất B8................................................66
Hình 3.13. Cấu trúc hóa học của hợp chất B9................................................67
Hình 3.14. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B10......69
Hình 3.15. Cấu trúc hóa học của hợp chất B11..............................................70
Hình 3.16. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B12......71
Hình 3.17. Cấu trúc hóa học của hợp chất B13..............................................72
Hình 3.18. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B14......73
Hình 3.19.Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B15.......74
Hình 3.20. Cấu trúc hóa học và các dữ kiện ghép phổ của hợp chất B16......75
Hình 3.21. Cấu trúc hóa học của hợp chất B17..............................................76
Hình 3.22. Cấu trúc hóa học của các hợp chất (B1-B17) phân lập từ phân
đoạn BuOH của cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.) 78
Hình 3.23. Cấu trúc hóa học của hợp chất E18..............................................79
Hình 3.24. Cấu trúc hóa học của hợp chất E19..............................................80
Hình 3.25. Cấu trúc hóa học của hợp chất E20..............................................81
Hình 3.26. Cấu trúc hóa học của hợp chất E21..............................................82
Hình 3.27. Cấu trúc hóa học của hợp chất E22..............................................83
Hình 3.28. Cấu trúc hóa học của hợp chất E23..............................................85
Hình 3.29. Cấu trúc hóa học của hợp chất E24..............................................86
Hình 3.30. Cấu trúc hóa học của hợp chất E25..............................................87
Hình 3.31. Cấu trúc hóa học của hợp chất E26..............................................89


Hình 3.32. Cấu trúc hóa học của hợp chất E27..............................................90
Hình 3.33. Cấu trúc hóa học của hợp chất E28..............................................92
Hình 3.34. Cấu trúc hóa học của hợp chất E29..............................................93
Hình 3.35. Cấu trúc hóa học của hợp chất E30..............................................94

Sơ đồ 2.4. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn EtOAc-tiếp . 44

Sơ đồ 2.5. Sơ đồ quy trình phân lập các hợp chất từ phân đoạn CHCl3.........46


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một nước có vị trí địa lý nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới
gió mùa, địa hình nhiều đồi núi chia cắt nên điều kiện khí hậu cũng rất đa
dạng, có nhiều tiểu vùng khí hậu khá đặc trưng. Những yếu tố trên đã tạo nên
những hệ sinh thái, thảm thực vật nhiệt đới phong phú và phát triển với nhiều
loài thực vật quý hiếm mà trên thế giới không có [1, 2]. Theo ước tính, nước
ta hiện có khoảng 12000 loài thực vật thuộc hơn 2256 chi, 305 họ (chiếm 4%
tổng số loài, 15% tổng số chi và 57% tổng số họ thực vật trên thế giới) đã
được phát hiện và ghi nhận, những cây thuốc này đóng vai trò hết sức quan
trọng trong đời sống của người dân Việt Nam, 1/3 trong tổng số các loài thực
vật này đã được sử dụng trong y học cổ truyền và các mục đích khác phục vụ
cho đời sống con người [3, 4]. Tuy nhiên, trong số đó mới chỉ có khoảng dưới
2% được nghiên cứu hiện đại về mặt hóa học và dược lý học [5]. Ngoài sự
phong phú về thành phần chủng loại, nguồn dược liệu Việt Nam còn có giá trị
to lớn trong việc điều trị các căn bệnh khác nhau trong dân gian. Các cây
thuốc được sử dụng dưới hình thức độc vị hay phối hợp với nhau tạo nên các
bài thuốc cổ phương, đang tồn tại phát triển đến tận ngày nay. Ngoài ra, hàng
trăm cây thuốc đã được khoa học y - dược hiện đại chứng minh về giá trị chữa
bệnh của chúng. Xu hướng đi sâu nghiên cứu các cây thuốc và động vật làm
thuốc để tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao nhằm sản
xuất các loại thuốc có giá trị cao phục vụ cuộc sống ngày càng được thế giới
quan tâm [2].

quan tâm nghiên cứu từ rất sớm do tính đa dạng sinh học trong đó có chứa
nhiều lớp chất thiên nhiên có cấu trúc phong phú và có nhiều hoạt tính sinh
học rất đáng chú ý, nổi trội nhất là tác dụng chống viêm, hạ đường huyết và
chống ung thư. Đặc biệt trong thời gian gần đây, nhiều thử nghiệm về hoạt
tính kháng viêm, chống oxi hóa, lợi tiểu, bảo vệ gan, thận… của các loài thực


3

vật này đã được nghiên cứu đánh giá và có nhiều triển vọng ứng dụng trong y
dược. Cây Râu mèo (Cat’s whiskers), còn gọi là Râu mèo xoắn, cây Bông bạc,
có tên khoa học là Orthosiphon stamineus Benth., thuộc họ Bạc hà
(Lamiaceae). Ở Việt Nam, Râu mèo phân bố rải rác ở vùng đồng bằng và
miền núi như: Lào Cai (Sa Pa), Cao Bằng, Thanh Hóa (Vĩnh Lộc), Hà Nội
(Văn Điển, Ba Vì), Sơn La, Bắc Giang, Lâm Đồng (Đà Lạt), Phú Yên (Tuy
Hòa), Ninh Thuận (Phan Rang), Kiên Giang (Phú Quốc)...[3, 4].
Theo Đông y, Râu mèo có vị ngọt nhạt, tính mát, không độc; có tác dụng
lợi tiểu, thanh nhiệt, trừ thấp, dùng làm thuốc lợi tiểu mạnh, thông mật, dùng
trong bệnh sỏi thận, sỏi túi mật, viêm túi mật, dùng trị viêm thận cấp tính và
mạn tính; viêm bàng quang; sỏi tiết niệu [5]. Một số các hợp chất bao gồm
các flavonoids và dẫn xuất của caffeic acid, đặc biệt là mộ t số các hợp chất
diterpenes [6] đã được tìm thấy là thành phần hóa học chính có mặt trong loài
này. Theo Viện Dược liệu, cây Râu mèo ở nước ta được trồng nhiều ở các
vùng đồng bằng, bà con thường sử dụng làm nguyên liệu để đun nước uống
hàng ngày (như chè nụ vối, hoa hòe, nhân trần…) với lượng tiêu thụ tương
đối lớn.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính
sinh học của các loài Orthosiphon, trong đó phải kể đến là các hoạt tính nổi
trội như chống oxihóa, kháng viêm, hạ huyết áp, ức chế sự phát triển của khối
u, đặc biệt là tác dụng lợi tiểu sử dụng điều trị sỏi thận, sỏi tiết niệu, bàng

dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất dùng cho nghiên cứu
được nêu ở phần thực nghiệm.
- Phương pháp phân tích, tách các hỗn hợp và phân lập các chất: sử dụng
các phương pháp sắc ký cột thường (CC), sắc ký lớp mỏng phân tích, sắc ký
cột nhanh (FC) với các pha tĩnh khác nhau như silica gel, sắc ký lỏng hiệu
năng cao (HPLC) phân tích trên các hệ dung môi pha đảo dành cho các cột
pha đảo RP-C18.
- Phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất: cấu trúc hoá học của các
hợp chất được xác định bằng các phương pháp vật lý hiện đại như phổ tử


5

ngoại (UV), phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng phun mù electron (ESIMS), phổ khối lượng phân giải cao (HR-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân
một chiều (1D-NMR) và hai chiều (2D-NMR) với các kỹ thuật khác nhau như
1

H-NMR, 13C-NMR, DEPT, 1H-1H COSY, HSQC, HMBC, NOESY.
- Ngoài ra, việc xác định cấu trúc hóa học tương đối và tuyệt đối của các

hợp chất được xác định dựa trên việc phân tích các phổ [α]D và CD.
- Phương pháp nghiên cứu đánh giá các hoạt tính ức chế enzyme protein
tyrosine phosphatase 1B (PTP1B), khả năng tăng cường hấp thụ đường 2NBDG trên dòng tế bào mô mỡ 3T3-L1 và tác dụng gây độc tế bào trên dòng
tế bào ung thư vú được miêu tả ở phần phương pháp và thực nghiệm.
5. Những đóng góp mới của luận án
Đây là công trình đầu tiên nghiên cứu chi tiết về thành phần hóa học của
cây Râu mèo (O. stamineus). Từ cao chiết tổng của loài này đã phân lập được
40 hợp chất bao gồm: 08 hợp chất khung phenylpropanoids là các dẫn xuất
của lithospermic acid và rosmarinic acid (B1B8), 07 hợp chất là dẫn xuất
của benzoic acid (B10B17), 17 hợp chất khung flavonoids (B9, E18E33),

1.1. Giới thiệu về Chi Orthosiphon và cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus)

1.1.1. Sơ lược về chi Orthosiphon
Chi Orthosiphon hiện nay gồm khoảng 40 loài, phân bố rải rác ở nhiều
vùng nhiệt đới Châu Á, Châu Phi và Châu Đại Dương. Vùng nhiệt đới Đông
Nam Á được coi là nơi tập trung và có tính đa dạng cao nhất các loài của chi
Orthosiphon. Ở Việt Nam, cây phân bố ở Lào Cai (Sa Pa), Hà Nội (Văn Điển, Ba
Vì), Cao Bằng, Thanh Hóa (Vĩnh Lộc), Sơn La, Bắc Giang, Quảng Trị, Thừa
Thiên Huế, Lâm Đồng (Đà Lạt), Ninh Thuận (Phan Rang), Bình Dương, Tây
Ninh, Bà Rịa Vũng Tàu, Kiên Giang (Phú Quốc),…[3]. Riêng ở nước ta cho đến
nay đã phát hiện có tổng cộng 08 loài, bao gồm: Orthosiphon lanatus Doan.(tên
tiếng Việt là Râu mèo long len, hay Trực quản long), loài thứ hai là Orthosiphon
mamoritis (Hance) Dunn. (Râu mèo có vằn, Phong diệu yếu, hay còn gọi là Tía
tô rừng), loài thứ ba là Orthosiphon rubicundus (D. Don) Benth. (có tên tiếng
Việt là Râu mèo đỏ, hay trực quản đỏ), loài thứ tư là Orthosiphon thymiflorus
(tiếng Việt gọi là Hàm huốt), loài thứ năm là Orthosiphon velterii Doan. (Râu
mèo Velteri), loài thứ sáu Orthosiphon rotundifolius (Doan), loài thứ bảy
Orthosiphon truncates (Doan), và loài thứ tám là Orthosiphon spiralis (Lour.)
Merr. có tên gọi chung là Râu mèo xoắn [2, 4].

Hình 1.1. Hình ảnh phần trên mặt đất cây Râu mèo


8

1.1.2. Sơ lược về cây Râu mèo (Orthosiphon stamineus Benth.)
Cây Râu mèo (Cat’s whiskers) còn có tên gọi khác là Râu mèo xoắn, cây
Bông Bạc, có tên khoa học là Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr.; tên đồng
nghĩa: Orthosiphon aristatus (Blume) Miq., Orthosiphon stamineus Benth.
[Clerodranthus spicatus(Thunb.) C.Y.Wu] [2]. Râu mèo là cây thuốc thuộc

Tính vị và công dụng
Theo Đông y, cây Râu mèo có vị ngọt nhạt, tính mát, không độc; có tác
dụng lợi tiểu, thanh nhiệt, trừ thấp, dùng làm thuốc lợi tiểu mạnh, thông mật,
dùng trong bệnh sỏi thận, sỏi túi mật, viêm túi mật, dùng trị viêm thận cấp
tính và mãn tính; viêm bàng quang; sỏi tiết niệu. Có tác dụng tốt với các
chứng rối loạn đường tiêu hóa, bệnh thấp khớp, đau lưng, đau nhức khớp
xương. Còn có tác dụng tốt đối với bệnh xung huyết gan và bệnh đường ruột.
Ngoài ra Râu mèo còn biết đến như một bài thuốc trị các bệnh về tim
mạch, cao huyết áp và tiểu đường. Trong Đông y thường dùng Râu mèo để trị
một số bệnh như: viêm thận cấp và mạn, viêm bàng quang, sỏi đường tiết
niệu, thấp khớp, tạng khớp với liều dùng khoảng 30 – 50 gam dạng thuốc sắc.
Viêm thận phù thũng: Râu mèo, Mã đề, Lưỡi rắn trắng mỗi vị 30 gam, sắc
uống. Sỏi niệu đạo, bệnh đường tiết niệu: Râu mèo, Chó đẻ răng cưa, Thài lài,
mỗi vị 30 gam, sắc uống.