Luận văn: Nghiên cứu thành phần hóa học & hoạt tính sinh học cây Dung lụa

Tìm hiểu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Dung lụa, loài thực vật có giá trị cao trong y học cổ truyền và nghiên cứu khoa học.

• Tác giả: Nguyễn Quốc Thắng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Thu Hương
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Một Số Thành Phần Hóa Học Và Hoạt Tính Sinh Học Của Cây Dung Lụa - Symplocos Sumuntia Buch. Don (Symplocaceae)
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Cây Dung lụa và Họ Symplocaceae

Cây Dung lụa (tên khoa học: Symplocos sumuntia Buch. Don) thuộc họ Symplocaceae, một nhóm thực vật được biết đến với nhiều ứng dụng trong y học dân gian và nghiên cứu dược phẩm. Cây Dung lụa phân bố rộng rãi tại các vùng núi cao của Đông Nam Á, đặc biệt là ở Việt Nam. Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng cây này chứa những hợp chất hóa học quý giá có khả năng thúc đẩy hoạt tính sinh học đáng kể. Các tính chất kháng viêm, giảm đau và chống oxy hóa của cây Dung lụa đã được xác nhận qua nhiều công trình nghiên cứu khoa học. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu thành phần hóa học của loài thực vật này nằm ở khả năng phát triển các sản phẩm dược phẩm mới từ các nguyên liệu thiên nhiên.

1.1. Đặc điểm Thực vật của Symplocos sumuntia

Cây Dung lụa là một loài cây gỗ có lá mầm, thường mọc tại độ cao từ 1000-2000 mét. Cây có lá đơn, xanh quanh năm, với hoa nhỏ màu vàng trắng nở vào mùa xuân. Quả của Dung lụa là trái mọng nước chứa hạt nhỏ, được các loài chim phân tán tự nhiên. Độ bền của cây Dung lụa trong môi trường thay đổi và khả năng thích nghi cao làm cho nó trở thành một đối tượng nghiên cứu lý tưởng cho các nhà khoa học.

1.2. Ứng dụng Truyền thống trong Y học Dân gian

Trong y học dân gian, cây Dung lụa được sử dụng để điều trị các bệnh viêm, đau khớp và sốt. Các phần khác nhau của cây như lá, thân, vỏ đều được khai thác để tạo các loại thuốc dân gian. Công dân địa phương tin rằng các cao chiết từ Dung lụa có hiệu quả chữa bệnh mà khoa học hiện đại đang cố gắng xác minh thông qua các phương pháp phân tích khoa học.

II. Thành phần Hóa học của Cây Dung lụa

Nghiên cứu thành phần hóa học của cây Dung lụa đã xác định rằng cây chứa nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng. Các phần chiết khác nhau từ cây Dung lụa (như chiết EtOAc, chiết E) đã được phân tách và xác định bằng các phương pháp sắc ký hiện đại bao gồm sắc ký cột (CC) và sắc ký lớp mỏng (TLC). Những hợp chất được phân lập từ thân, lá và vỏ của Dung lụa bao gồm các alkaloid, flavonoid, tannin và các hợp chất phenolic khác. Các hằng số vật lý và dữ kiện phổ (IR, UV-VIS, MS, NMR) đã xác nhận cấu trúc của những hợp chất này, mở ra tiềm năng ứng dụng trong ngành dược phẩm.

2.1. Các Phương pháp Phân tách Hóa học

Để nghiên cứu thành phần hóa học của cây Dung lụa, các nhà khoa học sử dụng phương pháp chiết với các dung môi khác nhau như ethanol, methanol và ethyl acetate. Phương pháp sắc ký cột được áp dụng để tách chiết các hợp chất từ phần chiết EtOAc, tạo ra những phân đoạn thô chứa các hợp chất cụ thể. Sắc ký lớp mỏng được dùng để kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất phân lập. Quy trình này đòi hỏi kỹ thuật chính xác và thiết bị hiện đại.

2.2. Xác định Cấu trúc bằng Phổ Học

Phổ hồng ngoại (IR) cung cấp thông tin về các nhóm chức năng trong hợp chất hữu cơ. Phổ tử ngoại UV-VIS giúp xác định các hệ thống aromatic và liên kết kép. Phổ khối lượng (MS) xác định khối lượng phân tử của các hợp chất. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử, cho phép các nhà khoa học xác nhận các hợp chất mới hoặc hợp chất đã biết trong Dung lụa.

III. Hoạt tính Sinh học của Cây Dung lụa

Các nghiên cứu hoạt tính sinh học của cây Dung lụa đã chứng minh rằng các phần chiết từ cây sở hữu những tính chất farmakologis quan trọng. Hoạt tính kháng viêm và hoạt tính giảm đau là những tính chất nổi bật được phát hiện trong các hợp chất từ Dung lụa. Các bài thử nồng độ ức chế 50% (IC50) đã được tiến hành để định lượng mức độ hiệu quả của các hợp chất. Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng một số hợp chất cụ thể có hoạt tính cao hơn so với các tiêu chuẩn dương được sử dụng. Những phát hiện này mở ra hướng phát triển cho các sản phẩm dược phẩm mới từ nguyên liệu thiên nhiên.

3.1. Hoạt tính Kháng viêm

Hoạt tính kháng viêm của cây Dung lụa được thử nghiệm trên các mô hình động vật để đánh giá khả năng ức chế các phản ứng viêm. Các hợp chất phenolic và flavonoid trong Dung lụa được cho là chịu trách nhiệm chính cho hoạt tính này. Những phân đoạn chiết với nồng độ khác nhau được thử để xác định mối quan hệ nồng độ-hoạt tính. Kết quả cho thấy rằng hoạt tính kháng viêm có liên quan chặt chẽ với thành phần hóa học của các phần chiết.

3.2. Hoạt tính Giảm đau

Hoạt tính giảm đau của cây Dung lụa được khảo sát bằng các phương pháp thử farmakologis công nhân. Các thử nghiệm được thực hiện trên các mẫu vật thử để đo lường mức độ giảm nhạy cảm đau. Những hợp chất được phân lập từ các phần khác nhau của cây được kiểm tra từng loại để xác định hợp chất nào có hoạt tính cao. Những phát hiện này góp phần vào việc hiểu rõ cơ chế hoạt động của các chất hữu cơ trong Dung lụa.

IV. Ứng dụng và Triển vọng Phát triển

Cây Dung lụa với những hợp chất hóa học đặc biệt và hoạt tính sinh học vừa khám phá, có tiềm năng lớn trong phát triển dược phẩm. Các nhà khoa học hiện đang tập trung vào việc hiểu sâu hơn về cơ chế hoạt động của các hợp chất này tại cấp độ phân tử. Quá trình tối ưu hóa các phương pháp chiết và tách chiết sẽ giúp tăng hiệu suất của những **hợp chất có giá trị dược phẩm cao. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm phát triển thuốc kháng viêm, thuốc giảm đau và các sản phẩm chức năng khác. Những hợp chất từ Dung lụa cũng có thể được sử dụng để phát triển các mỹ phẩm với tính chất chống oxy hóa và dưỡng da.

4.1. Phát triển Sản phẩm Dược phẩm

Quá trình phát triển sản phẩm dược phẩm từ cây Dung lụa yêu cầu nhiều giai đoạn nghiên cứu từ cơ bản đến ứng dụng. Các hợp chất chính từ Dung lụa cần được tinh sạch đến độ tinh khiết cao để phù hợp với tiêu chuẩn dược phẩm. Các thử nghiệm lâm sàng và an toàn học là bước tiếp theo quan trọng để đảm bảo rằng các sản phẩm này an toàn cho sử dụng con người.

4.2. Bảo tồn và Phát triển Bền vững

Bên cạnh phát triển dược phẩm, việc bảo tồn cây Dung lụa cũng là ưu tiên hàng đầu. Trồng trọt bền vững và quản lý tài nguyên rừng đúng cách sẽ đảm bảo rằng nguồn nguyên liệu này tồn tại cho các thế hệ tương lai. Các chương trình nghiên cứu về canh tác và nhân giống cây Dung lụa đang được phát triển để tăng sản lượng một cách bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Vài nét về họ Symplocaceae Ngành :Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp :Ngọc Lan (Magnoliopsida) Bộ :Thạch Nham (Ericales) Họ :Dung (Symplocaceae) Chi :Symplocos Dung lụa Họ Symplocaceae (họ Dung) thuộc bộ Ericales (bộ Thạch nam) chỉ có 1 chi Symplocos với khoảng 320 loài, có nguồn gốc châu Á, Trung Mỹ và Nam Mỹ. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới trừ châu Phi, châu Âu và Tây Á. Theo các tài liệu tra cứu thì ở Việt Nam hiện nay có khoảng 35 loài thuộc họ này. Các loài trong họ này thường là cây gỗ hay cây bụi, với các lá đơn, dày, có khía răng cưa, mọc cách, thiếu lá kèm, thường có màu hơi vàng, khi khô có màu xanh vàng.

Hoa mọc thành cụm với các hoa nhỏ. Có 1 lá hoa và 2 lá hoa con mọc đối nhau hay mọc ở đỉnh cuống hoa. Cánh hoa hợp sinh tại gốc và bầy nhụy nhỏ. Đài từ 5 – 2 hợp, tràng 5 – 4 cánh trắng, sớm rụng.

Nhị đính thành bó hay thành ống và đính trên ống tràng, bầu dưới. Quả là loại quả hạch, thường có hình bầu dục hay hình thoi với vết tích đài chụm rất lớn ở đỉnh [8].2 Chi Symplocos và cây Symplocos sumuntia Buch.1 Đặc điểm thực vật 3 Theo các nhà phân loại thực vật chi Symplocos có khoảng 320 loài trong đó có khoảng 35 loài phân bố ở Việt Nam như Dung đất (Symplocos racemosa), cây Dung lá táo (S. chinensis), Dung đắng (S. cochinchinensis),… Cây Dung lụa (Symplocos sumuntia Buch.

Don) còn có tên dân gian là cây Dung dẻo, Dung trứng, Dung đuôi, Nhỏ la, Mat no (Mọi). Ngoài ra còn một số tên khoa học khác tương đương như: Symplocos caudata Wall. Dung lụa là loại cây bụi hay cây gỗ cao 8m, thân to 25cm, gỗ vàng; nhánh non không lông. Lá có phiến hơi dai, không lông, dài 7 – 8cm, dầu có mùi, lúc khô màu lục; cuống dài 5mm.

Chùm hoa dài 1,5 – 2cm, hoa có cuống; lá đài có lông ở mép; tràng 3mm, nhị khoảng 40 bông; bầu 3 ô. Quả xoan bầu dục, dài 6- 10mm, vỏ mỏng, có một hột bên trong. Ra hoa, quả gần như quanh năm [9]. Cây Dung lụa mọc rải rác trong rừng thưa, rừng thứ sinh ở độ cao 1.700m ở nhiều nước châu Á như Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Lào, Campuchia, Thái Lan, Malaysia… Ở Việt Nam, cây phân bố rải rác từ Bắc vào Nam, mọc nhiều ở các khu vực từ Quảng Nam – Đà Nẵng đến Kontum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng (theo Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam) [9].

Hình 1: Một vài hình ảnh cây Dung lụa (Symplocos sumuntia Buch. Don) 4 Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới đã có 28 công trình công bố liên quan đến thành phần hóa học của chi Symplocos với khoảng 90 hợp chất được phân lập và xác định cấu trúc. Thành phần hóa học là các lớp chất flavonoid, lignan, phenolic, steroid, alkaloid và iridoid và nổi bật nhất là lớp chất triterpenoid.2 Nghiên cứu về thành phần hóa học chi Symplocos và cây Dung lụa (Symplocos sumuntia Buch.1 Thành phần triterpenoid Triterpenoid là một nhóm chất thuộc lớp chất terpenoid, có công thức phân tử là C30H48.Thành phần phân tử chứa 6 đơn vị isopren (C5H8) và chứa 6 nối đôi cô lập. Tất cả các triterpen có cấu tạo mạch thẳng (squalene) hoặc mạch vòng đều có quan hệ chặt chẽ về cấu trúc với squalene.

Các squalen đầu tiên được phân lập từ dầu gan cá voi và được gọi tên theo nguồn gốc sinh học này, nó cũng xuất hiện với lượng nhỏ trong động vật có vú khác, tuy nhiên sau đó được nhận thấy là chất thường gặp [4, 6]. Triterpenoid là lớp chất chính được tìm thấy trong chi Symplocos, lớp chất này có hoạt tính sinh học quan trọng tuy vậy chỉ một số là có giá trị hấp dẫn đối với ngành y học, dược học. Những nghiên cứu gần đây cho thấy các triterpenoid thể hiện các hoạt tính chống khối u và chống HIV. Tuy nhiên trong các sàng lọc sơ bộ theo hướng nghiên cứu trên, các hợp chất chỉ thể hiện hoạt tính yếu và cần nghiên cứu thêm [6].

Năm 2004, Pierre và cộng sự đã công bố nghiên cứu phân lập được 34 triterpenoid từ một số loài thuộc chi Symplocos gồm các dẫn xuất có khung lupane, oleanane, ursane (1-34) [59]. Trong đó có 9 chất mới được phân lập (1- 9) oleanolic axit 3-O-glucuronide bidesmosidic từ vỏ thân S. glomerata và 2 saponin đã biết là salsoloside C (10) và copteroside E (11). Các chất được xác định cấu trúc bằng phương pháp quang phổ.

5 Cũng trong năm 2004, Tang và cộng sự đã phân lập từ phần chiết n-BuOH của rễ cây S. chinensis được 6 triterpenoid saponin và đã đặt tên symplocososides A – F (12 – 17). Trong số chúng, hợp chất symplocososide A (12), C (14) và F (17) có tính chống lại một số dòng tế bào ung thư (KB) [35]. Bên cạnh đó 5 dẫn xuất oleanane (18 – 22), 9 dẫn xuất ursane (23 – 31), và 3 dẫn xuất khung lupane (32 – 34) cũng được tìm thấy từ các loài trong chi Symplocos [22, 25, 26, 32, 40, 44, 56, 57].

O O HOOC O O R1O O HO R2O OH OR3 HO HO R1 R2 R3 1 Xyl H Ac 2 Xyl Ac Ac 3 Xyl Ac Ac 4 Ara H H 5 Ara H Ac 6 Xyl Ac Xyl 7 Xyl Ac Glc 8 Ara Ac Glc 10 Xyl H H 11 Xyl H Xyl 6 O HO O HOOC OH O O O O OH HO O OH OAc OH HO OH 9 R6 H R5 R1 H R2 H R3 R4 R1 R2 R3 R4 R5 R6 18 OH Oglc HOCH2 Me COOGlc OH 19 H OH Me Me COOH H 20 H Oac Me Me COOH H 21 H =O Me OH Me H 22 H OH Me Me H H 7 R6 H R5 R1 H R2 H R3 R4 R1 R2 R3 R4 R5 R6 23 α-OH β-Oglc HOCH2 Me COOGlc OH 24 H β-OH Me Me Me OH 25 β-OH β-OH H HOCH2 COOH OH 26 H =O HOCH2 HOCH2 COOH OH 27 α-OH β-OH HOCH2 Me COOH OH 28 α-OH β-OH HOCH2 Me COOH OH 29 H β-OH Me Me COOH H H R2 H R H R1 HO H R1 R2 R 30 β-Oac HOCH2 32 HOCH2 31 O COOH 33 COOH 34 Me 1.2 Thành phần flavonoid Flavonoid là các hợp chất dạng polyphenol, đa dạng về cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học. Chúng có ở hầu hết các bộ phận của cây, đặc biệt là trong các 8 tế bào thực vật quang hợp. Các flavonoid không được tổng hợp ở người và động vật. Năm 1989, Dhaon và cộng sự đã phân lập được 6 dẫn xuất flavan (35-40), 5 dihydrochalcone glucoside (41-45) và 8 flavonol (46-53) từ các loài của chi Symplocos.

Cùng với đó là công trình nghiên cứu đã công bố của các nhà khoa học theo trích dẫn [26, 34, 40, 41, 46, 50, 52, 53, 54]. R5 R2 R1 R4 R1 O R4 R5 R3 R3 O OH R2 R1 R2 R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4 R5 35 Oglc H α-OH H OH OH H α-OH H OH 41 Oglc OH OH OH H 36 37 Oglc H α-OH Ome OH 42 OH Oglc OH OH H 38 Ome OH Oglc H OH 43 OH Oglc H OH H 39 OH OH Oglc H Me 44 H Oglc OH OH OH 40 OH OH Oglc H OH 45 OH Oglc OH OH OH OH R1 O R3 R2 OH O R1 R2 R3 46 OH Oglc OH 47 OH Ogal OH 48 OH OH OH 49 OH Oglc H 50 OH Orha H 51 OH Ogla H 9 52 OH OH H 53 Ome Ogal(1-4)Gal OH 1.3 Thành phần lignan Một dibenzylbutane lignan (54), hai dibenzyltyrolactone lignans (55-56), được biết đến từ cây S. Sáu ditetrahydrofuran lignans (57-62), hai benzofurans lignans (63-64), và 8-O-4’-neolignan (65), được phân lập từ chi Symplocos. MeO O H OH MeO OH O HO RO H 54 55: R=H 56: R=Glc OMe OMe OH OH R2 OR5 R3 OR4 O O R3 H H H H R1 O O R1O R2O OMe OMe R1 R2 R3 R1 R2 R3 R4 R5 57 H OH Ome 60 H H H Me H 58 Glc OH Ome 61 H Glc H Me H 59 H Ome OH 62 Ome H Ome H Me 10 OH OH O OR O O OMe OMe OH 63: R=Api OH OH 64: R=H OH OMe O HO OH O OH O OMe HO HO 65 OH 1.4 Thành phần phenolic Vào khoảng thời gian 2003 – 2004, nhóm nghiên cứu của tác giả Ahmad và cộng sự đã phân lập được 7 phenolic glycoside mới và 1 phenolic glycoside đã biết từ cây S.

Những hợp chất này thể hiện tính ức chế, chống lại nọc rắn độc có phosphodiesterase I và nucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase của con người [31, 55, 56]. Những dẫn xuất phenol khác (74 – 81) được phân lập từ S. OR5 OR6 R4O O O R3O R2O OR1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 66 H PhCO H H H PhCO 67 H H H H H PhCO 68 H PhCO 3,4-(MeO)2C6H3 H H PhCO 69 Me Glc H H H PhCO 11 70 H H H PhCO H 2-OH-3-COOH-C6H3 71 H 4-OH-C6H4CO H H H PhCO 72 PhCO H H H H PhCO 73 H H H 3,4-(MeO)2C6H3 Me PhCO O OH OH O OMe O OH OH OH OH O H OH OH O MeO COOH 75 H OH 74 OH O COOH HO O OH HO OH OH O OH OH 76 O 77 OH OH MeO OMe HO O OH O HO 78 HO OH OMe OMe HO O O O R O OH HO 79: R=H OH HO OH 80: R=MeO 12 OMe O HO O O OH HO HO OH OH 81 1.5 Thành phần steroid Năm 1983, Frotan cùng cộng sự đã phân lập được một α-spinasterol (82) từ cây S. spicata, hợp chất thể hiện khả năng kháng viêm tốt (anti-inflammatory) với thử nghiệm trên chuột [33].

Năm 2005, Abbasi cùng cộng sự đã phân lập được một số ethyl glucoside [83, 84] từ cây S. Cấu trúc của hai hợp chất này được xác định bằng các phương pháp phân tích 2D-NMR như COSY, HMQC và HMBC. Hai glucoside này thể hiện tiềm năng ức chế enzyme lipoxygenase và urease [40, 56].6 Thành phần alkaloid Năm 2001, Junko và cộng sự đã khảo sát tính chất của chất harman (87) được phân lập từ cây S. setchuensis có tác dụng ức chế sự nhân đôi của virut HIV trong tế bào bạch cầu H9 với liều lượng thích hợp [22].

Tiếp đó, Tschesche và cộng sự đã phân lập từ vỏ cây S. celastrinea chất caaverin (88) và một chất được chứng minh có cấu trúc giống với N- methyllaurelliptin và isoboldin. Caaverin được chứng minh qua tương quan và tổng hợp có cấu trúc giống 5-hydroxy-6-methoxy-noraporphine [45].7 Thành phần iridoid Năm 1980, Tanaka và cộng sự đã phân lập được 6-dihydroverbenalin (89) từ cây S. Tiếp theo đó vào năm 1990, Junko và cộng sự cũng đã phân lập được hợp chất verbenalin (90) từ cây S.