CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1. Giới thiệu về flavonoid 1. Định nghĩa và hoạt tính sinh học của một số flavonoid tiêu biếu Flavonoid là một trong những hợp chất phong phú và đa dạng nhất trong thiên nhiên. Những tiền bộ trong nghiên cứu flavonoid đã dẫn đến việc phát hiện ra nhiều flavonoid khác.
mở đường cho việc xác định đặc điểm cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của chúng. Flavonoid là một nhóm các chất tự nhiên chuyên hóa thứ cấp của thực vật được đặc trưng bởi cấu trúc phenylchromone. Các flavonoid thường được tìm thấy trong trái cây, rau, ngũ cốc. vỏ cây, rễ, thân, hoa, trà va rượu vang.
Flavonoid có mặt trong tất cả các bộ phận của các loài thực vật bậc cao, đặc biệt là hoa, tạo cho hoa những sắc màu rực rỡ để quyến rũ các loại côn trùng giúp cho sự thụ phan của cây. Trong cây, flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxy hóa, bảo tồn ascorbic acid trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây, một số còn có tác dụng điều hòa sự sinh trưởng cua thực vật. Ham lượng flavonoid trong thực vật thay đôi tùy thuộc vào nhiều yếu tô như loài, cơ quan, giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường [1]. Ngoài ra, flavonoid cũng là một nhóm hoạt chất lớn trong cây được liệu, các vị thuốc nam, các đỗ uống cô truyền.
Một loạt các nghiên cứu in vitro và in vivo đã chỉ ra rằng flavonoid sở hữu các hoạt tính sinh học như chống dj ứng, chống viêm, kháng virus và chống ung thư [2]. Flavonoid là các hợp chat polyphenolic có chung một cấu trúc benzo-zpyrone gồm hai vỏng thom benzene (vòng A và vòng B), được liên kết với nhau qua 3 nguyên tử carbon tạo thành dị vòng chromone (vòng C) (Hình 1. Phần lớn các flavonoid có màu vàng, ngoài còn có những chat màu xanh, tím, đỏ hoặc không màu [4]. Cấu trúc hóa học cơ bản của flavonoid [3].
Flavonoid xuất hiện đưới dạng aglycone, glycoside và các dẫn xuất methyl hóa. Cau trúc flavonoid cơ ban là aglycone. Flavonoid được chia thành hai nhóm chính dựa trên vị trí của nhóm thé benzenoid là 2-phenylchromone (flavonoid) và 3-phenylchromone (isoflavonoid). 2 Nhóm 2-phenylchromone bao gồm flavanone, flavone, flavonol, flavan-3-ol và anthocyanidin; trong khi 3-phenylchromone bao gồm isoflavone, isoflavan và pterocarpan.
Flavonoid còn có thé phân loại dựa trên sự thay đổi trong cấu trúc của dị vòng C, trong đó flavonoid có thê chia thành bảy nhóm: flavone, flavonol, flavanone, flavanonol, flavan-3-ol, anthocyanidin và isoflavone (Hình 1. l@) ~ cát cờ cac flavone flavonol flavanone flavanonol OH ⁄ : flavan-3-ol anthocyanidin isoflavone Hình 1. Cau trúc hóa học các phân lớp của flavonoid [3]. Bản chất hóa học của một flavonoid phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của nó và mức độ hydroxyl hóa.
mức độ methoxy hóa và khả năng liên hợp. Số lượng các flavonoid rat đa dạng (hơn 9.000 loại flavonoid đã được xác định) vì các khung sườn vòng A — vòng C — vòng B có thê liên kết với các nhóm hydroxy hoặc methoxy tạo thành rất nhiều dẫn xuất khác nhau [5]. Những vòng này có thé thay đôi phức tạp nếu có liên kết với các phân tử đường, phân tử acid và các nhóm R. Các nhóm thế này đóng một vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học của hợp chất.
Flavonoid là một loại hợp chat chong oxy hóa có nhiều trong chế độ dinh dưỡng của con người và phô biến trong thực vật. Các nghiên cứu vẻ flavonoid từ chế độ dinh đưỡng đã thu hút sự quan tâm lớn vì các hoạt tính sinh học của chúng như hoạt tính chồng oxy hóa, hoạt động ức chế enzyme, hoạt động chống khối u,. Hầu hết các hoạt tính sinh học của chúng về cơ ban liên quan đến khả năng chống oxy hóa. Sự khác biệt về cau trúc hóa học của flavonoid ảnh hưởng đáng kê đến sự hap thy, chuyên hóa và hoạt động trong cơ thê sông [6].
Flavonoid là thành phần không thẻ thiểu trong khẩu phần định dưỡng của con người. Chúng tồn tại trong các thực phâm tir thực vật nói chung dưới dang dẫn xuất 0-glycoside với | phân 3 tử đường ở vị trí C-3 (Hình 1. Hàm lượng flavonoid trung bình cơ thể hấp thu mỗi ngày khoảng 1 g, chiếm 60% lượng polyphenol trong khâu phan ăn [7]. Cau trúc hóa học của một flavonoid glycoside [3].
Các sản phẩm tự nhiên (có nguôn gốc từ thực val) có lợi cho sức khỏe lâu đài của con người thưởng có chứa một hay nhiều loại flavonoid (Bang 1. Do đó, các loại flavonoid này đã được các nhà khoa học tiễn hành phân lập dé nghiên cứu thêm về hoạt tính sinh học cũng như chế tạo được pham (Bang 1. Một số nghiên cứu cho rằng, các flavonoid trong những thực phâm có nguôn gốc từ thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính. Trong các nghiên cứu dịch té học của Maron, Marchand và Garcia- Closas cùng các cộng sự đã chỉ ra được việc tiêu thụ các loại thực phâm có chứa flavonoid sẽ giúp giảm nguy cơ mắc phải các bệnh vẻ tim mạch và giảm nguy cơ phát triển ung thư [9- 11).
Phan loai, cấu trúc và nguồn thực phẩm của một số flavonoid [3]. Phân lớp Flavonoid Nguồn thực phẩm Flavanol (+)-Catechin “Trà (~)-Epicatechin Epigallocatechin ou luteolin glucosides mach, ớt đỏ và vỏ cà chua Flavone Chrysin, apigenin Rutin, luteolin va Vo trái cây, rượu vang đỏ, kiêu oo tamarixetin olive, berry va nho Flavonol Kaempferol, quercetin, myricetin va | Hanh tây, rượu vang đỏ, dâu Bang 1. Giá trị ICsa của một số loại flavonoid tiêu biéu [8]. Apigenin K 196 Rhoifolin (apigenin 7-O-glycoside) 183 Kaempferol 178 Rutin (quercetin 3-O-glycoside) 64 Quercetin 43 Luteolin 23 Thực vật Aloe vera Asphodelaceae Luteolin Acalypha indica Euphorbiaceae Kaempferol glycoside Azadirachta indica Meliaceae Quercetin Andrographis paniculata Acanthaceae 5-hydroxy-7,8-dimethoxyflavone Bacopa moneirra Scrophulariaceae Luteolin Betula pendula Betulaceae Quercetrin Butea monospermea Fabaceae Genistein Bauhinia monandra Fabaceae Quercetin-3-O-rutinoside Brysonima crassa Malphigaceae (+)-catechin Calendula officinalis Compositae isorhamnetin Cannabis sativa Compositae Quercetin Citrus medica Rutaceae hesperidin Clerodendrum phlomidis Verbenaceae Clitoria ternatea Fabaceae kaempferol-3-neohesperidoside Glyccheriza glabra Leguminosae Liquiritin, Mimosa pudica Mimosoideae Isoquercetin Limnophila indica Scrophulariaceae 3,4-methlenedioxyflavone Mentha longifolia Lamiaceae Luteolin-7-O-glycoside Momordica charantia Curcurbitaceae Luteolin Oroxylum indicum Bignoniaceaea Chrysin Pongamia pinnata Fabaceae Pongaflavonol Tephrosia purpurea Fabaceae Purpurin Tilia cordata Tiliaceae hyperoside + Tóm lai, flavonoid là hợp chất hoá học phổ biến ở thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và nâng cao sức khoẻ con người.
Flavonoid có 6 tat cả các bộ phận của cây, chúng là nguồn cung cấp chất chống oxy hoá tự nhiên có trong khâu phan dinh dưỡng của con người. Flavonoid nói chung có vai trò phòng ngừa oxy hóa chat béo, bảo vệ vitamin và enzyme, làm trung hòa tác hại của các gốc tự do, do đó góp phan chống lại bệnh. Flavonoid có các tính chất sinh học phong phú do đó tăng cường sức khoẻ cho con người và giảm nguy cơ mắc 1. Tổng quan vẻ 5,7-dimethoxyflavone 5,7-Dimethoxyflavone (Hình 1.4) là một dẫn xuất được tạo ra thông qua quá trình methyl hóa chrysin.7-Dimethoxyflavone là một hoạt chất sinh học chính trong rễ cây Ngai den (Kaempferia parviflora), đã được sử dụng làm thực phẩm [12] và y học cỗ truyền dé điều trị rôi loạn tiêu hoa, loét dạ day và các bệnh về miệng [13].
Hoạt động dược lý của Kaempferia parviflora và các thành phan của nó đã được các nhà khoa học nghiên cứu trong nhiều năm. Hiện nay, 5,7-dimethoxyflavone van chưa được phát hiện là có độc tính ở động vật và ở người [14]. Cau trúc hóa học của 5. Dé nghiêm cứu thêm về hoạt tính sinh học của 5,7-dimethoxyflavone, các nhà khoa học đã có gắng tong hợp các dẫn xuất mới từ flavone này, đánh giá các hoạt tính sinh học của các dẫn xuất và hy vọng phát hiện ra các hợp chất có cấu trúc hóa học mới có hoạt tính cao.
Do độ hòa tan của 5,7-dimethoxyflavone thấp nên trong nghiên cứu năm 2009 của Yenjai cùng các cộng sự, họ đã có kế hoạch tông hợp nhiều dẫn xuất phân cực hơn chăng hạn như các hợp chất phenolic hoặc oxime [15]. Nhóm carbonyl trong 1 sẽ được chuyên đôi thành oxime 2 và 4. Các oxime 6 và 8 sẽ được điều chế từ các dihydroxyflavonoid 5 và 7 tương ứng (Sơ đồ 1. những dẫn xuất phân cực hơn nay sẽ được kiểm tra hoạt tính về khả năng chỗng nam đỗi với Candida albicans, chong sốt rét đối với Plasmodium falciparum và độc tính tế bào đối với các dòng tế bào HepG2 và T47D.
a AY O8 | C] OAS Í Ÿ ] — ld! ——> a | | 0 0 Oo Oo 2 5,7-Dimethoxyflavone (1) HO le) @ HO Ô O @ oly OH Ny OH O 6 OH 5 Sơ đồ 1. Một số dan xuất flavonoid tông hợp từ 5,7-dimethoxyflavone [15]. Ngoài ra, 5,7-dimethoxyflavone còn sở hữu một SỐ các hoạt tính được lý và sinh học, chăng hạn như khả năng chống béo phi [16] và tạo hắc tô [14]. Trước đây, Š,7-dinmethoxyflavone không chỉ được hiền thi cho tăng cường chuyên hóa năng lượng bằng cách điều hòa PGC-1a ma còn đề tăng hàm lượng glycogen và mRNA biếu hiện của glycogen synthase trong tế bào gốc C2C12 [12], [17].
Ngoài ra, đặc tinh chống viêm của 5.7-dimethoxyflavone đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong các mô hình khác nhau [12]. Năm 2012, Kim cùng các cộng sự đã phát hiện Š,7-dimethoxyflavone là một chất hoạt hóa hormone PPAR;(peroxisome proliferator-activated receptors). Các thí nghiệm in vive của họ cho thay 5,7-dimethoxyflavone có hoạt tính giúp chữa trị và phòng ngừa lão hóa đa ở con người [ 19]. Năm 2020, 5,7-dimethoxyflavone đã được phát hiện có hoạt tính sinh học ngăn chặn sự gia tăng dòng tế bào lạc nội mạc tử cung, cụ thé là chồng tăng sinh (antiproliferative) trong các tế bào VK2/E6E7 và Endl/E6E7 [20].
Lạc nội mạc tử cung là tình trạng xảy ra ở phụ nữ khi các mô tương tự như lớp niêm mạc bên trong tử cung phát trién ở bên ngoài tử cung hoặc 7 ngay tại tử cung, thường là trên các cơ quan khác bên trong khung chậu hoặc khoang bụng. Khoảng 5—20% phụ nữ trong độ tuôi sinh sản được chân đoán mắc bệnh lạc nội mạc tử cung, bệnh gây đau mãn tính vả vô sinh. Tông quan về phản ứng brom hoá trong tổng hợp hữu cơ Một loạt các dẫn xuất brom hóa hữu cơ được tìm thấy trong tự nhiên thông qua các phản ứng quang hóa, sự kiện địa — nhiệt và các chu trình trao đôi chat [21-23]. Các dẫn xuất này đóng vai trò quan trọng như sản phẩm trung gian phô biến trong sản xuất hóa chất nông nghiệp và được phẩm.
Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nguyên tổ bromine lại mang tới rất nhiều rủi ro vì nguyên tổ này rất nguy hiểm và là một chat gây kích ứng mạnh. Nó tạo ra những vết phòng rộp gây đau đớn trên vùng đa tiếp xúc và đặc biệt là niêm mạc.