Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất từ một số loài cây thuộc họ asteraceae và họ zingiberaceae

Luận án tiến sĩ phân tích hus nghiên cứu phân lập xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất từ một số, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Trần Thị Thanh Nhàn
• Người hướng dẫn: PGS. Phan Minh Giang
• Trường học: Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất từ một số loài cây thuộc họ Asteraceae và họ Zingiberaceae
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC LOÀI ARTEMISIA (ASTERACEAE)
• 1.1.1. Vài nét về thực vật học chi Artemisia
• 1.1.2. Nghiên cứu hóa học chi Artemisia
• 1.1.2.1. Các hợp chất tecpenoit
• 1.1.2.2. Các monotecpen từ tinh dầu
• 1.1.2.3. Các sesquitecpen và sesquitecpen lacton
• 1.1.2.4. Các flavonoit và các chất khác
• 1.1.2.5. Các hợp chất acetylenic
• 1.1.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Artemisia
• 1.1.4. Công dụng của các loài Artemisia trong y dƣợc học
• 1.2. THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC LOÀI CURCUMA (ZINGIBERACEAE)
• 1.2.1. Vài nét về thực vật học chi Curcuma
• 1.2.2. Nghiên cứu hóa học chi Curcuma
• 1.2.2.1. Các hợp chất tecpenoit
• 1.2.2.2. Các điarylheptanoit và các chất khác
• 1.2.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các loài Curcuma
• 1.2.4. Công dụng của các loài Curcuma trong y dƣợc học
• 1.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC CÂY NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN
• 1.3.1. Cây Ngải rừng (Artemisia roxburghiana Bess.
• 1.3.2. Cây Thanh cao Bắc Bộ (Artemisia dubia Wall. forma tonkinensis Pamp.
• 1.3.3. Cây Nghệ Quảng Tây (Curcuma kwangsiensis S.
• 2. CHƯƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, PHÂN TÁCH CÁC HỖN HỢP VÀ PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT
• 2.2.1. Phƣơng pháp chiết hai pha lỏng
• 2.2.2. Sắc ký lớp mỏng (TLC)
• 2.2.3. Sắc ký rây phân tử
• 2.2.4. Chiết pha rắn trên pha đảo
• 2.2.5. Phƣơng pháp kết tinh lại
• 2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT
• 2.3.1. Điểm nóng chảy
• 2.3.2. Các phƣơng pháp phổ
• 2.4. PHƢƠNG PHÁP THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC
• 3. CHƯƠNG 3: PHẦN THỰC NGHIỆM
• 3.1. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY NGẢI RỪNG (ARTEMISIA ROXBURGHIANA BESS.
• 3.1.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.1.2. Điều chế các phần chiết từ lá cây Ngải rừng
• 3.1.3. Phân tích các phần chiết lá cây Ngải rừng bằng sắc ký lớp mỏng
• 3.1.4. Phân tách các phần chiết lá cây Ngải rừng
• 3.1.4.1. Phân tách phần chiết n-hexan (ARH)
• 3.1.4.2. Phân tách phần chiết điclometan (ARD)
• 3.1.4.3. Phân tách phần chiết etyl axetat (ARE)
• 3.1.5. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập đƣợc từ lá cây Ngải rừng
• 3.2. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY THANH CAO
• 3.2.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.2.2. Điều chế các phần chiết từ lá cây Thanh cao Bắc Bộ
• 3.2.3. Phân tích các phần chiết lá cây Thanh cao Bắc Bộ bằng sắc ký lớp mỏng
• 3.2.4. Phân tách các phần chiết lá cây Thanh cao Bắc Bộ
• 3.2.4.1. Phân tách phần chiết n-hexan (ADH)
• 3.2.4.2. Phân tách phần chiết điclometan (ADD)
• 3.2.5. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập đƣợc từ lá cây Thanh cao Bắc Bộ
• 3.3. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÂY NGHỆ QUẢNG TÂY (CURCUMA KWANGSIENSIS S.
• 3.3.1. Nguyên liệu thực vật
• 3.3.2. Điều chế các phần chiết từ thân rễ cây Nghệ Quảng Tây
• 3.3.3. Phân tích các phần chiết thân rễ cây Nghệ Quảng Tây bằng sắc ký lớp mỏng
• 3.3.4. Phân tách các phần chiết thân rễ cây Nghệ Quảng Tây
• 3.3.4.1. Phân tách phần chiết điclometan (CKD)
• 3.3.4.2. Phân tách phần chiết etyl axetat (CKE)
• 3.3.5. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập đƣợc từ thân rễ cây Nghệ Quảng Tây
• 3.4. THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY NGẢI RỪNG (ARTEMISIA ROXBURGHIANA BESS.
• 4.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 4.1.2. Chiết và phân tách các phần chiết từ lá cây Ngải rừng
• 4.1.3. Xác định cấu trúc các hợp chất đƣợc phân lập từ lá cây Ngải rừng
• 4.2. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY THANH CAO BẮC BỘ (ARTEMISIA DUBIA WALL. FORMA TONKINENSIS PAMP.
• 4.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 4.2.2. Chiết và phân tách các phần chiết từ lá cây Thanh cao Bắc Bộ
• 4.2.3. Xác định cấu trúc các hợp chất đƣợc phân lập từ lá cây Thanh cao Bắc Bộ
• 4.3. NGHIÊN CỨU HÓA HỌC CÂY NGHỆ QUẢNG TÂY (CURCUMA KWANGSIENSIS S.
• 4.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 4.3.2. Chiết và phân tách các phần chiết từ thân rễ cây Nghệ Quảng Tây
• 4.3.3. Xác định cấu trúc các hợp chất đƣợc phân lập từ thân rễ cây Nghệ Quảng Tây
• 4.4. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ VÀ BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN ÁN
• DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC PHỔ

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu cấu trúc hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất từ cây họ Asteraceae và Zingiberaceae đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Hai họ thực vật này không chỉ phong phú về số lượng loài mà còn đa dạng về cấu trúc hóa học. Các hợp chất tự nhiên từ hai họ này đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học, từ kháng khuẩn đến chống oxi hóa. Việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất này là cần thiết để phát triển các sản phẩm dược phẩm mới.

1.1. Tầm quan trọng của cây Asteraceae trong nghiên cứu hóa học

Cây Asteraceae, với nhiều loài như Artemisia, chứa các hợp chất phenolic và flavonoid có hoạt tính sinh học cao. Nghiên cứu cho thấy các hợp chất này có khả năng chống viêm và kháng khuẩn, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc từ thiên nhiên.

1.2. Đặc điểm sinh học của cây Zingiberaceae và ứng dụng

Cây Zingiberaceae, đặc biệt là chi Curcuma, nổi bật với các hợp chất như curcumin. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin có tác dụng chống ung thư và chống viêm, làm cho nó trở thành một đối tượng nghiên cứu hấp dẫn trong y học.

II. Thách thức trong nghiên cứu cấu trúc hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae vẫn gặp nhiều thách thức. Việc phân lập các hợp chất tinh khiết từ hỗn hợp phức tạp là một trong những khó khăn lớn nhất. Hơn nữa, việc xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất này cũng đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại.

2.1. Khó khăn trong việc chiết xuất và phân lập hợp chất

Quá trình chiết xuất và phân lập các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae thường gặp khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của các hợp chất có trong thực vật. Các phương pháp chiết xuất truyền thống có thể không đủ hiệu quả để thu được các hợp chất mong muốn.

2.2. Thách thức trong việc xác định cấu trúc hóa học

Việc xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ cây Asteraceae và Zingiberaceae thường yêu cầu sử dụng các kỹ thuật phân tích phức tạp như NMR, MS và IR. Điều này đòi hỏi sự đầu tư về thiết bị và kỹ thuật viên có trình độ cao.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae

Để nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp phân lập các hợp chất mà còn xác định cấu trúc hóa học của chúng.

3.1. Phương pháp chiết xuất hiệu quả từ thực vật

Phương pháp chiết xuất hai pha lỏng và sắc ký lớp mỏng (TLC) là những kỹ thuật phổ biến được sử dụng để chiết xuất và phân lập các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae. Những phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình thu hồi các hợp chất có giá trị.

3.2. Kỹ thuật phân tích cấu trúc hóa học

Các kỹ thuật như NMR và MS được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập. Những kỹ thuật này cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử, giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về hoạt tính sinh học của chúng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae

Các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae đã được ứng dụng rộng rãi trong y học và công nghiệp dược phẩm. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới, đặc biệt là trong điều trị các bệnh nhiễm trùng và ung thư.

4.1. Ứng dụng trong y học cổ truyền và hiện đại

Nhiều loài cây thuộc họ Asteraceae và Zingiberaceae đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh khác nhau. Các nghiên cứu hiện đại đang tìm cách xác nhận và phát triển các ứng dụng này trong y học hiện đại.

4.2. Tiềm năng phát triển dược phẩm mới

Các hợp chất như curcumin và các flavonoid từ cây Asteraceae có tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc mới. Nghiên cứu đang được tiến hành để khám phá khả năng ứng dụng của chúng trong điều trị các bệnh lý nghiêm trọng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae

Nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính sinh học của các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực dược phẩm. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều phát hiện quan trọng, góp phần vào việc phát triển các sản phẩm dược phẩm an toàn và hiệu quả.

5.1. Tương lai của nghiên cứu hợp chất tự nhiên

Với sự phát triển của công nghệ phân tích và chiết xuất, nghiên cứu về hợp chất tự nhiên từ cây Asteraceae và Zingiberaceae sẽ tiếp tục phát triển. Các nhà khoa học sẽ có cơ hội khám phá thêm nhiều hợp chất mới với hoạt tính sinh học tiềm năng.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp chiết xuất và phân tích hiệu quả hơn, đồng thời khám phá các ứng dụng mới của các hợp chất từ cây Asteraceae và Zingiberaceae trong y học và công nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Nghiên cứu hóa học các hợp chất thiên nhiên từ nguồn tài nguyên thực vật nhiệt đới luôn giữ vị trí trung tâm trong chiến lược tìm kiếm các hoạt chất sinh học và tiền chất dược phẩm thế hệ mới. Luận án tiến sĩ hóa học của tác giả Trần Thị Thanh Nhàn với đề tài "Nghiên cứu phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất từ một số loài cây thuộc họ Asteraceae và họ Zingiberaceae" (chuyên ngành Hóa Hữu cơ, mã số 62 44 27 01) được thực hiện tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Phan Minh Giang và GS. Phan Tống Sơn. Công trình khẳng định tính tiên phong khi tập trung giải mã chuyên sâu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của ba loài thực vật đặc hữu, quý hiếm hoặc mới được phát hiện tại Việt Nam: Ngải rừng (Artemisia roxburghiana Bess.), Thanh cao Bắc Bộ (Artemisia dubia Wall. forma tonkinensis Pamp.) thuộc họ Cúc (Asteraceae) và Nghệ Quảng Tây (Curcuma kwangsiensis S. Lee & C.F. Liang) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae).

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) được xác định rõ ràng: mặc dù chi Artemisia và Curcuma trên thế giới đã mang lại những dược chất đột phá như artemisinin chống sốt rét và curcumin chống ung thư, các phân loài bản địa tại Việt Nam vẫn chưa từng được khảo cứu toàn diện về thành phần sesquiterpenoid, diarylheptanoid và hóa lập thể phức tạp. Như nguồn tài liệu gốc chỉ rõ: "Hệ thực vật phong phú của Việt Nam với gần 11.000 loài thực vật bậc cao (theo dự đoán, con số này có thể lên tới 12.000 loài), trong số đó cây làm thuốc chiếm khoảng 26-30% tiếp tục là nguồn cung cấp các hợp chất thiên nhiên cho các nghiên cứu về hóa học, sinh học và dược lý học." Cơ sở thực tiễn còn xuất phát từ thực trạng: "Theo thống kê gần 70% các thuốc được phép sử dụng hiện nay có nguồn gốc từ thiên nhiên, trong số đó một phần khá lớn từ thực vật và ít nhất có 119 hợp chất bắt nguồn từ 90 loài cây có thể được xem là thuốc quan trọng hiện nay đang được sử dụng ở một hay nhiều nước [88]."

Luận án đặt ra và giải quyết ba câu hỏi nghiên cứu cụ thể:

1. Quy trình chiết xuất, phân lập sắc ký tối ưu nào cho phép tách chiết hiệu quả các chất chuyển hóa thứ cấp có độ phân cực gần nhau và cấu trúc không bền từ ba loài thực vật nghiên cứu?
2. Cấu trúc hóa học 1D/2D và hóa lập thể tuyệt đối (absolute stereochemistry) của các sesquiterpenoid, diarylheptanoid, flavonoid và hợp chất phenolic thu nhận được thiết lập như thế nào thông qua phổ cộng hưởng từ hạt nhân và phổ khối lượng phân giải cao?
3. Mối tương quan giữa cấu trúc - hoạt tính (SAR) và phổ ức chế kháng vi sinh vật kiểm định (vi khuẩn Gram (+), Gram (-) và vi nấm) của các hợp chất tinh sạch đạt giá trị định lượng ra sao?

Nghiên cứu vận dụng khung lý thuyết sinh tổng hợp phân tử (Biogenetic Isoprene Rule & Polyketide Pathway) kết hợp lý thuyết giải mã phổ cộng hưởng từ hạt nhân hiện đại (Modern NMR Spectroscopy Theory của Ernst & Wüthrich). Toàn bộ khối dữ liệu thực nghiệm được xử lý từ các mẫu lá và thân rễ thu hái chuẩn xác về mặt thực vật học (giám định bởi TS. Nguyễn Quốc Bình), mang lại đóng góp vượt bậc về việc bổ sung hàng chục hợp chất tinh khiết vào thư viện hoạt chất tự nhiên của Việt Nam.

Literature Review và Positioning

Tổng quan y văn quốc tế cho thấy chi Artemisia (tộc Anthemideae, họ Asteraceae) và chi Curcuma (họ Zingiberaceae) là hai đối tượng thu hút cường độ nghiên cứu rất cao. Đối với Artemisia, các công trình kinh điển tập trung vào khung sesquiterpene lactone. Brown G. và cộng sự (2003) [18] khi khảo cứu hạt Artemisia annua đã phát hiện 18 terpenoid mới gồm các dẫn xuất amorphane, cadinane và eudesmane. Wen J. và cộng sự (2010) [110] phân lập thành công dimer guaianolide artanomalide D (27) cùng các acid seco-guaiaretic từ Artemisia anomala, chứng minh hoạt tính độc tế bào mạnh trên dòng HCT-8 (IC50 = 1,9 μM) và ức chế chọn lọc COX-2. Ortet R. và cộng sự (2008) [80] phân lập chuỗi guaianolide từ Artemisia gorgonum, chứng minh ridentin (95) có hoạt tính kháng Plasmodium falciparum FcB1 mạnh với IC50 = 3,8 μg/ml. Đối với chi Curcuma, Yang F. và cộng sự (2011) [116] cùng Suphrom N. và cộng sự (2012) [97] đã định danh hàng loạt sesquiterpenoid dạng germacrane, elemane và guaiane (như germacrone, zederone, curdione, curcumenol) có tác dụng ức chế 5α-reductase và chống virus cúm A. Li J. và cộng sự (2010, 2012) [57, 58] đã khai phá nhiều diarylheptanoid mới từ Curcuma kwangsiensis phân bố tại Trung Quốc có khả năng ức chế sinh tổng hợp NO (IC50 = 2,41 - 3,13 μM).

Chi thực vật / Tác giả	Đối tượng nghiên cứu	Lớp chất chính phân lập	Hoạt tính sinh học tiêu biểu
Artemisia (Wen J. et al., 2010) [110]	Artemisia anomala	Guaianolide dimers, seco-guaiaretic acids	Độc tế bào ung thư (IC50 1,8 - 8,5 μM), ức chế COX-2
Artemisia (Ortet R. et al., 2008) [80]	Artemisia gorgonum	Guaianolides, Germacranolides (Ridentin)	Kháng Plasmodium falciparum (IC50 = 3,8 μg/ml)
Artemisia (Brown G. et al., 2003) [18]	Artemisia annua (hạt)	Amorphane, Cadinane, Eudesmane	Kháng sốt rét, tiền chất artemisinin
Curcuma (Li J. et al., 2010) [57]	Curcuma kwangsiensis	Diarylheptanoids mạch hở	Ức chế sản sinh NO (IC50 2,41 - 3,13 μM)
Curcuma (Suphrom N. et al., 2012) [97]	Curcuma aeruginosa	Germacrone, Zederone, Curdione	Kháng androgen, ức chế enzyme 5α-reductase
Luận án (Trần Thị Thanh Nhàn, 2014)	A. roxburghiana, A. dubia, C. kwangsiensis	Guaianolides, Sesquiterpenes, Diarylheptanoids	Kháng khuẩn, kháng nấm kiểm định (MIC, IC50)

Trong y văn tồn tại cuộc tranh luận học thuật sâu sắc về phân loại hóa học (chemotaxonomy) của chi Artemisia. Kelsey R. (1984) [48] dựa trên phân bố sesquiterpene lactone đã chỉ trích hệ thống phân chia 4 phân chi (Abrotanum, Absinthium, Dracunculus, Seriphidium) do Besser đề xuất năm 1829, chỉ ra rằng sự hiện diện đồng thời của eudesmanolide và guaianolide chứng minh hai phân chi Abrotanum và Absinthium có chung nhánh tiến hóa sinh tổng hợp và cần được sáp nhập. Mặt khác, trường phái phân loại hình thái truyền thống vẫn duy trì việc phân tách dựa trên đặc tính lông đế hoa. Luận án của tác giả Trần Thị Thanh Nhàn định vị chính xác vào tâm điểm của các khoảng trống học thuật này:

• Cung cấp bằng chứng hóa học thực nghiệm đầu tiên về thành phần các phân đoạn chiết n-hexan, điclometan và etyl axetat của Artemisia roxburghiana và Artemisia dubia forma tonkinensis thu hái tại vùng địa sinh học miền Bắc Việt Nam.
• Khám phá các hợp chất sesquiterpene lactone và diarylheptanoid có tính đối quang hoặc dị cấu hình lập thể mới so với các mẫu Curcuma kwangsiensis từng công bố tại Trung Quốc, tạo cơ sở đối sánh hóa thực vật liên khu vực.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Công trình mở rộng và củng cố vững chắc thuyết Sinh tổng hợp Isoprenoid (Biogenetic Isoprene Rule) của Leopold Ružička thông qua việc minh chứng các biến thể chuyển hóa thứ cấp phức tạp từ tiền chất farnesyl pyrophosphate (FPP) thành các khung phân tử guaianolide, eudesmanolide, germacranolide và bisabolane. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm củng cố lý thuyết Hóa phân loại thực vật (Chemotaxonomy Paradigm) của Besser (1829) và Kelsey (1984), khẳng định sesquiterpene lactone và flavonoid glycoside đóng vai trò là các chỉ dấu hóa học (chemical markers) đặc trưng phân định ranh giới loài.

Các mệnh đề lý thuyết cốt lõi được luận án chứng minh:

• Mệnh đề 1: Sự hiện diện của các nhóm chức ưa béo oxy hóa cao (epoxide, lactone ring, ester mạch nhánh tigloyl/senecioyl) trên bộ khung guaianolide quyết định trực tiếp đến ái lực liên kết sinh học và khả năng xuyên màng tế bào vi sinh vật.
• Mệnh đề 2: Cấu hình hóa lập thể tuyệt đối tại các tâm bất đối C-3, C-5, C-6, C-7 và C-10 trong các dẫn xuất sesquiterpenoid và diarylheptanoid chi phối định hướng hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính quang học (Circular Dichroism Cotton effects).

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án là sự tích hợp đa tầng giữa ba lý thuyết nền tảng: Lý thuyết Hóa học Lập thể Hữu cơ (Stereochemistry Theory), Lý thuyết Phổ Cộng hưởng Từ Hạt nhân Hiện đại (Multi-dimensional NMR Theory) và Thuyết Mối quan hệ Cấu trúc - Hoạt tính (Structure-Activity Relationship - SAR). Cách tiếp cận này vượt qua giới hạn của các nghiên cứu hóa thực vật truyền thống (vốn chỉ phân lập các chất đã biết mà không xác định cấu hình tuyệt đối), bằng cách kết hợp tương quan NOESY/COSY với phổ lưỡng sắc tròn (CD) và phổ khối lượng phân giải cao (HR-ESI-MS). Điều kiện biên (boundary conditions) của mô hình phân tích được giới hạn chặt chẽ ở các hợp chất thứ cấp có độ bền nhiệt và hóa học trong dung môi chiết trung tính/phân cực vừa, loại trừ các chất bay hơi tinh dầu nhẹ (được xử lý riêng bằng GC-MS).

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án áp dụng triết lý nghiên cứu thực chứng nghiêm ngặt (Positivism Paradigm), kết hợp phương pháp luận phân tích thực nghiệm đa cấp (Multi-level Experimental Design). Quy trình nghiên cứu được chia tách thành 4 tầng logic: Tầng 1 - Chuẩn hóa nguyên liệu thực vật và trích ly phân đoạn; Tầng 2 - Tinh chế sắc ký đa bậc; Tầng 3 - Định danh cấu trúc lý - hóa và lập thể phổ học; Tầng 4 - Khảo sát sàng lọc hoạt tính sinh học in vitro.

Nguyên liệu thực vật được thu thập chuẩn xác: Lá Artemisia roxburghiana và lá Artemisia dubia forma tonkinensis thu hái tại các tỉnh miền núi phía Bắc; thân rễ Curcuma kwangsiensis thu tại vùng Đông Bắc Việt Nam. Mẫu tiêu bản khô được lưu giữ cẩn trọng tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (VAST).

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình chiết xuất và phân tách sắc ký tuân thủ các chuẩn mực quốc tế cao cấp:

• Quy trình chiết phân bố hai pha lỏng: Dịch chiết tổng hợp trong cồn được cô đặc dưới áp suất giảm, phân tán vào nước và chiết phân bố hồi lưu lần lượt với $n$-hexan, điclometan ($\text{CH}_2\text{Cl}_2$), và etyl axetat ($\text{EtOAc}$), thu được các phân đoạn có độ phân cực tăng dần (ARH, ARD, ARE đối với Ngải rừng; ADH, ADD đối với Thanh cao Bắc Bộ; CKD, CKE đối với Nghệ Quảng Tây).
• Hệ thống sắc ký đa cấp: Sử dụng sắc ký cột cổ điển (CC), sắc ký cột nhanh (Flash Chromatography - FC), sắc ký cột pha đảo (Reversed-Phase RP-18), sắc ký rây phân tử loại kích thước (Size Exclusion Chromatography - SEC trên chất hấp phụ Sephadex LH-20), chiết pha rắn trên pha đảo (RP-SPE) và kết tinh lại phân đoạn.
• Thiết bị và thông số đo phổ hiện đại:
  • Phổ NMR ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY) được ghi trên các máy Bruker AVANCE 500 MHz tại Viện Hóa học (VAST).
  • Phổ khối lượng phân giải cao (HR-ESI-MS) được thực hiện trên hệ thống FT-ICR-MS và JEOL AccuTOF tại Đại học Tổng hợp Hiroshima (Nhật Bản).
  • Phổ lưỡng sắc tròn (CD) đo trên máy Jasco J-815 Spectropolarimeter để xác lập cấu hình tuyệt đối.
  • Phổ hồng ngoại (FT-IR) đo trên máy IMPACT-410 (Nicolet) dạng đĩa nén KBr; Phổ tử ngoại (UV-Vis) đo trên máy Jasco V-630.

Data và phân tích

Khối lượng mẫu phân tích được định lượng tỉ mỉ qua từng bước phân đoạn sắc ký. Dữ liệu phổ được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng Bruker TopSpin và MestReNova; các cấu trúc hóa học và sơ đồ tương tác không gian được mô phỏng trên ChemBioDraw Ultra. Độ chuẩn xác của cấu trúc được đối chứng chéo thông qua:

• Phân tích tương tác xa dị hạt nhân HMBC ($^2J_{\text{C-H}}$, $^3J_{\text{C-H}}$).
• Hiệu ứng Overhauser hạt nhân trong không gian NOESY để giải mã lập thể vị trí $\alpha/\beta$.
• Đối chiếu độ dịch chuyển hóa học ($\delta$, ppm) và hằng số tương tác spin-spin ($J$, Hz) với các công trình chuẩn mực quốc tế.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của tổng cộng 37 hợp chất từ 3 loài thực vật, trong đó có nhiều hợp chất mới và dẫn xuất quý hiếm:

1. Phân lập thành công 19 hợp chất từ lá cây Ngải rừng (Artemisia roxburghiana Bess.): Ký hiệu từ AR1 đến AR19, bao gồm các sesquiterpenoid độc đáo, flavonoid và dẫn xuất phenylpropanoid. Điển hình, cấu trúc sesquiterpene lactone mới AR3 và các dẫn xuất AR15, AR17 được giải mã hoàn chỉnh cấu hình không gian dựa trên phổ phân giải cao HR-ESI-MS và tương tác chọn lọc trên NOESY (Hình 4.1, 4.2, 4.3).
2. Xác định cấu trúc 13 hợp chất từ lá cây Thanh cao Bắc Bộ (Artemisia dubia Wall. forma tonkinensis Pamp.): Ký hiệu từ AD1 đến AD13, phát hiện các sesquiterpene lactone hiếm (như AD12) cùng các hợp chất phenolic chống oxy hóa cao. Tương tác NOESY và HMBC của AD12 (Hình 4.5) làm sáng tỏ cơ chế đóng vòng sesquiterpenoid đặc trưng cho loài này.
3. Phân lập 5 hợp chất chọn lọc từ thân rễ cây Nghệ Quảng Tây (Curcuma kwangsiensis S. Lee & C.F. Liang): Ký hiệu từ CK1 đến CK5, trong đó các hợp chất diarylheptanoid CK3, CK4, CK5 được định danh cấu trúc hóa học và cấu hình quang học chuẩn xác nhờ phổ UV, IR, CD, HR-ESI-MS và chuỗi phổ 2D NMR ($^1\text{H}$-$^1\text{H}$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY) (Hình 4.7 - 4.11).
4. Dữ liệu hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (Bảng 4.1): Các hợp chất tinh sạch được thử nghiệm in vitro trên các chủng vi khuẩn Gram (+) (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus), vi khuẩn Gram (-) (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) và vi nấm (Candida albicans, Aspergillus niger). Nhiều phân đoạn sesquiterpenoid và diarylheptanoid thể hiện giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ ức chế 50% (IC50) rất nhạy, tương đương với các chất đối chứng chuẩn.

Implications đa chiều

• Về mặt học thuật (Academic Advances): Bổ sung các bằng chứng hóa phân loại đắt giá cho phân họ Asteroideae và họ Zingiberaceae; giải quyết triệt để các đồng phân lập thể phức tạp mà các phương pháp phân tích thông thường trước đây không thể bóc tách.
• Về mặt y dược học và công nghệ (Biomedical & Pharmaceutical Applications): Các sesquiterpene lactone và diarylheptanoid phân lập được là những khung phân tử dẫn đường (lead compounds) vô cùng tiềm năng để nghiên cứu phát triển thuốc kháng khuẩn thế hệ mới, thuốc chống viêm và thuốc hỗ trợ điều trị ung thư.
• Bảo tồn và khai thác bền vững (Policy & Conservation): Đưa ra cơ sở khoa học xác đáng để quy hoạch, bảo tồn nguồn gen bản địa của các loài Artemisia và Curcuma quý hiếm tại vùng sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam.

Limitations và Future Research

Nhằm duy trì tính khách quan khoa học, luận án thẳng thắn chỉ ra 3 giới hạn chính:

1. Nghiên cứu chỉ tập trung vào các mẫu thực vật thu hái tại một số địa bàn sinh thái đặc thù miền Bắc vào mùa sinh trưởng cụ thể, chưa bao quát biến động hàm lượng chất theo mùa và theo các đai độ cao khác nhau.
2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất mới chủ yếu được sàng lọc in vitro trên mô hình kháng vi sinh vật kiểm định; chưa có điều kiện thử nghiệm in vivo sâu trên mô hình động vật hoặc đánh giá chi tiết cơ chế tác động lên đích phân tử (docking mô phỏng và ức chế enzyme đích).
3. Một số phân đoạn có hàm lượng chất cực thấp ($< 2$ mg), gây khó khăn cho việc thử nghiệm phổ hoạt tính sinh học đa mục tiêu (chống ung thư, kháng sốt rét, chống đái tháo đường).

Chương trình nghiên cứu 5-10 năm tới được định hướng:

• Hướng 1: Nghiên cứu bán tổng hợp (semi-synthesis) biến tính cấu trúc của các sesquiterpene lactone và diarylheptanoid chính nhằm tối ưu hóa hoạt tính sinh học và giảm độc tính tế bào.
• Hướng 2: Ứng dụng công nghệ metabolomics và LC-MS/MS định lượng nhanh các hoạt chất chỉ dấu trong các loài dược liệu họ Asteraceae và Zingiberaceae.
• Hướng 3: Đánh giá độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và dược động học (ADMET) trên mô hình in vivo.
• Hướng 4: Thiết lập mô hình nuôi cấy mô tế bào thực vật hoặc sinh tổng hợp nhân tạo (synthetic biology) để chủ động tạo nguồn hoạt chất quý mà không làm suy kiệt quần thể tự nhiên.

Tác động và ảnh hưởng

Công trình luận án mang lại những giá trị tác động sâu rộng:

• Tác động học thuật: Đóng góp trực tiếp vào kho tàng cơ sở dữ liệu phổ quốc tế (NMR/HR-MS Data) cho các hợp chất thiên nhiên từ Việt Nam; các phát hiện được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín, dự kiến thu hút trích dẫn cao trong các chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa thực vật (Phytochemistry) và Hóa sinh dược phẩm.
• Chuyển giao công nghiệp Dược liệu: Cung cấp quy trình chiết xuất và phân tách chuẩn hóa có thể chuyển giao cho các trung tâm R&D dược phẩm nhằm chuẩn hóa cao chiết và phát triển thực phẩm bảo vệ sức khỏe đạt chuẩn GACP-WHO.
• Ý nghĩa xã hội và môi trường: Nâng cao giá trị kinh tế của nguồn tài nguyên cây thuốc Việt Nam, thúc đẩy chuỗi giá trị nông nghiệp công nghệ cao và phát triển sinh kế bền vững cho đồng bào các vùng miền núi.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giới nghiên cứu học thuật: Tiếp cận quy trình thực nghiệm chuẩn mực về phân tách sắc ký đa cấp và phương pháp luận biện giải phổ 2D NMR, CD spectrometry phức tạp.
• Các nhà phân loại học và Hóa thực vật: Khai thác dữ liệu chỉ dấu phân tử phục vụ công tác phân loại và bảo tồn đa dạng sinh học chi Artemisia và Curcuma.
• Doanh nghiệp Dược phẩm & Viện R&D: Sử dụng các hợp chất phân lập tinh sạch làm chất chuẩn (reference standards) hoặc chất dẫn đường trong quy trình thiết kế thuốc mới.
• Cơ quan Quản lý Dược liệu & Y tế: Xây dựng chuyên luận Dược điển Việt Nam và các tiêu chuẩn kiểm nghiệm chất lượng nguồn nguyên liệu thuốc cổ truyền.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì?
Trả lời: Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất là việc mở rộng thuyết Chemotaxonomy và làm sâu sắc quy luật Sinh tổng hợp Isoprenoid thông qua việc giải mã thành công cấu trúc hóa lập thể tuyệt đối của chuỗi sesquiterpene lactone (AR3, AR15, AR17, AD12) và các diarylheptanoid dị cấu hình (CK3, CK4, CK5). Công trình chứng minh rằng các loài phụ và phân loài thích nghi ở điều kiện sinh thái nhiệt đới Việt Nam phát triển những con đường biến tính enzyme riêng biệt, tạo ra các khung phân tử có cấu hình lập thể độc nhất.

2. Đổi mới phương pháp luận nghiên cứu so với các công trình quốc tế trước đây?
Trả lời: So với công trình của Wen J. et al. (2010) [110] trên Artemisia anomala và Li J. et al. (2010, 2012) [57, 58] trên Curcuma kwangsiensis, luận án đã thiết lập quy trình làm giàu phân đoạn cực kỳ chặt chẽ bằng cách phối hợp sắc ký rây phân tử SEC (Sephadex LH-20) với chiết pha rắn pha đảo RP-SPE trước khi sắc ký cột tinh chế (Mini-C). Sự kết hợp đồng thời giữa phổ khối lượng siêu phân giải (+/-)-HR-ESI-MS và phổ phân cực tròn quang học (CD) cho phép xác lập cấu hình tuyệt đối tại mọi tâm bất đối mà không cần qua phương pháp tinh thể học tia X (X-ray crystallography) vốn đòi hỏi tinh thể đơn ngậm mẫu khó tạo.

3. Phát hiện thực nghiệm nào gây bất ngờ nhất?
Trả lời: Phát hiện bất ngờ nhất nằm ở sự phong phú bất thường của các dẫn xuất sesquiterpene lactone bị oxy hóa cao trong lá cây Ngải rừng (Artemisia roxburghiana), trái ngược với các nghiên cứu tinh dầu trước đó của Bhatt G. et al. (2009) [16] vốn cho rằng loài này chỉ chứa chủ yếu monoterpenoid dễ bay hơi và lượng sesquiterpenoid oxy hóa chiếm tỷ lệ không đáng kể. Hơn nữa, các diarylheptanoid phân lập từ Curcuma kwangsiensis tại Việt Nam thể hiện phổ phân cực và hoạt tính kháng nấm Candida albicans nổi trội hơn hẳn so với mẫu nghệ thu hái tại Trung Quốc.

4. Luận án có cung cấp đầy đủ giao thức tái lập thực nghiệm (Replication Protocol) không?
Trả lời: Toàn bộ quy trình thực nghiệm được mô tả chi tiết tuyệt đối trong Chương 2 và Chương 3: từ khối lượng mẫu thô ban đầu, thể tích và tỷ lệ dung môi chiết, thông số cột sắc ký (kích thước cột, loại hạt silica gel 40-63 μm, pha động gradient), nhiệt độ điểm nóng chảy (đ.n.c), dữ liệu phổ chi tiết ($\delta_{\text{H}}$, $\delta_{\text{C}}$, hằng số $J$, độ phân rã ion ESI-MS) cho đến 106 phụ lục phổ gốc (Phụ lục 1 đến 106), đảm bảo khả năng tái lập thực nghiệm 100% tại bất kỳ phòng thí nghiệm quốc tế nào.

5. Lộ trình nghiên cứu 10 năm được phác thảo ra sao?
Trả lời: Lộ trình 10 năm tập trung vào 3 giai đoạn: (1) 2015-2018: Bán tổng hợp hóa học tạo thư viện dẫn xuất từ các hợp chất chủ đạo AR3, AD12, CK3; (2) 2019-2022: Sàng lọc hoạt tính kháng ung thư, kháng virus và khảo sát cơ chế phân tử; (3) 2023-2025: Thử nghiệm tiền lâm sàng, xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất quy mô pilot phục vụ sản xuất dược phẩm.

Kết luận

1. Đã xây dựng hoàn chỉnh quy trình chiết xuất phân bố hai pha lỏng và phân tách sắc ký đa cấp hiện đại, phân lập tinh sạch thành công 37 hợp chất hữu cơ từ 3 loài cây Artemisia roxburghiana, Artemisia dubia forma tonkinensis (họ Asteraceae) và Curcuma kwangsiensis (họ Zingiberaceae).
2. Đã xác định chính xác cấu trúc hóa học và hóa lập thể của toàn bộ 37 hợp chất dựa trên tổ hợp phương pháp phổ tiên tiến: 1D/2D NMR ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY), HR-ESI-MS, CD, IR và UV; phát hiện nhiều hợp chất mới và dẫn xuất quý hiếm.
3. Đã thử nghiệm và thiết lập bộ dữ liệu định lượng về hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định in vitro (MIC, IC50) trên các chủng vi khuẩn Gram (+), Gram (-) và vi nấm chuẩn, xác định được các phân đoạn và hoạt chất có tiềm năng sinh học vượt trội.
4. Đóng góp dữ liệu khoa học nền tảng khẳng định giá trị hóa phân loại (chemotaxonomy) của các loài thuộc chi Artemisia và Curcuma phân bố tại Việt Nam, mở ra 3 hướng nghiên cứu mới về bán tổng hợp dẫn xuất, dược lý học phân tử và bảo tồn nguồn gen bản địa.
5. Luận án là công trình khoa học công phu, chuẩn mực, làm giàu thêm kho tàng hợp chất thiên nhiên Việt Nam và đặt nền móng vững chắc cho các nghiên cứu phát triển thuốc dẫn đường trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Thực vật là nguồn phong phú các hợp chất hữu cơ thiên nhiên với sự đa dạng về cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học. Các khung phân tử của các hợp chất thiên nhiên đƣợc sinh tổng hợp theo nhiều con đƣờng khác nhau, và sự sắp xếp của các nhóm chức và hóa lập thể của nhiều hợp chất này đƣợc cho là đã đƣợc thiên nhiên phát triển để tạo ra nhiều hoạt tính sinh học tối ƣu; tất cả đã tạo nên sự lý thú về hóa học của các hợp chất thiên nhiên từ thực vật và tầm quan trọng của các hợp chất này trong nghiên cứu hoạt chất sinh học nhằm ứng dụng vào thực tiễn. Phân tích, phân tách các hỗn hợp đƣợc chiết ra từ thực vật, phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất hữu cơ thiên nhiên tiếp tục đặt ra những nhiệm vụ mới cho các nhà nghiên cứu. Trên con đƣờng phát triển các dƣợc phẩm mới, các tác nhân có thể đƣợc phân lập từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên, bán tổng hợp hoặc tổng hợp toàn phần.

Theo thống kê gần 70% các thuốc đƣợc phép sử dụng hiện nay có nguồn gốc từ thiên nhiên, trong số đó một phần khá lớn từ thực vật và ít nhất có 119 hợp chất bắt nguồn từ 90 loài cây có thể đƣợc xem là thuốc quan trọng hiện nay đang đƣợc sử dụng ở một hay nhiều nƣớc [88]. Các tài liệu gần đây cho thấy 21 thuốc trên cơ sở các hợp chất thiên nhiên đã đƣợc đƣa ra thị trƣờng dƣợc phẩm thế giới trong khoảng thời gian từ năm 1998 đến năm 2004 [50]. Do đã đƣợc sử dụng trong y học dân gian để điều trị các bệnh nhiễm trùng từ lâu đời, các thực vật bậc cao đã cung cấp nhiều cấu trúc hóa học làm chất dẫn đƣờng để phát triển các thế hệ thuốc chống nhiễm trùng mới (chống sốt rét, kháng lao, kháng khuẩn, kháng nấm,…) [24, 29]. Hệ thực vật phong phú của Việt Nam với gần 11.000 loài thực vật bậc cao (theo dự đoán, con số này có thể lên tới 12.000 loài), trong số đó cây làm thuốc chiếm khoảng 26-30% [1, 3] tiếp tục là nguồn cung cấp các hợp chất thiên nhiên cho các nghiên cứu về hóa học, sinh học và dƣợc lý học.

Cùng với việc phát hiện các tác nhân chống nhiễm trùng gây ra bởi các vi khuẩn, vi rút, vi nấm gây bệnh và ký sinh trùng, các nghiên cứu định hƣớng nhằm phát hiện các hợp chất thiên nhiên có tác dụng chống oxi hóa cũng đang đƣợc giới khoa học quốc tế và trong nƣớc quan tâm. 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trong giới thực vật của Việt Nam, họ Cúc (Asteraceae, syn. Compositae) và họ Gừng (Zingiberaceae) thể hiện sự đa dạng sinh học cao; nhiều loài mới thuộc các chi của hai họ này tiếp tục đƣợc các nhà thực vật học phát hiện [3]. Sự phong phú về cấu trúc hóa học, đặc biệt là cấu trúc lập thể, đã đƣợc thể hiện trong các nghiên cứu hóa học về các hợp chất đƣợc phân lập từ các họ này, trong số đó nhiều chất thuộc về các lớp có cấu trúc tiềm năng cho các hoạt tính chống nhiễm trùng (kháng khuẩn, kháng nấm, chống sốt rét,…) và chống oxi hóa nhƣ các điarylheptanoit và flavonoit.

Các loài cây này cũng rất giàu các tecpenoit có hoạt tính sinh học, đặc biệt là các sesquitecpenoit. Do đó chúng là các đối tƣợng nghiên cứu phù hợp nhằm phát hiện các hợp chất sesquitecpenoit mới từ thực vật. Việc phát hiện ra các tác nhân điều trị quí giá nhƣ thuốc chống sốt rét artemisinin từ chi Artemisia và thuốc dự phòng ung thƣ curcumin từ chi Curcuma là động lực bắt đầu của nhiều nghiên cứu hóa học các cây của hai chi này. Trong một chƣơng trình nghiên cứu xây dựng thƣ viện mẫu các sesquitecpenoit và điarylheptanoit cho các thử nghiệm sinh học, hai chi Artemisia và Curcuma đã đƣợc chúng tôi lựa chọn cho các nghiên cứu hóa học.

Trong luận án này, chúng tôi lựa chọn ba loài cây thuộc họ Cúc (Asteraceae, syn. Compositae) và họ Gừng (Zingiberaceae), là những cây thuộc loại hiếm hoặc mới chỉ đƣợc phát hiện gần đây ở nƣớc ta và chƣa đƣợc nghiên cứu về thành phần hóa học làm đối tƣợng nghiên cứu: Artemisia dubia Wall. forma tonkinensis Pamp. (Asteraceae), Artemisia roxburghiana Bess.

(Asteraceae), và Curcuma kwangsiensis S. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập các hợp chất thành phần của ba loài cây đƣợc nghiên cứu, xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc và đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất chọn lọc. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án là: 1. Xây dựng qui trình chiết và điều chế các phần chiết.

Phân tích sắc kí các phần chiết, xây dựng các qui trình phân tách các phần chiết và phân lập các hợp chất thành phần. Xác định cấu trúc của các hợp chất phân lập đƣợc. 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất nhận đƣợc trong khuôn khổ luận án.

18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.2 THỰC VẬT HỌC, NGHIÊN CỨU HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC LOÀI ARTEMISIA (ASTERACEAE) 1.1 Vài nét về thực vật học chi Artemisia Họ Cúc (Asteraceae, syn. Compositae) là một họ thực vật có hoa hai lá mầm. Asteraceae là họ lớn thứ hai trong ngành Magnoliophyta, với khoảng 900- 1.000 loài đã đƣợc thống kê. Chi Artemisia (chi Ngải) là một chi lớn thuộc họ Cúc (Asteraceae) với khoảng 200-400 loài.

Chi này bao gồm các loại cây thân thảo hay thân bụi đƣợc biết đến nhờ tinh dầu đặc trƣng của chúng. Các thực vật này sinh trƣởng trong các khu vực nhiệt đới và ôn đới của Bắc bán cầu. Các loài Artemisia thƣờng ƣa sinh sống ở môi trƣờng khô hay bán khô. Lá của chúng tƣơng tự lá cây dƣơng xỉ và hầu hết có lông trắng nhỏ bao phủ.

Có khoảng 15 loài Ngải đã đƣợc biết đến tại Việt Nam nhƣ Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.), Ngải giấm (Artemisia tridentata Nutt.), Ngải đắng (Artemisia absinthium L.), Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.), Ngải lá kim hay Nhân trần hao (Artemisia capillaris Thunb.), Ngải Nhật (Artemisia japonica Thunb.), Ngải giun hay Thanh cao biển (Artemisia maritima L.), Ngải thơm hay Thanh hao lá hẹp (Artemisia dracunculus L.), Thanh cao Bắc Bộ hay Ngải đen (Artemisia dubia Wall var. longeracemosa forma tonkinensis Pamp.), Ngải cứu chổi (Artemisia scoparia Waldst.), Ngải chân vịt (Artemisia lactiflora Wall.), Thanh cao ngò (Artemisia apiacea Hance.2 Nghiên cứu hóa học chi Artemisia 1.1 Các hợp chất tecpenoit 1.1 Các monotecpen từ tinh dầu Các tecpen hiđrocacbon và dẫn xuất của chúng (các tecpenoit) có chứa trong tinh dầu của nhiều loài Artemisia. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu Artemisia incana từ Thổ Nhĩ Kỳ, Cetin B. và cộng sự bằng các phƣơng pháp GC và GC-MS đã xác định đƣợc 73 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hợp chất đặc trƣng chiếm 97,2% hàm lƣợng tinh dầu.

Các thành phần chủ yếu là camphor (1) (19%), borneol (2) (18,9%), 1,8-cineole (3) (14,5%), bornyl acetate (4) (7,8%), camphene (5) (4,9%), và -thujone (6) (4,8%) [20]. và cộng sự [109] đã nghiên cứu các hợp chất dễ bay hơi của các loài phụ (subspecies) tridentata và vaseyana của Artemisia tridentata. Các hợp chất đặc trƣng cho loài subsp. tridentata là methacrolein (7) và thujone; camphene, camphor, 1,8-cineole, và thujone đặc trƣng cho subsp.

và cộng sự [44] đã nghiên cứu thành phần tinh dầu đƣợc thu nhận bằng cách chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc phần trên mặt đất của Artemisia campestris var. glutinosa bằng GC và GC-MS và xác định đƣợc 51 thành phần. Các thành phần chính là γ-terpinene (8), capillene (9), 1-phenyl-2,4-pentadiyn-1- one (10), spathulenol (11), methyleugenol (12), p-cymene (13), và β-pinene (14). Thành phần hóa học của tinh dầu của 18 mẫu Artemisia herba-alba đƣợc thu thập tại vùng Nam Tunisia đã đƣợc xác định bằng GC và GC-MS; các thành phần chính là cineole, thujone, chrysanthenone (15), camphor, borneol, chrysanthenyl acetate (16), và sabinyl acetate (17) [76].

Tinh dầu của Artemisia capillaris cũng chứa một số thành phần chính tƣơng tự nhƣ các loài Artemisia khác là 1,8-cineole (13,75%), camphor (8,57%), và germacrene D (18) (10,41%); và các thành phần chính của tinh dầu Artemisia mongolica là α-pinene (19) (12,68%), germacrene D (8,36%), và γ-terpinene (8,17%) [63]. và cộng sự [31] đã phân lập đƣợc các monotecpen từ ba loài Artemisia là Artemisia tridentata ssp. spiciformis, Artemisia tridentata ssp. vaseyana và Artemisia cana ssp.

viscidula và xác định cấu trúc của chúng bằng các phƣơng pháp phổ. Tổng cộng có 26 monotecpen có cấu trúc không theo và theo qui tắc isopren đã đƣợc xác định. 2,2-Dimethyl-6-isopropenyl-2H-pyran (20), 2,3-dimethyl-6-isopropyl-4H-pyran (21), và 2-isopropenyl-5-methylhexa- trans-3,5-dien-1-ol (22) đã đƣợc phân lập từ cả A. Chất monotecpen không theo qui tắc 2,2-dimethyl-6- isopropenyl-2H-pyran có mạch cacbon tƣơng tự nhƣ chất tritecpen squalen.

Hai 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] monotecpen không theo qui tắc nữa, artemisiatrien (23) và trans-chrysanthemal (24) đã đƣợc phân lập từ A. viscidula; và lavandulol (25) đã đƣợc phân lập từ A. O O O OH O 1 2 3 4 5 O O H O 6 7 8 9 10 H O H OH O 11 12 13 14 O O O O O 15 16 17 18 OH H3C CH3 O O CH2 CH2 19 20 21 22 HO O H OH O OH H3C CH3 OH H CHO CH2 CH3 OH 23 24 25 26 Artemisia ordosica Krasch. phân bố rộng rãi ở các khu vực khô của Đông Á.

Phần trên mặt đất của cây này thƣờng đƣợc sử dụng trong y học dân gian của 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Mông Cổ để điều trị viêm thanh quản, viêm họng, xuất huyết, và viêm đa khớp dạng thấp. và cộng sự [49] đã phân lập đƣợc artemisioside (26), một monotecpen glucosit mới, từ phần trên mặt đất của Artemisia ordosica.2 Các sesquitecpen và sesquitecpen lacton Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Artemisia anomala Wen J. và cộng sự [110] đã phân lập đƣợc một guaianolid dimeric mới đƣợc đặt tên là artanomalide D (27) và một glaucolid mới đƣợc đặt tên là artanomalide A (28), một axit seco-guaiaretic mới acid artanomalic (29), hai guainolid mới artanomalide B (30) và artanomalide C (31), và năm sesquitecpen lacton đã biết là armexifolin (32), eudesmaafraglaucolide (33), seco-tanapartholide (34), 8-O- acetylarteminolide (35), và artanomaloide (36). R1 R2 R3 HO H O O O OH H O H O O O O O O O O O O O 27 R1=OH R2=OAc R3=Me 28 29 35 R1=OAc R2=Me R3=OH OH HO HO O H O O H O OH O O Cl O HO O O 30 31 32 O O OH OH O O H O O HO O O O O O O O O O O O 33 34 36 Trong một công trình nghiên cứu về các cây thuốc Trung Quốc [36], tám guaianolid mới (các artemdubolide A-H) và mƣời chín sesquitecpen lacton đã biết đã đƣợc phân lập từ Artemisia dubia.