Chương 1 TONG QUAN 1.1 THUC VAT HOC, NGHIEN CUU HOA HOC VA HOAT TINH SINH HOC CAC LOAI ALNUS VA BETULA (BETULACEAE) 1.1 Vài nét về thực vat học của chi Alnus và chi Betula [98] Ho Betulaceae có 6 chi với khoảng 150-200 loài. Trung Quốc là nước có đủ cả 6 chi với 89 loài, trong số đó có một chi và 56 loài đặc hữu. Các chi của họ Betulaceae gồm: Corylus, Ostryopsis, Carpinus, Ostrya, Alnus và Betula, trong đó Alnus và Betula là 2 chi lớn nhất trong họ. Chi Alnus có khoảng 40 loài.
Các loài Alnus được phân bố rộng khắp ở Bangladesh, Bhutan, Trung Quốc, An Độ, Nhật Ban, Han Quốc, Nepal, châu Âu, Bắc và Nam Mỹ. incana thường thay phô biến ở Bắc Au, A. viridis được tìm thấy chủ yếu ở vùng đồng cỏ của Thuy Sĩ (Alps), trong khi đó A. cordata lại tìm thấy ở miền nam và miền tây nước Y [52].
Alnus glutinosa xuất hiện phổ biến ở một số nước Bắc Phi và các nước có khí hậu ôn hoà ở châu Á, châu Âu [128]. Các loài Alnus nepalensis được phân bố rộng khắp từ Pakistan qua Nepan, Bhutan tới Vân Nam, tây nam Trung Quốc, Miến Điện và tới một phần Ấn Độ. Ở nước ta, cây mọc ở trong rừng khô vùng Sapa (Lào Cai). Các loài Alnus phổ biến là: A.
Chi Betula có khoảng 50-60 loài. Các loài Betula được phân bố rộng khắp ở Afghanistan, Trung Quốc, Nhật Bản, Kazakstan, Hàn Quốc, Kyrgyzstan, Mông Cổ, Nepal, Nga, Án Độ, châu Âu, Bắc và Nam Mỹ. pendula Roth (cáng lò bạc) và B. pubescens Ehrh được phân bố rộng rãi ở Scandinavia và Bắc Âu, trong khi B.
utilis lại được tìm thay ở Himalaya,. Ở Thổ Nhĩ Kỳ, có 5 loài Betula được phân bố ở phía đông và đông bắc, trong đó Betula litwinowii Doluch là một loài với đặc điểm là có vỏ thân cây có màu trắng hồng [38, 101, 150]. Một số loài Betula: B.2 Nghiên cứu hoa học chi Alnus Từ một số bộ phận như phấn hoa, hạt,. của loài Alnus glutinosa người ta đã phân lập được một số diarylheptanoit, flavonoit, sterol và các axit [52, 113, 115, 128, 135].
Năm 1978, 4,5'-dihydroxy-3'-metoxy stilben (1) đã lần đầu tiên được tìm thay từ chdi A. Từ hoa của A. pendula đã phân lập được axit alnustic và 7 tritecpenoit kiểu secodammaran, trong đó có ba chất được phân lập lần đầu tiên là 12-O-(2/-Ó-axetyl)- -D-xylopyranozit (2a), 12- O-(2-O-axetyl)- -D-glucopyranozit của axit alnustic (2b) và axit (20S)-20-hydroxy-24-metylen- 3,4-secodammar-4(28)-en-3-oic (3) [152, 153]. hirsuta cô chứa heptacosan, tetracosanol, lupenon, glutin-5-en-3-ol, hỗn hợp của ø- và /đ-amyrin, Ø-sitosterol và 1,7-diphenylheptan-3,5-diol [166].
Từ lá va vỏ thân Alnus hirsuta đã phân lập được 12 diarylheptanoit, 4 tritecpenoit, 3 flavonoit. Trong số các diarylheptanoit này đáng chú ý nhất là 2 hợp chất tách được từ lá là các chất lần đầu tiên được tìm thấy trong thực vật: (5R)-1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)-heptan-5-O-f- D-xylopyranozit (4a), (5R)-1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)heptan-5-O-$-D-glucopyranozit (4b) và một số hợp chất có cấu trúc lý thú như 4,17-dimetoxy-2-oxatricyclo[13. và cộng sự [94] đã phân lập được từ 14 Alnus hirsuta var. microphylla được 10 hợp chất là oregonin và 9 tanin.
Trong số các tanin, một ellagitannin được phân lập lần đầu tiên là hirsunin (7) cùng với các tannin đã biết khác. sibirica đã phan lập được 2 diarylheptanoit là (55S)-1,7-bis(3,4- dihydroxyphenyl)-5-hydroxyheptan-3-on (hirsutanonol) và (5$)-1,7-bis(3,4-dihydroxyphenyl)-5- (6-D-xylopyranozyloxy)heptan-3-on (oregonin) [95]. Wollenweber đã phân lập được từ chổi Alnus crispa, A. sinuata các flavonoit: quercetin và các dan xuất, các dẫn xuất của kaempferol, rhamnetin, isorhamnetin, rhamnazin, acacetin, salvigenin, các dẫn xuất metyl ete của apigenin, betuletol và genkwanin [175].
Từ loài Alnus japonica nguồn gốc Đức đã phân lập được trên 10 flavonoit, trong số đó chủ yếu là các dẫn xuất của kaempferol [166, 175]. japonica nhưng nguồn gốc Nhật Ban thì lại có thành phần chính là các tritecpenoit, diarylheptanoit và tanin còn flavonoit có phan it hon [22, 23, 56, 82, 88, 93, 124, 123]. Từ hoa cây này, người ta đã phân lập được 12 tritecpenoit và 3 diarylheptanoit, trong số đó có 6 tritecpenoit kiểu secodammaran được tim thấy lần đầu tiên với cấu trúc lý thú như axit (24E)-3,4- secodammara-4(28),20,24-trien-3,26-dioic (8), axit (20S,24S)-20,24-dihydroxy-3,4- secodammara-4(28),25-dien-3-oic (9), axit (23E)-(20S)-20,25-dihydroxy-3,4-secodammara- 4(28),23-dien-3-oic (10a), axit (23E)-(20S)-20,25,26-trihydrox y-3,4-secodammara-4(28),23-dien-3-oic (10b) [22, 23]. Từ lá của cây này lại thu được 8 diarylheptanoit, 3 flavonoit va 14 tanin thủy phân, trong số đó, đáng ké nhất là 3 điarylheptanoit được phân lập lần đầu tiên: 1-(3,4-dihydroxyphenyl)- 5-hydroxy-7-(4-hydroxyphenyl)-3-heptanon-5-Ó-Ø-D-xylopyranozIt (11a), 1,7-bis-(3,4- dihydroxyphenyl)-5-hydroxy-3-heptanon-5-O-[2-(2-metylbutenoyl)]-6-D-xylopyranozit (11b) va 1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)-5-metoxy-3-heptanon (11e) cùng với hai tanin thủy phân cũng lần đầu tiên được phát hiện là alnusjaponin A (12) và alnusjaponin B (13) [88, 93].
Loài Alnus japonica Steudel. nguồn gốc Nhật bản, Hàn Quốc ngoài thành phần chính là các diarylheptanoit, tritecpenoit còn có thêm một số lớp chất khác [56, 82, 124, 123]. Từ gỗ của cây này đã phân lập được 7 diarylheptanoit, trong số đó có 5 chất có cấu trúc vòng biarylheptanoit, 4 hợp chat phenolic, 4 steroit và 3 tritecpenoit [124]. Từ vỏ thân của cây này cũng đã phân lập được 14 diarylheptanoit va 2 flavonoit, trong số đó 1,7-bis-(3,4-dihydroxyphenyl)5-hydroxyheptan-3-Ó- Ø-D-xylopyranozit (14) là một diarylheptanoit glycozit mới được phân lập lần đầu tiên [56, 82] và hai diarylheptanoit vòng hiếm thấy, mới được phân lập từ chi Alnus là oregonoyl A (15) và oregonoyl B (16) [123].
Thanh phan hóa học chủ yếu của A. sieboldiana là các tritecpenoit và tanin còn diarylheptanoit và flavonoit lại rat ít [23, 65, 142]. Từ hoa của A. sieboldiana đã phân lập được 14 tritecpenoit và 1 diarylheptanoit, trong số đó thành phần tritecpenoit chủ yếu là axit alnustic và các dẫn xuất 12-O-glycozit của axit alnustic [23, 142].
Từ lá của loài này người ta đã phân lập được 2 flavonoit và 10 tanin thủy phân, trong số đó có hai ellagitannin được phân lập lần đầu tiên là alnusnin A (17a) và alnusnin B (17b) [65]. va cộng sự đã phân lập được từ hoa A. serrulatoides 18 hợp chất gồm 13 tritecpenoit và 5 diarylheptanoit [23]. 10 Từ lá, hoa, chdi A.
và cộng sự [162] đã phân lập được 12 hợp chất thuộc nhiều lớp chất khác nhau như diarylheptanoit, flavonoit, stilbenoit, sesquitecpenoit và phenanthren, trong sỐ đó, 1,7-diphenyl-hept-3-en-5-on (18) và 2,3,4-trimetoxyphenanthren (19) là hai hợp chất lần đầu tiên được phân lập. Vỏ Alnus rubra Bong. đã được nghiên cứu và từ vỏ này đã phân lập được 4 diarylheptanoit, trong số đó một chat lần đầu tiên được phân lập là (S)-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)- heptan-3-on-5-Ó-Ø-D-xylopyranozit (20) [32]. Nhận xét Thanh phần hoá học của các loài Alnus rất đa dang, bao gồm nhiều lớp chất như diarylheptanoit, tritecpenoit, flavonoit, phenylpropanoit va các dẫn xuất của stilben.
Tuy nhiên, lớp chất đặc trưng nhất của chỉ này lại là các điarylheptanoit và các glycozit của chúng. Ngoài ra, tanin cũng là một thành phần quan trọng của một số loài Alnus. Các hợp chất này được phân bố ở hau hết các bộ phận của cây như lá, cuống hoa, phan hoa, hat, chéi, gỗ, cành, vỏ,. Một số loai có thành phần phong phú va đa dang ca về số lượng chất cũng như số lớp chất là Alnus hirsuta, A.
Các diarylheptanoit có mặt chủ yếu trong các loài này. Các loài có tecpenoit là thành phần chính gồm A. sieboldiana, Alnus serrulatoides, A. Loài chứa nhiều tanin là A.
Dưới đây là công thức hoá học của một số hợp chất đã phân lập được từ chi Alnus. 2a R=2'-OAc-#D-pyr 1 2b R=2-OAc-#D-glc 3 11 \ O O - Xyl -®—coumaroyl c HơZ SS ya : ` é=o © wR 6 7 HO OH HO OH aKCHạR OH 10a R=H 10b R=OH HO. S ° | OH — Oh *TC le) HƠZ AC fe) Sawant HO. Z CT A o~ lo | OH HO.
| o “So How SS | | one OH HO 0 fe) HO. G a Ï le) ww*OH | o Ð Hơ SS O=C CO HO — HO. \ / / À OH 11a R'=B-D-Xyl, R?=H 11b R†1=B-D-Xyl2-CO-C„Hạ, R?=OH HO OH HO OH 11c R'=CH3, R?=OH 12 15_ R=Xyl 2 coumaroyl 16 R=Xyl-2feruloyl 12 Meo 6 HO COOH HO fe) 5 MeO. 1 3NZ 7 o OH I ` MeO HO O—CH, 0 18 19 HO i RÍ le) * > HO \ O=C C=O R lo O-Xyl HO HO / Noy 6 1 3 5 7 6 4 4 17a R'=0G, R°=H HO OH 17b R'-R^H,OH HO HO OH OH 20 1.3 Nghiên cứu hoạt tính sinh hoc các loài Alnus Các tritecpenoit và diarylheptanoit được phân lập từ Alnus firma S.
thé hiện hoạt tính ức chế sự sao chép của virut HIV-1 và kiểm soát các enzym thiết yếu của virut này. Dịch chiết metanol từ lá A. firma có khả năng ức chế mạnh tác dụng gây bệnh tế bao gây ra bởi HIV-1 trong các tế bào MT-4 với nồng độ tối thiểu dé ức chế được hoàn toàn là IC = 50 pg/ml. Metyl alnustat phân lập được từ cây này có hoạt tính ức chế sự phát triển của virut HIV-1 với ICzg= 15,8 WM.
Các chất quercetin, quercitrin và myricetin 3-Ó-Ø-D-galactopyranozit thé hiện hoạt tính chống HIV-1 với các giá trị ICso đều bằng 60 uM [184]. hirsuta có chứa các thành phan thé hiện các hoạt tính chống khối u và chống oxi hóa mạnh [33, 36, 69]. Các diarylheptanoit phân lập được từ vỏ cây A. hirsuta Turcz có khả năng ức chế rõ rệt sự sinh tong hợp melanin trong các tế bào u melanin B16 với các nồng độ 2,5; 5; 10 và 20 ug/ml [33].
Sáu hợp chất phenolic phân lập từ lá cây A. đều thé hiện khả năng ức chế sự peoxi hóa lipit của ty lap thé với các giá trị ICsọ từ 8,0-173,6 uM, trong số đó, hirsutanonol, hirsutenon va quercetin có khả năng dọn gốc tự do mạnh với giá tri ICsọ là 18,3 + 2,5; 157 + 3,8 va 23,5 + 3,1 uM [36]. Hai diarylheptanoit vòng là 4,17-dimetoxy 2- oxatricyclo[13.1°” Jeicosa-3,5,7(20),15,17,18-hexaen-10,16-diol va 17-metoxy-2- oxatrixyclo[13. 1*”]eicosa-3,5/7(20),15,17,18-hexaen-10-on-4,16-diol được phát hiện là có hoạt tính ức chế mạnh sự hoạt hoá nhân tố cam ứng sự giảm oxy mô HIF-1 (hypoxia-inducible factor-1) 13 trong các tế bào AGS với các giá trị ICsọ lần lượt là 11,2 va 12,3 1M.
Ở nồng độ ức chế hiệu qua HIF-1, hai chất nay không gây độc đáng ké đối với các tế bào AGS và sẽ là hai ứng viên chống ung thu mới thông qua hoạt tính cảm ứng sự giảm oxy mô HIF-1 [69]. Lee va cộng sự [95] hai diarylheptanoit, oregonin và hisutanonol được phan lập từ vỏ cây Alnus hirsuta var. sibirica đều có tác dung ức chế mạnh sự biểu hiện của xyclooxygenaza-2 (COX-2) gây ra bởi 12-O-tetradecanoylphorbol-13-axetat (TPA) trong các tế bào biểu mô vú ở người MCF-10A. Pedunculagin, một ellagitannin được phân lập từ A.
microphylla được thử hoạt tính chống khối u in vitro và in vivo [30]. In vitro, pedunculagin thể hiện tác dung độc hại tế bào phụ thuộc liều lượng đối với các dòng tế bào bệnh bạch cầu mạn tính tạo nên ở tuỷ xương của người (K-562), bệnh bạch cầu tiền tủy bào ở người (HL-60), khối u dạng bạch huyết ở chuột nhắt (P388), bệnh bạch cầu lympho bào ở chuột nhất (L1210) và sarcoma 180 ở chuột nhat (S180); dòng tế bao nhạy cảm nhất là HL-60. Jn vivo, ở chuột nhat pedunculagin thé hiện hoạt tính chống khối u và tỷ lệ T/C (%) của nó là 120,82%. Nhiều diarylheptanoit phân lập được từ loài A.