Tách chiết, phân lập Cephalotaxine và Homoharringtonine từ cây Cephalotaxus

Tách chiết, phân lập Cephalotaxine và Homoharringtonine từ cây Cephalotaxus Trịnh Thái Hà Trường Đại học Khoa học Tư nhiên Luận văn ThS. Chuyên ngành: Hóa hữu cơ; Mã số: 60 44 01 14 Người hướng dẫn: GS.TSKH. Lưu Văn Bôi Năm bảo vệ: 2013 Abstract: Nghiên cứu này nhằm mục đích để tách chiết, phân lập cephalotaxine và homoharingtonine từ cây Cephalotaxus harringtonia bằng cách sử dụng kết hợp các phương pháp sắc ký cột và phương pháp phân tích hiện đại HPLC. Thứ nhất, nghiên cứu để đưa ra được quy trình tách chiết alkaloid thô và làm giàu các chất có hoạt tính sinh học từ cây Cephalotaxus harringtonia. Thứ hai, nghiên cứu để đưa ra chương trình HPLC để tách hiệu quả homoharringtonine và cephalotaxine trong mẫu thực vật. Thứ ba, nghiên cứu để định lượng được hàm lượng của các alkaloid nói trên trong thành phần của cây Cephalotaxus harringtonia. Keywords: Hóa hữu cơ; Hoạt tính sinh học; Thực vật Content MỞ ĐẦU Cephalotaxaceae là một họ các loài cây lá kim, với 3 chi và khoảng 20 loài. Cephalotaxaceae được phân bố nhiều ở các nước Đông Á, Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam, Thái Lan , ... Theo Sách đỏ Việt Nam, loài Cephalotaxaceae thường được tìm thấy ở Việt Nam là các cây lâu năm, phân bố chủ yếu ở khu vực miền núi của tỉnh Hà Tây (Ba Vì), Thanh Hóa (Lũng Văn), . Các nghiên cứu trên toàn thế giới đã chỉ ra một số alkaloid có hoạt tính chống ung thư được tìm thấy trong các cây thuộc họ này, Cephalotaxus harringtonia, Cephalotaxus hainanensis, Cephalotaxus wilsoniana ... Cephalotaxine là chất đứng đầu của nhóm alkaloid chiết xuất từ Cephalotaxus, được phân lập từ Cephalotaxus harringtonia. Nhóm này được quan tâm nhờ có hoạt tính sinh học đa dạng chống lại bệnh bạch cầu, kháng u và HIV. Các alkaloid tách từ cây Cephalotaxus, như là homoharringtonine và isohomo-harringtonine, đã được chứng minh rằng có tính chất ức chế sự khởi đầu của quá trình tổng hợp protein. Bên cạnh đó, homoharringtonine đã được nghiên cứu trong điều trị bệnh sốt rét và trong nhãn khoa. Một số quy trình tổng hợp các hợp chất này đã được đưa ra, tuy nhiên, chúng có nhược điểm là bao gồm nhiều bước và hiệu suất thấp. Do đó, việc tách chiết và phân lập các hoạt chất nói trên từ nguyên liệu thực vật và bán tổng hợp có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Nghiên cứu này nhằm mục đích để tách chiết, phân lập cephalotaxine và homoharingtonine từ cây Cephalotaxus harringtonia bằng cách sử dụng kết hợp các phương pháp sắc ký cột và phương pháp phân tích hiện đại HPLC. Thứ nhất, nghiên cứu để đưa ra được quy trình tách chiết alkaloid thô và làm giàu các chất có hoạt tính sinh học từ cây Cephalotaxus harringtonia. Thứ hai, nghiên cứu để đưa ra chương trình HPLC để tách hiệu quả homoharringtonine và cephalotaxine trong mẫu thực vật. Thứ ba, nghiên cứu để định lượng được hàm lượng của các alkaloid nói trên trong thành phần của cây Cephalotaxus harringtonia. Luận văn được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Hóa học hữu cơ III, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và khoa Công nghệ hóa học, Trường Đại học Osaka Prefecture Nhật Bản). Công trình được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài Nghị định thư Việt – Pháp, mã số 42/2011/HĐ-NĐT của Bộ KH&CN. References Tiếng Việt 1. Đặng Trường, Phan Văn Thăng (2012), “Phát hiện quần thể cây lá kim quý hiếm ở Khu BTTN Xuân Nha”, ( quy-hiem-o-khu-bttn-xuan-nha/) 2. Lê Trần Chấn, Trần Ngọc Ninh (2008), “Thêm hai loài thực vật quý hiếm lần đầu tiên phát hiện ở xã Thài Phìn Tủng (huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang)”, ( 3. Lưu Tường Bách (2012), “Một số thông tin về dự án Xác lập khu bảo tồn loài hạt trần quý hiếm tại xã Nam Động, huyện Quan Hóa”, ( tuc/15789/Mot-so-thong-tin-ve-du-an-Xac-lap-khu-bao-ton-loai/ 221.html) 4. Nguyễn Tiến Hiệp, Phan Kế Lộc, Nguyễn Đức Tố Lưu et al. (2008), “Thông Việt Nam, nghiên cứu hiện trạng và bảo tồn”, ( param=news&newsid=802). 5. Sách đỏ Việt Nam (Phần II. thực vật)(2007), NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, tr. 497. 6. Trịnh Duy Hưng (2011), “Phát hiện được quần thể cây hạt trần quý hiếm”, ( 113314.vnp) 7. Website Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013), “Sơn La: Phát hiện loài cây quý hiếm tại khu vực rừng dưới chân núi Pha Luông”, ( ESB124223). Tiếng Anh 8. Aweinreb, S. (1975), “Total synthesis of (±)-cephalotaxine”, J. Am. Chem. Soc., 97, 276- 281. 9. Awitman Gary (1952), “Behavior of alkaloid salt solutions on aluminum oxide columns”, Arch Pharm Ber Dtsch Pharm Ges., 22(9), 422-38. 10. Arboretum de Villardebelle, Cephalotaxus fortunei Gallery, ( tum.org /sp/CPfortunei.htm) 11. Baaske D. M., Heinstein P. (1977), “Cytotoxicity and cell cycle specificity of homoharringtonine”, Antimicrob Agents Chemother, 12, 298 – 300. 12. Batey, R.A., Simoncic, P.D., Lin, D., Smyj, R. P., Lough, A. J. (1999), Chem Comm, 651- 652. 13. Choi, Y. H., Yoo, K. P. , Kim, J. (2003), “HPLC-electrospray ionization-MS-MS analysis of Cephalotaxus harringtonia leaves and enhancement of the extraction efficiency of alkaloids therein by SFE”, J. Chromatogr. Sci., 41(2), 67-72. 14. Fanon, A., Page, C., and Schellvis, N. (1993), “A preliminary world list of threatened conifer taxa”, Biodiversity and Conservation, 2, 304-326. 15. Hagop, M., Kantarjian, M. D. et al (2001), “Homoharringtonin: History, current research, and future directions”, Cancer, 92, 6, 1591–1605. 16. Jalil Miah, M. A., Tomas Hudlicky, Josephine Reed, W. (1998), "Cephalotaxus Alkaloids", The alkaloids, 51, 199-264 17. Jian-Yuan Zhou, Dan-Lin Chen, Ze-Shuang Shen, et al (1990), “Effect of Homoharringtonine on Proliferation and Differentiation of Human Leukemic Cells in Vitro”, Cancer Res., 50, 2031-2035. 18. Kenji Kywayama, Jenji Tsujikawa, Hajime Miyaguchi et al (2005), “Effects of the various preparation procedures of Dragendorff reagent on sensitivity for thin layer chromatography”, Japanese Journal of forensic science and technology, 10(2), 127-133. 19. Lou Yinjun, Jin Jie, Xu Weilai, and Tong Xiangming (2004), “Homoharringtonin Mediates Myeloid Cell Apoptosis via Upregulation of Pro-apoptotic bax and Inducing Caspase-3- Mediated Cleavage of Poly(ADP-ribose) Polymerase (PARP)”, American Journal of Hematology, 76, 199–204. 20. Neidhart, J.A., Young, D.C., Kraut, E., et al (1986), “Phase I trial of homoharringtonin administered by prolonged continuou s infusion”, Cancer Res, 46, 967–969. 21. O’Brien, S., Kantarjian, H., Keating, M., et al (1995), “Homoharringtonin therapy induces responses in patients with chronic myelogenous leukemia in late chronic phase”, Blood, 86, 3322 – 3326. 22. Powell, R. G., Weisleder, D., and Smith, C. R. (1972), “Antitumor alkaloids from Cephalotaxus harringtonia: Structure and activity”, Journal of Pharmaceutical Science, 61(8), 1227-1230. 23. Powell, R.G., Weisleder, D., Smith, C.R., and Wolff, I. A. (1959), “Harringtonine, a tumor- inhibiting alkaloid from Cephalotaxus harringtonia”, Abstracts of papers, 158th National ACS Meeting, New York. 24. Richard Powell G. et al. (1974), “Isolation of antitumor alkaloids form Cephalotaxus harringtonia”, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 13 (2), 129–132. 25. Siebold, P. F. and Zuccarini, J. G. (1870), “Cephalotaxus, Flora Japonica (Volume Secundum)”, In horto sieboldiano acclimatationis dicto, Lugduni Batavorum, 66-67. 26. Tripp, K. E. (1995), “Cephalotaxus: The Plum Yews”, Arnoldia, 55, 25–39. 27. Wang, D. Z., Ma, G. E., Xu, R. S. (1992), “Studies on the alkaloids of Cephalotaxus. IX. Semi-synthesis of cephalotaxin esters and their anti-leukemic activity”, Yao Xue Xue Bao, 27(3), 178-84. 28. Whaun, J. M., Brown, N. D. (1990), “Treatment of chloroquine-resistant malaria with esters of cephalotaxine: homoharringtonine”, Ann Trop Med Parasitol, 84(3), 229-37. 29. Wikipedia, Acid-base extraction, ( extraction) 30. Won-Kyo Kim, Hee-Jeong Chae, and Jin-Hyun Kim (2010), “Microwave-assisted extraction of homoharringtonine from Cephalotaxus koreana”, Bioteachnology and Bioprocess Engineering, 15, 481-487. 31. Xue-Dong Lang, Jian-Rong Su, Shu-Gang Lu & Zhi-Jun Zhang (2013), “A taxonomic revision of the genus Cephalotaxus (Taxaceae)”, Phytotaxa, 84(1), 1-24. 32. Yi-He Ling, Michael T. Tseng and James I. Harty (1989), “Effects of Homoharringtonin on Protein Glycosylation in Human Bladder Carcinoma Cell T-24”, Cancer Res., 49, 76-80. 33. Zhong, S. B., Liu, W. C., Li, R. L., Ling, Y. Z., Li, C. H., Tu, G. Z., Ma, L. B., Hong, S. L. (1994), “Studies on semi-synthesis of cephalotaxin esters and correlation of their structures with antitumor activity”, Yao Xue Xue Bao, 29(1), 33-38.