Nghiên cứu thành phần hóa học loài hải miên rhabdastrella providentiae

Tạp chí Hóa học, 2018, 56(1), 81-85 Bài nghiên cứu DOI: 10.15625/vjc.2018-0009 Nghiên cứu thành phần hóa học lồi hải miên Rhabdastrella providentiae Dương Thị Dung1,2, Đan Thị Thúy Hằng1, Phạm Hải Yến1, Nguyễn Xuân Nhiệm1, Trần Hồng Quang1, Bùi Hữu Tài1,2, Phan Văn Kiệm1,2* Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Đến Tịa soạn 15-11-2017; Chấp nhận đăng 15-02-2018 Abstract Primary chemical investigation on the sponge Rhabdastrella providentiae resulted in the isolation of four nonepolar constituents, including jaspiferin A (1), globostelletin D (2), mollisolactone A (3), and gibepyrone F (4) Their chemical structures were elucidated by HR-ESI-MS, 1D-, 2D-NMR spectra, as well as in comparison with those reported in the literature This is the first report of those compounds from the sponge R providentiae Keywords Rhabdastrella providentiae, jaspiferin A, globostelletin D, mollisolactone A, gibepyrone F M THỰC NGHIỆM Giống hải miên Rhabdastrella phát có khoảng 19 lồi, chủ yếu sinh sống rặng san hô thuộc vùng biển nhiệt đới châu Á.[1] Các loài hải miên thuộc giống Rhabdastrella thường có màu sắc sặc sỡ dễ phát hiện, thể mềm Tuy chúng lại có khả tự bảo vệ gần không bị công sinh vật biển khác Với đặc điểm này, loài hải miên Rhabdastrella hy vọng sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp thú vị đánh giá nguồn cung cấp hợp chất thứ cấp hứa hẹn cho nghiên cứu phát triển thuốc Nghiên cứu hóa học hải miên giống Rhabdastrella thực loài R globostellata Trên 30 hợp chất có dạng triterpene khung isomalabaricane cơng bố từ lồi R Globostellata.[1] Các hợp chất cơng bố có hoạt tính gây độc tế bào ung thư triển vọng Một số hợp chất có tác dụng chọn lọc số dòng tế bào ung thư định dòng tế bào ung thư máu (HL-60), ung thư vú (MDA-MB-423), ung thư cổ tử cung (HeLa) Cơ chế gây độc tế bào ung thư hợp chất isomalabaricane cho thấy dựa tác dụng thúc đẩy q trình apoptosis[2] hay làm tăng bền hóa liên kết enzym ADN polymerase β với AND.[3] Góp phần làm rõ thành phần hóa học lồi hải miên giống Rhabdastrella, báo công bố số kết nghiên cứu ban đầu thành phần hóa học loài hải miên R providentiae 81 Wiley Online Library 2.1 Mẫu hải miên Mẫu hải miên Rhabdastrella providentiae (Dendy, 1916) thu rặng san hô thuộc vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Trị vào tháng năm 2016 Tên khoa học mẫu xác định GS.TS Đỗ Công Thung, Viện Tài nguyên Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam (VAST) Mẫu tiêu (HM06.2016-01) lưu giữ Viện Hóa sinh biển, VAST 2.2 Hóa chất thiết bị Sắc ký lớp mỏng (TLC): Thực mỏng tráng sẵn DC-Alufolien 60 F254 (Merck 1,05715), RP18 F254S (Merck); phát vết chất đèn tử ngoại hai bước sóng 254 nm 365 nm dùng thuốc thử dung dịch H2SO4 10 % phun lên mỏng, sấy khơ hơ nóng từ từ đến màu Sắc ký cột (CC): Được tiến hành với chất hấp phụ silica gel pha đảo RP-18 Silica gel có cỡ hạt 0,040-0,063 mm (240-430 mesh) pha đảo RP-18 (120 m, YMC) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Đo máy Bruker AM500 Viện Hóa học Phổ khối lượng phân giải cao: Đo máy AGILENT 6530 Accurate Mass QTOF LC/MS © 2018 Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim Tạp chí Hóa học Phan Văn Kiệm cộng Viện Hóa sinh biển Hình 1: Cấu trúc hố học hợp chất 1-4 2.3 Phân lập hợp chất Mẫu hải miên R providentiae tươi (30 kg) rửa để loại bỏ muối, ngâm chiết siêu âm với MeOH (3 lần 50 lít, lần 10h), loại bỏ dung mơi áp suất giảm thu 420 g cặn MeOH Cặn dịch phân bố lít nước chiết dung mơi dichloromethane (3 lần  lít) thu cặn chiết dichloromethane (200,0 g) Cặn chiết dichloromethane đưa lên cột sắc ký silica gel rửa giải với hệ dung môi methanol /dichloromethane (0-100 % methanol) thu phân đoạn ký hiệu RPD1-RPD4 Phân đoạn RPD3 tiếp tục phân tách cột sắc kí silica gel sử dụng hệ dung môi rửa giải n-hexane/acetone (3/1, v/v) thu bốn phân đoạn ký hiệu RPD3ARPD3D Tiến hành chạy sắc ký cột phân đoạn RPD3B sử dụng chất hấp phụ silica gel giải hấp hệ dung môi dichloromethane/ethyl acetate (5/1, v/v) thu ba phân đoạn nhỏ RPD3B1 RPD3B3 Tinh chế phân đoạn RPD3B2 cột sắc ký sử dụng chất hấp phụ silica gel giải hấp với hệ dung môi n-hexane/ethyl acetate (3/1, v/v) thu hợp chất (19 mg) Hợp chất (15 mg) phân lập từ phân đoạn RPD3B3 sắc ký cột sử dụng chất hấp phụ pha đảo giải hấp hệ dung môi acetone/nước (3/1, v/v) Phân đoạn RPD3C trước tiên phân tách cột sắc ký silica gel, rửa giải với hệ dung mơi dichloromethane/acetone (20/1, v/v) sau tinh chế cột sắc ký pha đảo, rửa giải với hệ dung môi acetone/nước (4/1, v/v) thu hai hợp chất (26 mg) (21 mg) Jaspiferin A (1): dạng dầu màu vàng nhạt; HRESI-MS: m/z 321,2057 [M+H]+ (tính tốn cho cơng thức C19H29O4, 321,2066); 343,1879 [M+Na]+ (tính tốn cho công thức C19H28O4Na, 343,1885) H-NMR (500 MHz, CDCl3) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3), xem bảng Globostelletin D (2): dạng dầu màu vàng nhạt; HR-ESI-MS: m/z 343,2270 [M+H]+ (tính tốn cho cơng thức C22H31O3, 343,2273); 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3), xem bảng Mollisolactone A (3): dạng dầu khơng màu HR-ESI-MS: m/z 155,0702 [M+H]+ (tính tốn cho cơng thức C8H11O3, 155,0708); 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) H: 7,16 ( br s, H-3), 5,28 (m, H-4), 2,99 (dd, J = 6,5, 17,5 Hz, H-5b), 2,65 (dd, J = 7,0, 17,5 Hz, H-5a), 2,22 (s, H-8), 1,92 (s, H-7); 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) C: 204,4 (C-6), 173,6 (C-1), 148,3 (C3), 130,2 (C-2), 76,6 (C-4), 46,5 (C-5), 30,5 (C-7), 10,6 (C-8) Gibepyrone F (4): dạng dầu không màu HRESI-MS: m/z 153,0546 [M+H]+ (tính tốn cho cơng thức C8H9O3, 153,0552); 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) H: 7,25 (dq, J = 1,0, 6,5 Hz, H-3), 6,96 (d, J = 6,5 Hz, H-4), 2,52 (s, H-7), 2,20 (d, J = 1,0 Hz, H8); 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) C: 191,4 (C-6), 161,3 (C-1), 153,3 (C-5), 137,9 (C-3), 132,0 (C-2), 107,1 (C-4), 25,8 (C-7), 17,5 (C-8) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN dầu màu vàng nhạt Trên phổ khối lượng phân giải cao nhận thấy xuất cặp pic ion giả phân tử m/z 321,2057 [M+H]+ 343,1879 [M+Na]+ với kiện phổ 13 C-NMR cho phép xác định công thức phân tử chất C19H28O4 (tính tốn lý thuyết cho cơng thức C19H29O4: 321,2066; cho công thức C19H28O4Na: 343,1885) Trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton nhận thấy xuất tín hiệu nhóm methyl dạng singlet H 2,29, 1,22, 1,10, 1,05 0,87; tín hiệu proton nhóm methin liên kết với oxy H 4,28 Phổ 13C-NMR nhận thấy xuất tín hiệu 19 carbon bao gồm tín hiệu nhóm C=O C 217,8, 206,0, 169,2; carbon methin liên kết với oxy C 92,6; 15 carbon dạng lai hóa sp3 khác vùng C 19,246,8 Các tín hiệu proton carbon với số liên kết đơi tương đương tính ứng với cơng thức phân tử (Δ = 6) cho phép xác định hợp © 2018 Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 82 Bài nghiên cứu Nghiên cứu thành phần hóa học… 1, chất tham khảo STT # a a,b 33,3 31,8 33,4 33,3 C a) C 10 11 218,0 217,8 46,8 46,8 46,6 46,6 19,2 18,5 37,0 33,0 34,5 35,1 44,7 44,7 35,1 35,6 28,0 28,0 12 13 14 15 16 17 18 19 28 29 30 171,0 169,2 92,6 92,6 206,0 206,0 28,7 28,7 22,8 22,8 29,0 29,0 19,6 19,6 18,5 19,2 (mult., J in Hz) 1,52 (m) 2,02 (ddd, 3,5, 10,0, 12,5) 2,39 (ddd, 4,0, 10,0, 13,5) 2,68 (m) 2,06 (dd, 1,0, 13,0) 1,39 (m)/ 1,59 (m) 1,56 (m)/ 2,26 (m) 1,80 (dd, 6,5, 13,0) 2,56 (dd, 13,0, 18,5) 2,62 (dd, 6,5, 18,5) 4,28 (s) 2,29 (s) 0,87 (s) 1,10 (s) 1,05 (s) 1,22 (s) a,c H đo CDCl3, b)125 MHz, c)500 MHz, # C chất có cấu trúc hóa học bao gồm vịng no nhóm C=O (hình 1) Các tín hiệu cộng hưởng proton liên kết với carbon hợp chất xác định dựa phân tích phổ tương tác hai chiều dị hạt nhân thông qua liên kết HSQC đưa Bảng Tiếp đó, proton gần xác định dựa phân tích phổ COSY bao gồm a,b 31,3 31,4 33,3 33,3 219,5 46,8 45,4 19,5 36,6 38,7 47,6 34,8 38,7 218,6 46,8 45,4 19,6 36,7 45,1 47,7 34,9 36,6 (mult., J in Hz) 1,53 (m) 2,15 (m) 2,41 (m) 2,74 (m) 2,39 (br d, 12,0) 1,54 (m)/ 1,66 (m) 2,12 (m) 1,92 (dd, 8,5, 13,5) 2,30 (m) 206,8 152,2 138,9 150,7 132,6 194,9 15,9 23,5 19,3 29,0 24,3 206,2 151,4 138,9 150,8 132,6 194,9 16,0 23,5 19,4 29,2 26,4 8,82 (d, 16,0) 6,39 (dd, 7,5, 16,0) 9,70 (d, 7,5) 2,06 (s) 0,89 (s) 1,07 (s) 1,13 (s) 1,43 (s) C jaspiferin A[4], % Hình 2: Một số tương tác HMBC, COSY, NOESY hợp chất 1-2 a % C C a,c H globostelletin D[2] chuỗi tương tác H-1 ( H 1,52; 2,02)/H-2 ( H 2,39; 2,68), H-5 ( H 2,06)/H-6 ( H 1,39; 1,59)/H-7 ( H 1,56; 2,26), H-9 ( H 1,80)/H-11 ( H 2,56, 2,62) Đồng thời liên kết mảnh cấu trúc thiết lập dựa tương tác HMBC bao gồm H-16 ( H 0,87)/C-1 ( C 31,8), C-5 ( C 46,6), C9 ( C 44,7), C-10 ( C 35,6); H-19 ( H 1,22)/C-7 ( C 33,0), C-8 ( C 35,1), C-9 ( C 44,7), C-13 ( C 92,6); H-17 ( H 1,10), H-18 ( H 1,05)/C-5 ( C 46,6) Các tín hiệu carbon cộng hưởng trường thấp C-3 ( C 217,8), C-12 ( C 169,2), tương tác HMBC H-17 ( H 1,10), H-18 ( H 1,05)/C-3; H-11 ( H 2,56; 2,62)/C-12 khẳng định vị trí hai nhóm C=O C-3 C-12 (hình 2) Mặt khác tương tác HMBC proton oxymethin H-13 ( H 4,28) với carbon C12 cho phép xác nhận hình thành vịng lacton C-12 C-13 Sự có mặt nhóm Cacetyl C-13 khẳng định nhờ tương tác HMBC H-15 ( H 2,29)/C-14 ( C 206,0), C-13 ( C 92,6) Hóa học lập thể hợp chất tiếp thiết lập nhờ tương tác khơng gian nhận phổ NOESY (hình 2) Các tương tác NOE © 2018 Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 83 Tạp chí Hóa học gồm H-16 ( H 0,87)/H-18 ( H 1,05), H-9 ( H 1,80); H-9/ H-13 ( H 4,28) cho phép xác định vị trí tương đối beta C-16, C-18, H-11, H-13 Qua cho thấy nhóm C-acetyl C-13 chiếm vị trí tương đối alpha Hơn tương tác NOE H-5 ( H 2,06)/ H-17 ( H 1,10), H-19 ( H 1,22) cho phép xác định vị trí tương đối alpha C-17, H-5, C-19 Như cấu trúc hóa học hợp chất thiết lập Hợp chất có tên gọi jaspiferin A có cơng bố phân lập từ lồi hải miên Jaspis stellifera[4] Các số liệu phổ NMR hợp chất hồn tồn phù hợp với số liệu cơng bố hợp chất jaspiferin A ngoại trừ sai khác C-7 (bảng 1) Tuy nhiên, cấu trúc hóa học giá trị phổ 13C-NMR C-7 hợp chất khẳng định lại dựa phân tích phổ hai chiều Cho đến nay, chưa có thêm cơng bố khác hóa học hay hoạt tính sinh học hợp chất jaspiferin A Hợp chất nhận dạng dầu, màu vàng nhạt Công thức phân tử xác định C22H32O3 dựa phân tích phổ khối lượng phân giải cao với xuất pic ion giả phân tử m/z 343,2270 [M+H]+ (tính tốn cho cơng thức C22H31O3, 343,2273) Phân tích phổ 1H 13C-NMR hợp chất nhận thấy tương đồng với hợp chất tín hiệu cộng hưởng từ C-1 tới C-10 (bảng 1) cho phép dự đoán hai hợp chất có phần cấu trúc tương tự từ C-1 tới C-10 (hình 1) Khác với hợp chất 1, tín hiệu phổ 1H-NMR lại cho thấy có xuất mảnh cấu trúc dạng aldehit α,β-không no H/ C 9,70 (d, J = 7,5 Hz, H-17)/194,9 (C-17), 6,39 (dd; J = 7,5; 16,0 Hz; H-16)/132,6 (C-16), 8,82 (d; J = 16,0 Hz; H-15)/ 150,8 (C-15) Tiếp tương tác HMBC từ H-18 ( H 2,06) tới C-15, C-14 ( C 138,9), C-13 ( C 151,4) cho thấy phần mạch nhánh liên kết C-13 thông qua liên kết đôi C-C C-13/C-14 Hơn giá trị độ chuyển dịch hóa học trường thấp C-12 ( C 206,2) cho thấy có mặt nhóm chức xeton C-12 thay cho nhóm carboxyl lactone hợp chất Như vậy, hợp chất 2, C-13 liên kết trực tiếp với C-12 để hình thành cấu trúc vịng cạnh Hóa lập thể hợp chất thiết lập dựa phân tích phổ NOESY (hình 2) Hóa lập thể phần cấu trúc ba vòng ngưng tụ 6,6,5 tricyclic xác định trans-syn-trans tương tự với hợp chất tương tác NOE gồm H-19 ( H 0,89)/H-9 ( H 1,92) H-5 ( H 2,39)/H-30 ( H 1,43) Trong đó, cấu hình liên kết đơi C-13/C-14 C-15/C16 xác định 13Z 15E tương tác NOE từ H-30 ( H 1,43) tới H-18 ( H 2,06) từ H18 tới H-16 ( H 6,39) Mặt khác, cấu hình 15E hồn toàn phù hợp với độ lớn số tương tác JH-15/H-16 = 16,0 Hz Như vậy, cấu trúc hóa học Phan Văn Kiệm cộng hợp chất xác định globostelletin D Hợp chất cơng bố phân lập từ lồi hải miên R globostellata.[2] Tuy nhiên, cơng trình tác giả phân lập dạng hỗn hợp hai đồng phân 13E 13Z Các số liệu phổ NMR công bố dạng hỗn hợp Trong báo này, globostelletin D tinh chế số giá trị phổ NMR globostelletin D C-7, C-8, C-11, C-30 quy kết lại bảng Hai hợp chất lại xác định mollisolactone A (3)[5] and gibepyrone F (4)[6] dựa phù hợp hoàn toàn số liệu phổ NMR so với số liệu cơng bố trước (hình 1) Công thức phân tử chúng khẳng định lại phân tích phổ khối lượng phân giải cao Hợp chất mollisolactone A phân lập từ loài san hô mềm Sinularia mollis Hợp chất thể tác dụng gây độc tế bào mức độ trung bình dịng tế bào A-459, HT-29, P-388 với giá trị EC50 khoảng 52-58 µg/mL.[5] Trong đó, hợp chất gibepyrone F phát hợp chất có tác dụng kháng vi sinh vật phân lập từ số loài hải miên Jaspis stellifera, Stelletta tenuis hay từ loài vi nấm Gibberella fujikuroi.[4,6] KẾT LUẬN Từ dịch chiết dichlomethane loài hải miên R providentiae phân lập hợp chất gồm jaspiferin A (1), globostelletin D (2), mollisolactone A (3), and gibepyrone F (4) Đây công bố phân lập hợp chất từ loài R providentiae Đặc biệt, cấu trúc hóa học giá trị phổ 13C-NMR C-7 hợp chất jaspiferin A khẳng định lại dựa phân tích phổ hai chiều Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam đề tài mã số VAST.TĐ.DLB.01/16-18 TÀI LIỆU THAM KHẢO F Lv, M Xu, Z Deng, N.J de Voogd, R.W.M van Soest, P Proksch, W Lin Rhabdastrellins A-F, isomalabaricane triterpenes from the marine sponge Rhabdastrella aff Distincta, J Nat Prod., 2008, 71, 1738-1741 J Li, B Xu, J Cui, Z Deng, N.J de Voogd, P Proksch, W Lin, Globostelletins A–I, cytotoxic isomalabaricane derivatives from the marine sponge Rhabdastrella globostellata, Bioorg Med Chem., 2010, 18, 4639-4647 J A Clement, M Li, S M Hecht, D G I Kingston, Bioactive isomalabaricane triterpenoids from Rhabdastrella globostellata that stabilize the binding © 2018 Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 84 Bài nghiên cứu Nghiên cứu thành phần hóa học… of DNA polymerase β to DNA, J Nat Prod., 2006, 69, 373-376 S Tang, R Xu, W Lin, H Duan, Jaspiferin A and B: two new secondary metabolites from the South China Sea sponge Jaspis stellifera, Rec Nat Prod., 2012, 6, 398-401 S Y Cheng, S K Wang, Y H Ou, C Y Duh, Mollisolactones A and B, novel dinormonoterpenes from the soft coral Sinularia mollis, Bioorg Med Chem Lett., 2016, 26, 879-881 A F Barrero, J E Oltra, M M Herrador, E Cabrera, J F Sanchez, J F Quílez, F J Rojas, J F Reyes, Gibepyrones: α-pyrones from Gibberella fujikuroi, Tetrahedron, 1993, 49, 141-150 Liên hệ: Phan Văn Kiệm Viện Hóa sinh biển Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Số 18, Hồng Quốc Việt, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam E-mail: phankiem@yahoo.com © 2018 Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 85 ... Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 82 Bài nghiên cứu Nghiên cứu thành phần hóa học? ?? 1, chất tham khảo STT # a a,b 33,3 31,8 33,4 33,3 C a) C 10 11 218,0 217,8... sinh vật phân lập từ số loài hải miên Jaspis stellifera, Stelletta tenuis hay từ loài vi nấm Gibberella fujikuroi.[4,6] KẾT LUẬN Từ dịch chiết dichlomethane loài hải miên R providentiae phân lập... Hanoi & Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim www.vjc.wiley-vch.de 84 Bài nghiên cứu Nghiên cứu thành phần hóa học? ?? of DNA polymerase β to DNA, J Nat Prod., 2006, 69, 373-376 S Tang, R Xu,