Khóa luận tốt nghiệp đại học khảo sát thành phần hóa học của nấm pestalotiopsis

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HĨA – BỘ MƠN HĨA HỮU CƠ _ _ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NẤM PESTALOTIOPSIS GV hướng dẫn: ThS Dương Thúc Huy SV thực hiện: Hoàng Khánh An MSSV: K38.201.001 Tp HCM, ngày 22 tháng năm 2016 Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HĨA – BỘ MƠN HĨA HỮU CƠ _ _ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NẤM PESTALOTIOPSIS GV hướng dẫn: ThS Dương Thúc Huy SV thực hiện: Hoàng khánh An MSSV: K38.201.001 Tp HCM, ngày 22 tháng năm 2016 Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE LỜI CẢM ƠN Với lòng trân trọng biết ơn sâu sắc, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Dương Thúc Huy, người Thầy tận tình hướng dẫn, bảo, tài trợ cho em suốt thời gian thực khóa luận Thầy nhiệt tâm giảng dạy, hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ em q trình học tập trường Các Thầy/ Cơ khoa Hóa, đặc biệt Thầy/ Cơ mơn Hóa hữu tận tình giảng dạy, bảo tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Thầy/ Cơ mơn Hóa Hữu Cơ trường Đại Học Sư Phạm Tp.HCM, nhận lời phản biện, đóng góp nhiều ý kiến giúp em hiểu rõ thêm nội dung mà thực Các bạn Lê Thị Kim Dung, Trần Thị Ngọc Nhung, Hạng Tái Xuân Hòa bạn, em sinh viên lớp K38, K39, Khoa Hóa trường ĐHSP Tp.HCM cộng tác, bảo tận tình giúp đỡ em trình nghiên cứu Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ em tạo điều kiện vật chất, điểm dựa tinh thần cho em trình học tập nghiên cứu trường Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỔ PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét chi Pestalotiopsis sp 1.2 Các nghiên cứu hóa sinh lồi nấm Pestalotiopsis 1.2.1 Cây chưa xác định loài Trung Quốc 1.2.2 Cây đặc hữu vùng, khơng có Việt Nam 1.2.2.1 Melaleuca quinquenervia (Tràm gió) 1.2.2.2 Virola mechelii (Myristicaceae) Brazil 1.2.3 Cây vùng rừng ngập mặn 1.2.3.1 Cây Đưng Rhizophora mucronata 1.2.3.2 Cây Sấu Dracontomelon duperreanum 1.2.3.3 Cây Bần chua Sonneratica caseolaris 1.2.3.4 Cây Trang Kandelia candel (L.) Druce 1.2.3.5 Cây Sú biển Aegiceras corniculatum 1.2.4 Các loài khác 1.2.4.1 Cây trà Trung Quốc Camellia sinensis 1.2.4.2 Thông la hán Podocarpus macrophyllus 1.2.4.3 Cây cau vua Roystonea regia 1.2.4.4 Thông trắng Pinus armandii CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 19 Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE 2.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 19 2.1.1 Hóa chất 19 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 19 2.2 Nguyên liệu 19 2.3 Quy trình thực nghiệm 20 2.3.1 Sắc ký cột cao Et3 20 2.3.2 Sắc ký mỏng W1 20 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát cấu trúc hợp chất Et35 22 22 3.1.1 Đặc điểm hợp chất Et35 22 3.1.2 Biện luận cấu trúc hợp chất Et35 22 3.2 Khảo sát cấu trúc hợp chất EtA 25 3.2.1 Đặc điểm hợp chất EtA 25 3.2.2 Biện luận cấu trúc hợp chất EtA 25 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN- ĐỀ XUẤT 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 PHỤ LỤC Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DMSO : DiMethyl SulfOxide NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) HMBC : Tương quan 1H-13C qua 2,3 nối (Heteronuclear Multiple Bond Coherence) HSQC : Tương quan 1H-13C qua 01 nối (Heteronuclear Single Quantum Correlation) pTLC : Sắc Chromatography) CC : H-NMR: 13 C-NMR: ký lớp mỏng điều - Layer Carbon Nuclear Magnetic Resonance m/z: mass to charge ratio Transfer ppm: part per million Dung môi Acetone AcOH : Acetic Acid EA Ethyl Acetate : Thin Proton Nuclear Magnetic Resonance Hằng số tương tác spin – spin : (preparative Sắc ký cột (Chromotogrophy Column) J: Ac chế EtOH : Ethanol Me : Methanol H : Hexane Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm Bảng 1.2: Hoạt tính kháng virus Bảng 1.3: Hoạt tính gây độc tế bào 10 Bảng 3.1: Dữ liệu phổ NMR (R)-(-)-5-Ethoxycarbonyl-6-methyl- 24 4-phenyl-3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one Et35 DMSO-d Bảng 3.2: Dữ liệu phổ NMR Uracil EtA DMSO-d 26 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1: Các hợp chất cô lập từ nấm Pestalotiopsis 11 Hình 3.1: Một số tương quan HMBC hợp chất Et35 23 Hình 3.2: Cấu trúc đề nghị hợp chất EtA 25 Hình 4.1: Hai hợp chất lập nấm Pestalotiopsis 27 Sơ đồ 1: Quá trình ly trích lập hợp chất 21 Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE DANH MỤC PHỤ LỤC PHỔ Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR hợp chất Et35 Phụ lục 2: Phổ 13C-NMR hợp chất Et35 Phụ lục 3: Phổ HSQC hợp chất Et35 Phụ lục 4: Phổ HMBC hợp chất Et35 Phụ lục 5: Phổ HMBC dãn rộng hợp chất Et35 Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR hợp chất EtA Phụ lục 7: Phổ 13C-NMR hợp chất EtA Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghiên cứu hóa học sinh học chi Pestalotiopsis sp giới trở nên phổ biến Loài nấm thuộc chi Pestalotiopsis sinh trưởng nhiều loài thực vật khác thực vật bậc thấp nấm lỗ, địa y hay san hô bậc cao Nấm Pestalotiopsis gây số bệnh cho loại trồng, nhiên hợp chất lập từ loại nấm có ứng dụng nhiều nông nghiệp y tế, đặc biệt ứng dụng vào việc điều trị bệnh kỉ HIV số bệnh ung thư khác Xuất phát từ ứng dụng y học quý giá kế thừa nghiên cứu có chi Pestalotiopsis sp., chúng tơi tiến hành nghiên cứu lồi nấm Pestalotiopsis Th.S Trần Thị Minh Định – Khoa sinh học Đại học Sư phạm TP.HCM, ly trích từ Trang vùng rừng ngập mặn Cần Giờ ni cấy phịng thí nghiệm Trang Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN 3.2 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CẤU TRÚC HỢP CHẤT EtA 3.2.1 Đặc điểm hợp chất EtA • Chất bột màu trắng, hấp thụ UV (γ= 254 µm), lập từ phân đoạn W1 • Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d ) (Phụ lục 6) 13C-NMR (100 MHz, DMSO-d ) (Phụ lục 7) trình bày bảng 3.2 3.3.2 Biện luận cấu trúc hợp chất EtA Phổ 1H-NMR cho thấy có tín hiệu bao gồm: hai proton gắn với dị tố δ 10.98, hai proton nhân thơm δ 7.39 (1H, d, J=7.5Hz) δ 5.44 (1H, d, J=7.5Hz) Phổ 13C-NMR cho thấy tín hiệu carbon, bao gồm hai carbon liên kết với oxygen δ 164.7 δ 151.4, hai carbon nhân thơm δ 142.2 δ 100.2 Từ kiện phổ trên, kết hợp với so sánh liệu phổ uracil[9], thấy liệu phổ uracil EtA có tương đồng, nên cấu trúc hợp chất EtA xác định uracil hình vẽ 3.2 OH H N H N OH Hình 3.2: Cấu trúc đề nghị hợp chất EtA Trang 25 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.2: Dữ liệu phổ NMR Uracil EtA Uracil (DMSO-d ) N δH 10.82 EtA (DMSO-d ) δC δC 152.3 11.02 δH N 151.4 165.1 164.7 5.47 (d, 7.5Hz) 101.0 5.44 (d, 7.5Hz) 100.2 7.41 (dd,7.5Hz, 142.9 7.39 (d, 7.5Hz) 142.2 5.7 Hz) Trang 26 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – ĐỀ XUẤT 4.1 KẾT LUẬN Từ mẫu sinh khối nấm Pestalotiopsis tiến hành điều chế cao ethanol thơ Cao ethanol thơ hịa tan vào dung dịch EtOH: H O (9: 1) thu hai phần: phần tan dung dịch DE phần tủa TE Thực phương pháp sắc kí phần DE TE thu hợp chất Et35 EtA Sử dụng phương pháp phổ nghiệm đại kết hợp với so sánh tài liệu tham khảo xác định cấu trúc hai hợp chất hữu Et35 EtA lập được, hợp chất Et35 sản phẩm tổng hợp, lần tìm thấy tự nhiên OH O H N O NH H N OH N H O (R)-(-)-5-ethoxycarbonyl-6-methyl-4-phenyl -3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one Uracil Hình 4.1: Hai hợp chất cô lập nấm Pestalotiopsis 4.2 ĐỀ XUẤT Vì điều kiện thời gian vật chất không cho phép, nên phạm vi đề tài này, khảo sát phân đoạn cao Et3 W1 Trong thời gian tới, có điều kiện chúng tơi tiến hành khảo sát phân đoạn cao lại Đồng thời chúng tơi tiến hành thử nghiệm số hoạt tính sinh học loại cao hợp chất lập Trang 27 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Akone S H., Amrani M E., Lin W., Lai D., Proksch P., Cytosporins F-K, new epoxyquinols from the endophytic fungus Pestalotiopsis theae, Tet Lett., 54, 6751-6754, 2013 [2] Beekman A M., Barrow R A., Stereochemical assignment of the fungal metabolites pestalotiopsones D and E through entiopure synthesis, J Nat Prod., 76, 2054-2059, 2013 [3] Chen C., Yang R L., A phthalide derivative isolated from endophytic fungi Pestalotiopsis photniae induces G1 cell cycle arrest and apoptosis in human HeLa cells, Braz J Med Bio Res., 46, 643-649, 2013 [4] Davis R A., Carrol A R., Andrews K T., Boyle G M., Tran T L., Healy P C., Kalaitzis J A., Shivas R G., Pestalactams A-C: novel caprolactams from the endophytic fungus Pestalotiopsis sp., Org Biomol Chem., 8, 1785-1790, 2010 [5] Ding G., Jiang L., Guo L., Chen X., Zhang H., Che Y., Pestalazines and pestalamides, bioactive metabolites from the plant pathogenic fungus Pestalotiopsis theae, J Nat Prod., 71, 1861-1865, 2008 [6] Ding G., Li Y., Fu S., Liu S., Wei J., Che Y., Ambuic acid and torreyanic acid derivatives from the endolichenic fungus Pestalotiopsis sp., J Nat Prod., 72, 182-186, 2009 [7] Ding G., Zhang F., Chen H., Guo L., Zou Z., Che Y., Pestaloquinols A and B, isoprenylated epoxyquinols from Pestalotiopsis sp., J Nat Prod., 74, 286-291, 2011 [8] Ding G., Zheng Z , Liu S., Zhang H., Guo L., Che Y., Photinides A-F, cytotoxic benzofuranone-derived γ-lactone from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis photiniae, J Nat Prod., 72, 942-945, 2009 [9] Erno P., Martin B., Philippe B., Structure Determination of Organic Compounds, 4th, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009, 150 – 237 Trang 28 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP [10] Huang Y., Yang F., Zhu C., Highly Enantioseletive Biginelli Reaction Using a New Chiral Ytterbium Catalyst: Asymmetric Synthesis of Dihydropyrimidines, 2005 [11] Hwang I H., Swenson D C., Gloer J B., Wicklow D T., Pestaloporonins: Caryophylllene-Derived sesquiterpenoids from a fungicolous isolate of Pestalotiopsis sp., Org Lett., 17, 4284-4287, 2015 [12] Jia Y.-L., Wei M.-Y., Chen H.-Y., Guan F.-F., Wang C.-Y., Shao C.-L., (+)- and (-)-Pestaloxazine A, a pair of antiviral enantiomeric alkaloid dimers with a symmetric spiro[oxazinane-piperazinedione] skeleton from Pestalotiopsis sp., Org Lett., 17, 42164219, 2015 [13] Klaiklay S., Rukachaisirikul V., Tadpetch K., Sukpondma Y., Phongpaichit S., Buatong J., Sakayaroj J., Chlorinated chromone and diphenyl ether derivatives from the mangrove-derived fungus Pestalotiopsis sp PSU-MA69, Tetrahedron, 68, 2299-2305, 2011 [14] Li J., Li L., Si Y., Jiang X., Guo L., Che Y., Virgatolides A-C, benzannulated spiroketals from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis virgatula, Org Lett., 13(10), 2670-2673, 2011 [15] Liu L., Li Y., Li L., Cao Y., Guo L., Liu G., Che Y., Spiroketals of Pestalotiopsis fici provide evidence for a biosynthetic hypothesis involving diversified Diels-Alder reaction cascades, J Org Chem., 78, 2992-3000, 2013 [16] Liu L., Liu S., Niu S., Guo L., Chen X., Che Y., Isoprenylated chromone derivatives from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis fici, J Nat Prod., 72, 14821486, 2009 [17] Liu L., Tian R., Liu S., Chen X., Guo L., Che Y., Chloropestolide A, an antitumor metabolite with an unprecedented spiroketal skeleton from Pestalotiopsis fici, Org Lett., 11, 2836-2839, 2009 [18] Liu L., Tian R., Liu S., Chen X., Guo L., Che Y., from Pestalotiopsis fici, Org Lett., 10, 1397-1400, 2008 Trang 29 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN [19] KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Liu L., Tian R., Liu S., Chen X., Guo L., Che Y., Pestaloficiols A-E, bioactive cyclopropane derivatives from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis fici, Bioorg & Med Chem., 16, 6021-6026, 2008 [20] Liu L., Tian R., Liu S., Chen X., Guo L., Che Y., Pestalofones A-E, bioactive cyclohexanone derivatives from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis fici, Bioorg & Med Chem., 17, 606-613, 2009 [21] Liu S., Guo L., Che Y., Liu L., Pestaloficiol Q-S from the plant endophytic fungus Pestalotiopsis fici, Fitoterapia, 85, 114-118, 2013 [22] Oliveira M N., Santos L S., Guilhon G M S P., Santos A S., Ferreira I C S., Lopes-Junior M L., Arruda M S P., Marinho A M R., Silva M N., Rodrigues-Filho E., Oliveira M C F., Novel anthraquinone derivatives produced by Pestalotiopsis guepinii, an endophytic of the medicinal plant Virola mechelii (Myristicaceae), J Braz Chem Soc., 22(5), 993-996, 2011 [23] Ronsberg D., Debbab A., Mandi A., Wray V., Dai H., Kurtan T., Proksch P., Aly A H., Secondary metabolites from the endophytic fungus Pestalotiopsis virgatula isolated from the mangrove plant Sonneratica caseolaris, Tet Lett., 54, 3256-3259, 2013 [24] Sun J.-S., Lin X., Zhou X.-F., Wan J., Zhang T., Yang B., Yang X.-W., Tu Z., Liu Y., Pestalols A-E, new alkenyl phenol and benzaldehyde derivatives from the endophytic fungus Pestalotiopsis sp AcBC2 isolated from the Chinese mangrove plant Aegiceras corniculatum, The Journal of Antibiotics, 67, 451-467, 67, 2014 [25] Wang J., Wei X., Lu X., Xu F., Wan J., Lin X., Zhou X., Liao S., Yang B., Tu Z., Liu Y., Eight new polyketide metabolites from the fungus Pestalotiopsis vaccinii endogenous with the mangrove Kandelia candel (L.) Druce, Tetrahedron, 70, 9695-9701, 2014 [26] Wang J., Wei X., Quin X., Chen H., Lin X., Zang T., Wang X., Liao S., Yang B., Liu J., Zhou X., Tu Z., Liu Y., Two new prenylated phenols endogenous fungus Trang 30 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE HỒNG KHÁNH AN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Pestalotiopsis vaccinii of mangrove plant Kandelia candel (L.) Druce, Phytochem Lett., 12, 59-62, 2015 [27] Xie J., Li J., Yang Y.-H., Chen Y.-H., Zhao P.-J., Two new ambuic acid analogs from Pestalotiopsis sp cr013, Phytochem Lett., 10, 291-294, 2014 [28] Xu J., Aly A H., Wray V., Proksch P., Polyketide derivatives of endophytic fungus Pestalotiopsis sp isolated from the Chinese mangrove plant Rhizophora mucronata, Tet lett., 52, 21-25, 2011 [29] Xu J., Kjer J., Sendker J., Victor W., Guan H., Edrada R., Lin W., Wu J., Proksch P Chromones from the endophytic fungus Pestalotiopsis sp isolated from the Chinese mangrove plant Rhizophora mucronata, J Nat Prod., 72, 662-665, 2009 [30] Xu J., Kjer J., Sendker J., Victor W., Guan H., Edrada R., Muller W E G., Bayer M., Lin W., Wu J., Proksch P., Cytosporones, coumarins, and an alkaloid from the endophytic fungus Pestalotiopsis sp isolated from the Chinese mangrove plant Rhizophora mucronata, Bioorg & Med Chem., 17, 7362-7367, 2009 [31] Xu J., Lin Q., Wang B., Wray V., Lin W.-H., Proksch P., Pestalotiopamide E, a new amide from the endophytic fungus Pestalotiopsis sp., J A Nat Prod Res., 13(4), 372-376, 2011 [32] Yang X.-L., Awakawa T., Wakimoto T., Abe I., Induced production of novel prenyldepside and coumarins in endophytic fungi Pesta lotiopsis acaciae, Tet Lett., 54, 5814-5817, 2013 [33] Zhou X., Lin X., Ma W., Fang W., Chen Z., Yang B., A new aromatic amine from fungus Pestalotiopsis vaccinii, Phytochem Lett., 7, 35-37, 2014 Trang 31 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE PHỤ LỤC Khóa luận tốt nghiệp HCMUE 4'' 3'' 5'' 6'' 2'' O 3' 1'' 2' O 1' 4’ NH N H 4' 3’ O 2’’-6’’ 2’ Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất Et35 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE 4'' 3'' 5'' 6'' 2'' O 3' 1'' 2' O 1' NH 2’ 4' N H 2’’-6’’ O 3’ 4’ 1’ 1’’ Phụ lục Phổ 13C-NMR hợp chất Et35 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE 4’ 3’ 2’ 2’’-6’’ 3’ 4’ 2’ 4'' 2’’-6’’ 3'' 5'' 1’’ 6'' 2'' O 3' 1'' 1’ 2' O 1' NH 4' Phụ lục Phổ HSQC hợp chất Et35 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE N H O 4’ 3’ 2’’-6’’ 3’ 4’ 2’ 2’’-6’’ 4'' 1’’ 3'' 5'' 6'' 1’ 2'' O 3' 1'' 2' O 1' NH 4' N H O Phụ lụcKhóa Phổ HMBC hợpHCMUE chất Et35 luận tốt nghiệp 2’ 4’ 3’ 2’ 2’’-6’’ 3’ 4’ 2’ 4'' 3'' 5'' 6'' 2’’-6’’ 2'' O 3' 1'' 2' O 1' NH 1’’ 6 4' 1’ Phụ lục 5.Khóa Phổ HMBC dãn rộng hợp chất Et35 luận tốt nghiệp HCMUE N H O ETA-DMSO-1H OH H N H 6 N1 OH Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất EtA Khóa luận tốt nghiệp HCMUE OH H N H 6 OH N1 Phụ lục Phổ 13C-NMR hợp chất EtA Khóa luận tốt nghiệp HCMUE