Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Phân lập một số dẫn xuất isocoumarin từ phân đoạn EA3 của nấm nuôi cấy địa y Nigrovothelium inspersotropicum

Thực vật tiếp tục đóng vai trò quan trọng trongviệc phát hiện ra nhiều loại thuốc mới, các nghiên cứu về thành phần hoá học các loài địa y và nam nuôi cay địa y mang lại tiêm năng về hoạ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA HOÁ HỌC

TP HO CHÍ MINH

PHAN LAP MOT SO DAN XUÁT ISOCOUMARIN

TU PHAN DOAN EA3 CUA NAM NUOI CAY

DIA Y NIGROVOTHELIUM INSPERTROPICUM

Chuyên ngành: Hoá hữu co

Giảng viên hướng dan: TS Pham Đức Dũng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phi Hùng

Mã số sinh viên: 46.01.201.040

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA HOÁ HỌC

| TP HO CHÍ MINH

PHAN LAP MOT SO DAN XUAT ISOCOUMARIN

TU PHAN DOAN EA3 CUA NAM NUOI CAY

DIA Y NIGROVOTHELIUM INSPERTROPICUM

Chuyên ngành: Hoá hữu cơ

Giảng viên hướng dân: TS Phạm Đức Dũng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phi Hùng

Mã số sinh viên: 46.01.201.040

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2024

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình rèn luyện và học tập tại trường Đại học Sư phạm Thành phố Hỗ Chí Minh, nhờ sự chỉ day và giúp đỡ tận tinh của quý Thay, Cô khoa Hoá học mà em

đã tích luỹ được rất nhiều kiến thức, kĩ năng cần thiết, giúp ích cho công việc và cuộc

sông sau này Đẻ trí ân những điều đó, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

Thầy Phạm Đức Dũng đã tận tâm hướng dẫn, hỗ trợ, đưa ra những định hướng

thực hiện đẻ tài, chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học để em có thể

hoàn thành dé tài khoá luận tốt nghiệp của mình

Thay, Cô Bộ môn Hoá hữu cơ đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn, nhiệttinh hỗ trợ, giám sát, truyền đạt kinh nghiệm trong quá trình thực hiện dé tải

Thay, Cô khoa Hoá học trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã

trang bị cho em những kiến thức cần thiết và tạo điều kiện cho em có thẻ thực hiện đề

tải của mình.

Tuy đã dành nhiều thời gian để hoàn thành bài luận văn, nhưng do trình độ lí luận

cũng như kinh nghiệm thực hiện vẫn còn hạn chế nên em khó có thé tránh khỏi sai sót,

Em mong sẽ nhận được sự quan tâm cũng như ý kiến đóng góp của quý thầy, cô đề em

có thé hoan hiện bai luận văn của minh, qua đó, học hỏi thêm được nhiều kinh nghiệm, kiến thức cần thiết cho công việc sau này.

Cuối cùng, em xin gửi đến quý Thay, Cô lời chúc sức khoẻ, hạnh phúc và thành công

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI GAMO sisssscssissssscsscsssssssscssccasssssssnssosssssssssscoasscsssosscssisesssssnesssssssscsssssssssssssscssisssil i

DANH MỤC CÁC CHU VIET TAT VA KY HIỆU sscs5 iii

ST CUS Chl | [| iv

DANH MỤC PHU LLỤC c- c5 HH ng ng nướng ng ng vi

ĐỐI MÔ ĐẤT aneegenaenoinieniietii041858010001031003400115H60886140033611608638831430308083 1 CHƯƠNG 1: TONG QUAN o veoseeoeoeeeinnionOOI000000000000000000nnnnnnonnoe 2

1.1 Tổng quan về địa y và "0100 0 0 2

1.2, Một sô nghiên cứu về thành phần hoá học của địa y và nam nuôi cấy địa y 3

1.2.1 Một SỐ nghiên cứu về thành phan hoá học của địa 5 '3105151555855186553332883855535580 3

1.2.2 Một số nghiên cứu về thành phan hoá học của nam nuôi cấy địa y 4

1.3 Một so nghiên cứu về thành phần hoá học của họ Trypetheliaceae 10

1.4 Tông quan về nam nuôi cay địa y Nigrovothelium insperSoIfopiCMII 10

CHƯƠNG 2: THYC NHIIEM cssscosscsoscsonscsnscssnsesssssssnssonscsnnconncconscosscsonscsasessnsesesssosens 13

2

ae Hoa 00 An 00 0:15 0 lầ

Nea Hài 1 ố.ố.ố.ố.ố.ốốốốốẽốốẽếốẽ.ếẽẽẽ lầ

2.1 Nguyên liệu thực vật địa y Nigrovothelium iHSpe€FIFoĐICHIM lầ

trì Nguyên liệu thực vật nam nuôi cấy địa y Nigrovothelium inspertropicum 13

2.3 Phương pháp tiễn hành 2- 22 2z +22 E1 ECS1E2217247217722272422222222222e xe 13

2.4 Quy trình thực nghiệm phan lập hợp chất NI11, NI25, và NH15 13CHƯƠNG 3: KÉT QUÁ VÀ THẢO 0 Error! Bookmark not defined.

3.1 Khao sát cau trúc hoá học của hợp chat NI11 Error! Bookmark not defined.

3.1.1 Dac diém cua hop chất NH1 Error! Bookmark not defined 3.1.2 Biện luận cau trúc hóa học của hợp chat NI11 Error! Bookmark not defined.

3.2 Khảo sát cầu trúc hoá học của hợp chất NI25 Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Đặc điềm của hợp giết NI: ooocooo: Error! Bookmark not defined.

3.2.2 Biện luận cấu trúc hoá học của hợp chất NI2§ Error! Bookmark not

defined.

3.3 Khao sat cau trúc hoá học cua hợp chat NIIS Error! Bookmark not defined.

3.3.1 Đặc điểm của hợp chat NHã Error! Bookmark not defined 3.3.2 Biện luận cấu trúc hoá học của hợp chất NHã Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 4: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, ss<sesssssssssssssessse 15

41 Kết lUẬH:::ci:scci2s02052026317216025724611563104150ã115645853588315515E5650813555135865353535155815535531555415858858 15

4.2 Kién TjỂH:::2:221223122115221295352313633973356353833579383955833356355859583532339533372393833383538355535 88233582 15

TAI LIEU THAM KHẨU isscsssossscasssssissssssssssscesssnsssnsscnsscussensscusssnsisssssaassessssassssansssoasd 16

PHU LUC Ăn ngang, Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC CAC CHỮ VIET TAT VÀ KÝ HIỆU

Tiếng Anh Tiếng Việt

HMBC Heteronuclear Multiple Bond Coherence

COSY Correlation Spectroscopy

NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy

J Coupling constant Hang số ghép spin

§ singlet Mũi đơn

brs broad singlet Mũi đơn rộng

d doublet Mui đôi

brd broad doublet Mũi đôi rộng

dd doublet of doublets Mũi đôi đôi

dq doublet of quartet Mũi đôi bốn

t triplet Mũi ba

m multiplet Mũi da

ở Chemical shift Độ dịch chuyên hoá học

ppm Part per million Phần triệu

ICso Half-maximal inhibitory concentration Nong độ ức chế tối đa

một nửa

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 3.1 So sánh dữ liệu phô "H-NMR và !*C-NMR của NH1 với các hợp chất 17

Bảng 3.2 So sánh dữ liệu phô "H-NMR và '°C-NMR của NI2§ với NHI1 20

Bang 3.3 So sánh dit liệu phô "H-NMR và !*C-NMR của NI25 với các hợp chất 21Bảng 3.4 So sánh dit liệu phô 'H-NMR và !*C-NMR của NH§ với NI25 và NH1 24Bang 3.5 So sánh dit liệu phô 'H-NMR và '*C-NMR của NHŠ với các hợp chất 25

IV

Hình 3.1 Tương quan HMBC của hợp chất NH11 - 6 26 212215221102120222 522 16 Hình 3.2 Cau trúc hoá học của NH1, talaisocoumarin B, và (3R,4S)-3,4-dihydro-

4,5,8-trihydroxy-3-methylisocoumarin ¡ác nhìn 22s rro l6

Hình 3.3 Tương quan HMBC của hợp chất NH1 và NI2§ 2-52 s2c2zcczcc 19

Hình 3.4 Cau trúc hoá học của NI25, lignicol (3), và

(3R,4R)-6,7-dimethoxy-4-BydT0xXyHmIlEÏD::::::o:::::::ccccccosciecDiioiiiiioibioatiiEiEA01214402814033213816355835258188856545681885556548856 19

Hình 3.5 Cau trúc hoá học và tương quan HMBC, COSY của hợp chat NHã 22

Hình 3.6 Cấu trúc hoá học của NI15, embeurekol A, và

(3R)-methyl-8-hydroxy-6-(hydroxymethyl)-7-methoxydihydroisocoumarin cà sec 23

Hình 4.1 Cau trúc hoá học của các hợp chất NH1, NI25, và NH5 26

DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Phé HR-ESI-MS của hợp chat NI11 2- s5 ccxeccrvccrveerree 32

Phụ lục 2 Phô 'H-NMR (Acetone-ds, 500 MHz) của hợp chất NH1 33

Phụ lục 3 Phô ‘C-NMR (Acctone-ds, 125 MHz) của hợp chất NH1 34Phụ lục 4 Phỏ HSQC (Acetone-ds) của hợp chất NI11 - 52-252 52c 2222522252 35

Phụ lục 5 Phô HMBC (Acetone-đ) của hợp chất NI1 - 55552555552: 36 Phụ lục 6 Phé HR-ESI-MS của hợp chat NI25 - 5c ccccccsiecsiicriee 37 Phụ lục 7 Phé ‘H-NMR (Acetone-ds, 500 MHz) của hợp chat NI25 - 38

Phụ lục 8 Phé ‘C-NMR (Acetone-ds, 125 MHz) của hợp chat NI25 39

Phụ lục 9 Phé HMBC (Acetone-ds) của hợp chất NI25 522522 5222scc2zccssc 40 Phụ lục 10 Phé 'H-NMR (DMSO-&, 500 MHz) của hợp chất NH1§ 4]

Phụ lục 11 Pho C-NMR (DMSO-d, 125 MHz) của hợp chat NHã 42

Phu lục 12 PhO HSQC (DMSO-ds) của hợp chat NDS oo ccceccec ces eseeeeeeeeseeeeeeene 43

Phụ lục 13 Pho HMBC (DMSO-¿¿) của hợp chat NH1ã 2-72-25255z2552 44

Phụ lục 14 Pho COSY (DMSO-ds) của hợp chat NIIS 22-22222222 45Phu lục 15 Pho 'H-NMR (Acetone-ds 500 MHz) của hợp chat NH1§ 46

Phụ luc 16 Pho COSY (Acetone-de) của hợp chất NH1ã 2 ©5222sc22sccsz 47

vì

LOI MO DAU

Ngày nay, với sự phát trién của nên y học trong nước và quốc tế, con người đã có

những tiền bộ vượt bậc trong điều trị các bệnh lí phức tạp liên quan đến vi khuẩn, rút, và đặc biệt là ung thư Việc điều trị bệnh lí sử dụng đến thuốc kháng khuẩn kháng

vi-sinh, và điều trị hoá trị ngày càng phô biến trên nhiều bệnh nhân, cùng với sự lạm dụng

thuốc kháng sinh khiến tình trạng kháng thuốc và kháng kháng sinh dién ra ngày càngnghiêm trong, nhất là bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn Campylobacter gây ra [1]

Các sản phẩm tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật là nguồn cung cấp quan trọng một

số chất chống ung thư có ich trên lâm sang, làm biện pháp thay thé hiệu quả một số loại

thuốc trị liệu và kháng sinh hiện nay [2] Thực vật tiếp tục đóng vai trò quan trọng trongviệc phát hiện ra nhiều loại thuốc mới, các nghiên cứu về thành phần hoá học các loài

địa y và nam nuôi cay địa y mang lại tiêm năng về hoạt tính sinh học rất lớn Cụ thể,

trong một số nghiên cứu đã chứng minh rằng các hợp chất phân lập từ địa y có tác dụng

kháng khuẩn, kháng vi-rút, chống ung thư, gây độc tế bao ung thư, giảm dau, và hạ sốt

[2, 3] Trong đó, các dan xuất isocoumarin phân lập từ nam địa y đã được nghiên cứu là

có khả năng kháng nam, gây độc tế bào, và kháng khuẩn [4]

Tại Việt Nam, nơi có thiên nhiên đa đạng, phong phú với hơn 12,000 loại thực vật,

kết hợp với nên y học cô truyền phát triển, tạo điều kiện thúc day việc nghiên cứu hợp

chat tự nhiên từ các loại thực vật, địa y, và nam địa y [5] Tuy nhiên, trên thé giới và

Việt Nam có rat it các công trình nghiên cứu liên quan đến nam nuôi cay địa y

Nigrovothelium inspersotropicum thuộc họ Trypetheliaceae Các nghiên cứu vẻ thành

phân hoá học của thực vật thuộc họ Trypetheliaceae cho thấy một số dẫn xuất

Isocoumarin đã được phân lập có giá trị hoạt tính sinh học cao và có nhiều ứng dụng

trong thực tiễn [6, 7].

Vì vậy, với mong muốn tìm hiéu sâu hơn về thành phan hoá học cũng như tìm kiếm

những hợp chat tự nhiên là dẫn xuất isocoumarin có hoạt tính sinh học cao từ loài nắm

nuôi cây địa y Nigrovothelium inspersotropicum, đề tài “Phan lập một số dẫn xuấtisocoumarin từ phân đoạn EA3 của nấm nuôi cấy địa y Nigrovothelium

inspersotropicum đã được thực hiện Qua đó, góp phần nang cao giá trị sử đụng được liệu này trong y học, tạo điêu kiện thực hiện các nghiên cứu tiếp theo về khảo sát hoạt tính và tổng hợp các hoạt chất mới có giá trị hoạt tính sinh học cao.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

1.1 Tông quan về dia y và nam nuôi cấy địa y

Địa y là một loài sinh vật cộng sinh với sự kết hợp giữa nắm (mycobiont) và mộtthành phần có thé quang hợp (phycobiont), từ dé sản xuất ra các chất chuyên hoá thứ

cấp có hoạt tính sinh học cao Chúng được phân bố trên toàn thế giới từ Bắc cực đến các

vùng nhiệt đới và có thé phát triển mạnh mẽ trong nhiều môi trường khắc nghiệt vả dia

hình hiểm trở khác nhau Cho đến nay, đã có hơn 18,500 loài địa y được phát hiện và báo cáo trên thé giới, chiếm khoảng 21% số nam được tim thay và là loài sinh vật cộng

sinh độc đáo [8] Dựa vào hình thai và môi trường sông địa y được chia làm năm nhóm

chính gồm crustose (A), foliose (B), fracticose (C), leprose (D), và filamentose (E) [3].

Với các đặc điềm nhận dạng như: địa y crustose tạo thành lớp vỏ bám trên be mặt, không

có lớp ngăn cách ở giữa; địa y foliose phăng nhiều lá, tạo thành các mảng ngăn cách trên

bẻ mặt chúng sinh sông: địa y fructicose có dạng bụi ram, dựng đứng, kéo dải, thường

phát triển từ một gốc liên kết với bề mặt sinh sống : địa y leprose tạo thành lớp vỏ phẳng

trên bé mặt; địa y filamentose có dang sợi, bám xung quanh bẻ mặt [3].

(B) (C)

( Nguồn: Internet)

Nhiều loài địa y trên thế giới đã được nghiên cứu vẻ hoá thực vật và chứng minh

các hoạt tính sinh học liên quan như kháng khuẩn, chống oxy hoá, gây độc tế bào ungthư [2, 3] Theo nghiên cứu của Dayan va Romagni vào năm 2001, các hợp chất được

phân lập từ địa y thuộc rất nhiều khung khác nhau như depsidone, quinone, xanthone,

triterpene, polysacharide, cho thay su da dang về hoá thực vật của địa y [9] Cho đếnnay thành phan hoá học của hơn 1,183 loài địa y đã được tiến hành nghiên cứu và khoảng

hon 800 chất chuyên hoá thứ cấp đã được xác định [10].

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hau hết các chất chuyên hoá thứ cấp được tạo rabởi nắm ở trạng thái cộng sinh Do đó, các nhà khoa học đã chuyển sang nghiên cứu

thành phan hoá học và hoạt tính sinh học của các loài địa y nuôi cấy [9, 10] Khác với địa y tự nhiên, nắm nuôi cấy địa y tạo ra các hợp chất có phần độc đáo và đa dang khung

carbon hơn, đặc biệt những chất này có liên quan mật thiết với các chất chuyền hoá thứcấp của nắm Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học cũng cho thấy nắm nuôi cấy của địa

y có tiềm năng phát triển lớn hơn rất nhiều so với địa y tự nhiên và đây cũng là một nguồn nghiên cứu có giá trị về mặt khoa học ứng dụng rat cao [3, 10].

1.2 Một số nghiên cứu về thành phan hoá học của địa y và nam nuôi cấy địa y

1.2.1 Một số nghiên cứu về thành phần hoá học của địa y

Năm 2000, Ernst-Russell và các cộng sự đã phân lập được hai hợp chất

naphthopyrone là cuplectin (1) và concuplectin (2) từ loài địa y foliose Flavoparmelia

euplecta Đây là hai hợp chất lần đầu tiên phát hiện trong địa y có chứa gốc indenone

và indanone trong cấu trúc [11].

Năm 2015, Dương Thúc Huy và các cộng sự đã phân lập được mười bay hợp

chất trong đó có năm hợp chất meta-depsidone và hai hợp chat diphenyl ether mới gồmparmosidone A-E (3-7) parmoether A (8), B (9), và mudi hợp chat đã được báo cáo

gôm protocetraric acid (10), 8'-O-methylprotocetraric acid (11), methyl haematommate

(12), atranorin (13), methyl ø-orsellinate (14), methyl orsellinate (15), virensic acid (16),

zeorin (17), 2-O-methylatranol (18), và (+)-prasorediosic acid (19) từ loài địa y

Parmotrema tsavoense Các hợp chat này đã được thử hoạt tính gây độc tế bao ung thư gan (HepG2), phôi (NCI-H460) và tế bao ung thư vú (MCE-7) [12].

Năm 2018, từ cao chiết của loài địa y Usnea baileyi (Stirt.) Zahlbr, Nguyễn Văn

Kiều cùng cộng sự đã phân lập được hai mươi bảy hợp chất gồm hai chất mới là

bailexanthone (20), bailesidone (21), và hai mươi lam hợp chất đã được báo cáo gồm

stictic acid (22) constictic acid (23), cryptostictic acid (24), hypoconstictic acid (25),

menegazziaic acid (26), 8-Ø-methylconstictic acid (27), methyl stictic acid (28),

8'-O-methylmenegazziaic acid (29), virensic acid (30), 9'-O-methylprotocetraric acid (31), protocetraric acid (32), barbatic acid (33), diffractaic acid (34), 4-O-demethylbarbatic acid (35), atranorin (36), (20R,24R)-ocotillone (37) (20S,24R)-ocotillone (38) betulonic acid (39), usnic acid (40), dasypogalactone (41), 7-hydroxy-5-methoxy-6- methylphthalide (42), methyl 4-O-methylhaematomate (43), methyl orcinolcarboxylate (44), atranol (45) va eumitrin A2 (46) [ 13].

Năm 2020, Bùi Văn Mười cùng các cộng sự đã phân lập được năm depsidone trong đó có một hợp chất mới từ cao chiết của loài địa y Usnea ceratina Arch gồm ceratinalone (47), bailesidone (21), stictic acid (22), 8°-O-methylstictic acid (48), và §`-

O-ethylstictic acid (49) [14].

Năm 2021, stereocalpin B (50), một hợp chất depsipeptide dang vòng và tetrahydroxy-2,8-đimethy1-4,6-đi(ethanoyl)dibenzofuran (51) là hai hợp chat mới cùng với stereocalpin A (52) đã được phân lập từ cao chiết của địa y Ramalina terebrata bởi

I,3,7.9-Seulah Lee và các cộng sự Các hợp chất này cũng đã được thử nghiệm hoạt tính chỗngviêm, kháng khuẩn và gây độc tế bao, trong đỏ hợp chất stercocalpin A (52) cho thaykhả năng chống viêm mạnh với giá trị ICs trong khoảng 5-7 pM [15]

1.2.2 Một số nghiên cứu về thành phần hoá học của nắm nuôi cấy địa y

Năm 2001, Takao Tanahashia cùng các cộng sự đã phân lập được nam hợp chat

dibenzofuran gồm 3.7-dihydroxy-l,9-dimethyldibenzofuran (53),

2-chloro-3,7-đihydroxy- 1.9-dimethyldibenzofuran (54),

7-dihydroxy-2,4-dichloronorlichexanthone (65), 4,5-dichloronorlichexanthone (66), arthothclin (67),

va thiophanic acid (68) từ nam nuôi cay dia y Lecanora iseana [17].

Năm 2005, năm hợp chất thuộc khung furo[2,3-h]-isoquinoline gồm

panaefluoroline D-H (69-73) đã được phân lập và xác định cau trúc bởi Kaoru Kinoshita

va các cộng sự từ nam nuôi cấy địa y Amygdalaria panaeola [18]

Năm 2013, Hari Datta Bhattarai và các cộng sự đã phan lập được ba hợp chất

depsidone mới từ nam nuôi cấy địa y Stereocaulon alpinum Ba hợp chất depsidone mới

gồm lobaric acid (74), lobastin (75), và methyl lobarin (76) đã được thử hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính chống oxy hoá Kết qua cho thấy lobaric acid (74) và lobastin (75)

có khả năng chống vi khuẩn gram dương, Bacillus subtilis (88; 44 um) vàStaphylococcus aureus (39.6; 35.2 wm) Ngoài ra, hợp chất lobastin (75) còn cho thay

hoạt tính chống oxy hoá đáng kê và có tiềm nang phát triển lớn với giá tri DPPH

(1-diphenyl-2-picryl-hydazil) bằng 70.2 ym [19].

Năm 2020, Dương Thúc Huy cùng các cộng sự đã phân lập được sáu hợp chat

gôm subnudatone A (77), subnudatone B (78),

Năm 2023, Nguyễn Hữu Hùng và các cộng sự đã phân lập được hai hợp chất lần

lượt là diorygmone A (85) và diorygmone B (86) từ nam nuôi cấy địa y thuộc chiDiorygma Các hợp chat (85) va (86) cho thay có khả năng hoạt tính gây độc tế bảo đối

với đòng tế bào HepG2 [22].

Câu trúc hoá học của các hợp chất được trình bày trong hình 1.2