Nghiên cứu thành phần hóa học cặn metanol của loài sao biển đỏ anthenea aspera (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - VŨ THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CẶN METANOL CỦA LỒI SAO BIỂN ĐỎ ANTHENEA ASPERA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học Hữu HÀ NỘI - 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - VŨ THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CẶN METANOL CỦA LỒI SAO BIỂN ĐỎ ANTHENEA ASPERA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học Hữu Người hướng dẫn khoa học GV: Nguyễn Anh Hưng HÀ NỘI - 2017 Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài khóa luận Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Anh Hưng, anh (chị) phòng Hóa sinh hữu -Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên giúp đỡ em suốt thời gian thực khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô khoa Hóa họctrường Đại học Sư phạm Hà Nội đào tạo trang bị cho em kiến thức giúp em thực khóa luận Đồng thời, em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người động viên, khuyến khích, tạo điều kiện để em thực khóa luận thành cơng Trong q trình thực khóa luận, em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy bạn nhiệt tình đóng góp ý kiến để đề tài em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2017 Sinh viên Vũ Thị Thu Hiền Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học cặn Metanol lồi biển đỏ Anthenea aspera” cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa thầy giáo Nguyễn Anh Hưng Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, khóa luận sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung khóa luận Hà Nội, tháng năm 2017 Sinh viên Vũ Thị Thu Hiền Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1.Đặc điểm sinh học phân bố biển Anthenea aspera 1.2 Thành phần hóa học lồi thuộc lớp biển Asteroidea 1.2.1 Các hợp chất steroid 1.2.2 Nhóm hợp chất ceramide cerebroside 1.2.3 Lipid, axit béo axit amin 12 1.2.3.1 Lipid 12 1.2.3.2 Axit béo 13 1.2.3.3 Axit amin 15 1.2.4 Một số hợp chất khác 16 2.1 Nguyên liệu 17 2.2 Phương pháp phân lập hợp chất 17 2.2.1 Các phương pháp chiết mẫu 17 2.2.1.1 Chọn dung môi chiết 17 2.2.1.2 Quá trình chiết 19 2.2.2 Các phương pháp sắc kí phân lập hợp chất hữu 21 2.2.2.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc kí 21 2.2.2.2 Cơ sở phương pháp sắc kí 21 2.2.2.3 Phân loại phương pháp sắc kí 22 2.2.2.3.1 Sắc kí cột (C.C) 22 2.2.2.3.2 Sắc kí lớp mỏng 23 2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học hợp chất 23 2.3.1 Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy, IR) 24 2.3.2 Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS) 24 Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR) 25 2.3.3.1 Phổ 1H-NMR 25 2.3.3.2.Phổ 13C-NMR 25 2.3.3.3 Phổ DEPT 25 2.3.3.4 Phổ 2D-NMR 26 2.4 Quy trình phân lập hợp chất 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD12 30 3.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD13 32 3.3 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD14 39 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT [α]D Độ quay cực Specific Optical Rotation Đại học Sư phạm hà Nội 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 C NMR Khóa luận tốt nghiệp Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy H - NMR H  1H Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy COSY H chemical shift correlation Spectroscopy 2D-NMR 1H Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two-Dimensional NMR CC Sắc ký cột column chromatography DEPT Distortionless Enhancement by polarisation Transfer EI-MS Phổ khối lượng va chạm electron Electron Impact Mass Spectrometry FAB-MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh Fast Atom 13 om bardment Mass Spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Quantum coherence HR-FAB-MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao Hight Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy Me Nhóm Metyl MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy NOSY Nucler Overhauser Effect Spectroscopy TLC Sắc ký lớp mỏng Thin Layer chromatography DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng 1.1 Danh sách số loài Sao biển chi Anthenea DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Ảnh minh họa mẫu biển Anthenea aspera 17 Hình 2.1 Sơ đồ phân lập hợp chất 28 Hình 3.1 Phổ 1H NMR hợp chất SD12 30 Hình 3.2 Phổ 13C-NMR hợp chất SD12 31 Hình 3.3 Phổ 1H-NMR hợp chất SD13 32 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR dãn rộng hợp chất SD13 33 Hình 3.5 Phổ 13C -NMR hợp chất SD13 34 Hình 3.6 Phổ COSY hợp chất SD13 35 Hình 3.7 Phổ HMQC hợp chất SD13 36 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất SD13 37 Hình 3.9 Phổ 1H-NMR hợp chất SD14 40 Hình 3.10 Phổ 13C -NMR hợp chất SD14 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD12 Hợp chất SD12 phân lập có dạng tinh thể hình kim màu trắng, Phổ 1H NMR có tín hiệu proton sp2 7,24 ppm Phổ 13C xuất tín hiệu cacbon có cacbon C=O liên hợp nối đôi C nối đôi có gắn OH, CH nối đơi Có thể dự đoán SD12 uracil, liệu phổ chất hoàn toàn trùng khớp với liệu phổ cơng bố uracil [8] Hình 3.1 Phổ 1H NMR hợp chất SD12 Hình 3.2 Phổ 13C-NMR hợp chất SD12 Như cấu trúc hợp chất SD12 là: 3.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD13 Hợp chất SD13 chất bột màu trắng, nóng chảy nhiệt độ 173oC Phổ 1HNMR hợp chất SD13cho biết có tín hiệu proton vòng thơm (7,38 -7,28 ppm), nhóm CH (3,79 ppm, dd, J=4,5 9,0 Hz) đặc trưng cho dấu hiệu proton nhóm CH liên kết với nitơ (NH) nhóm CH2 (3,33 ppm, dd, J = 4,5 14,5 Hz) Hình 3.3 Phổ 1H-NMR hợp chất SD13 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR dãn rộng hợp chất SD13 Phổ 13 C-NMR DEPT cho thấy có tín hiệu ngun tử cacbon, có có cacbon bậc 4, CH thuộc vòng thơm, CH ngồi vòng nhóm metylen (CH2) Đặc biệt phổ 13 C-NMR cho thấy tín hiệu đặc trưng C=O axit C 173,8 ppm (C-9) Hình 3.5 Phổ 13C-NMR hợp chất SD13 Hình 3.6 Phổ COSY hợp chất SD13 Hình 3.7 Phổ HMQC hợp chất SD13 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất SD13 Mặt khác kết hợp liệu phổ tài liệu thu thập [8] cho phép khẳng định cấu trúc hợp chất SD13 hoàn toàn phù hợp với cấu trúc hố học chất phenyl alanine có cấu trúc hóa học là: 3.3 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất SD14 Hợp chất SD14 chất bột màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 165ºC.Cũng tương tự chất hợp chất SD13, phổ 1H-NMR hợp chất SD14 cho biết có tín hiệu proton thuộc vòng thơm, nhóm CH2 có nhóm gắn với N Kết hợp với phổ 13C NMR, MS xác định cấu trúc hợp chất SD14 hoàn toàn phù hợp với cấu trúc hố học chất tyramine Hình 3.9 Phổ 1H-NMR hợp chất SD14 Hình 3.10 Phổ 13C-NMR hợp chất SD14 Hợp chất SD14 thu có cấu trúc sau: KẾT LUẬN Đã phân lập hợp chất từ cặn metanol loài biển đỏ Anthenea aspera Các hợp chất uracil, phenyl alanine tyramine , phân lập phương pháp sắc ký cột hở silica gel Cấu trúc hợp chất xác định nhờ vào phương pháp phổ đại phổ cộng hưởng từ hạt nhân chiều (1H-NMR, chiều (COSY, HSQC, HMBC) 13 C-NMR), hai TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Phạm Quốc Long Tạp chí KHCN ISSN : 0866 708X, tập 48, số 4a, (2010) 39-44 Blunt J.W et al., Copp B.R , Munro M.H.G., Northcode P.T., Prinsep M RMarine natural products, Nat Prod Rep., 23 (2006) 26-78 Chong Jiang, kennet G.Boyd, Andrew Mearns spragg- Two Diketopiperazines and One Halogenated Phenol from Cultures of the Marine Bacterium Pseudoalteromonas luteoviolacea,Natural Product Letters, (2000), 14 (6) 435-440 V Costantino, C de Rosa, E Fattorusso, C Imperatore, A Mangoni, C Irace, C Mafetone, D Capasso, L Malorni, R Palumbo, C Pedone, Oreacerebrosides: Bioactive cerebrosides with a triunsaturated sphingoid base from the sea star Oreaster reticulatus, European Journal of Organic Chemistry, 2007 (2007) 5277-5283 GS.TS Phạm Quốc Long “ Các hợp chất Steroid glycoside từ hai loài biển Việt Nam Acanthater planci Echinaster luzonicus” “Cyclic Steroid Glycosides from the Starfish Echinaster luzonicus: Structures and Immunomodulatory Activities”.Kicha AA, Kalinovsky AI, Malyarenko TV, Ivanchina NV, Dmitrenok PS, Menchinskaya ES, Yurchenko EA, Pislyagin EA, Aminin DL, Huong TT, Long PQ, Stonik VA Ellis PD, Dunlap RB, Pollar AL, Seidman K, Cardin AD- Carbon-13 nuclear mag netic resonance of 5- substituted uracils, J.Am.Chem.Soc., 95(13) (1973) 4398-4403 Klaus-Peter Adam- caffeic acid derivatives in fronds of the lady fern, Phytochemistry40, (05) (1995) 1577-1578 Kawano, Y., Higuchi, R., Isobe, R., and Komori, T., “Biologically active glycosides from Asteroidea, XIII Glycosphingolipids from the starfish Acanthaster planci, 2-Isolation and structure of six new cerebrosides Liebigs Ann.Chem”, (1998) 19-24 10 Kawano, Y., Higuchi, R., and Komori, T., “Biologically active glycosides from Asteroidea, XIX Glycosphingolipids from the starfish Acanthaster planci,4-Isolation and structure of five new gangliosides Liebigs Ann.Chem., (1990) 43-50 11 Kicha AA, Ivanchina NV, Stonik VA., “Seasonal variations in the levels of polyhydroxysteroids and related glycosides in the digestive tissues of the starfish Patria (=Asterina) pectinifera)”, Comparatve Biochemistry and Physiology B, (2003), 136, 897-903 12 Masanori Inagaki, Yuriko Ikeda, Satoshi Kawatake, Kazufumi Nakamura, Miyuki Tanaka, Eriki Misawa, Muneo Yamada, Ryuichi Higuchi, “Isolation and structure of four new ceramides from the starfish Luidia maculata”, (2006), 16471649 13 Satoshi, Kawatake, Nakamura, Kazufumi, Inagaki, Higuchi, Ryuichi, “Isolation and structure determination of six glucocerebrosides from the starfish Luidia maculata Chemical and Pharmaceutical Bulletin (Tokyo)” (2002), 50(8) : 1091- 1096 14 Polyhydroxysteroidal Glycosides from the Starfish Anthenea chinensis.Ning Ma†, Hai-Feng Tang*†, Feng Qiu*‡, Hou-Wen Lin§, Xiang-Rong Tian†‡ and Min-Na Yao† 15 Tang HF, Yi YH, Li L, Sun P, Zhang SQ, Zhao YP, “Three new asterosaponins from the starfish Culcita novaeguineaeand their bioactivity”, Planta Medica, (2005), 71, 458-463 16 Tang HF, Yi YH, Li L, Sun P, Zhang SQ, Zhao YP , “Asterosaponins from the starfish Culcita novaeguineaeand their bioactivities”, (2006) Fitoterapia, 77, 28-34 17.Wang W, Jang H, Hong J, Lee CO, Bae SJ, Shinm S, Jung JH, “New cytotoxic sulfates saponins from the starfish Certonardoa semiregularis”, Archives of Pharmacal Research, (2005) 28, 285-289 18 Wang W, Li F, Park Y, Hong J, Lee Ch-O, Kong JY, Snin S, Im KS, Jung JH., “Bioactive sterols from the starfish Certonardoa semiregularis”, Journal of Natural Products, (2003) 66, 384-391 19 Chemical Constituents and Bioactivities of Starfish by Guang Dong, Tunhai Xuc , Bin Yang, Xiuping Lina, Xuefeng Zhoua, Xianwen Yanga, and Yonghong Liu 20 Wickberg, B.et, Acta Chem Scand, (1957), 11, 506 (isol) ... phạm Hóa học Cho đến nay, Việt Nam chưa có nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu thành phần hóa học biển Do tiến hành đề tài “ Nghiên cứu thành phần hóa học cặn Metanol lồi biển đỏ Anthenea aspera ... ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - VŨ THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC CẶN METANOL CỦA LỒI SAO BIỂN ĐỎ ANTHENEA ASPERA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học. .. Thu Hiền Đại học Sư phạm hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: Nghiên cứu thành phần hóa học cặn Metanol lồi biển đỏ Anthenea aspera cơng trình nghiên cứu riêng hướng