Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học hai loài sao biển anthenea sibogae và anthenea aspera của việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN ANH HƯNG NGHIÊN CỨU HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC HAI LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA SIBOGAE VÀ ANTHENEA ASPERA CỦA VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa học hợp chất thiên nhiên Mã số: 9.44.01.17 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Thị Thu Thủy TSKH Alla Anatolievna Kicha HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Thị Thu Thủy TSKH Alla Anatolievna Kicha Các kết Luận án trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác Nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Hưng LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quí báu thầy cơ, nhà khoa học ngồi nước đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành, sâu sắc tới hai cô hướng dẫn PGS.TS Trần Thị Thu Thủy (Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) TSKH Alla Anatolievna Kicha (Viện Hóa sinh Hữu Thái Bình Dương,Viện Hàn lâm Khoa học liên bang Nga) Nhờ hướng dẫn tận tình, định hướng nghiên cứu cách khoa học, việc tạo điều kiện thuận lợi cô q trình thực thiện luận án, tơi tiếp thu nhiều kiến thức lĩnh vực nghiên cứu hoàn thành tốt mục tiêu đề luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ, Ban lãnh đạo Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên- Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Ban chủ nhiệm Khoa Hóa học trường ĐH Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện tốt góp ý quý báu thời gian làm nghiên cứu sinh Tôi xin trân trọng cảm ơn GS.TS Phạm Quốc Long anh, chị phịng Hóa Sinh Hữu - Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên bạn đồng nghiệp Khoa Hóa học trường ĐH Sư phạm Hà Nội động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình thực luận án Luận án thực với tài trợ kinh phí từ đề tài hợp tác song phương Việt Nam - Ấn Độ 2012-2013 PGS.TS Đoàn Lan Phương làm chủ nhiệm đề tài Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới gia đình, bạn bè người thân quan tâm, động viên, khích lệ tơi suốt q trình làm nghiên cứu sinh Tác giả luận án Nguyễn Anh Hưng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1 Giới thiệu biển 1.1.1 Cấu tạo biển phân bố 1.1.2 Các loài biển Việt Nam 1.1.3 Họ biển Oreasteridae 1.2 Thành phần hóa học họ biển Oreasteridae 1.2.1 Steroid 1.2.2 Các dẫn xuất ceramide 21 1.3 Hoạt tính sinh học biển 27 1.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào 27 1.3.2 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm 31 1.3.3 Hoạt tính tán huyết 31 1.3.4 Hoạt tính neuritogenesis (tạo tế bào thần kinh hình sợi) 32 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.1 Sao biển Anthenea sibogae 33 2.1.2 Sao biển Anthenea aspera 34 2.2 Phương pháp nghiên cứu 35 2.2.1 Phương pháp phân lập chất 35 2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc 35 2.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 37 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 40 3.1 Chiết tách, phân lập hợp chất từ biển Anthenea sibogae 40 3.1.1 Xử lý mẫu biển A sibogae 40 3.1.2 Hằng số vật lý liệu phổ chất phân lập từ loài biển Anthenea sibogae 42 3.2 Chiết tách, phân lập hợp chất từ biển Anthenea aspera 44 3.2.1 Xử lý mẫu biển Anthenea aspera 45 3.1.2 Hằng số vật lý liệu phổ chất phân lập từ loài biển Anthenea aspera 47 CHƯƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1 Xác định cấu trúc hợp chất từ loài biển Anthenea sibogae .49 4.1.1 Hợp chất ASB1: cholesterol 51 4.1.2 Hợp chất ASB2: Thymine 56 4.1.3 Hợp chất ASB3: L-Tyrosine 59 4.1.4 Hợp chất ASB4: L-Tryptophan 60 4.1.5 Hợp chất ASB5: (20R,22E)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(3O-methyl- -D-glucopyranosyl)-24-nor-5 -cholesta-8(14),22(23)-diene-3 ,6 , ,16 -tetraol (anthenoside S1, hợp chất mới) 62 4.1.6 Hợp chất ASB6: (20R,22E)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(4O-methyl- -D-glucopyranosyl)-24-nor-5 -cholesta-8(14),22(23)-diene-3 ,6 , ,16 -tetraol (anthenoside S2, chất mới) 72 4.1.7 Hợp chất (20R)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(3-O-methyl-D-glucopyranosyl)-5 -cholesta-8(14),24-diene-3 ,6 ,7 ,16 -tetraol (anthenoside S3) 78 4.1.8 Hợp chất (20R)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(3-O-methyl-D-glucopyranosyl)-24-methyl-5 -cholesta-8(14),24(28)-diene-3 ,6 ,7 ,16 tetraol (anthenoside S4) 83 4.1.9 Hợp chất (20R,20E)-16-O-(3-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-5 -cholesta8(14),22,23-diene-3 ,6 ,7 ,16 -tetraol (anthenoside S5, hợp chất mới) 89 4.1.10 Hợp chất ASB10: (20R)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-( -Dgalactofuranosyl)-24-methyl-5 -cholesta-8(14),24(28)-diene-3 ,6 ,7 ,16 -tetraol (anthenoside S6, hợp chất mới) 95 4.1.11 Hỗn hợp (ASB11) anthenoside J ((20R,24R)-7-O-(6-O-methyl-β-Dgalactofuranosyl)-16-O-(6-O-methyl-β-D-galactofuranosyl)-24-ethyl-5α-cholest- 8(14)-ene-3α,6β,7β, 16α-tetraol) anthenoside K ((20R,24S)-7-O-(6-O-methyl-βD-galactofuranosyl)-16-O-(6-O-methyl-β-D-galactofuranosyl)-24-ethyl-5α-cholest8(14)-ene-3α,6β,7β,16α-tetraol 103 4.2 Xác định cấu trúc hợp chất từ loài biển Anthenea aspera 107 4.2.1 Hợp chất AA1: cholesterol 109 4.2.2 Hợp chất AA2: Lathosterol (Cholest-7,8-ene-3 -ol) 109 4.2.3 Hợp chất AA3: cholest-4-ene-3 ,6 -diol 115 4.2.4 Hợp chất AA4: cholestane ,5 ,6 ,15 ,16 ,26-hexol 118 4.2.5 Hợp chất AA5: cyclo(L-glycine-L-proline) (Hợp chất lần phân lập từ chi Anthenea ) 123 4.2.6 Hợp chất AA6: L-glycine-L-prolin (Hợp chất lần phân lập từ chi Anthenea) 128 4.2.7 Hợp chất AA7: cyclo(L-alanyl-4-hydroxyl-L-prolyl) (Hợp chất lần đầu phân lập từ chi Anthenea) 130 4.2.8 Hợp chất AA8: L-Phenylalanine 134 4.2.9 Hợp chất AA9: tyramine 138 4.2.10 Hợp chất AA10: thymine 140 4.2.11 Hợp chất AA11: uracil 141 4.3 Kết thử hoạt tính sinh học số chất phân lập từ biển A sibogae 142 4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào 143 4.3.2 Hoạt tính chống tăng sinh tế bào 143 4.3.3 Khảo sát hoạt tính ức chế hình thành khối tế bào ung thư thạch mềm 144 CHƯƠNG V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 146 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 146 PHỤ LỤC 157 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Các phương pháp sắc ký CC Column Chromatography Sắc kí cột HPLC High Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu cao 13 Carbon 13 Nuclear Resonance Spectroscopy TLC Thin Layer Chromatography SiO2 Silica gel C-NMR Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13 Sắc ký mỏng Các phương pháp phổ H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 13 Carbon-13 Nuclear Resonance Spectroscopy COSY Correlated Spectroscopy DEPT Distortionless Enhancement Polarisation Transfer ESI-MS Electron Spray Ionization Spectrometry GC-MS Gas chromatography spectrometry HMBC Heteronuclear Correlation HR-ESI-MS High Resolution – Electron Spray Ionization - Mass Spectrometry HSQC Heteronuclear Coherence C-NMR Multiple Single Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 Phổ tương tác proton by Phổ DEPT Mass Phổ khối lượng ion hóa phun mù điện tử - Mass Sắc ký khí ghép nối khối phổ Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết Phổ khối phân giải cao ion hóa phun mù điện tử Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại ROESY Rotating frame Overhauser effect spectroscopy Phổ ROESY J (Hz) δ(ppm) Hằng số tương tác tính Hz (ppm = part per million) Độ dịch chuyển hóa học tính phần triệu Các dòng tế bào RPMI-1640 Human malignant melanoma cell line Dòng tế bào u sắc tố ác tính người T-47D Human breast cancer cell line Dịng tế bào ung thư vú người Các hóa chất CHCl3 Chloroform Cloroform CH2Cl2 (DCM) Dichloromethane Diclometan DMSO Dimethyl sulfoxide Dimethyl sulfoxit EtOH Ethanol Cồn EtOAc Ethyl acetate Etyl axetat MeOH Methanol Ancol metylic TMS Tetramethylsilane Tetramethylsilane Các ký hiệu viết tắt khác EC50 Effective concentration 50% Nồng độ có hiệu 50% ED50 Effective dose 50% Liều để vật thí nghiệm hiệu 50% FBS Fetal bovine serum Huyết bê FFA Free fatty acid Acid béo tự M.p Melting point MTS [3-(4,5-dimetylthiazon-2-yl)5-(3carboxymetoxyphenyl)-2-(4- Điểm chảy sulfophenyl)-2H-tetrazolium] IC50 [α]D Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm Độ quay cực riêng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hoạt tính gây độc tế bào hợp chất 154-157 số dòng tế bào ung thư người (giá trị ED50 ( g/mL) 28 Bảng 4.2 Số liệu phổ NMR ASB1 hợp chất tham khảo 55 Bảng 4.3 Số liệu phổ NMR ASB2 hợp chất tham khảo 58 Bảng 4.4 Số liệu phổ NMR ASB3 hợp chất tham khảo 60 Bảng 4.5 Số liệu phổ NMR ASB4 hợp chất tham khảo 62 Bảng 4.6 Số liệu phổ NMR ASB5 hợp chất tham khảo 70 Bảng 4.7 Số liệu phổ NMR ASB6 hợp chất tham khảo 77 Bảng 4.8 Số liệu phổ NMR ASB7 hợp chất tham khảo 81 Bảng 4.9 Số liệu phổ NMR ASB8 hợp chất tham khảo 87 Bảng 4.10 Số liệu phổ NMR ASB9 hợp chất tham khảo 94 Bảng 4.11 Số liệu phổ NMR ASB10 hợp chất tham khảo 101 Bảng 4.12 Số liệu phổ NMR hỗn hợp ASB11 106 Bảng 4.13 Bảng tổng hợp chất phân lập từ biển Anthenea aspera 108 Bảng 4.14 Số liệu phổ NMR AA2 hợp chất tham khảo 114 Bảng 4.15 Số liệu phổ NMR AA3 hợp chất tham khảo 117 Bảng 4.16 Số liệu phổ NMR AA4 hợp chất tham khảo 122 Bảng 4.17 Số liệu phổ NMR AA5 hợp chất tham khảo 127 Bảng 4.18 Số liệu phổ NMR AA6 hợp chất tham khảo 130 Bảng 4.19 Số liệu phổ NMR AA7 hợp chất tham khảo 134 Bảng 4.20 Số liệu phổ NMR AA8 hợp chất tham khảo 138 Bảng 4.21 Số liệu phổ NMR hợp chất AA9 hợp chất tham khảo 140 195 1 Hình XV.3 Phổ COSY H- H hợp chất AA4 Hình XV.4 Phổ HSQC hợp chất AA4 196 Hình XV.5 Phổ HMBC hợp chất AA4 Hình XV.6 Phổ NOESY hợp chất AA4 197 XVI PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA5: cyclo(L-glycine-L-proline) Hình XVI.1 Phổ H-NMR hợp chất AA5 Hình XVI.2 Phổ 13 C-NMR hợp chất AA5 198 Hình XVI.3 Phổ DEPT hợp chất AA5 Hình XVI.4 Phổ COSY hợp chất AA5 199 Hình XVI.5 Phổ HSQC hợp chất AA5 Hình XVI.6 Phổ HMBC hợp chất AA5 200 XVII PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA6: L-glycine-L-prolin Hinh XVII.1 Phổ 1H-NMR hợp AA6 Hinh XVII.2 Phổ 13C-NMR hợp chất AA6 201 Hình XVII.3 Phổ HMBC hợp chất AA6 202 XVIII PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤTAA7: cyclo(L-alanyl-4-hydroxylL-prolyl) Hình XVIII.1 Phổ H-NMR hợp chất AA7 Hình XVIII.2 Phổ DEPT hợp chất AA7 203 Hình XVIII.3 Phổ COSY hợp chất AA7 Hình XVIII.4 Phổ HSQC hợp chất AA7 204 Hình XVIII.5 Phổ HMBC hợp chất AA7 XIX PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA8: L-Phenylalanine Hình XIX.1 Phổ 1H-NMR hợp chất AA8 205 Hình XIX.2 Phổ 13 C-NMR hợp chất AA8 Hình XIX.3 Phổ COSY hợp chất AA8 206 Hình XIX.4 Phổ HSQC hợp chất AA8 Hình XIX.5 Phổ HMBC hợp chất AA8 207 XX PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA9: tyramine Hình XX.1 Phổ H-NMR hợp chất AA9 Hình XX.2 Phổ 13 C-NMR hợp chất AA9 208 XXI PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA10: thymine Hình XXI.1 Phổ 1H-NMR hợp chất AA10 XXII PHỤ LỤC CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AA11: uracil Hình XXII.1 Phổ 1H-NMR hợp chất AA11 209 Hình XXII.2 Phổ 13 C-NMR hợp chất AA11 ... đề tài ? ?Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học hai loài biển Anthenea sibogae Anthenea aspera Việt Nam? ?? thực với nội dung sau: Phân lập hợp chất từ hai loài biển Anthenea aspera Anthenea sibogae. .. phân lập đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất phân lập từ số loài biển chi Anthenea vùng biển Việt Nam Đối tượng tập trung nghiên cứu loài biển Anthenea sibogae biển Anthenea aspera Xuất phát... 236 loài phát vùng biển Đơng [8,9] Do cần thiết phải có thêm nghiên cứu đa dạng loài biển Việt Nam Các loài biển phân bố dọc bờ biển từ bắc vào nam độ sâu khác Hai vùng biển chứa số lượng biển