Nghiên Cứu Hóa Học Và Hoạt Tính Sinh Học Hai Loài Sao Biển Anthenea Sibogae Và Anthenea Aspera

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 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2020 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 Cơng nghệ Việt Nam Trong q trình nghiên cứu, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quí báu thầy cô, nhà khoa học 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 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 Cơng 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 phòng 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 tơi suốt q 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, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới gia đình, bạn bè người thân ln 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, 7,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, 7,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 3,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 Sắc ký lỏng hiệu cao Chromatography 13 C-NMR Carbon 13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance Spectroscopy Cacbon 13 TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký mỏng SiO2 Silica gel Các phương pháp phổ H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Spectroscopy 13 C-NMR Carbon-13 proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt Resonance Spectroscopy nhân carbon 13 COSY Correlated Spectroscopy Phổ tương tác proton DEPT Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarisation Transfer ESI-MS Electron Spray Ionization Mass Phổ khối lượng ion hóa phun Spectrometry GC-MS Gas mù điện tử chromatography - Mass Sắc ký khí ghép nối khối phổ spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân Correlation qua nhiều liên kết HR-ESI-MS High Resolution – Electron Spray Phổ khối phân giải cao ion Ionization - Mass Spectrometry HSQC Heteronuclear Coherence Single 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 Phổ ROESY spectroscopy J (Hz) Hằng số tương tác tính Hz δ(ppm) (ppm = part per million) Độ dịch chuyển hóa học tính phần triệu Các dịng tế bào RPMI-1640 T-47D Human malignant melanoma cell Dòng tế bào u sắc tố ác tính line người Human breast cancer cell line Dòng tế bào ung thư vú người Các hóa chất CHCl3 Chloroform Cloroform CH2Cl2 Dichloromethane Diclometan DMSO Dimethyl sulfoxide Dimethyl sulfoxit EtOH Ethanol Cồn EtOAc Ethyl acetate Etyl axetat MeOH Methanol Ancol metylic TMS Tetramethylsilane Tetramethylsilane (DCM) 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-(3- Điểm chảy carboxymetoxyphenyl)-2-(4sulfophenyl)-2H-tetrazolium] IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm [α]D Độ quay cực riêng 195 Hình XV.3 Phổ COSY 1H-1H 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 1H-NMR hợp chất AA5 Hình XVI.2 Phổ 13C-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 1H-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 13C-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 1H-NMR hợp chất AA9 Hình XX.2 Phổ 13C-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 13C-NMR hợp chất AA11 ... đề tài ? ?Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học hai lồi biển Anthenea sibogae Anthenea aspera Việt Nam” thực với nội dung sau:  Phân lập hợp chất từ hai loài biển Anthenea aspera Anthenea sibogae. .. 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. .. 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