TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - ĐINH THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN CÁC LIPID TỪ LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA ASPERA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học Hữu HÀ NỘI - 2018 Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - ĐINH THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN CÁC LIPID TỪ LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA ASPERA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Hữu Người hướng dẫn khoa học GV: Nguyễn Anh Hưng HÀ NỘI - 2018 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 hồn 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, người tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo khoa Hóa Học trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ sở vật chất bảo em q trình tiến hành thí nghiệm 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 hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Sinh viên Đinh Thị Phương Thảo Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu thành phần lipid từ loài biển Anthenea aspera” cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa thầy giáo Nguyễn Anh Hưng Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công 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 05 năm 2018 Sinh viên Đinh Thị Phương Thảo Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Đại học Sư phạm Hà Nội 13 C NMR Khóa luận tốt nghiệp Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy H - NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy H H COSY 1H 2D-NMR H chemical shift correlation Spectroscopy 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 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .2 1.1.Đặc điểm sinh học phân bố biển Anthenea aspera 1.2 Lipid 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Phân loại lipid 1.3 Nghiên cứu hóa học lipid lồi biển 1.3.1 Acid béo 1.3.2 Các hợp chất steroid 1.3.3 Nhóm hợp chất ceramide cerebroside .22 1.4 Các phương pháp sắc ký phân lập hợp chất hữu 27 1.4.1 Đặc điểm chung phương pháp sắc ký .27 1.4.2 Phân loại phương pháp sắc ký .28 1.5 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học hợp chất 31 1.5.1 Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy, IR) 31 1.5.2 Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS) 31 1.5.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR) 32 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 35 2.1 Nguyên liệu 35 2.2 Dụng cụ, hóa chất thiết bị nghiên cứu .35 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 KẾT LUẬN …………………………………………………………………… 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH Bảng 1.1 Danh sách số lồi Sao biển chi Anthenea Sơ đồ Sơ đồ phân lập chất biển Anthenea Aspera 37 Hình 1.1 Sơ đồ phản ứng glycerol với acid béo Hình 1.2 Cấu tạo phospholipid Hình 1.3 Cấu taọ số steroid Hình 2.1: Ảnh minh họa mẫu biển Anthenea aspera .35 Hình 3.1 Phổ H NMR hợp chất SD1 39 13 Hình 3.2 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD1 .40 Hình 3.3 Phổ H NMR hợp chất SD2 41 13 Hình 3.4 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD2 .41 Hình 3.5 Phổ H- NMR hợp chất SD3 42 13 Hình 3.6 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD3 .43 Hình 3.7 Phổ COSY hợp chất SD3 43 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất SD3 44 Hình 3.9 Phổ HMQC hợp chất SD13 44 MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển xã hội nhu cầu đời sống người ngày tăng cao, người trọng việc tăng cường bảo vệ sức khỏe Đặc biệt tình trạng mơi trường nhiễm vấn đề sức khỏe ngày trở nên cấp thiết Ngày loại thuốc tạo nhờ phương pháp tổng hợp bán tổng hợp sử dụng phổ biến rộng rãi đặc tính tiện dụng hiệu nhanh Dù số loại thuốc sau sử dụng gây số tác dụng phụ không mong muốn Chính vậy, người có xu hướng sử dụng trở lại loại thuốc có nguồn gốc thiên nhiên Do ngày nhiều cơng trình nghiên cứu hợp chất thiên nhiên dựa vào công dụng chúng lưu truyền dân gian Sao biển dân gian sử dụng loại thuốc với nhiều công dụng: chữa lành vết thương, chống viêm, bồi bổ khí huyết, ngăn ngừa ung thư, hỗ trợ điều trị bệnh huyết áp cao, xơ vữa động mạch, Lipid thành phần quan trọng thể sống, có chức dự trữ lượng Một gam lipid thu 9,3 Kcal, gam glucide hặc protein chuyển hóa cho Kcal Lipid cung cấp lượng cao cho thể, gấp 2,5 lần so với protein Trong màng sinh học, lipid trạng thái liên kết với protein tạo thành hợp chất lipoproteid cấu tạo nên màng tế bào Chính nhờ tính chất hợp chất tạo cho màng sinh vật có tính thẩm thấu chọn lọc, tính cách điện Đó hợp tính quan trọng tế bào sinh vật Ngồi ra, lipid liên kết với nhiều chất đơn giản khác thành hợp chất có tính chất sinh học khác Những hợp chất có vai trò quan trọng hoạt động thần kinh bắp Tuy nhiên nghiên cứu thành phần hóa học biển (lớp Asteroidea) tản mát hạn chế Do chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thành phần lipid từ loài biển Anthenea aspera” Đinh Thị Phương Thảo K40A – Sư phạm Hóa học CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 13 Hợp chất SD1 thu dạng dầu Các số liệu phổ H C-NMR cho biết 13 chất SD1 nhận dạng lipid Các tín hiệu phổ C-NMR DEPT cho biết có mặt nhóm ester carbonyl C (173,29; 173,10) Hơn số liệu phổ 13 H C-NMR lại cho biết phân tử có nối đôi C 129,72 / H 5,34 (2H,m) Điều khẳng định nối đôi thuộc mạch nhánh C-2” Điều cho thấy glyceride có acid khơng no mang nối đơi vị trí đối xứng Hình 3.1 Phổ H NMR hợp chất SD1 13 Hình 3.2 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD1 Phổ H-NMR có mặt nhóm metylcacbinol [H 4,28/4,30 (2H) C 62,12] nhóm metincacbinol [H 5,25 (1H)/ C 70,12] Dựa phần mềm mô phổ ECD xác định SD1 glyceride Ngoài giá trị phổ thu nhận so với tài liệu tham khảo khẳng định chất SD1 xác định triglyceride có nối đơi có cơng thức: C60H114O5 1' O CO O 1'' CO O C17H35 C19H37 C19H39 13 Hợp chất SD2 thu dạng dầu Các số liệu phổ H C-NMR cho biết chất SD2 nhận dạng lipid Các tín hiệu phổ 13 C-NMR DEPT cho biết có mặt nhóm ester carbonyl C (173,44; 173,11) Cũng 13 tương tự SD2, số liệu phổ H C-NMR cho biết phân tử có nối đơi C 129,72 / H 5,34 (2H,m) Các tín hiệu phổ H-NMR giống với SD2, có điều khác biệt số proton nhóm CH2 proton Hình 3.3 Phổ H NMR hợp chất SD2 13 Hình 3.4 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD2 Phân tích số liệu phổ chất SD2 kết hợp phần mềm mô phổ ECD xác định SD2 glyceride có nối đơi có cơng thức: C58H112O5 O 1' CO O 1'' CO O C17H35 C19H37 C17H35 13 Hợp chất SD3 thu dạng dầu Các số liệu phổ H C-NMR cho biết chất SD3 nhận dạng lipid Các tín hiệu phổ 13 C-NMR DEPT cho biết có mặt nhóm ester carbonyl C (173,29; 172,87) Trong cường độ píc 173,29 cao gấp lần cường độ pic 172,87, lipid có trục đối xứng bậc hai, số liệu phổ H 13 C-NMR lại cho biết phân tử có nối đơi C 129,84 / H 5,34 (2H,m) Điều khẳng định nối đôi thuộc mạch nhánh C-2”, không phân tử không tồn trục đối xứng bậc Sự đối xứng bậc phân tử xác định cường độ vạch phổ 13 xuất tín hiệu carbon olephin phổ C-NMR với cường độ tích phân tương ứng 2H phổ H-NMR Điều cho thấy triglyceride có acid khơng no mang nối đơi vị trí đối xứng Phổ H-NMR có mặt nhóm metylcacbinol [H 4,28/4,30 (2H) C 62,12] nhóm metincacbinol [H 5,25 (1H)/ C 68,91] Hình 3.5 Phổ H- NMR hợp chất SD3 13 Hình 3.6 Phổ C-NMR phổ DEPT hợp chất SD3 Hình 3.7 Phổ COSY hợp chất SD3 Hình 3.8 Phổ HMBC hợp chất SD3 Hình 3.9 Phổ HMQC hợp chất SD13 Các giá trị phổ thu nhận so với tài liệu tham khảo khẳng định chất SD3 xác định triglyceride có nối đơi có cơng thức: O 1' CO O 1'' CO O CO C19H39 C18H37 C19H39 KẾT LUẬN Đã phân lập hợp chất lipid từ loài biển Anthenea aspera Cấu trúc hợp chất xác định nhờ vào phương pháp phổ đại phổ cộng hưởng từ hạt nhân chiều ( H-NMR, (COSY, HSQC, HMBC) 13 C-NMR), hai chiều TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.wildsingapore.com/wildfacts/echinodermata/asteroidea/anthenea.htm [2] 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) 435440 [3] https://fr.wikipedia.org/wiki/Lipide [4].https://www.google.com.vn/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad =rja&uact=8&ved=0ahUKEwisga3XsP_aAhVY57wKHXC5CT8QFggmMA A &url=https%3A%2F%2Fwww.khanacademy.org%2Fscience%2Fbiology %2Fm acromolecules%2Flipids%2Fa %2Flipids&usg=AOvVaw3pSQyiAgfwunReOZx dQmnD [5] https://biology.tutorvista.com/biomolecules/lipids.html [6] GS.TS Phạm Quốc Long, “Các hợp chất Steroid glycoside từ hai loài biển Việt Nam Acanthater planci Echinaster luzonicus” [7] Dong G, Xu T, Yang B, Lin X, Zhou X, Yang X, Liu Y, “Chemical constituents and bioactivities of starfish.”, Chem Biodivers.2011; :740-91 [8] Pizza, C et al., Gazz Chim Ital., 1985, 115, 585 [9] Kicha, A.A et al, Khim Prir Soedin., 1985, 21, 801; Chem Nat Compd (Engl Transl.), 1985, 21, 760 [10] Iorizzi, M et al., “Starfish saponins, part 23 steroidal glycosides from the starfish halltyle regularls”, J Nat Prod, 1986, 49, 67-78 [11] Iorizzi, M et al, “Starfish saponins, part 46 steroidal glycosides and polyhydroxysteroids from the starfish c ulcl ta nova eg uinea e”, J Nat Prod, 1991, 54, 1254-1264 [12] 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 [13] Tang HF, Yi YH, Li L, Sun P, Zhang SQ, Zhao YP, “Asterosaponins from the starfish Culcita novaeguineae and their bioactivities”, (2006) Fitoterapia, 77, 28-34 [14] Tang HF, Cheng G, Wu J, Chen XL, Zhang SY, Wen AD, Lin HW ,“Cytotoxic asterosaponins capable of promoting polymerization of tubulin from the starfish Culcita novaeguineae.”, J Nat Prod 2009,72, 284-9 [15] Trịnh Thị Thu Hương, Nghiên cứu thành phần hóa học lồi biển Anthenea pentagonula, Luận văn thạc sỹ, 2007 GS TS Phạm Quốc Long Tạp chí KHCN ISSN : 0866 708X, tập 48, số 4a, (2010) 39-44 [16] Ma N, Tang HF, Qiu F, Lin HW, Tian XR, Yao MN , “Polyhydroxysteroidal glycosides from the starfish Antheneachinensis.” , J Nat Prod 2010 ;73 :590-7 [17] Ngoan BT, Hanh TT, Vien le T, Diep CN, Thao NP, Thao T, Thanh NV, Cuong NX, Nam NH, Thung C, Kiem PV, Kim YH, Minh CV, “Asterosaponins and glycosylated polyhydroxysteroids from the starfish Culcita novaeguineae and their cytotoxic activities.”, J Asian Nat Prod Res 2015;17, 1010-7 [18] Malyarenko TV, Kharchenko SD, Kicha AA, Ivanchina NV, Dmitrenok PS, Chingizova EA, Pislyagin EA, Evtushenko EV, Antokhina TI, Minh CV, Stonik VA “Anthenosides L-U, Steroidal Glycosides with Unusual Structural Features from the Starfish Anthenea aspera” J Nat Prod 2016; 79, 3047-3056 [19] Kicha AA, Kalinovsky AI, Ivanchina NV, Malyarenko TV, Dmitrenok PS, Kuzmich AS, Sokolova EV, Stonik VA , “Furostane Series Asterosaponins and Other Unusual Steroid Oligoglycosides from the Tropical Starfish Pentacerasterregulus”, J Nat Prod 2017; 80, 2761-2770 [20] Kicha AA, Ha DT, Ivanchina NV, Malyarenko TV, Kalinovsky AI, Dmitrenok PS, Ermakova SP, Malyarenko OS, Hung NA, Thuy TTT, Long PQ, “Six New Polyhydroxysteroidal Glycosides, Anthenosides S1 - S6, from the Starfish Anthenea sibogae”, Chem Biodivers 2018; 15:e1700553 [21] Ivanchina NV, Kicha AA, Malyarenko TV, Ermolaeva SD, Yurchenko EA, Pislyagin EA, Van Minh C, Dmitrenok PS, “Granulatosides D, E and other polar steroid compounds from the starfish Choriaster granulatus Their immunomodulatory activity and cytotoxicity”, Nat Prod Res 2018:1-8 [22] Kawano, Y et al., “Isolation and Structure of Two New Ceramide Lactosides” Annalen, 1988, 19 [23].https://books.google.com.vn/books? id=w1bLBQAAQBAJ&pg=PA7&lpg=PA7 &dq=Acanthacerebroside+C&source=bl&ots=q9tW_Ibnce&sig=raNhjgDHVc h CikPfR4MwHYHavXI&hl=vi&sa=X&ved=0ahUKEwizxL6yif_aAhXLxrwK H Y_DDS4Q6AEIKzAB#v=onepage&q=Acanthacerebroside%20C&f=false [24] Sugiyama, S et al., “Synthesis of Acanthacerebroside A”, Annalen, 1988, 619; 1990-1063 [25] Higuchi, R et al., “Structures of Three New Cerebrosides, Astrocerebroside A, B, and C and of Related Nearly Homogeneous Cerebrosides”, Annalen, 1990, 51-55; 1996, 593-599 [26] Kawatake S , Nakamura K, Inagaki M, Higuchi R , “Isolation and structure determination of six glucocerebrosides from the starfish Luidia maculata”, Chem Pharm Bull (Tokyo) 2002, 50: 1091-6 [27] Maruta T , Saito T, Inagaki M, Shibata O, Higuchi R , “Biologically active glycosides from Asteroidea, 41 Isolation and structure determination of glucocerebrosides from the starfish Linckia laevigata.”, Chem Pharm Bull (Tokyo) 2005; 53: 1255-8 [28] Inagaki M , Ikeda Y, Kawatake S, Nakamura K, Tanaka M, Misawa E, Yamada M, Higuchi R, “Isolation and structure of four new ceramides from the starfish Luidia maculata.” Chem Pharm Bull (Tokyo) 2006; 54 : 1647-9 [29] Inagaki M, Nakata T, Higuchi R, “Isolation and structure of a galactocerebroside molecular species from the starfish Culcita novaeguineae”, Chem Pharm Bull (Tokyo) 2006; 54 : 260-1 [30] Pan K , Inagaki M , Ohno N , Tanaka C , Higuchi R , Miyamoto T , “Identification of sixteen new galactocerebrosides from the starfish Protoreaster nodosus.” Chem Pharm Bull (Tokyo) 2010, 58 : 470-4 Đại học Sư phạm Hà Nội Đinh Thị Phương Thảo Khóa luận tốt nghiệp K40A – Sư phạm Hóa học ... hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu thành phần lipid từ loài biển Anthenea aspera” Đinh Thị Phương Thảo K40A – Sư phạm Hóa học CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Đặc điểm sinh học phân bố biển Anthenea aspera... ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - - ĐINH THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN CÁC LIPID TỪ LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA ASPERA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học Hữu Người... acanthodes 16 Anthenea mertoni Anthenea acuta 17 Anthenea mexicana Anthenea aspera 18 Anthenea obesa Anthenea australiae 19 Anthenea obtusangula Anthenea conjugens 20 Anthenea pentagonula Anthenea