Luận án tiến sĩ: Hóa học và hoạt tính sinh học hai loài sao biển Anthenea sibogae & Anthenea aspera - Nguyễn Anh Hưng (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 HÓA 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 luan an 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 HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC HAI LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA SIBOGAE VÀ ANTHENEA ASPERA CỦA VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9.17 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Trần Thị Thu Thủy 2. Alla Anatolievna Kicha HÀ NỘI - 2020 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Thị Thu Thủy và TSKH.

Alla Anatolievna Kicha. Các kết quả trong Luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Hưng luan an LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quí báu của các thầy cô, những nhà khoa học trong và ngoài nước cũng như các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất tới hai cô hướng dẫn là PGS. Trần Thị Thu Thủy (Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và TSKH. Alla Anatolievna Kicha (Viện Hóa sinh Hữu cơ Thái Bình Dương,Viện Hàn lâm Khoa học liên bang Nga). Nhờ sự hướng dẫn tận tình, sự định hướng nghiên cứu một cách khoa học, cũng như việc tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất của các cô trong quá trình thực thiện luận án, tôi đã tiếp thu được nhiều kiến thức mới trong lĩnh vực nghiên cứu và hoàn thành tốt các mục tiêu đề ra trong luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, Ban lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Ban chủ nhiệm Khoa Hóa học trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện tốt nhất và những góp ý quý báu trong thời gian làm nghiên cứu sinh. Tôi xin trân trọng cảm ơn GS. Phạm Quốc Long cùng các anh, chị phòng Hóa Sinh Hữu cơ - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên và các bạn đồng nghiệp Khoa Hóa học trường ĐH Sư phạm Hà Nội 2 đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Luận án được thực hiện với sự tài trợ kinh phí từ đề tài hợp tác song phương Việt Nam - Ấn Độ 2012-2013 do PGS.

Đoàn Lan Phương làm chủ nhiệm đề tài. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và người thân đã luôn quan tâm, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình làm nghiên cứu sinh. Tác giả luận án Nguyễn Anh Hưng luan an MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. 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. Giới thiệu về sao biển.

Cấu tạo của sao biển và phân bố. Các loài sao biển ở Việt Nam. Họ sao biển Oreasteridae. Thành phần hóa học họ sao biển Oreasteridae.

Các dẫn xuất ceramide. Hoạt tính sinh học của sao biển. Hoạt tính gây độc tế bào. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm.

Hoạt tính tán huyết. Hoạt tính neuritogenesis (tạo tế bào thần kinh hình sợi). ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu.

Sao biển Anthenea sibogae. Sao biển Anthenea aspera. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp phân lập các chất.

Phương pháp xác định cấu trúc. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học. Chiết tách, phân lập các hợp chất từ sao biển Anthenea sibogae. Xử lý mẫu sao biển A.

Hằng số vật lý và dữ liệu phổ của các chất phân lập được từ loài sao biển Anthenea sibogae. Chiết tách, phân lập các hợp chất từ sao biển Anthenea aspera. Xử lý mẫu sao biển Anthenea aspera. Hằng số vật lý và dữ liệu phổ của các chất phân lập được từ loài sao biển Anthenea aspera.

47 CHƯƠNG 4 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Xác định cấu trúc các hợp chất từ loài sao biển Anthenea sibogae. Hợp chất ASB1: cholesterol. Hợp chất ASB2: Thymine.

Hợp chất ASB3: L-Tyrosine. Hợp chất ASB4: L-Tryptophan. Hợp chất ASB5: (20R,22E)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(3- O-methyl--D-glucopyranosyl)-24-nor-5-cholesta-8(14),22(23)-diene-3 ,6, 7,16 -tetraol (anthenoside S1, hợp chất mới). Hợp chất ASB6: (20R,22E)-7-O-(6-O-methyl- -D-galactofuranosyl)-16-O-(4- O-methyl--D-glucopyranosyl)-24-nor-5-cholesta-8(14),22(23)-diene-3 ,6, 7,16 -tetraol (anthenoside S2, chất mới).

Hợp chất ASB10: (20R)-7-O-(6-O-methyl--D-galactofuranosyl)-16-O-(-D- galactofuranosyl)-24-methyl-5-cholesta-8(14),24(28)-diene-3,6,7,16-tetraol (anthenoside S6, hợp chất mới). Hỗn hợp (ASB11) của anthenoside J ((20R,24R)-7-O-(6-O-methyl-β-D- galactofuranosyl)-16-O-(6-O-methyl-β-D-galactofuranosyl)-24-ethyl-5α-cholest- luan an 8(14)-ene-3α,6β,7β, 16α-tetraol) và anthenoside K ((20R,24S)-7-O-(6-O-methyl-β- D-galactofuranosyl)-16-O-(6-O-methyl-β-D-galactofuranosyl)-24-ethyl-5α-cholest- 8(14)-ene-3α,6β,7β,16α-tetraol. Xác định cấu trúc các hợp chất từ loài sao biển Anthenea aspera. Hợp chất AA1: cholesterol.

Hợp chất AA2: Lathosterol (Cholest-7,8-ene-3 -ol). Hợp chất AA3: cholest-4-ene-3 ,6-diol. Hợp chất AA4: cholestane 3,5,6,15,16,26-hexol. Hợp chất AA5: cyclo(L-glycine-L-proline) (Hợp chất lần đầu tiên phân lập từ chi Anthenea ).

Hợp chất AA6: L-glycine-L-prolin (Hợp chất lần đầu tiên phân lập từ chi Anthenea). Hợp chất AA7: cyclo(L-alanyl-4-hydroxyl-L-prolyl) (Hợp chất lần đầu phân lập từ chi Anthenea). Hợp chất AA8: L-Phenylalanine. Hợp chất AA9: tyramine.

Hợp chất AA10: thymine. Hợp chất AA11: uracil. Kết quả thử hoạt tính sinh học của một số chất mới phân lập từ sao biển A. Hoạt tính gây độc tế bào.

Hoạt tính chống tăng sinh tế bào .3 Khảo sát hoạt tính ức chế sự hình thành khối tế bào ung thư trên thạch mềm. 144 CHƯƠNG V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 146 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ. 157 luan an 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 năng 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 bản mỏng SiO2 Silica gel Các phương pháp phổ 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Spectroscopy proton 13 C-NMR Carbon-13 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 mù điện tử GC-MS Gas 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 hóa phun mù điện tử HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ tương tác dị hạt nhân Coherence qua 1 liên kết luan an IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại ROESY Rotating frame Overhauser effect Phổ ROESY spectroscopy J (Hz) Hằng số tương tác tính bằng Hz δ(ppm) (ppm = part per million) Độ dịch chuyển hóa học tính bằng phần triệu Các dòng tế bào RPMI-1640 Human malignant melanoma cell Dòng tế bào u sắc tố ác tính line ở người T-47D Human breast cancer cell line Dòng tế bào ung thư vú ở người Các hóa chất CHCl3 Chloroform Cloroform CH2Cl2 Dichloromethane Diclometan (DCM) 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 quả 50% ED50 Effective dose 50% Liều để vật thí nghiệm hiệu quả ở 50% FBS Fetal bovine serum Huyết thanh bê FFA Free fatty acid Acid béo tự do luan an M.

Melting point Điểm chảy MTS [3-(4,5-dimetylthiazon-2-yl)5-(3- carboxymetoxyphenyl)-2-(4- sulfophenyl)-2H-tetrazolium] IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm [α]D Độ quay cực riêng luan an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất 154-157 trên một số dòng tế bào ung thư ở người (giá trị ED50 (g/mL). Số liệu phổ NMR của ASB1 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB2 và hợp chất tham khảo.

Số liệu phổ NMR của ASB3 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB4 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB5 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB6 và hợp chất tham khảo.

Số liệu phổ NMR của ASB7 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB8 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB9 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của ASB10 và hợp chất tham khảo.

Số liệu phổ NMR của hỗn hợp ASB11. Bảng tổng hợp các chất phân lập được từ sao biển Anthenea aspera. Số liệu phổ NMR của AA2 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của AA3 và hợp chất tham khảo.

Số liệu phổ NMR của AA4 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của AA5 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của AA6 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của AA7 và hợp chất tham khảo.

Số liệu phổ NMR của AA8 và hợp chất tham khảo. Số liệu phổ NMR của hợp chất AA9 và hợp chất tham khảo. 140 luan an DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Cấu tạo của sao biển (nguồn: inforvisual.

Các dạng cấu trúc sterol chính từ sao biển (S: mạch nhánh). Các glycone chính của các hợp chất glycoside trong sao biển. Các nhóm polyhydroxysteroid glycoside (S: mạch nhánh, G: phần đường). Các nhóm cấu trúc của các hợp chất 3β-OH steroid có trong sao biển.

Các nhóm cấu trúc của hợp chất 3β-O-glycosylsteroid B2. Cấu trúc của các dẫn xuất ceramide. Cấu trúc hóa học của Neu5Ac, Neu5Gc và GalNAc. Cấu trúc của GM1-GM3.

Ảnh mẫu sao biển Anthenea sibogae. Ảnh mẫu sao biển Anthenea aspera. Sơ đồ chiết và phân lập các hợp chất từ mẫu sao biển A. Phổ 1H-NMR của hợp chất ASB1.

Phổ 13C-NMR của hợp chất ASB1. Phổ DEPT của hợp chất ASB1. Phổ COSY 1H-1H của hợp chất ASB1. Phổ HSQC của hợp chất ASB1.

Phổ HMBC của hợp chất ASB1. Các tương tác chìa khóa trên phổ COSY và HMBC của ASB1. Cấu trúc hóa học của hợp chất ASB1. Phổ 1H-NMR của hợp chất ASB2.

Phổ 13C-NMR của hợp chất ASB2. Phổ HSQC của hợp chất ASB2. Phổ HMBC của hợp chất ASB2 .