TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
======

NGÔ THỊ LIÊN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CỦA LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA ASPERA
Ở VÙNG BIỂN VIỆT NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

HÀ NỘI - 2015


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
======

NGÔ THỊ LIÊN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC
CỦA LOÀI SAO BIỂN ANTHENEA ASPERA
Ở VÙNG BIỂN VIỆT NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. TRẦN THỊ THU THỦY

HÀ NỘI - 2015

Ngô Thị Liên

Ngô Thị Liên

i

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ ................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ vi
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................... 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 4
1.1. Đặc điểm sinh học và phân bố của sao biển Anthenea aspera ...................... 4
1.2. Thành phần hóa học các loài thuộc lớp sao biển Asteroidea.......................... 5
1.2.1. Các hợp chất steroid ................................................................................. 5
1.2.2. Nhóm hợp chất ceramide và cerebroside ................................................ 9
1.2.3. Lipid, axit béo và axit amin .................................................................... 12

3.2.1 Hợp chất cholest-4-ene-3,6-diol (1) ................................................... 22
3.2.2. Hợp chất cyclo(L-glycine-L-proline) (2) ................................................ 28
3.2.3. Hợp chất cyclo(L-alanine-4-hydroxyl-L-proline) (3) ............................. 36

Ngô Thị Liên

iii

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
 Các phƣơng pháp sắc ký
CC

: Column Chromatography

SKLM

: Sắc ký lớp mỏng

 Các phƣơng pháp phổ
NMR

: Nuclear Magnetic Resonance



Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ

Bảng 1.1. Danh sách một số loài sao biển chi Anthenea ................................................ 4
Sơ đồ 2.1. Ngâm chiết mẫu sao biển Anthenea aspera................................................. 18
Bảng 2.1. Khối lƣợng các cặn chiết thu đƣợc từ loài sao biển Anthenea aspera......... 19
Bảng 3.1. Số liệu phổ của cyclo(L-glycine-L-proline) (2) ............................................ 29
Bảng 3.2. Số liệu phổ của cyclo(L-alanine-L-proline) (3) ............................................ 37

Ngô Thị Liên

v

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sao biển Anthenea aspera........................................................................................ 16
Hình 3.1. Cấu trúc hóa học hợp chất (1) .................................................................................. 23
Hình 3.1.1. Phổ 1H – NMR của hợp chất (1) .......................................................................... 23
Hình 3.1.2. Phổ 13C – NMR của hợp chất (1)......................................................................... 24
Hình 3.1.3. Phổ 13C-DEPT của hợp chất (1)........................................................................... 25

1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam với dải bờ biển chạy dài trên 3260 km với diện tích hơn 1 triệu km2,
các loài động, thực vật vùng biển Việt Nam rất phong phú và đa dạng sinh học. Hàng
năm đem lại nguồn lợi trên 2 triệu tấn trong số hơn 90 triệu tấn hải sản của thế giới,
đồng thời cũng là hệ sinh thái rất đặc thù và đƣợc đánh giá là một trong 16 trung tâm
đa dạng sinh học cao của thế giới. Hiện nay, trong xu thế cả thế giới đang vƣơn mạnh
ra biển để khai thác tiềm năng sẵn có của đại dƣơng, bên cạnh việc bảo đảm chủ
quyền lãnh hải, công tác điều tra nghiên cứu môi trƣờng và tài nguyên sinh vật biển
Đông ngày càng khẳng định những ý nghĩa quan trọng với đất nƣớc trong giai đoạn
mới.
Ngay từ những năm 1970 đã có một vài công trình nghiên cứu về các hợp chất
thiên nhiên từ sinh vật biển. Tuy nhiên, so với nguồn tiềm năng sinh vật biển ở nƣớc
ta thì đến nay những công trình nghiên cứu trong nƣớc vẫn quá ít và tản mát, đặc biệt
là những nghiên cứu về lớp sao biển (Asteroidea) .
Lớp Asteroidea có khoảng 1800 loài sao biển sống trên hành tinh, phân bố ở
tất cả các đại dƣơng trên thế giới gồm cả Thái Bình Dƣơng, Đại Tây Dƣơng, Ấn Độ
Dƣơng, Bắc Cực và các vùng đại dƣơng phía Nam. Tuy nhiên, mới chỉ có khoảng 80
loài đƣợc nghiên cứu về thành phần hóa học cũng nhƣ hoạt tính sinh học. Có nhiều
hợp chất đƣợc phân lập từ Sao biển có cấu trúc hóa học đa dạng và thể hiện hoạt tính
sinh học thú vị khác nhau nhƣ: kháng viêm, giảm đau, giảm huyết áp, gây độc tế bào,
kháng khuẩn, kháng nấm, chống tăng đƣờng huyết và kháng một số dòng tế bào ung
thƣ, kháng virus nhƣ virus HIV, HSV, CoxB, EMCV và VSV….
Cho đến nay, Việt Nam chƣa có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về
thành phần hóa học của sao biển. Đặc biệt chƣa có công trình nào nghiên cứu thành
phần hóa học của loài sao biển Anthenea aspera họ Oreasteridae. Do đó chúng tôi tiến
hành đề tài “ Nghiên cứu thành phần hóa học của loài sao biển Anthenea aspera ở
vùng biển Việt Nam”.

Ngô Thị Liên


Sƣ̉ dụng các phƣơng pháp sắc ký cột nhƣ : sắc ký cột thƣờng, sắc ký cột nhanh
với các chất nhồi cột khác nhau (silica gel, sephadex LH-20, silica gel pha đảo C-18,
nhƣ̣a trao đổi ion hoặc nhƣ̣a Diaion HP -20) để phân lập các ch ất sạch từ các dịch
chiết.
Cấu trúc hóa học của các chất phân lập đƣợc, đƣợc xác đị nh bằng cách kết hợp
các phƣơng phá p phổ nhƣ : phổ cộng hƣởng tƣ̀ hạt nhân 1 chiều và 2 chiều (1D và
2D- NMR), phƣơng pháp xác định điểm chảy…

Ngô Thị Liên

2

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Góp phần vào việc nghiên cứu thành phần hóa học của loài sao biển Anthenea
aspera, một loài chƣa từng đƣợc nghiên cứu về thành phần hóa học, đồng thời là tài
liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo.
Góp phần vào bảo tồn và phát triển các loài quý hiếm , các loài có vai trò quan
trọng đối với hệ sinh thái biển.
Tạo cơ sở khoa học nhằm đề xuất phƣơng án khai thác tài nguyên sinh vật biển
hiệu quả hơn. Đặc biệt là các hoạt chất quý hiếm từ loài sao biển Anthenea aspera.

Ngô Thị Liên


15

Anthenea grayi

2

Anthenea acuta

16

Anthenea mertoni

3

Anthenea aspera

17

Anthenea mexicana

4

Anthenea australiae

18

Anthenea obesa

5


9

Anthenea edmondi

23

Anthenea rudis

10

Anthenea elegans

24

Anthenea sibogae

11

Anthenea flavescens

25

Anthenea spinulosa

12

Anthenea globigera

26


đối xứng, thƣờng có hình sao hoặc đối xứng 5 cánh tỏa ra từ vùng trung tâm. Đƣờng
kính của một con sao biển Anthenea aspera trƣờng thành khoảng 15-20 cm. Mặt lƣng
của chúng hơi lồi lên, màu sắc của chúng thay đổi từ cam đến đỏ, bụng phẳng, có
miệng. Lỗ miệng có màu sặc sỡ. Bên trong quanh miệng là vòng ống nƣớc, từ đó phát
ra năm ống nƣớc nhánh hình nan quạt tỏa ra năm cánh, mỗi ống nƣớc nhánh có hai
dãy chân ống.
Sao biển Anthenea aspera, giống nhƣ tất cả các loài sao biển khác chúng di
chuyển nhịp nhàng bởi hệ thống các chân ống đƣợc điều khiển bởi thân chính, chân
ống cũng là nơi trao đổi khí. Sao biển di chuyển với tốc độ rất chậm từ 5 đến 10cm
trong 1 phút. Thức ăn chủ yếu của sao biển Anthenea aspera là các loài có vỏ nhƣ
trai, sò, ốc, vẹm biển hoặc san hô, các loài cá nhỏ, mực, tôm và các loài thân mềm
khác. Khi thiếu thức ăn chúng ăn thịt cả đồng loại. Một số loài phát triển rất nhanh là
nguyên nhân gây mất cân bằng sinh thái [3].
1.2. Thành phần hóa học các loài thuộc lớp sao biển Asteroidea
Cho đến nay đã có nhiều loài sao biển đƣợc nghiên cứu hoá học, đã phân lập
và nhận dạng đƣợc nhiều chất, thuộc các nhóm chất khác nhau. Thành phần hóa học
chính của các loài thuộc lớp sao biển này chủ yếu là các steroid và hợp chất của nitơ
(ceramide, cerebroside, alkaloid, nucleoside...). Ngoài ra, còn chứa các thành phần
khác nhƣ: carboxylic acid, triterpenoid,…
1.2.1. Các hợp chất steroid
Steroid là lớp chất phổ biến nhất ở sao biển, đặc biệt là nhóm steroid phân cực.
Các steroid phân cực thƣờng đƣợc chia làm 4 loại: polyhydroxysteroid, steroidsulfate,
glycoside polyhydroxysteroid.
Năm 2003, từ loài sao biển Certonardoa semiregularis thu thập đƣợc ở gần đảo
Komun, Hàn Quốc họ đã phân lập đƣợc 13 hợp chất polyhydroxysteroid mới đặt tên là
certonardosterol A-M (1-13) [22]. Mạch nhánh của các hợp chất (9), (10) lần đầu tiên
đƣợc tìm thấy trong các hợp chất sterol bị oxi hoá trong tự nhiên.
Năm 2004, tiếp tục nghiên cứu về loài sao biển Certonardoa semiregularis
nhóm nghiên cứu này đã tách đƣợc thêm đƣợc 11 hợp chất polyhydroxysteroid mới


novaeguinoside A (30), novaeguinoside I (31), novaeguinoside II (32) . Ở hợp chất 32,
phần mạch cacbonhydrat lại có mặt của L-arabinosyl. Đây là trƣờng hợp rất hiếm xảy
ra ở các hợp chất asterosaponin.
Từ dịch chiết BuOH của loài sao biển này cũng đã phân lập đƣợc thêm 3 hợp
chất asterosaponin mới khác kí hiệu là 33, 34, 35 [16-17].

Ngô Thị Liên

7

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Năm 2005, nhóm nghiên cứu Phạm Quốc Long và cộng sự đã bƣớc đầu nghiên
cứu về thành phần hóa học loài sao biển Anthenea pentagonula, thuộc họ Oreasteridae
trong bộ Valvatida, phân lập đƣợc hai hợp chất steroid là 5α-cholestan-3α-ol (36); 5αcholest-7-en-3β-ol (37) và một cụm phân tử cerebroside [1].
22

21

12
11

19

13


5

7

3

6
HO

(36) 5α-cholestan-3α-ol

Ngô Thị Liên

11

19

16
15

9

20

23

25
27



8

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

1.2.2. Nhóm hợp chất ceramide và cerebroside
Có hơn 90 dẫn xuất ceramide đã đƣợc phân lập và xác định từ 16 loài sao biển.
Ceramide là dạng đơn giản nhất của các sphingolipid. Các ceramide là một họ lipid có
cấu tạo bởi một axit béo mạch dài gắn với các aminoancol kiểu sphingosine qua các
liên kết amit, một trong những thành phần cơ bản cấu thành sphingomyelin ở lớp lipid
kép ở màng tế bào.
Cerebroside là glycosphingolipid – thành phần quan trọng trong cơ động vật và
màng tế bào thần kinh. Chúng đƣợc cấu tạo bởi một ceramide gắn với một hoặc hai
đƣờng tại C-1. Hợp phần đƣờng có thể là glucose hoặc galactose, và vì thế hai loại
cerebrosie

chính

Glucocerebroside

đƣợc
là

gọi


Phytosphingosine

Cerebroiside

Năm 1998, từ loài sao biển Acanthaster planci, Kawano cùng các cộng sự đã
phân lập đƣợc các hợp chất đều là các glucocerebroside, đặt tên là acanthacerebroside
A (tên gọi khác là 1-glucopyranosyl-2-(2-hydroxy tetraco-sanoylamino)-1,3,4hexadecanetriol)

(38);

acanthacerebroside

C

(1-glucopyranosyl

-2-(2-

hydroxyhexadecanoylamino)-13-docosene-1,3,4-triol) (39); acantha-cerebroside D
(40); acanthacerebroside E (41); acanthacerebroside F (42) [7] và hai hợp chất

Ngô Thị Liên

9

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2


44

45

Năm 2002, từ loài sao biển Luidia maculata thu đƣợc ở vùng biển Hakata,
Fukuoka, Nhật Bản, Satoshi và các cộng sự đã phân lập đƣợc hai hợp chất
glucocerebroside mới là luidiacerebroside A (46), luidiacerebroside B (47) và các hợp
chất

cerebroside

đã

biết

là:

(1-O-(β-D-glucopyranosyl)-(2S,3R,4E)-2-[(2R)-2-

hydroxydocosanoylamino]-14-methyl-4-hexadecene-1,3-diol) (48), astrocere-broside
B (49), acathacerebroside B (50) [14].
Gần đây năm 2006, từ loài sao biển Luidia maculata, Masanori và cộng sự đã
phân lập đƣợc các hợp chất ceramide, ký hiệu là: LM Cer-1-1 (51); LM Cer-2-1 (52) và
LM Cer-2-6 (53). Trong đó, hợp chất (51) lần đầu tiên đƣợc phân lập từ loài sao biển
này. Các hợp chất trên đều thể hiện khả năng chống sự tăng lƣợng đƣờng trong máu
[10].

46

Ngô Thị Liên

với protein tạo thành hợp chất lipoproteid cấu tạo nên màng tế bào. Chính nhờ các tính
chất của hợp chất này đã tạo cho màng sinh vật có đƣợc tính thẩm thấu chọn lọc, tính

Ngô Thị Liên

12

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

cách điện. Đó là những hợp tính hết sức quan trọng của tế bào sinh vật. Ngoài ra, lipid
còn có thể liên kết với nhiều chất đơn giản khác thành những hợp chất có tính chất
sinh học khác nhau. Những phức hợp đó có vai trò quan trọng trong các hoạt động
thần kinh và bắp thịt.
Lipid không tan với nƣớc, nhƣng chúng có khả năng hòa tan nhiều loại vitamin
quan trọng nhƣ : A, K, D, E và giúp ruột hấp thụ tốt hơn các loại sinh tố này. Vì thế
nếu khẩu phần thiếu lipid lâu ngày thì động vật dễ mắc các bệnh thiếu vitamin đáng kể
trên.
Năm 2003, nhóm nghiên cứu của tác giả GS. TS Phạm Quốc Long và cộng sự
đã tiến hành nghiên cứu hàm lƣợng lipid tổng của 3 loài sao biển : sao biển Linckia
laevigata , sao biển Culcita novaeguineae, sao biển Protoraester nodosus thu đƣợc ở
vùng biển Quảng Ninh cho hàm lƣợng lipid tổng khá cao lần lƣợt là 2,32%, 1,59%,
1,85%.
1.2.3.2. Axit béo
Axit béo là hiđrocacbon no hoặc không no liên kết với một hoặc nhiều nhóm
chức acid (-COOH). Phân tử tồn tại ở dạng mạch thẳng, mạch nhánh hay mạch vòng,

55
Thành phần axit oleic (56) của sao biển Linckia larvigata và sao biển Culcita
novaeguineae thu đƣợc tại vùng biển Quảng Ninh, đƣợc nghiên cứu bởi nhóm nghiên
cứu GS. TS Phạm Quốc Long và cộng sự năm 2010 cho kết quả lần lƣợt nhƣ sau:
19,044% và 18,113%.

56
1.2.3.3. Axit amin
Axit amin hay amino axit là hợp chất hữu cơ có chứa nhóm cacboxyl (-COOH)
và nhóm amin (NH2), vừa có tính axit, vừa có tính bazơ. Theo quan điểm dinh dƣỡng
ngƣời ta chia axit amin thành 2 nhóm: axit amin không thay thế và axit amin thay thế.
Động vật và con ngƣời không có khả năng tổng hợp một số axit amin mà phải lấy qua
thức ăn, đó là các axit amin cần thiết hoặc không thay thế đƣợc nhƣ: arginine,
methionine, phenyl alanine,… Các axit amin này tham dự vào nhiều quá trình chuyển
hóa trong cơ thể nhƣ tổng hợp các chất dẫn truyền thần kinh, đổi mới các sợi cơ
bắp,… Do vậy, nhu cầu cho cơ thể bao giờ cũng chỉ đáp ứng đủ, thừa hoặc thiếu đều
gây nên bất lợi cho cơ thể.

Ngô Thị Liên

14

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Một số axit amin có trong các loài sao biển nhƣ axit amin glutamic (6,25 – 7,85

57

Ngô Thị Liên

HO

58

15

K37C- Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu
2.1.1. Thu mẫu, xác định tên khoa học và phương pháp xử lý mẫu
Nguyên liệu để nghiên cứu là loài sao biển Anthenea aspera. Mẫu tƣơi đƣợc
thu thập tại đảo Vạn Bội vào tháng 06/2012 và đƣợc PGS.TS. Đỗ Công Thung - Viện
Tài nguyên và Môi trƣờng biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam xác
định tên khoa học là Anthenea aspera. Tiêu bản đƣợc lƣu giữ tại Viện Hóa học các
Hợp chất thiên nhiên.

Hình 2.1. Sao biển Anthenea aspera
Các mẫu tƣơi của sao biển Anthenea aspera (10 kg) đã đƣợc cắt thành miếng
nhỏ.
2.1.2. Phương pháp ngâm chiết và phân lập các hợp chất từ dịch chiết

pháp xác định điểm nóng chảy....
2.2. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
2.2.1. Dụng cụ, hóa chất
Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình nghiên cứu đƣợc mua của các
hãng Merck, Sigma-Aldrich và Xilong. Dung môi chạy sắc ký đƣợc cất lại và làm
khan trƣớc khi sử dụng.
2.2.2.Thiết bị nghiên cứu
Phổ NMR đƣợc đo trong dung môi CDCl3 hoặc MeOD d4 tại nhiệt độ phòng
trên máy Bruker AV 500, tại 500 MHz cho 1H NMR và 125 MHz cho 13C NMR. Chất
chuẩn nội là TMS.
Điểm nóng chảy đƣợc đo trên máy Kofler microhot stage.
Sắc ký lớp mỏng (TLC) đƣợc thực hiện trên bản mỏng tráng sẵn DC Alufolien
60 F254 (Merck). Phát hiện chất bằng đèn tử ngoại 2 bƣớc sóng 254 nm và 365 nm,
hoặc dùng thuốc thử là CeSO4/H2SO4, KMnO4, Dragendorff, N-inhydrin, Iot.
Sắc ký cột đƣợc thực hiện với chất hấp phụ là siliga gel pha thƣờng (Merck) cỡ
hạt 0,04- 0,063 mm.

2.3. Thu nhận các dịch chiết từ sao biển Anthenea aspera
2.3.1. Thu nhận các dịch chiết
Việc thu nhận các dịch chiết từ loài sao biển Anthenea aspera tiến hành theo
Sơ đồ 2.1

Ngô Thị Liên

17

K37C- Hóa học