Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG LIÊN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN
HÓA HỌC LOÀI HẢI MIÊN
DYS1DEA FRAGILIS

KHÓA LUẬN
TỐT NGHIỆP
ĐẠI
HỌC
•
•
•
•
Chuyên ngành: H óa hữu

Ctf

HÀ NỘI - 2016

Nguyễn Thị Phương Liên

K38A- Khoa Hóa học



Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp
L Ờ I CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong
khóa luận: “Nghiên cứu thành phần hóa học loài Hải miên Dysidea
fragiỉis”, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Phan Văn Kiệm là hoàn toàn trung
thực và không trùng với kết quả của tác giả khác.

Sinh viên

Nguyễn Thị Phương Liên

Nguyễn Thị Phương Liên

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp
LỜ I CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành tại phòng Nghiên cứu cấu
trúc, Viện Hóa sinh Biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
với sự hỗ trợ kết quả từ đề tài nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng
“Nghiên cứu phát hiện và xây dựng quỵ trình phân lập các chất có hoạt tỉnh
kháng ung thư của một sổ loài hải miên ở Việt Nam” do PGS.TS. Phan Văn


MỞ ĐẦU............................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài........................................................................................ 1
2. Nhiệm vụ của đề tài...................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..............................................................................2
1.1. Tổng quan về hải miên...........................................................................2
1.1.1. Khái quát về hải m iên.....................................................................2
1.1.2. Tổng quan về loài hải miên thuộc chi Dysidea.............................. 5
1.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Dysidea ữagilis........... 6
1.3. Một vài nghiên cứu về họp chất tecpen................................................11
1.3.1. Đại cưong và phân loại.................................................................11
1.3.2. Secquitecpen..................................................................................13
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u .............. 19
2.1. Mầu sinh vật biển.................................................................................19
2.2. Phương pháp phân lập các chất hữu cơ............................................... 19
2.2.1. Sắc kí lớp mỏng(TLC)...................................................................19
2.2.2. Sắc kí cột (CC)...............................................................................19
2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất................. 21
2.3.1. Phổ ^ -N M R ..................................................................................22
2.3.2. Phổ 13C-NMR.................................................................................22
2.3.3. Phổ DEPT.......................................................................................22
2.3.4. Phổ 2D-NMR.................................................................................22
2.4. Dụng cụ và thiết b ị................................................................................23
2.4.1. Dụng cụ và thiết bị tách chiết........................................................ 23
2.4.2. Dụng cụ và thiết bị xác định cấu trú c........................................... 23
2.5. Hoá chất.................................................................................................23
CHƯƠNG 3. THựC NGHIỆM...................................................................... 24
Nguyễn Thị Phương Liên

K38A- Khoa Hóa học

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13
(Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

1H- NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
(Proton Magnetic Resonance Spectroscopy)

2D- NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều
(Two-Dimensional NMR)

cc

Sắc ký cột (Column Chromatography)

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarization Transfer

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Connectivity

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Coherence

TLC

Hình 4.2.2: Phổ ^-N M R của hợp chất 2....................................................... 32
Hình 4.2.3: Phổ 13C-NMR của hợp chất 2...................................................... 33
Hình 4.2.4: Phổ DEPT của hợp chất 2 ............................................................ 33
Hình 4.2.5: Phổ HSQC của hợp chất 2............................................................ 34
Hình 4.2.6: Phổ HMBC của họp chất 2.......................................................... 34
Hình 4.3.1: cấu trúc hóa học và tương tác HMBC chính của họp chất 3 ..... 35
Hình 4.3.2: Phổ !H-NMR của hợp chất 3....................................................... 37
Hình 4.3.3: Phổ

13c -NMR của hợp chất 3..................................................... 37

Hình 4.3.4: Phổ DEPT của hợp chất 3 ............................................................ 38
Hình 4.3.5: Phổ HSQC của hợp chất 3............................................................ 38
Hình 4.3.6: Phổ HMBC của họp chất 3.......................................................... 39

Nguyễn Thị Phương Liên

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp
M Ở ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới cận xích đạo, có khí hậu nóng
ẩm, mưa nhiều, độ ẩm cao (khoảng trên 80%), nên nước ta được thiên nhiên
ban tặng một hệ động thực vật đa dạng và phong phú với hàng ngàn loài khác
nhau. Nước ta có bờ biển trải dài, có khí hậu thuận lợi tạo điều kiện phát triển

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp
CH Ư Ơ N G 1
TỔ NG QUAN

1.1. Tổng quan về hải miên
1.1.1. Khái quát về hải miên
Hải miên hay động vật thân lỗ (porifera) là một ngành động vật đa bào
nguyên thủy có cấu trúc tế bào tách biệt và phần lớn sinh sống ở biển. Đây là
ngành động vật đơn giản và nguyên thủy nhất, có những mô khác nhau nhưng
không có cơ, hệ thần kinh, cơ quan bên trong, hay khả năng vận động. Hải
miên thường ăn bằng cách hút nước qua các lỗ chân lông. Do hải miên không
có hệ tuần hoàn, hệ thần kinh, hệ tiêu hóa nên hầu hết chúng dựa vào việc duy
trì một dòng chảy liên tục qua cơ thể để lấy thức ăn, oxy và loại bỏ chất thải.

Hình 1.1: Môt
m sổ loài Hải miên

Nguyễn Thị Phương Liên

2

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp




Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp

Kết quả sàng lọc hoạt tính sinh học cho thấy khả năng sinh dược chất ở
hải miên là vô cùng lớn. Hàng loạt họp chất quý đã được phân lập và phát
hiện thông qua các quá trình tách chiết, xác định cấu trúc và thử nghiệm hoạt
tính. Các hợp chất này thể hiện hoạt tính như hoạt tính chống khối u, chống vi
khuẩn, vi rút, kháng lao, chống oxy hóa.
Hợp chất Cylicbis- 1,3- dialkylpyridmium thuộc lóp chất cyclostellettamine
được phân lập từ loài hải miên Halỉclona sp. ở vùng biển Hàn Quốc đã thể
hiện hoạt tính kháng khuẩn Gram dưomg và hoạt tính kháng dòng tế bào ung
thư phổi A549 [4-5].

Cyclìcbìs-1,3-Dỉalkylpyridinium

Cũng được phân lập từ loài hải miên Halỉclona sp., họp chất
Haliclonacyclamine A là một alcaloit có thể kháng lại 2 loại kí sinh trùng sốt
rét Plasmodium falciparum FCB1 và Plasmodium vinckei petterì rất cao ở
liều lượng 0,33 và 0,35 pg/mL.

Nguyễn Thị Phương Liên

4

K38A- Khoa Hóa học




Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện hơn 300 họp chất thuộc chi
Dysidea. Hải miên thuộc chi Dysidea là có tính phổ biến ừong tự nhiên, phân
bố rộng khắp các vùng nhiệt đới và các vùng biển nhiệt đới, và có thể được
thu thập từ vùng triều đến vùng nước sâu. Thành phần hóa học ừên hải miên
của chi này chủ yếu gồm secquitecpen, các họp chất halogen, sterol, v.v.
Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào về thành phần hóa
học và hoạt tính sinh học loài Dysỉdea ỷragỉlỉs ở Việt Nam.
1.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Dysidea /ragilis
Trên thế giới có một số nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính
sinh học của loài Dysidea ýragilis. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và
hoạt tính sinh học của Dysidea ỹragỉlis đã được các nhà khoa học bắt đầu từ
những năm 1997. Cho đến nay, các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của
Dysidea ýragilis còn khá ít.
Vào năm 1997, Xiong Fu và các cộng sự đã phân lập được một
diketopiperazine mới, đặt tên là dysamide D (1) từ loài hải miên Dysỉdea
ỷragilis thu thập được ở biển miền Nam Trung Quốc [8].
Me

1 X=CC13 Y=CHC12
Năm 1998, Y. Venkateswarlu và các cộng sự đã phân lập thành công
một íurano sesquiterpenoids oxy mới (2) từ loài hải miên Dysỉdea ỷragỉlỉs thu
thập được ở biển Mandapam, Tamilnadu, thuộc Ấn Độ [9].

Nguyễn Thị Phương Liên

6

K38A- Khoa Hóa học


là:

4a,5,6,8a,9,9a-hexahydro-9a-hydroxy-4,4,7-

trimethylnaphtho[2,3-b]furan-2(4H)-one, có công thức phân tử: C15H20O3. Bộ
khung xưomg gồm hai vòng sáu cạnh, trong đó tồn tại ở dạng ghế và nửa ghế,
và một vòng furan. Các phân tử được sắp xếp theo một mô hình xoắn ốc
thông qua liên kết hydro O-H.. .0 [11].

Năm 2009, hai sesquiterpene acetonyl mới, dysiữagilisins A (10) và B
(11), đã được phân lập từ hải miên Dysideafragilis ở biển Hải Nam, Trung Quốc
bởi nhóm tác giả Zhi-Guo Yu, Jia Li, Zhen-Yu Li và Yue-Wie Guo [12].

10 R=P-OH
11 R= a-O H

Nguyễn Thị Phương Liên

8

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp

Năm 2014, Wei- Hua Jiao cùng các công sự của mình đã phân lập được
mười ba aminoquinones sesquiterpene mới: Dysidaminones A-M (12-24),
cùng với sáu chất đã biết (25-30), được phân lập từ Dysidea fragilis ở biển

thấy rằng 18-amino quinon sesquiterpene với liên kết đôi exocyclic là tác
nhân độc tế bào và các chất ức chế NF-kB [13].

11

Nguyễn Thị Phương Liên

9

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp

24

H
,N.

12 Ri=H R2='

X

Í2
22

13 Ri=H


r 2=h

'25

22
22

17 R x - i ^

29R1=^

23

H
.N.

R,=
^2=

27 Ri=NH2 r 2= H

26

\

R2=H
H

22



27

24

H

H
N
19 R i = ° ĩ ^

\

R2=H

22 Ri=H R9=

22

2 0 R i= H

H
,N.
R2= «o ^ " \
22

23

Ri=H


23 26

25

N/ ^ ^ ^ 2 6
22

27

Nguyễn Thị Phương Liên

10

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp

1.3. Một vài nghiên cứu về họp chất tecpen [3,6,7]
1.3.1. Đại cương và phân loại
Tecpen là một trong những họp chất thiển nhiên phổ biến nhất và lý thú
nhất về phương diện hoá học.
Đó là thành phần chính của các loại tinh dầu mà ta thường dùng trong
cổng nghệ hưong mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm. Những tecpen bậc cao
thường là những chất có hoạt tính sinh học quan trọng.

HC=C-CH3
H


C30

(6 đơn vị isopren)

Carotenoid (tetratecpen)

C40

và cao su (Cs)n

Isopren là một chất không có trong tự nhiên nhưng có thể tổng hợp theo
quy trình Merlinh rất đẹp.
H2C = C ---- C H = C H 2
ch 3

Nguyễn Thị Phương Liên

11

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tôt nghiệp
CH,

CH3


Squalen

Caroten
1.3.2. Secquỉtecpen
Mặc dù cơ sở của hoá học secquitecpen đã có từ thế kỷ 19, nhưng hoá
học secquitecpen chỉ được thực sự thúc đẩy với tốc độ nhanh chóng bởi
những công trình “đầu tàu” của Wallach, Semmler và nhất là của Ruzicka
song song với sự phát triển của các phưong pháp hiện đại về tách lập, tinh
chế, xác định cấu trúc và tổng hợp.
Có khoảng 1000 secquitecpen thuộc khoảng 100 khung. Với số lượng
chiếm khoảng một phàn tư tổng số các chất tecpenoit tự nhiên mà ta biết ngày
nay, các secquitecpen là nhóm chất tecpenoit lớn nhất. Ở đây ta chỉ đề cập
đến những khung chính, hoặc những loại chất lý thú về phương diện thực tiễn.
♦ Secquitecpen mạch thẳng
Quan trọng nhất là 2 ancol: Famesol và Nerolidol.
•

Famesol có 3 nối đổi, thành phàn chính của dầu hoa tigôn, có

trong cả dầu sả, hoa hồng, quýt dùng làm hương liệu vì có mùi dễ chịu.

Nguyễn Thị Phương Liên

13

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2



• Một số loại secquitecpen kiểu famesol rất lý thú, thu hút sự chú ý
của nhiều nhà hóa học đó là chất kích thích tăng trưởng sâu non (juvenile
hormon) lấy từ giống buớm tằm lớn Hyalophora cecropia.

(Chú ý: Khác với “hooc-môn lột xác” ecdison có khung steroit)
♦ Secquitecpen mạch vòng đon
Một hợp chất quan trong có thể coi như là do sự đóng vòng đon của
famesol tạo thành, là chất điều tiết sinh trưởng axit absscisic (ABA) kiểm soát
sự “ngủ” của chồi cầy và hạt cây, nên còn gọi là dormin (công trình nghiên
cứu của Comíòrth). Đã có nhiều cổng trình về sự tổng hợp ABA nhưng
phương pháp kinh tế nhất là của Roberts đi từ a-jonon.

Axit abssxisic

• Biosabolen là một trong những hydrocacbua secquitecpenic phổ biến
nhất có trong dầu chanh.
• Zingiberen là thành phần chủ yếu của dầu gừng, có 2 nối đôi liên họp
có thể nhận biết bằng quang phổ hấp thụ hoặc bằng hydro hoá với Na/ancol
cho dihydrozingiberen.

Nguyễn Thị Phương Liên

15

K38A- Khoa Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2



Khóa luận tôt nghiệp

G ossypol

• Một nhóm khác, eudesman (hoặc selinan) gồm một số họp chất đặc
trung như: eudesmol có ừong dầu Eucalyptus piperita, elemol có ừong dầu
ừám {essence d ’esesleesmi) nhưng đại diện quan trọng nhất của nhóm này là
a-santonin có trong các loại cầy Artemisi, phổ biến nhất trong thiển nhiên,
nhất là ở Liên Xổ (cũ), Ấn Độ, Iran dùng làm thuốc trừ giun rất hiệu nghiệm,
là một xetolacton, khi hòa vào kiềm thì tạo ra muối của axit santoninic, nếu
axit hóa thì ừở lại santonin.

Eudesmol

a_ Santonin

Elemol

• Mạch 3 vòng thì có cedrol ở trong tinh dầu Hoàng đàn (ceder) dùng
làm chất định hướng tốt.

\

Cedrol

• Một hợp chất khác rất lý thú, phổ biến khá rộng và biến hóa bất
thường là caryophyllen. Người ta đặt tên cho nó là chất “tung hứng” vì phải
tốn rất nhiều công để xác định cấu trúc của nó.