Nghiên cứu thành phần hóa học cặn hexan của loài sao biển đỏ anthenea aspera (2017)

Thành phần hóa học các loài thuộc lớp sao biển Asteroidea Theo thống kê của tác giả Guang Dong và cộng sự trong giai đoạn từ năm 1997- 2007 đã có khoảng 98 loài sao biển trên toàn thế g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC

===

NGUYỄN THỊ ÁNH

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CẶN

HEXAN CỦA LOÀI SAO BIỂN ĐỎ

ANTHENEA ASPERA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ

HÀ NỘI - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC

===

NGUYỄN THỊ ÁNH

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CẶN

HEXAN CỦA LOÀI SAO BIỂN ĐỎ

ANTHENEA ASPERA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ

Người hướng dẫn khoa học

GV NGUYỄN ANH HƯNG

HÀ NỘI - 2017

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Anh Hưng đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình viết khóa luận tốt nghiệp, cùng các anh (chị) phòng Hóa sinh hữu cơ -Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận

Em xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài khóa luận tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Hóa trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập Đồng thời, em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, bạn bè, những người đã động viên, khuyến khích, tạo mọi điều kiện để em có thể thực hiện khóa luận thành công

học-Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy, cô bỏ qua Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp thầy, cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

Người thực hiện

Sinh viên

Nguyễn Thị Ánh

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em và được

sự hướng dẫn khoa học của thầy Nguyễn Anh Hưng

Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Trường đại học sư phạm Hà Nội 2 không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

Người thực hiện

Sinh viên

Nguyễn Thị Ánh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 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 6

1.2.1 Các hợp chất steroid 7

1.2.2 Nhóm hợp chất ceramide và cerebroside 15

1.2.3 Lipid, axit béo và axit amin 20

1.2.4 Một số hợp chất khác 24

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 26

2.1 Nguyên liệu. 26

2.2 Các phương pháp chiết mẫu 26

2.2.1 Chọn dung môi chiết 26

2.2.2 Quá trình chiết 28

2.3 Các phương pháp sắc kí trong phân lập các hợp chất hữu cơ 30

2.3.1 Đặc điểm chung của phương pháp sắc kí 30

2.3.2 Cơ sở của phương pháp sắc kí 31

2.3.3 Phân loại các phương pháp sắc kí 31

2.4 Một số phương pháp hoá lý xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ 33 2.4.1 Phổ khối lượng (Mass spectroscopy, MS) 34

2.4.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR) 35

2.5 Phương pháp phân lập các hợp chất 37

2.5.1 Sắc kí lớp mỏng (TLC) 30

2.5.2 Sắc kí lớp mỏng điều chế 31

2.5.3 Sắc kí cột (CC) 38

2.6 Quy trình phân lập các hợp chất 38

2.7 Dữ liệu phổ của các chất phân lập được 39

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Xác định cấu trúc của hợp chất SD5 41

3.2 Xác định cấu trúc của hợp chất SD6 46

KẾT LUẬN 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

Proton Magnetic Resonance Spectroscopy

1H 1H chemical shift correlation Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều

Two-Dimensional NMR Sắc ký cột column chromatography Distortionless Enhancement by polarisation Transfer Phổ khối lượng va chạm electron

Electron Impact Mass Spectrometry Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh Fast Atom 13 om bardment Mass Spectrometry Heteronuclear Multiple Quantum coherence Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao Hight Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Dữ liệu phổ của hợp chất SD5 45

Bảng 3.2: Dữ liệu phổ của hợp chất SD6 50

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Ảnh minh họa mẫu sao biển Anthenea aspera. 27

Hình 3.1 Phổ 1H NMR của hợp chất SD5 43

Hình 3.2 Phổ 13C-NMR và DEPT của hợp chất SD5 44

Hình 3.3 Phổ HSQC và HMBC của hợp chất SD5 45

Hình 3 4 Phổ 1H NMR của hợp chất SD6 48

Hình 3.5 Phổ 13C-NMR và DEPT của hợp chất SD6 49

Hình 3.6 Phổ HSQC và HMBC của hợp chất SD6 50

MỞ ĐẦU

Việt Nam là quốc gia ven biển nằm bên bờ tây của Biển Đông, với bờ biển dài khoảng 3.260km trải dài trên 13 vĩ độ, có tỷ lệ chiều dài đường biển trên diện tích đất liền cao nhất Đông nam á, vùng lãnh hải và vùng đặc quyền kinh tế rộng khoảng 1 triệu km2 với trên bốn nghìn đảo lớn, nhỏ trải dọc từ Bắc vào Nam và hai quần đảo xa bờ là Hoàng Sa và Trường Sa có vị trí đặc biệt quan trọng về địa chính trị và địa kinh tế Việt Nam được đánh giá là một trong 10 trung tâm đa dạng sinh học biển và là một trong 20 vùng biển có nguồn lợi hải sản giàu có nhất toàn cầu Như vậy, ngoài ý nghĩa về quân sự,

về an ninh quốc phòng và an ninh khu vực, kinh tế biển còn quyết định phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nhận thấy tầm quan trọng đó, công tác điều tra nghiên cứu môi trường và tài nguyên sinh vật biển Đông ngày càng được đẩy mạnh, khẳng định những ý nghĩa quan trọng với đất nước nhất là trong giai đoạn mới

Hòa chung với sự phát triển của ngành hóa học các hợp chất thiên nhiên trên thế giới, việc nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học từ nguồn sinh vật biển Việt Nam đã được triển khai bài bản, bắt đầu từ các nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản, đến các nhiệm vụ trọng điểm và nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng Từ các sinh vật biển như các loài hải miên (sponges), san hô mềm (soft corals), da gai (echinoderms) và ngay cả các loài

vi sinh vật biển, các nhà khoa học đã tìm ra được nhiều hợp chất Tuy nhiên,

so với nguồn tiềm năng sinh vật biển ở nước ta thì đến nay những công trình nghiên cứu trong nước vẫn quá ít và tản mát, đặc biệt là những nghiên cứu về lớp Sao biển (Asteroidea)

Khoảng 1.800 loài sao biển còn sống hiện diện trong tất cả các đại dương của thế giới, bao gồm cả Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ

Dương, Bắc Cực và các vùng đại dương phía Nam Sao biển có mặt ở trên một phạm vi sâu rộng từ các bãi triều đến độ sâu thẳm (6.000 m)

Nghiên cứu cho thấy có nhiều hợp chất được phân lập từsao biển có cấu trúc hóa học đa dạng và thể hiện hoạt tính sinh học thú vị khác nhau như:chống khối u, tan máu, kháng viêm, giảm đau, giảm huyết áp, gây độc tế bào, kháng khuẩn, kháng nấm, chống tăng đường huyết và kháng một số dòng

tế bào ung thư, kháng virus như virus HIV, HSV, CoxB, EMCV và VSV…

Một số công trình nghiên cứu về sao biển đã được xuất bản như nghiên cứu động vật không xương sống trong khu hệ động vật đáy vùng biển Đông Dương của Dawydoff (1952), báo cáo của Trần Ngọc Lợi (1967), nghiên cứu khu hệ động vật và điều kiện sống ở vịnh Bắc Bộ của Gurjanova (1972) Những báo cáo ở giai đoạn tiếp theo chủ yếu của Đào Tấn Hỗ như Sơ bộ nghiên cứu về động vật da gai ở quần đảo Trường Sa (1991), ở vùng đảo Phú Quốc và Thổ Chu (1992), động vật da gai ở vùng biển tỉnh Khánh Hòa (2002) hay sinh vật đáy vùng biển Thuận Hải – Minh Hải (Nguyễn Văn Chung và cs., 1991) Kết quả tổng hợp từ các nghiên cứu cho thấy, có khoảng 56 loài sao biển được ghi nhận ở vùng biển Việt Nam (Đào Tấn Hỗ, 2002; Lane và cs., 2000) Báo cáo gần đây của Antokhina và cs., 2012 tổng hợp từ các báo cáo trước và kết quả thu mẫu trong giai đoạn từ 2003-2011 đưa ra một danh mục gồm 79 loài sao biển được ghi nhận vùng ven bờ biển Việt Nam Tuy vậy, số liệu trên vẫn còn khá khiêm tốn so với 236 loài sao biển ở vùng biển Đông (Đào Tấn Hỗ, 2002; Chao, 2000; Lane và cs., 2000; Liu và cs., 2006; Antokhina và cs., 2012) Điều này cho thấy khả năng có thể tìm thấy thêm nhiều loài sao biển ở vùng biển Việt Nam

Anthenea asperalà một loài sao biển có thành phần hóa học đa dạng với

nhiều hoạt tính sinh học khác nhau đã tìm thấy ở Việt Nam Tuy nhiên, số

công trình nghiên cứu về Anthenea aspera còn hạn chế Do đó chúng tôi tiến

hành đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học cặn hexan của loài sao biển

đỏ Anthenea aspera”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặc điểm sinh học và phân bố của sao biển Anthenea aspera

Sao biển Anthenea aspera thuộc chiAnthenea, họ Oreasteridae, lớp

Asteroidea, ngành Echinodermata (động vật da gai)

Hiện nay, chi Anthenea có khoảng 31 loài Chúng phân bố ở tất cả đại

dương trên thế giới, đặc biệt phải kể đến các vùng biển Australia, Đông Thái Bình Dương, Bắc Mỹ và vùng biển nhiệt đới Ấn Độ - Thái Bình Dương [1]

Danh sách một số loài Sao biển chi Anthenea:

1 Anthenea acanthodes H.L.Clark, 1938

2 Anthenea aspera Döderlein, 1915

3 Anthenea australiae Döderlein, 1915

4 Anthenea conjugens Döderlein, 1935

5 Anthenea crassa H.L.Clark, 1938

6 Anthenea crudelis Döderlein, 1915

7 Anthenea diazi Domantay, 1969

8 Anthenea edmondi A.M.Clark, 1970

9 Anthenea elegans H.L.Clark, 1938

10 Anthenea flavescens (J.E.Gray, 1840)

11 Anthenea godeffroyi Döderlein, 1915

12 Anthenea grayi Perrier, 1875

13 Anthenea mertoni Koehler, 1910

14 Anthenea mexicana A.H.Clark, 1916

15 Anthenea obesa H.L.Clark, 1938

16 Anthenea pentagonula (Lamarck, 1816)

17 Anthenea polygnatha H.L.Clark, 1938

18 Anthenea regalis Koehler, 1910

19 Anthenea rudis Koehler, 1910

20 Anthenea sibogae Döderlein, 1915

21 Anthenea tuberculosa J.E.Gray, 1847

22 Anthenea viguieri Döderlein, 1915

23 Anthenea difficilis Liao Liao & Clark, 1995

24 Anthenea acuta Perrier, 1869

25 Anthenea chinensis Gray, 1840

26 Anthenea globigera Döderlein, 1915

27 Anthenea granulifera Gray, 1847

28 Anthenea nuda Döderlein, 1915

29 Anthenea obtusangula Döderlein, 1915

30 Anthenea pentagonula Studer, 1884

31 Anthenea spinulosa Gray, 1847

Loài sao biển Anthenea aspera phân bố từ Namibia đến Durban trên bờ biển

Nam Phi, bán thủy triều đến 82m

Sao biển Anthenea aspera có cấu tạo điển hình của động vật da gai- hình sao,

có đối xứng tỏa tròn bậc 5, gồm có một đĩa trung tâm và 5 hay nhiều cánh xếp

xung quanh.Đường kính của một con sao biển Anthenea aspera trường thành

khoảng 15-20 cm Mặt lưng 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 nước, từ đó phát ra năm ống nước nhánh hình nan quạt tỏa ra năm cánh, mỗi ống nước nhánh có hai dãy chân ống

Sao biển di chuyển được là nhờ hệ thống ống dẫn nước chứa đầy dịch lỏng Nước qua lỗ tấm sàng tập trung vào ống đá có thành là đá vôi và đổ vào ống dẫn nước quanh miệng Sau đó nước từ ống dẫn nước quanh miệng tỏa ra 5 ống dẫn nước phóng xạ trong 5 cánh Từ ống dẫn nước phóng xạ này, nước

lại vào các ampun và chân ống, sau đó xuyên qua tấm chân ống để ra ngoài Trong khi di chuyển thì sao biển sẽ dồn nước từ ống dẫn nước vào chân ống làm chân ống kéo dài ra, bám vào giá thể rồi co lại để kéo cơ thể nhờ dồn nước vào ampun Tiếp tục chân ống rời giá thể để thực hiện một bước mới Sao biển di chuyển rất chậm, một phút chỉ đạt được khoảng 5-8 cm Lỗ miệng của sao biển nằm giữa mặt miệng, có môi bé và mềm Không có cơ quan chuyên hóa để bắt mồi hay nghiền mồi Sao biển đỏ là nhóm ăn thịt, thức ăn của chúng là cá, trai, ốc hoặc san hô, các loài cá nhỏ, mực, tôm và các loài thân mềm khác Nếu con mồi lớn, chúng sẽ lộn dạ dày ra ngoài và tiêu hóa ngoài cơ thể Khi thiếu thức ăn chúng ăn thịt cả đồng loại Cơ quan hô hấp là mang da, là các phần lồi của da có chứa một phần thể xoang bên trong, thường nằm trên cực đối miệng hay ở 2 bên rãnh chân ống Ngoài ra thành chân ống cũng là nơi trao đổi khí

Một số loài phát triển rất nhanh là nguyên nhân gây mất cân bằng sinh thái [2]

1.2 Thành phần hóa học các loài thuộc lớp sao biển Asteroidea

Theo thống kê của tác giả Guang Dong và cộng sự trong giai đoạn từ năm 1997- 2007 đã có khoảng 98 loài sao biển trên toàn thế giới được nghiên cứu về thành phần hóa học Những nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất thứ cấp có mặt trong sao biển bao gồm: các steroid, steroid glycoside (glycoside của polyhydroxysteroid, asterosaponin và cyclic steroid glycoside), các hợp chất thuộc nhóm glycosphingolipid (cerebroside và ganglioside) Ngoài ra còn một số các hợp chất khác như: anthraquinon, alkaloid, phospholipid, peptid và acid béo Các thành phần hóa học này thể hiện rất nhiều các hoạt tính quý báu như: hoạt tính gây độc tế bào, hoạt tính làm tan máu, chống virut, kháng nấm, kháng vi sinh vật, kháng viêm…

1.2.1 Các hợp chất steroid

Steroid là các chất chuyển hóa quan trọng bao gồm các polyhydroxy steroid và sulfonylate polyhydroxy steroid Ngoại trừ bọt biển (hải miên) thì sao biển là một nguồn cung cấp các steroid có nguồn gốc thiên nhiên hết sức dồi dào Các hợp chất steroid phân lập từ sao biển thường là các hỗn hợp rất phức tạp tuy nhiên có thể nhận thấy cấu trúc khung chính của

các steroid này là: 3β,6α(β),8,15α(β),16β- pentahydroxycholestane, hoặc đôi khi bắt gặp các hợp chất có thêm nhóm OH ở vị trí 4β,5α,7α(β), hoặc

ở vị trí 14α Ở phần mạch nhánh thường có dạng (25S)-26- hydroxy, đôi

khi cũng bắt gặp các hợp chất mà vị trí C-26 có đính nhóm chức cacboxylic Có 4 loại hợp chất sterol chính thường gặp trong các loài sao

biển là 3α- sterol, O-Sulfonylated sterol, OH,6α-OH-sterol và OH,6β-OH-sterol

3β-Năm 1993, từ loài sao biển Styracaster caroli thu thập ở độ sâu

2000m tại Thio và Lifou (New Caledonia), Riccardis và cộng sự đã phân

lập được 3 polyhydroxysteroid là carolisterol A-C (1-3) [3] Các hợp chất

này được nhận biết là các polyhydroxycholanic acid trong đó nhóm chức 24-COOH được thay thế bởi một dẫn xuất amid của D-cysteinolic acid Tiếp tục nghiên cứu trên loài sao biển này, đến năm 1994, nhóm nghiên

cứu lại phân lập thêm 10 steroid trong đó có 8 hợp chất mới (4-11) [4] và

năm 1996 phân lập được thêm 2 hợp chất nữa là 24-

ethyl-5α-cholest-22-en-3β,5,6β,8,15α,25,26-heptol 26-sulfate (12) và 24-ethyl-5α- 3β,5,6β,15α,25,26-heptol 26-sulfate (13)[5]

cholestane-Từ loài Archaster typicus năm 1986, nhóm nghiên cứu của Riccio và

cộng sự đã phân lập được 9 hợp chất (14-22), đây là các hợp chất với rất

nhiều nhóm thế hydroxy trong phân tử (7 nhóm), 4 trong số 9 hợp chất

này có khung 27-nor- cholestane Đây là dạng khung rất hiếm gặp trong

động vật và nó mới chỉ được tìm thấy với một lượng rất nhỏ từ loài hải

miên Axinella cannabina [6, 7] Tiếp tục nghiên cứu trên loài sao biển Archaster typicus được thu thập tại Quảng Ninh, Việt Nam, năm 2010

nhóm nghiên cứu của Ivanchina và cộng sự đã phân lập được 10

polyhydrosteroid trong đó có 4 hợp chất mới (23-26) [8]

Đến năm 2011 cũng từ loài sao biển này, nhóm nghiên cứu của Yang và

cộng sự lại tiếp tục phân lập được 5 hợp chất mới (27-31) và 14 hợp chất đã

biết Trong số các hợp chất mới này có 3 hợp chất có khung cholestane [9] Như vậy các hợp chất khung 27-nor-cholestane có thể là đặc

27-nor-trưng cho loài sao biểnnày

Năm 1988, từ loài sao biển Asterina pectinifera được phân bố khá phổ

biển ở các vùng biển Bắc Thái Bình Dương, Higuchi và cộng sự đã phân lập được 8 hợp chất steroid, trong đó có một hợp chất mới là 5α-

cholestane- 3β,4β,6α,7α,8β,15β,16β,26-octol (32) [10] Đến năm 1991,

nhóm nghiên cứu của Honda và cộng sự đã phân lập được hợp chất

(20S,24S,25R)-3β,6α,20-trihydroxy-24-methyl-26-homo-5α-cholest-

9(11)-en-23-one (33) Cấu hình tuyệt đối của hợp chất này được xác định

bằng phương pháp X-ray và phương pháp tổng hợp [11] Tiếp tục các nghiên cứu hóa học trên loài sao biển này, năm 2005 Zhang và cộng sự đã

phân lập được một isopropylidenedioxy steroid (34) với cấu trúc khá đặc

(25S)-5α-cholestane-từ sao biển Protoreaster nodosu năm 1982 [13] chỉ khác ở chỗ hợp chất

(35) có đính thêm mạch nhánh 20 cacbon enoyl - COCH2(CH2)11CH=CHCH2(CH2)3CH3 Ngoài ra các hợp chất đã biết

được xác định là (25S)-5α-cholestane-3β,6α,7α,8,15α,16β,26-heptol, (25S)-5α-cholestane-3β,4β,6α,7α,8,15α,16β,26-octol,(25S)-5α-cholestane- 3β,4β,6α,7α,8,15β,16β,26- octol, cholest-7-en-3-sodium sulfate, (24S)-5α- cholestane-3β,6α,8,15α,24-pentol [14]

Năm 1993, từ loài sao biển Tremaster novaecaledoniea thuộc New

Caledonia, Riccardis và cộng sự đã phân lập được 10 polyhydroxysterol

(36-44) Trong đó hợp chất 3α,15α,16β,26-tetrahydroxy-5β-cholestane (36) có dạng cis-A/B đây là dạng khung thường được tìm thấy trong các

loài thuộc lớp Ophiuroidea nhưng rất hiếm khi gặp trong lớp sao biển [15,

16] Hợp chất Tremastrol D (37) có chứa nhóm phospho và các hợp chất 38-44 có chứa nhóm sulfate trong phân tử [17]

Trong năm 2003, Wang và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu trên loài

sao biển Certonardoa semiregularis, các tác giả này đã phân lập được 15

polyhydroxysterol trong đó có 13 hợp chất mới là Certonardosterol A-M

(45-57) [18]

Năm 2004 cũng từ loài sao biển này nhóm nghiên cứu của Wang và cộng sự tiếp tục phân lập được 23 polyhydroxysterol là Certonardosterol D2, D3, N1, O1, P1, E2, E3, D4, C2, B2, A2, Q1- Q7, B3, A3, A4, B4,

D5 (58-80) trong đó các hợp chất 69-75 làcác hợp chất 15-keto steroid rất

hiếm gặp ở các loài sao biển [19, 20]

Năm 2005, từ loài sao biển Hippasteria phrygiana, Levina và cộng sự đã

phân lập được hai steroid (81, 82) trong đó hợp chất phrygiasterol (82) là

một steroid có chứa vòng cyclopropane lần đầu tiên được phân lập từ ngành

Da gai mặc dù một số dẫn xuất sterol chứa vòng cyclopropane cũng đã được tìm thấy trong một số loài hải miên, san hô mềm và san hồ sừng [21, 22]

Năm 2005, nhóm nghiên cứu Phạm Quốc Long và cộng sự đã bước đầu

nghiên cứu về thành phần hóa học loài sao biển Anthenea pentagonula, thuộc

họ Oreasteridae trong bộ Valvatida, phân lập được hai hợp chất steroid là

5α-cholestan-3α-ol (83); 5α-cholest-7-en-3β-ol (84) và một cụm phân tử

Năm 2005, từ loài sao biển Culcita novaeguineae nhóm nghiên cứu Tang

HF và cộng sự đã phân lập được một loạt các hợp chất asterosaponin mới, kí

hiệu là novaeguinoside A (85), novaeguinoside I (86), novaeguinoside II (87)

[24]

Ở hợp chất 87, phần mạch cacbonhydrat lại có mặt của L-arabinosyl

Đây là trường hợp rất hiếm xảy ra ở các hợp chất asterosaponin

Từ dịch chiết BuOH của loài sao biển này cũng đã phân lập được thêm 3

hợp chất asterosaponin mới khác kí hiệu là 88, 89, 90[25]

(85) Novaeguinoside A

(87) Novaeguinoside II R=H

(88) (89) (90)

Năm 2015, tại hội nghị khoa học kỉ niệm 40 năm thành lập viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam tiểu ban đa dạng sinh học và các chất

có hoạt tính sinh học đã trình bày một số kết quả nghiên cứu được như :

Hai asterosaponin là thornasteroside A và natri 6α - (l.2)] - O-β-D-xylopyranosyl- (l4) -O- [ Β-D-quinovopyranosyl- (l2) - O-β-D-galactopyranosyl- (l3) -O-β-D-quinovopyranosyl) oxy] -5α-pregn-9 -ene-20 -one-3β-yl-sulfate, đã được phân lập từ các methanol chiết xuất của

[(O-β-D-fucopyranosyl-sao biển Acanthaster planci

Ba polyhydroxylated steroid diglycosides là linckoside B, halityloside

A và halityloside B đã được phân lập từ một chất chiết methanol của con sao

biển Culcita novaeguineae

Cerebroside là glycosphingolipid – thành phần quan trọng trong cơ động vật và màng tế bào thần kinh Các glycosphingolipid (GSL) là các glycolipid có cấu tạo từ một chuỗi mạch dài aminoacohol (sphingoid) hoặc một mạch dài đơn lẻ Sự liên kết của một nhóm amin và sphingoid sẽ tạo nên một ceramide Phần tử đường phía đầu của sphingolipid được nối với mạch ceramide thông qua nhóm alcol bậc một của chuỗi sphingoid Hợp phần đường có thể là glucose hoặc galactose, và vì thế hai loại cerebrosie chính được gọi là glucocerebroside và galactocerebroside Glucocerebroside là cerebroside chính được tìm thấy ở sao biển còn galactocerebroside thì rất hiếm khi có mặt Một số lượng lớn các glucocerebroside được phân lập và nghiên cứu hoạt tính từ sao biển trong số đó có các chất có hoạt tính gây độc

tế bào

Ceramide Phytosphingosine Cerebroiside

Năm 1988, từ loài sao biển Acanthaster planci, Kawano cùng các cộng

sự đã phân lập được các hợp chất đều là các glucocerebroside, đặt tên là acanthacerebroside A (tên gọi khác là 1-glucopyranosyl-2-(2-hydroxy tetraco-sanoylamino)-1,3,4-hexadecanetriol) (91); acanthacerebroside C (1-glucopyranosyl -2-(2-hydroxyhexadecanoylamino)-13-docosene-1,3,4-triol)

(92); acantha-cerebroside D (93); acanthacerebroside E (94); acanthacerebroside F (95) [26] và hai hợp chất acathalactoside A, acathalactoside B (96-97), các hợp chất này được phân lập và chứng minh bởi

sự nghiên cứu của nhóm tác giả Sugiyama và các cộng sự

Năm 1990, Kawano nghiên cứu về loài sao biển Acanthaster planci đã

phân lập được một ceramide khác là acanthaganglioside A (98) [27]

92

91

93 94

Năm 1994, từ loài sao biển Ophidiaster ophidianus, Jin và cộng sự đã

phân lập được 5 glycosphingolipid là ophidiacerebroside A-E (99-103)

[28]

Từ loài sao biển Oreaster reticulates thu thập tại đảo Grand Bahama

(Bahamas), đã có 12 hợp chất được phân lập, trong đó 9 hợp chất mới là

oreacerebroside A-I (104-112) và 3 hợp chất đã biết ophidiacerebroside C-E (101-102)

[29] Các hợp chất oreacerebroside D-I là các galactocerebroside lần đầu tiên được phân lập từ sao biển, trước đó nó mới chỉ được tìm thấy trước đó từ các

loài sao biển Culcita novaeguineae [30]

Từ phần chiết chloroform/methanol của loài sao biển Protoreaster nodosus thu thập tại Okinawa, Nhật bản, Pan và cộng sự đã phân lập được

21 hợp chất galactocerebroside trong đó có 16 hợp chất mới (113-128)

123 m=16 n = 7 126 m= 17 n = 8

124 m = 16 n = 8 127 m= 18 n = 7

125 m = 17 n = 7 128 m= 18 n = 8

Năm 2002, từ loài sao biển Luidia maculata thu được ở vùng biển

Hakata, Fukuoka, Nhật Bản, Satoshi và các cộng sự đã phân lập được hai hợp

chất glucocerebroside mới là luidiacerebroside A (129), luidiacerebroside B

(130) 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) (131), astrocere-broside B (132), acathacerebroside B (133) [32]

Gần đây năm 2006, từ loài Sao biển Luidia maculata, Masanori và

cộng sự đã phân lập được các hợp chất ceramide, ký hiệu là: LM Cer-1-1 (134);

LM Cer-2-1 (135) và LM Cer-2-6 (136) Trong đó, hợp chất (134) lần đầu tiên

được phân lập từ loài sao biển này Các hợp chất trên đều thể hiện khả năng chống sự tăng lượng đường trong máu [33]

1.2.3 Lipid, axit béo và axit amin

1.2.3.1 Lipid

Lipid là thành phần quan trọng trong cơ thể sống, nó có chức năng là chất dự trữ năng lượng, khi oxy hóa Một gam lipid có thể thu được 9,3Kcal, trong khi đó 1 gam gluxit hoặc protein chuyển hóa chỉ cho 4Kcal Lipid cung cấp năng lượng rất cao cho cơ thể, gấp 2,5 lần so với protein Trong màng sinh học, lipid ở trạng thái liên kết 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 được tính thẩm thấu chọn lọc, tính 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 nước, nhưng chúng có khả năng hòa tan nhiều loại vitamin quan trọng như : 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 lượng lipid tổng của 3 loài Sao biển:

Sao biển Linckia laevigata, sao biển Culcita novaeguineae, sao biển Protoraester nodosusthu được ở vùng biển Quảng Ninh cho hàm lượng lipid

tổng khá cao lần lượt là 2,32%, 1,59%, 1,85%

Năm 2013 nhóm nghiên cứu của tác giả Đoàn Lan Phương và cộng sự

đã tiến hành nghiên cứu phân tích hàm lượng lipit tổng thu nhận được cho

thấy trong năm loài sao biển ( Arachaster typicus, Acanthasterplanci, Linckia laevigata, Culcita noveaguineae, Athenea aspera) được đưa vào phân tích thì

có mẫu sao biển Anthenea aspera thu tại Cô Tô có hàm lượng lipit cao nhất

1,34%, và thấp nhất là sao biển Linckia laevigata thu tại Hải Vân-Sơn Trà 0,84% Hàm lượng lipit các mẫu sao biển Culcita noveaguineae, Acanthaster planci và Arachaster typicus thu được lần lượt là 1,21; 0,90 và 0,95% so với

trọng lượng mẫu tươi Nhìn chung, các loài sao biển khác nhau có hàm lượng lipit tổng khác nhau, nhưng đều có hàm lượng lipit thấp

Năm 2016 nhóm nghiên cứu của tác giả Trần Thị Thu Thủy và các

cộng sự đã chỉ ra rằng năm loài sao biển ( Arachaster typicus, Acanthasterplanci, Linckia laevigata, Culcita noveaguineae, Athenea aspera) được thu thập từ vùng biển Việt Nam có thành phần lipid, axit amin

và nguyên tố vi lượng Thành phần axit béo của chúng giàu các axit béo không no thuộc nhóm ω-6 và ω-3 (20-40%) có lợi cho sức khỏe con người

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, có phân tử lượng lớn Axit béo thường gặp là những axit béo

có số C chẵn, mạch thẳng, có thể no hoặc không no Ngoài nhóm chức axit,

nó còn liên kết với một số nhóm chức khác như: rượu, xeton…

Trong tế bào sống, các axit béo thường không tồn tại ở dạng tự do mà hầu hết ở dạng kết hợp trong các lipit khác nhau như: triaxiglixerol, sáp, steric, các lipid phức tạp khác nhau

Khi nghiên cứu sao biển Culcita novaeguineae thu được tại vùng biển Nha Trang và sao biển Archaster typicus thu được tại vùng biển Quảng Ninh,

nhóm nghiên cứu GS TS Phạm Quốc Long đã xác định thành phần axit

palmitic (137) với hàm lượng khá cao tương ứng là 13,814% và 13,014%

Tuy nhiên, cùng loài sao biển đỏ trên thu được tại vùng biển Quảng Ninh lại cho hàm lượng axit palmitic thấp hơn nhiều (2,535 %)

137

Thành phần axit stearic (138) của 3 loại sao biển: sao biển Archaster

typicus, sao biển đỏ Protoraester nodosus và sao biển Anthenea asper, thu

được tại vùng biển Quảng Ninh, được nghiên cứu bởi nhóm nghiên cứu GS.TS Phạm Quốc Long và cộng sự năm 2010 cho kết quả lần lượt là: 8,851%, 7,780% và 7,330%

138

Thành phần axit oleic (139) của sao biển Linckia larvigata và sao biển

Culcita novaeguineaethu được tại vùng biển Quảng Ninh, được nghiên cứu

bởi nhóm nghiên cứu GS TS Phạm Quốc Long và cộng sự năm 2010 cho kết quả lần lượt như sau: 19,044% và 18,113%

139

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 dưỡng người ta chia axit amin thành 2 nhóm: axit amin không thay thế và axit amin thay thế Động vật và con người 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 được như: arginine, methionine, phenyl alanine,… Các axit amin này tham dự vào nhiều quá trình chuyển hóa trong cơ thể như 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

Một số axit amin có trong các loài sao biển như axit amin glutamic (6,25 – 7,85 %), α-amino propionic (2,24 – 3,62 %), glycine (7,3 – 10,4 %), lysine (0,29 – 9,87 %), phenylalanine (0,17 -3,82 %), tuy nhiên cũng thấy rằng thành phần hàm lượng là có khác biệt

Năm 2013 nhóm nghiên cứu của tác giả Đoàn Lan Phương và cộng sự

đã tiến hành nghiên cứu phân tích hàm lượng axit amin tổng thu nhận được

cho thấy trong năm loài sao biển ( Arachaster typicus, Acanthasterplanci, Linckia laevigata, Culcita noveaguineae, Athenea aspera)tất cả các mẫu sao

biển đều chứa 09 loại axit amin thiết yếu là lysine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, thrionine, valine, tyrosine và histidine Nhìn chung hàm lượng các axit amin thiết yếu trong năm loài sao đều chênh lệch không nhiều

Năm 2016 nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Tuyến Anh và

các cộng sự đã nghiên cứu năm loài sao biển ( Arachaster typicus, Acanthasterplanci, Linckia laevigata, Culcita noveaguineae, Athenea aspera) được thu thập từ vùng biển Việt Nam có 17 amino axit bao gồm 9

amino axit thiết yếu được tìm thấy trong tất cả các mẫu sao biển với hàm lượng cao Ngoài ra còn có thành phần nguyên tố vi lượng được xác định ở mức độ khác nhau và cho thấy các loài sao biển này có chứa nhiều các vi khoáng thiết yếu

1.2.4 Một số hợp chất khác

Những nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài sao biển cho thấy ngoài các steroid, ceramide và cerebroside thì còn có thể tìm thấy các hợp chất thứ cấp khác như isoquinoline alkaloid, glycolipit, icosanoid, dẫn xuất taurine, dipeptid, anthraquinone, pyrrol và dẫn xuất triterpenoid.dẫn xuất mycosporine, tetrodoxin, alkaloid, glycolipid, anthraquinon, xanthosine, các dẫn xuất pyrrole và triterpen… 1,2,3,4-tetrahydro-1-

methyl-β-carboline-3-carboxylic acid (140) là một alkaloid được phân lập

từ loài sao biển Lethasterias nanimensis chelifera [34] hay một chuỗi các