Tài Liệu Nghiên Cứu Tổng Hợp, Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Các Dẫn Xuất Hydrazone.pdf

tai lieu, luan van1 of 98.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ VĂN VỤ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CÁC DẪN XUẤT HYDRAZONE MỚI CỦA (-) - GOSSYPOL
VÀ ZERUMBONE

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2022
document, khoa luan1 of 98.


tai lieu, luan van2 of 98.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ VĂN VỤ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CÁC DẪN XUẤT HYDRAZONE MỚI CỦA (-) - GOSSYPOL
VÀ ZERUMBONE

Ngành: Hóa học
Mã số: 9440112

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. TRẦN KHẮC VŨ

Hà Nội - 2022

document, khoa luan2 of 98.


tai lieu, luan van3 of 98.

LỜI CAM ĐOAN
T
ƣớ

ứ
ọ

ủ PGS TS T ầ K ắ V
ự

ƣ

C

ố ệ

ủ

ƣớ ự
ế

ả

ƣợc ai công bố ƣới bất kỳ hình thức

nào ngồi tơi và t p thể ƣớng d n.
H Nộ
Người hướng dẫn

10 ă

2022

Nghiên cứu sinh

PGS. TS. Trần Khắc Vũ

Vũ Văn Vụ

i
document, khoa luan3 of 98.

28


tai lieu, luan van4 of 98.

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Khắc Vũ– là người Thầy đã
tận tâm hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện và hồn
thiện luận án.
Tơi xin g i lời cảm ơn đ n các thầy cô ộ môn
ộ môn H

h u cơ, các thầy cô

H

dư c và ảo vệ thực vật,

n lãnh đ o Viện K Thuật H

h c đã luôn ng

hộ, t o m i điều kiện thuận l i cho tơi trong suốt q trình h c tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn ục ảo vệ thực vật, Trung tâm Kiểm định và khảo
nghiệm thuốc bảo vệ thực vật phí

ắc, nơi tơi đ ng cơng tác đã t o điều kiện cho

tôi đi h c và nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ lịng bi t ơn chân thành và sâu sắc nhất tới gi đình, b n bè và
nh ng người thân đã luôn luôn qu n tâm, khích lệ, động viên tơi trong suốt q
trình h c tập và nghiên cứu.
Xin trân tr ng cảm ơn!

ghiên cứu sinh

ii
document, khoa luan4 of 98.


tai lieu, luan van5 of 98.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu
Tiếng Anh
 Các phương pháp sắc ký:
CC
Column chromatography
YMC RP18
Reversed – phase C18
TLC
Thin-layer chromatography
 Các phương pháp phổ:
HR-ESI-MS
High resolution electrospray
ionization - mass spectroscopy
IR
Infrared spectroscopy
1
H-NMR
Proton nuclear magnetic
resonance spectroscopy
13
C-NMR
Carbon-13 nuclear magnetic
resonance spectroscopy

COSY
Correlation spectroscopy

Tiếng Việt
Sắc ký cột
Sắ ý p
ảo với chất nhồi C18
Sắc ký lớp mỏng
Phổ khố ƣợng phân giải cao phun
ù ện tử
Phổ hồng ngoại
P ổ ộ
ƣở
ừ ạ
p

P ổ ộ
ƣở
ừ ạ
carbon-13
Phổ ƣơ
2 ề ồng hạt
1
1
nhân H- H
HSQC
Heteronuclear single quantum Phổ ƣơ
ều trực tiếp dị
1
13

correlation
hạt nhân H- C
HMQC
Heteronuclear multipe quantum Phổ ƣơ
ều liên kế
1
coherence
ƣợng tử dị hạt nhân H-13C
HMBC
Heteronuclear multipe bond
Phổ ƣơ
ề
ết
1
13
correlation
dị hạt nhân H- C
NOESY
Nuclear overhauser effect
Phổ NOESY
spectroscopy
CD
Circular dichroism
Phổ ƣỡng sắc trịn
δH
Proton chemical shift
Độ chuyển dịch hóa học của proton
δC
Carbon chemical shift
Độ chuyển dịch hóa học của carbon

δ (ppm)
Chemical shift (parts per
Độ chuyển dịch hóa học (phần
million)
triệu)
J (Hz)
Coupling constant (Hertz)
Hằ
ố ƣơ
H
s
singlet
br
broad
d
doublet
dd
double-doublet
t
triplet
dt
double-triplet
q
quartet
dq
double-quartet
m
multiplet
 Thử hoạt tính sinh học:
AChE

Acetylcholinesterase
GI50
Growth inhibition 50
Nồ
ộ ức chế sự
ƣởng của
50% tế b
ƣ
MIC
Minimum inhibitory
Nồ
ộứ
ế ố
ểu
concentration
NO
Nitric oxide
Oxit nitric
iii
document, khoa luan5 of 98.


tai lieu, luan van6 of 98.

OD
IC50
LD50

Optical density
Inhibitory concentration 50

Lethal dose 50

Hep-G2

Human hepatocellular
carcinoma cell line
Human colon cancer cell line

HCT-15
MCF-7

Human breast adenocarcinoma
cell line
NUGC-3
Nagoya University Gastric
cancer cell line
NCI-H23
Human non-small cell lung
carcinoma
ACHN
Renal cancer cell line
PC-3
Prostate cancer cell line
MDA-MB-231 Breast cancer cell line
HCT116
Human colon cancer cell line
A549
Adenocarcinomic human
alveolar basal epithelial cell
HeLa

Human Cervical cancer cell line

M
Nồ
Liề

ộ

ọ
ộứ
ế 50
ế 50
ộ

ệ
Dòng tế b

ố ƣợ
ử
ƣ

ử

ƣời

Dòng tế bào ung
ở ƣời
D
ếb

ƣ ại trực tràng

Dòng tế b

ƣ ạ dày

Dòng tế b

ƣ p ổi

Dòng tế b
Dòng tế b
Dòng tế b
Dòng tế b
Dòng tế b

ƣ n
ƣ
ến tiền liệt
ƣ
ƣ ại trực tràng
ƣ p ổi

Dòng tế b
ƣời
Eagle M
ƣờ

ƣ

ƣời

ƣ ổ tử cung

Dulbecco's Modified
ấ ế b DMEM
Medium
MTT
3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]Thuốc thử MTT
2,5-Diphenyltetrazolium
bromide
BV-2
Immortalised murine microglial Dịng tế bào thầ
ệm ở chuột
LPS
Lipopolysaccharide
 Các hóa chất, dung môi (tên của các hợp chất được viết theo nguyên bản
Tiếng Anh):
DMSO
Dimethyl sulfoxide
EtOAc Ethyl acetate
2, 2-diphenyl-1-picryhydrazyl
DPPH
SRB
Sulforhodamine B
MeOH
Methanol
TMS
Tetramethylsilane
EtOH

Ethanol
DMEM

iv
document, khoa luan6 of 98.


tai lieu, luan van7 of 98.

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ ix
DANH MỤC SƠ ĐỒ................................................................................................. xi
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 4
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HYDRAZONE .................................................................... 4
1.1.1. Cấu trúc và tính chất v t lý của hydrazone ............................................... 4
112 C

ồng phân của hydrazone .................................................................. 6

1.1.3. Các hydrazone trong tự nhiên ................................................................... 7
1.1.4. C

p ƣơ

p p ổng hợp hydrazone ..................................................... 8

1.1.5. Hoạt tính sinh học của các hydrazone ..................................................... 12
1.1.5.1. Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và kháng virus .......................... 12
1.1.5.2. Hoạt tính giả

.................................................... 15

1.1.5.3. Hoạt tính chố

ƣ .................................................................... 15

1.1.5.4. Các hoạt tính tác dụng lên hệ thầ

ƣơ

......................... 16

1.1.5.5. Hoạt tính bảo vệ hệ tim mạch............................................................ 16
1.2. TỔNG QUAN VỀ GOSSYPOL .................................................................... 17
1.2.1. Giới thiệu gossypol ................................................................................. 17
1.2.2. Hoạt tính sinh học của gossypol và d n xuất của gossypol .................... 20
1.2.2.1. Hoạt tính tránh thai cho nam ............................................................. 20
1.2.2.2. Hoạt tính kháng nấm ......................................................................... 21
1.2.2.3 Hoạt tính kháng virus ......................................................................... 21
1.2.2.4 Hoạ í

ƣ ..................................................................... 21

1.2.2.5 D n xuất methyl gossypol .................................................................. 22

1.2.2.6. D n xuất O-glycoside của gossypol .................................................. 23
1.2.2.7. D n xuất Schiff base ......................................................................... 24
1.3. TỔNG QUAN VỀ ZERUMBONE ............................................................... 27
1.3.1. Giới thiệu về cây gừng gió ...................................................................... 27
v
document, khoa luan7 of 98.


tai lieu, luan van8 of 98.

1.3.2. Các nghiên cứu về zerumbone từ Gừng gió (Zingiber zerumbet Smith) 27
1.3.3. Các chuyển hóa chính của zerumbone .................................................... 28
1.3.4. Hoạt tính sinh học của zerumbone và các d n xuất của zerumbone ....... 31
1.3.4.1. Hoạt tính kháng viêm, giả

....................................................... 31

1.3.4.2. Hoạt tính kháng khuẩn ...................................................................... 31
ƣ .................................................................... 32

1.3.4.3. Hoạt tính chố

1.3.4.5. Hoạt tính ức chế yếu tố NF-кB ......................................................... 33
1.3.4.6. Cơ

ế

ẩy các tế b

ƣ

ế

ƣơ

............. 33

CHƢƠNG 2: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 35
2.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ NGHIÊN CỨU ......................................................... 35
2.2. HÓA CHẤT DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU ............................................. 35
2 3 CÁC PHƢƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG TỔNG HỢP VÀ TINH CHẾ . 36
2 4 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ................................... 37
2.4.1 Phổ cộ

ƣởng từ hạt nhân .................................................................... 37

2.4.2. Góc quay cực riêng

..................................................................... 37

ă

HPLC ........................................................... 37

2.4.3. Sắc ký lỏng hiệ

2.4.4. Phổ khố ƣợng (MS)............................................................................... 37
2 5 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP ............................................................. 37
2 6 PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC ............................ 37
2 6 1 P ƣơ

p p

ạ í

ộc tế bào ...................................... 37

2.6.2. P ƣơ

p p

ạt tính kháng vi sinh v t kiể

ịnh ................ 39

CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM................................................................................ 41
3 1 TÁCH ĐỒNG PHẦN (-) GOSSYPOL TỪ GOSSYPOL RACEMIC .......... 41
3 1 1 Đ ều chế (-)-gossypol và (+)-gossypol diasteriomer của D-triptophan
methyl ester ....................................................................................................... 41
3 1 2 Đ ều chế S-(+)-gossypol ......................................................................... 43
3 1 3 Đ ều chế R-(-)-gossypol .......................................................................... 44
3.2. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA (-) GOSSYPOL ............................ 44
3.2.1. Quy trình chung tổng hợp các Schiff bases 138a-d ................................ 44
3.2.2. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (142a-e) ................................ 47
3.2.3. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (146a-e) ................................ 52
3.3. TỔNG HỢP CÁC ZERUMBONE HYDRAZONE ...................................... 55
3.3.1. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (150a-f, 154a-f)..................... 55
vi
document, khoa luan8 of 98.

tai lieu, luan van9 of 98.

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 65
4 1 TÁCH ĐỒNG PHÂN (-) GOSSYPOL VÀ (+) GOSSYPOL TỪ
GOSSYPOL RACEMIC....................................................................................... 65
4.2. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA GOSSYPOL ................................. 74
4.2.1. Tổng hợp các base Schiff của (-)-gossypol ............................................. 74
4 3 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC HYDRAZONE CỦA
GOSPYPOL .......................................................................................................... 89
4.4. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA ZERUMBONE 150a-f ................. 94
4.5 HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HYDRAZONE
ZERUMBONE.................................................................................................... 100
4.6 LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG VỀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ
BÀO CỦA CÁC HYDRAZONE ....................................................................... 102
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 106
NHỮNG CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................................ 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 109
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 1

vii
document, khoa luan9 of 98.


tai lieu, luan van10 of 98.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Cấu trúc của các hydrazone trong nấm Gyromitra esculenta .................... 8
Bảng 1.2. Hoạt tính in vitro của các Schiff base ...................................................... 25
Bảng 1.3. Nồ

ộ kháng sinh tối thiểu ức chế vi khuẩn (MIC) ............................. 31
Bảng 4.1. Hoạ í
ộc tế bào của các hợp chất ............................................... 90
Bảng 4.2. Hoạt tính kháng một số chủng vi khuẩn của các hydrazone .................... 92
Bảng 4.3. Hoạ í
ộc tế bào của các hydrazones 150a-f và 154a-f ............ 101
Bảng 4.4. Kết quả ộc tế b
ối với nhóm thế clo (-Cl)....................................... 102
Bảng 4.5. Kết quả ộc tế b

ối với nhóm thế fluoro (-F) ................................... 103

Bảng 4.6. Kết quả ộc tế b

ối với nhóm thế ẩ

viii
document, khoa luan10 of 98.

ện tử (-CH3 ; -OCH3) ........ 104


tai lieu, luan van11 of 98.

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Cấu trúc hydrazone ..................................................................................... 4
Hình 1.2. Cấu trúc hydrazone, imine và oxime .......................................................... 4
Hình 1.3. Cấu trúc phẳng hydrazone .......................................................................... 5
H
1 4 Đồng phân hình học hydrazone .................................................................. 6

Hình 1.5. Ví dụ các dạ
ồng phân hydrazone ........................................................ 7
Hình 1.6. Các dạng tautomer của gossypol: dialdehyde (51a), diketone (51b) và
dilactol (51c) ............................................................................................................. 18
Hình 1.7 Đồ p
ối quang (a) S-(+) - gossypol và (b) R-(-)-gossypol ........... 19
Hình 1.8. Cấu trúc của zerumbone và các analog .................................................... 27
Hình 4.1. Phổ 1H NMR của (±)-gossypol racemic (51) ........................................... 66
Hình 4.2. Phổ 1H NMR của sản phẩm cộng (-)-diastereoisomer (137) ................... 68
Hình 4.3. Phổ 13C NMR của sản phẩm cộng (-)-diastereoisomer (137) .................. 68
Hình 4.4. 1H NMR của (-)-gossypol ......................................................................... 69
Hình 4.5. Phổ 13C NMR của (-)-gossypol ............................................................... 70
Hình 4.6. Phổ HPLC của Gossypol racemic ............................................................ 71
Hình 4.7. Phổ HPLC chất (-)-gossypol .................................................................... 72
Hình 4.8. Phổ HPLC chất (+)-gossypol ................................................................... 73
Hình 4.9. Các dạng tautomer của base Schiff của gossypol..................................... 74
Hình 4.11. Cân bằng enamin/iminee phụ thuộc vào bản chất của nhóm thế trên amin
b c một ..................................................................................................................... 75
Hình 4.12. Phổ 1H NMR của chất 138a ................................................................... 77
Hình 4.13. Phổ giãn 1H NMR của chất 138a ........................................................... 78
Hình 4.14. Phổ giãn 1H NMR của chất 138a ........................................................... 78
Hình 4.15. Phổ 13C NMR của chất 138a .................................................................. 79
Hình 4.16. Phổ 1H NMR của chất 138b ................................................................... 80
Hình 4.17. Phổ 13C NMR của chất 138b .................................................................. 81
Hình 4.18. Phổ 1H NMR của chất 142c.................................................................... 84
Hình 4.19. Phổ 13C NMR của chất 142c .................................................................. 84
Hình 4.20. Phổ giãn 13C NMR của chất 142c........................................................... 85
Hình 4.21. Phổ 1H NMR của chất 142e.................................................................... 86
Hình 4.22. Phổ giãn 1H NMR của chất 142e ............................................................ 86
Hình 4.23. Phổ 1H NMR của hợp chất 146d ............................................................ 88

Hình 4.24. Phổ giãn 1H NMR của hợp chất 146d .................................................... 88
Hình 4.25. Phổ 13C NMR của hợp chất 146d ........................................................... 89
Hình 4.26. Phổ 1H NMR của chất 150f .................................................................... 95
ix
document, khoa luan11 of 98.


tai lieu, luan van12 of 98.

Hình 4.27. Phổ giãn 1H NMR của chất 150f ............................................................ 96
Hình 4.28. Phổ giãn 1H NMR của chất 150f ............................................................ 97
Hình 4.29. Phổ 13C NMR của hợp chất 150f ........................................................... 97
Hình 4.30. Phổ 1H NMR của chất 154e................................................................... 99
Hình 4.31. Phổ giãn 1H NMR của chất 154e ............................................................ 99
Hình 4.32. Phổ 13C NMR của chất 154e ............................................................... 100

x
document, khoa luan12 of 98.


tai lieu, luan van13 of 98.

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ
Sơ
Sơ
Sơ
Sơ

ồ 1.1. Tổng hợp 1,3-diimineoisoindolin carbohydrazide (3) .............................. 9

ồ 1.2. Tổng hợp các hydrazone 8 và 9 ................................................................ 9
ồ 1.3. Tổng hợp hydrazone 15........................................................................... 10
ồ 1.4. Tổng hợp hydrazone 19........................................................................... 10
ồ 1.5. Tổng hợp hydrazone 22, 23..................................................................... 11

Sơ ồ 1.6. Tổng hợp hydrazone carbohydrate .......................................................... 11
Sơ ồ 1.7. Chuyển hóa gossypol thành anhydrogossypol ........................................ 19
Sơ ồ 1.8. Phân giải gossypol racemic sử dụng phenylalanin methylester ............. 20
Sơ ồ 1.9. Tổng hợp d n xuất methyl hóa gossypol ................................................ 22
Sơ ồ 1.10. Chuyển hóa của gossypol thành các hợp chất tetramethyl, hexamethyl
ether .......................................................................................................................... 23
Sơ ồ 1.11. Tổng hợp d n xuất O-glycoside gossypol tetraacetate ......................... 24
Sơ
Sơ
Sơ
Sơ
Sơ

ồ 1.12. Tổng hợp d n xuất Schiff base.............................................................. 25
ồ 1.13: Các chuyển hóa làm biế ổi vịng zerumbone .................................... 28
ồ 1.14. Các chuyển hóa giữ ngun vịng zerumbone ...................................... 29
ồ 1.15. Các chuyển hóa tạo thêm nhóm chức zerumbone................................. 30
ồ 1.16. Tổng hợp các d n xuất azazerumbone 133-135 .................................... 31

Sơ ồ 3.1: Phản ứng tách (-)-gossypol ra khỏi hỗn hợp racemic bằng D-tryptophan
methyl ester............................................................................................................... 41
Sơ ồ 3.2. Phản ứng tạo base Schiff của (-)-gossypol 138a-d ................................. 44
Sơ ồ 3.3. Phản ứng tạo (-)-gossypol hydrazone 142a-e ......................................... 47
Sơ ồ 3.4. Phản ứng tạo các d n xuất hydrazones 146a-e ....................................... 52
Sơ ồ 3.5. Phản ứng tạo d n xuất hydrazone của zerumbone 150a-f ...................... 56

Sơ ồ 3.6. Phản ứng tạo d n xuất hydrazones của zerumbone 154a-f ..................... 60
Sơ ồ 4.1. Tách (-)-gossypol từ gossypol racemic sử dụng D-tryptophan methyl
ester ........................................................................................................................... 65
Sơ ồ 4.2. Cân bằng enamin/iminee ......................................................................... 75
Sơ ồ 4.3. Tổng hợp các base Schiff của (-)-gossypol 138a-d; i) EtOH, 8 giờ, nhiệt
ộ phòng; 60,7-81,8% .............................................................................................. 76
Sơ ồ 4.4. Tổng hợp (-)-gossypol hydrazone 142a-e; i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồi
ƣ 12 ờ; ii) EtOH, NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 h; iii) EtOH, ZnCl2, nhiệt
ộ phòng, 16 giờ, 50,4-63,0% .................................................................................. 83
Sơ ồ 4.5. Tổng hợp hydrazones 146a-e: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ 12 ờ;
ii) EtOH, NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 giờ; iii) EtOH, ZnCl2, nhiệ ộ phòng,
12 giờ, 48,7-53,0% ................................................................................................... 87
xi
document, khoa luan13 of 98.


tai lieu, luan van14 of 98.

Sơ ồ 4.6. Tổng hợp hydrazones 150a-f: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ
ii) EtOH, NH2NH2 (80%), r.t, 10 giờ; iii) EtOH, CH3COOH, nhiệ

12

ờ;

ộ phòng, 8 giờ,

52-64%...................................................................................................................... 94
Sơ ồ 4.6. Tổng hợp 154a-f: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ 12 ờ; ii) EtOH,
NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 h; iii) EtOH, CH3COOH, nhiệ ộ phòng, 8 giờ,

65-76%...................................................................................................................... 98

xii
document, khoa luan14 of 98.


tai lieu, luan van15 of 98.

ĐẶT VẤN ĐỀ
U

ƣ

ă bệnh có tỷ lệ tử vong lớn chỉ sau bệnh về tim mạch. Mặc dù
ều trị

có rất nhiều tiến bộ trong chẩ
triệu ca tử vong mỗ

ă

ố

ƣơ

ƣ

ƣơ

ă bệnh gây nên 8

ới khoảng 15% số ca tử vong

trên tồn thế giới. Mặc dù có nhiều tiến bộ trong các biệ p p
hóa trị, ph u thu t và xạ trị C

p ƣơ

p p

ều trị
ƣ

Tại Việt Nam, theo thống kê củ GLOBOCAN ă
ắc mớ

ƣ

106

phổ biến tại Việt Nam ở nam giới gồ
ƣ Ở nữ giới, các bệ

ƣời tử
ƣ

ƣ. U

p ổi, dạ

ƣ p ổi biến gồ

ƣ p ổ biế

ƣ

Bên cạnh các bệnh gây bở

ƣ C

p ổi, vú, dạ
ƣ

p ổ

ại trực

o cả 2 giới

ại trực tràng.

bệnh nhiễm khuẩ

ối

ó ó V ệt Nam. Mặc dù sự phát triển các

quan tâm lớn của nhiều quố

hiệ

ƣ

ại trực tràng,
ƣ

tràng, dạ dày, gan (chiếm khoảng 59.4% tổng các loạ

thuốc kháng si

ƣời thì có

ƣ p ổ biến nhất (chiếm khoảng 65.8% tổng các loại

tiền liệt tuyến là nhữ

các loạ

2020, ƣớc tính có

ƣ Cứ 100 000

182.563 ca mắc mới và 122.690 ca tử
ƣời chẩ

ă

ă

trong vòng hai th p kỷ tới và con số tử vong có thể lên 13 triệu ca mỗ

159

ƣ

n tồn tại những hạn chế. Theo

ƣời có thể phát triể

dự báo của WHO, có khoảng 22 triệ

ƣ

ƣợc ghi nh n là một trong số thành tựu lớn nhất của nền y học

ại. Tuy nhiên, sự

ọ

ẩ

ều trị các bệnh nhiễm khuẩ

mà chúng ta khơng thể dễ

ƣời trở lại thời kì
ƣ

p ổi, lao,

l u và Salmonella.
Vì v y, việc nghiên cứu phát triển các thuốc trị hiệu quả, an toàn và chọn lọc
ều trị các bệ

ƣ

ễm khuẩ

ỏi cấp bách.

Các hợp chất có hoạt tính sinh học nguồn gốc thiên nhiên luôn là chất d n
ƣờng rất quí và quan trọng trong nghiên cứu phát triển thuố T
nguồn gốc thiên nhiên là gossypol và zerumbone hiệ
ƣ

ƣợc sự quan tâm

ộc tế bào và kháng khuẩn, trong khi các công bố về các d n xuất

ơ ở hai hợp chất d

ƣờ

ến nay còn khiêm tốn ở Việt Nam.

1
document, khoa luan15 of 98.

ất có

ƣớc. Nhiều d n xuất từ hai chất này thể hiện hoạt tính

sâu rộng cả
sinh họ

ó


tai lieu, luan van16 of 98.

ƣợc báo cáo là phổ hoạt tính sinh học phong

Các chất có cấ
p

ƣờng có trong cấu trúc của các thuốc

chất chứ

ó

ƣợ b

ƣ

ấm, chố

ạt tính kháng khuẩn, chống co gi t,

ống kết t p tiểu cầu, chống sốt rét, chống

chống trầm cảm, chống viêm, giả
ƣ

ều trị. Hoạt tính sinh học của các

ƣ

-rút, bảo vệ tim mạch [1].

Gossypol là một hợp chất polyphenol có nguồn gốc từ cây bơng vải (chi
Gossypium, họ Malvaceae). Trong phân tử có sáu nhóm hydroxyl phenolic và hai
nhóm aldehyde làm cho gossypol có nhiều phản ứng hóa học. Gossypol có thể trải
ó

qua q trình hình thành base Schiff, ozonolysis, oxy hóa và meth

ể tạo

ó ã ƣợc nhiều tác giả

thành các d n xuất gossypol. Gossypol và các d n xuất củ

nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chúng bao gồm các hoạt tính chống vơ sinh,
ƣ

chống vi-rút, chố

ống oxy hóa, kháng vi khuẩn và chống sốt rét. Do sự
ối, có hai

quay của liên kết internaphthyl bị hạn chế, gossypol là một hợp chất bấ

ồng phân quang hoạt (+) - và (-) - gossypol. Hoạt tính sinh học của (-)- gossypol
và (+)-

p

ƣợc nghiên cứu và kết lu n có hiệu lực sinh học khác nhau
ơ

phân (-)- gossypol có hoạt lự

ồng

ồng phân (+)- gossypol [2,3].

Zerumbone là một sesquiterpene ƣợc chiết xuất từ thân rễ của cây gừng
ộ

(Zingiber zerumbut). Cấu trúc của zerumbone rấ
b

chéo trong một vịng có 11 ngun tử
minh có khả ă
nghiên cứ b

C

ã ƣợc nghiên cứu và chứng

ẩn và chố
ó

ới một ketone liên hợp

ƣ

ốt [4] Z

ộng với nhiều dòng tế b

ƣ

b
ƣ

ƣợc
MCF-7),

gan (HepG2), th n (A293), phổi (H1299), ruột kết (COLO205, LS174T, L8174,
LS189 và COLO320DM), não (GBM8401) và máu (CEMss, WEHI-3B). Ngoài ra,
b

ƣợc cơng bố là có tác dụng chống viêm, chố

ó

ều hòa

miễn dịch, chống viêm loét dạ dày [5].
Mục tiêu của lu n án là tổng hợp các d n xuất hydrazone mớ
hợp chất có nguồn gố

ể thử hoạt tính sinh học của chúng. Với mong muốn

ƣợc những hợp chất mới có hoạt tính sinh học, ặc biệt là hoạt tí
dịng tế b

ƣ Vì v y ề tài lu

d n chất hydrazone mớ
dụng sinh họ ‟‟ ới những nộ

ặt vấ

ề về „N

ơ ở một số hoạt chấ
í

:
2

document, khoa luan16 of 98.

ơ ở các
ối với các

ứu tổng hợp các

tai lieu, luan van17 of 98.

1. T

ồng phân (-)-gossypol từ hỗn hợp gossypol racemic.

2. Tổng hợp các d n xuất mới hydrazone của (-)-gossypol.
3. Tổng hợp các d n xuất mới hydrazone của zerumbone.
4. Đ

ạt tính kháng một số dịng tế b

các d n xuất tổng hợp ƣợc.

3
document, khoa luan17 of 98.

ƣ

ẩn của


tai lieu, luan van18 of 98.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HYDRAZONE
1.1.1. Cấu trúc và tính chất vật lý của hydrazone
ơ ặc biệt trong nhóm Schiff base có

Hydrazone là một lớp các chất hữ
cấu trúc hữ

ơ

ƣ

[6,7] (Hình 1.1).

Hình 1.1. Cấu trúc hydrazone

T

ƣờng các hydrazone nh

ƣợc bởi các phản ứng của hydrazine,

hydrazide hoặc các d n xuất của chúng với các aldehyde hoặc ketone [6]. Cấu trúc
ƣợc phân biệt với các

của hydrazone cho thấy chúng thuộc nhóm chất
hợp chất khác trong nhóm

ƣ imine, oxime bởi sự có mặt của 2 nguyên tử nitơ nối

với nhau -N-N- (Hình 1.2)

Hình 1.2. Cấu trúc hydrazone, imine và oxime

ƣờ

Tên gọi củ

ƣợc gọi tên theo các hợp chất carbonyl

sinh ra chúng.

Về mặt hình thái, phần lớn các hydrazone không bị thế gồm các alkyl
hydrazone và một số các aryl hydrazone nhấ
aldehyde và ketone mạch thẳ
nhạt vớ
ă

ù

ặ

ƣ

ƣ

ủa các

ều là những chất lỏng khơng màu hoặc có màu rất

[8-10]. Nhiệ

ộ sôi của các

ă

ù

ới sự

ủa khố ƣợng phân tử của các nhóm thế gắn vào R, R′, X hoặ Y
ơ

tuân theo qui lu t giống các hợp chất hữ

4
document, khoa luan18 of 98.

ị

ó : ếu các alkyl hydrazone có


tai lieu, luan van19 of 98.

cùng khố ƣợng phân tử thì hydrazone chứa gốc alkyl mạch thẳng có nhiệ
ơ

ó ốc alkyl phân nhánh. Các phenylhyrazone của các
ơ

aldehyde và ketone

ặc dị

ƣờng là các chất rắn có màu nhạt. Một vài

ặc biệt là 4-nitro hoặc 2,4-dinitro phenyhydrazone là các cấu trúc

aryl

tinh thể màu da cam vớ
b

số

ộ sơi

ểm nóng chảy 263oC - 267oC [11]. Bởi v y, cùng với một

b

b

ƣợc xem là những

ể nh n ra các hợp chất carbonyl. Cấu trúc của các hydrazone

thuốc thử hữu hiệ

cho thấy các alkyl hydrazone và một số ƣợng nhấ

ịnh các aryl hydrazone là các

base và chúng có thể hình thành muối với các acid. Tuy v y, các aryl hydrazone có
chứa các nhóm hút electron ở gốc phenyl sẽ làm giả

ộ bền base, chẳng hạn các p-

nitrophenyl hydrazone là một hợp chất có tính acid. Các 2,4-dinitrophenyl
hydrazone là những acid yếu với hằng số pKa khác nhau và phụ thuộc vào các
nhóm khác gắn vào (R và X) cấu trúc của hydrazone.
Phân tích tinh thể của các hydrazone cho thấy các nguyên tử thuộc nhóm
chức hydrazone nằm trong cùng mặt phẳng (có cấu trúc phẳng) và chỉ trong một số
ƣờng hợp ặc biệ í

ồng phẳng này bị phá vỡ do các phân tử bị án ngữ khơng

gian [12].

Hình 1.3. Cấu trúc phẳng hydrazone

Độ dài của liên kết imine C=N trong hydrazone phụ thuộc vào bản chất của
R R′ X

các nhóm thế gắ

Y

ộng từ 1,27-1,35 Ao

ƣ

ơ

ới các liên kết C=N trong imine mạch thẳng 1,24-1,255Ao Đ ều này
ƣợc giải thích bởi hiệu ứng liên hợp giữa cặp electron không chia của nguyên tử
ơ

ới liên kế

liệu phổ cho thấ

C=N Bằ

p ƣơ

p p LCAO-MO kết hợp với các dữ

ộ dài thực của các liên kết C=N từ 1,8-1,9 Ao trong hydrazone.

Trong cấu trúc củ
dài khoảng 1,38-1,41Ao và ngắ

ƣờ

ã

ơ

ị

ƣợc liên kết N-N có chiều

ới liên kết N-N trong hydrazine

(1,46 Ao), các nguyên tử C=N-N tạo thành góc liên kết gần với góc tiêu chuẩn
(120o) [13].

5
document, khoa luan19 of 98.


tai lieu, luan van20 of 98.

1.1.2. Các đồng phân của hydrazone
Các hydrazone là một trong các hợp chấ

ó

ồng phân l p thể

ồng

phân cấu trúc. Trong một số ƣờng hợp, cân bằng tautome có thể ƣợc thiết l p bởi
ã ƣợc quan sát thấy. Trong nhiề

2 th m chí là 3 dạ
phân l p thể

ồng phân hình họ

ồng phân quang học

ƣờng hợp

ồng

ồng phân vị trí (sự

chuyển hóa các hydrazone thành các hợp chất azo hoặc alkenylhydrazine
thể hiện diện và rấ

ó ể

ịnh rõ ràng [14]. Tuy v

ồng phân hình họ
ơ

nhiề

ó

ều có

ồng phân của
ọ

ƣợc nghiên cứu

ả.

Đồng phân hình học của các hydrazone tạo thành từ các aldehyde và ketone

ối xứng là mộ

ƣờng hợp

ặc biệt củ

ồng phân trong hệ thống

ồng phân trong các nhóm amino bị thế hoặc

hydrazone. Giống với các oxime

không bị thế và nguyên tử hydro trong các d n xuất của aldehyde (X=H) hoặc gốc
nhỏ ơ

ketone (X
syn, và nếu ở vị trí trans gọ

ồng phân dạng

ồng phân dạng anti [15] (Hình 1.4).

Hình 1.4. Đồng phân hình học hydrazone

T

ƣờng hợp R và X phức tạp, việc phân biệ

ạng syn

dạng anti là rất cần thiế Để tránh nhầm l n chúng ta cần xem xét dạ
ó ử dụng vị í
acetophenone

2,4-dinitro

ến nhóm amino. Ví dụ ồng phân syn phenyl của
phenylhydrazone

dinitrophenyl hydrazone (Hình 1.5).

6
document, khoa luan20 of 98.

ồng phân

hay

ethylbenzoylacetate

2,4-


tai lieu, luan van21 of 98.

Hình 1.5. Ví dụ các dạng đồng phân hydrazone

Cấu hình dạng syn của hydrazone bề
R′

thế nào gắn vào nguyên tử nitơ củ
R=H

hydrazone củ

ơ

ạng anti, nếu khơng có nhóm

ặc Y) là một ngun tử hydro, các

ƣợc tạo thành và tồn tạ

ơ

ẻ ở cấu hình dạng

syn khơng chỉ ở trạng thái rắn mà ngay ở trạng thái lỏng trong dung dịch [16, 17,
18]. Một nhóm thế cồng kềnh (R' hoặ Y
tự

ƣ

dịch. Ở

ƣớ

ó

ột kết quả ƣơ

ó

bằng giữa dạng syn và anti có thể quan sát thấy ở dạng dung

ều kiệ

ƣờng, dimethyl, methylphenyl, 2,4-dinitrophenylhydrazone và

semicarbazone của các aldehyde tồn tại ở dạng syn. Cân bằng giữa 2 dạng syn- và
anti- củ 2 4

p
ƣ

trong dung dị
xúc tác ví dụ

b
ó

ƣợc thiết l p rất ch m

ể xảy ra rất nhanh nếu sử dụng thêm chất

ƣ H2SO4. Tỷ lệ giữa dạng syn- và anti- phụ thuộc vào bản chất của

dung mơi. Ví dụ, trong các dung mơi khác nhau thì tỷ lệ giữa 2 dạng syn- và antip

của acetoldehyde 2,4ƣợ

ịnh nhờ sử dụng phổ cộ

phân l p nhờ p ƣơ

ị này
ƣởng từ hạt nhân (NMR) và có thể ƣợc

p p ết tinh.

1.1.3. Các hydrazone trong tự nhiên
ƣợc sinh ra bằ

Hầu hế

ƣờng tổng hợp hóa học, trong

tự nhiên các hydrazone có mặt ở một số loài nấm và liên quan m t thiế
của các lồi nấ

Nă

1967 L

L f [19]

ị

ế

ộc tính

ƣợc acetaldehyde N-

methyl-N-formylhydrazone (AMFH) là thành phầ

ộc của nấm Gyromitra

esculenta ở Châu Âu. Mộ

ộ

ƣợc nhóm của

Pyysado [20] phân l p. Michelot [21] tổng kết lại và cho thấy có tới 9 N-methyl-N-

7
document, khoa luan21 of 98.


tai lieu, luan van22 of 98.

formyl của các aldehyde ơ

ả

ã ƣợc phát hiện và phân l p từ nấm Gyromitra
ƣ ở bảng 1.1:

esculenta. Công thức củ

Bảng 1.1. Cấu trúc của các hydrazone trong nấm Gyromitra esculenta
STT

R

STT

R

1

-CH3

5

-(CH2)3-CH3

2

-CH2-CH3

6

-(CH2)4-CH3

3

-CH2-CH2-CH3

7

-(CH2)6-CH3

4

-CH2-CH(CH3)2

8,9

-CH=CH(CH2)4-CH3 (2 dạng)

Ngoài nấm thuộc chi Gyromitra, nhóm chức hydrazone cịn hiện diện trong
bộ khung alkaloid của bọt biển Cinachyralla sp Nă
cộng sự [22] ã p

p ƣợc một alkaloid có chứ

ộc dịng tế b

w

ó

ặt tên là

ƣợc Okinawa. Hợp chất này thể hiện

cinachyramin từ bọt biển Cinachefralla

hoạ í

2006 S

ƣ ổ tử cung Heta yếu với giá trị IC5O là 6,8

µg/mL.

1.1.4. Các phƣơng pháp tổng hợp hydrazone
Nă

2011 W

[23] ã ổng hợp thành công một dãy các hợp chất

hydrazone dạng 1,3-diimineoisoindolin carbohydrazide (3) bằng một qui trình gồm
2 bƣớc bắ

ầu từ 4-ethoxy-2-carboxylic ethyl este (1

ƣợc chuyển sang

dạng hydrazide với hydrazin hydrate trong ethanol, hợp chất trung gian 2 này cho
phản ứng với i

ể
ã

diimineoisoindolin carbohydrazide
thể của các chấ

ã ƣợc nghiên cứ

8
document, khoa luan22 of 98.

ạ
b

ƣợc sản phẩ

í

1 3-

ột nhóm NH3. Cấu trúc tinh
Sơ ồ 1.1).


tai lieu, luan van23 of 98.

Sơ đồ 1.1. Tổng hợp 1,3-diimineoisoindolin carbohydrazide (3)

Từ d n xuất của acetophenone: 4-brommocetophenone (4) và 4nitrophenylhydrazine (5), bằng một loạt các phản ứng kế tiếp
ƣ

ụ, Vilsmeier-H

ƣ

ƣ p ản ứng

ụ tạo thành hydrazone lần 2, Abadi và các

cộng sự [24] ã ổng hợp thành công một loại các d n xuất mới là các hydrazone thế
p

1,3,4 củ

ó

ơ

ị (nhóm) hydrazone xuất hiện cả ở trong
ƣợ

và ngồi vòng. Cấu trúc của các hợp chấ

ịnh bằng phổ IR, NMR và

phân tích nguyên tố Sơ ồ 1.2).

Sơ đồ 1.2. Tổng hợp các hydrazone 8 và 9

Nă

2010 N

ễn Hữ Đĩ

ộng sự [25] ã ổng hợp một dãy các d n

xuất hydrazone mới chứa vòng furoxan từ d n xuất carboxylic của isoeugenol (10)
ƣơ

bằng phản ứ

ó

f

bởi nitrozo acid cho chất

trung gian 11, nitro hóa, este hóa và thế ái nhân với hydrazine ể tạo thành d n xuất
hydrazine chứa vòng furoxan, tiếp theo d n xuấ
9
document, khoa luan23 of 98.

ƣợ

ƣ

ụ với các d n


tai lieu, luan van24 of 98.

xuất của ben

ể

ƣợc một loạt các hydrazone mới chứa vòng furoxan

15 Sơ ồ 1.3).

Sơ đồ 1.3. Tổng hợp hydrazone 15

p

Một loạt các hợp chất hydrazone có cấ

ừ các chấ

Kulandasany và các cộng sự [26] tổng hợp
S

gồ
dihydroxyo thiophene-2,5-dieste, hợp chấ

ƣ

ụ ể nh

ƣợc Ravi
ầ

ơ

ản

ƣợc 3,4-

ƣợc O-alkyl hóa 2 nhóm OH ở vị

trí 3,4 với các alkyl bromide khác nhau cho chất trung gian 16 và 17, tiếp theo là
phản ứng thế nucleophil với hydrazine ể

ƣợc hợp chất dihydrazide 18. Cuối

cùng là phản ứng của các hợp chất carbonyl thế khác nhau với các hydrazide này
ều kiện êm dịu dễ nh

ƣợc các hydrazone 19 Sơ ồ 1.4).

Sơ đồ 1.4. Tổng hợp hydrazone 19

10
document, khoa luan24 of 98.


tai lieu, luan van25 of 98.

Nă

2011 G

b

ộng sự [27] ã

ết kế và tổng hợp một số các
ƣ ủa chúng. Một

hydrazone 22 và 23 với mục tiêu khám phá hoạt tính chố
ầ

số dãy hydrazone lầ
hợp từ chấ

ƣợc giới thiệu. Tất cả

ã

ề

ƣợc tổng

ầu 1-(4-(piperidin-1-ylsulfone) phenyl) ethanone (20

ất

trung gian chìa khóa 2-cyano-N´-(1-(4-(piperidin-1-yl-sulfonyl) phenyl-ethylidene)
ại diệ

cetohydrazide (21). Mộ
ă

thú và hoạt tính tiề

ƣợ

ã
ƣ

ã ƣợc giới thiệu với cấu trúc lý

ở ơ ồ 1.5.

Sơ đồ 1.5. Tổng hợp hydrazone 22, 23

ƣợc nghiên cứu tổng hợp. Fischer và

Một số hydrazone của carbohydrate 24
cộng sự [28]

ã

ổng hợp thành công các D- glucuronolactone và D-

mannuronolactone, p-

b

C

ƣợc tạo thành

bằng cách làm ấm một dung dịch của D-glucuromolactone hoặc D-mannurono
lactone và p-cyano-benzoyl hydrazide trong ethanol tuyệ
các hydrazone nh

ƣợ

ã

ối, tiếp theo là kết tinh

ảm thể tích của dung dịch phản ứ

ồ 1.6).

Sơ đồ 1.6. Tổng hợp hydrazone carbohydrate
11
document, khoa luan25 of 98.

Sơ