Nghiên cứu phản ứng quang hoá và ozon hoá của một số hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học

B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CễNG NGH VIT NAM


VIN HO HC



Trần Đức quân




Nghiên cứu
phản ứng quang hoá v ozon hoá của một số hợp
chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học




Chuyờn ngnh: Húa Hu c
Mó s: 62.44.27.01


TểM TT LUN N TIN S HO HC

H Ni - 2010


Công trình đợc hoàn thành tại:
- Phòng thí nghiệm Tổng hợp Hữu cơ - Viện Hoá học, Viện Khoa học
và Công nghệ Việt Nam.
- Phòng thí nghiệm Hoá học các hợp chất thiên nhiên - Viện Sinh hoá
thực vật - Halle/ S. , CHLB Đức.



Ngời hớng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH. Trần Văn Sung
2. PGS.TS. Nguyễn Văn Hùng



Phản biện 1: GS. TSKH. Ngô Thị Thuận, Trờng Đại học Khoa học
tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Phản biện 2: PGS. TS. Nguyễn Quang Đạt, Trờng Đại học Dợc Hà
Nội

Phản biện 3: PGS. TS. Trần Thị Thu Hơng, Trờng Đại học Bách
khoa Hà Nội.

Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp nhà nớc
họp tại tại: Phòng họp - Viện Hoá học, Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam, 18 Đờng Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.

Vào hồi 09 giờ 00 ngày 08 tháng 01 năm 2010




Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th viện Quốc gia
- Th viện Viện Hoá học, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam


1
A. GIớI THIệU LUậN áN
1. Đặt Vấn đề
Đất nớc ta có nguồn tài nguyên thực vật rất đa dạng và phong phú,
đặc biệt là nguồn cây thuốc quý hiếm. Việc khai thác và sử dụng nguồn
tài nguyên này trong các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và
dợc phẩm đã đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn. Nổi bật trong số đó là cây
thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.), một loài thảo dợc mọc hoang
ở các tỉnh phía bắc và nay đã đợc gieo trồng trên diện rộng để chiết suất
artemisinin làm thuốc chữa sốt rét.
So với các loại thuốc trị bệnh sốt rét hiện đang đợc lu hành,
artemisinin có hoạt tính chống sốt rét tốt hơn, kể cả với các dòng ký sinh
trùng đã kháng thuốc. Một vài năm gần đây, ngời ta còn phát hiện thấy

tác dụng kháng viêm và chống ung th ở artemisinin và các dẫn xuất của
nó. Tuy vậy artemisinin cũng có nhợc điểm là độc với thần kinh trung
ơng và thời gian bán huỷ ngắn.
Kể từ khi đợc tìm thấy đến nay, rất nhiều công trình khoa học
nghiên cứu về tổng hợp các dẫn xuất mới của artemisinin nhằm tăng
cờng khả năng khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên này,
đợc công bố trên các tạp chí khoa học trong và ngoài nớc. Tuy nhiên
còn rất ít công trình khoa học đề cập tới việc sử dụng phơng pháp quang
hoá và ozon hoá để tổng hợp các dẫn xuất của artemisinin. Mặt khác, ở
nớc ta việc ứng dụng các phơng pháp quang hoá và ozon hóa trong
nghiên cứu tổng hợp, chuyển hoá các hợp chất hữu cơ nói chung và các
hợp chất thiên nhiên nói riêng vẫn còn rất hạn chế.
Xuất phát từ tình hình trên, chúng tôi đã đặt nhiệm vụ cho luận án
này là: "Nghiên cứu phản ứng quang hoá và ozon hoá của một số hợp
chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học".
2. MụC TIÊU CủA LUậN áN
ứng dụng phơng pháp quang hoá và ozon hoá để tổng hợp các hợp
chất mới có cấu trúc đa dạng từ các hợp chất thiên nhiên sẵn có ở nớc ta
nh: artemisinin,

-pinen, limonen, safrol

2
3. Nội dung nghiên cứu CủA LUậN áN
- Chiết tách artemisinin,

-pinen, limonen, safrol và tổng hợp các
chất đầu cho phản ứng quang hoá và ozon hoá.
- Tiến hành phản ứng quang hoá của các dẫn xuất của artemisinin đã
tổng hợp đợc.

- Tiến hành phản ứng ozon hoá của một số dẫn xuất của artemisinin
có chứa nối đôi, của

-pinen, limonen và iso-safrol.
- Nghiên cứu xác định cấu trúc của các sản phẩm phản ứng
4. NHữNG ĐóNG GóP MớI CủA LUậN áN
- Đã tiến hành khảo sát một cách có hệ thống các quá trình chuyển
hoá của các dẫn xuất của artemisinin dới điều kiện của phản ứng
quang hoá. Rất nhiều phản ứng quang hoá đợc thực hiện lần đầu
tiên ở Việt Nam và quốc tế.
- Đã tiến hành phản ứng ozon hoá một số dẫn xuất có chứa nối đôi
của artemisinin, phản ứng ozon hoá

-pinen, limonen và iso-safrol.
Trong đó phản ứng ozon hoá iso-safrol thành heliotropin cho hiệu
suất cao, ít gây ô nhiễm môi trờng, thời gian ngắn và có thể áp
dụng để sản xuất heliotropin với lợng lớn.
- Đã xây dựng đợc hệ thống thiết bị thí nghiệm dùng cho nghiên
cứu phản ứng quang hoá và ozon hoá các hợp chất hữu cơ. Hai
phơng pháp này còn ít đợc áp dụng trong lĩnh vực tổng hợp và
chuyển hoá các hợp chất hữu cơ tại Việt Nam.
- Đã tổng hợp và xác định đợc cấu trúc hoá học của hơn 40 dẫn xuất
của artemisinin,

-pinen, limonen và iso-safrol. Qua đó thu đợc 24
chất mới. Các chất này có cấu trúc rất lý thú.
5. ý nghĩa khoa học v thực tiễn của LUậN áN
Luận án đã đóng góp những kết quả mới vào lĩnh vực quang hoá và
ozon hoá của artemisinin cũng nh của một số hợp chất thiên nhiên phổ
biến của Việt Nam. Những hợp chất mới tổng hợp đợc sẽ là đối tợng

để nghiên cứu tìm tòi các hoạt chất sinh học mới.
6. Bố CụC CủA LUậN áN
Nội dung chính của luận án đợc trình bày trong 130 trang, có 11
bảng số liệu, 96 hình, bao gồm: Mở đầu:2 trang; Chơng 1: Tổng quan,

3
34 trang; Chơng 2: Đối tợng, nhiệm vụ và phơng pháp nghiên cứu: 3
trang; Chơng 3: Phần thực nghiệm, 29 trang; Chơng 4: Kết quả và thảo
luận, 48 trang); Kết luận: 2 trang; Các công trình đã công bố có liên
quan: 1 trang; Tài liệu tham khảo: 11 trang với 94 tài liệu. Ngoài ra, còn
có phần phụ lục: 55 trang gồm 38 hình phổ.
B. NộI DUNG CủA LUậN áN
Chơng 1 : TổNG QUAN
Phần tổng quan của luận án trình bày các nội dung sau:
- Sơ lợc về bệnh sốt rét và các loại thuốc chữa sốt rét.
- Cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.) và thành phần hoá
học chính của cây thanh hao hoa vàng. Cấu trúc, tính chất lý và hoá
học của artemisinin.
- Tóm lợc các chuyển hoá hoá học của artemisinin và của các dẫn
xuất của nó.
- Phản ứng quang hoá, cơ sở lý thuyết và một vài cơ chế phản ứng
chính của phản ứng quang hoá.
- Một số ví dụ về phản ứng quang hoá của các loại biệt dợc đang
đợc sử dụng trong ngành y dợc.
- Phản ứng ozon hoá, cơ chế Criegee ở phản ứng ozon hoá các
olephin.
- Một vài ví dụ về ứng dụng phản ứng ozon hoá trong tổng hợp các
sản phẩm trung gian cho quá trình tổng hợp chất.
CHƯƠNG 2: Đối tợng, nhiệm vụ v phơng pháp
nghiên cứu

- Xác định đối tợng nghiên cứu của luận án là artemisinin và một số
hợp chất thiên nhiên sẵn có ở Việt Nam nh:

-pinen, limonen và
safrol
- Nhiệm vụ cụ thể của luận án là: Tổng hợp một số dẫn xuất của
artemisinin và nghiên cứu phản ứng quang hoá của artemisinin và
các dẫn xuất tổng hợp đợc. Nghiên cứu phản ứng ozon hoá một vài
dẫn xuất có chứa nối đôi của artemisinin, phản ứng ozon hoá của

-
pinen, limonen và iso-safrol.

4
Chơng 3: THựC NGHIệM
3.1. Tổng hợp nguyên liệu đầu:
3.1.1. Tổng hợp dihydroartemisinin
Tiến hành phản ứng khử hoá artemisinin (6) bằng NaBH
4
trong
MeOH ở nhiệt độ trong khoảng -10 đến - 7
o
C. Lọc, rửa sản phẩm bằng
axit axetic 5%, rửa lại bằng nớc, sấy khô ở áp suất thấp, thu đợc
dihydroartemisinin (
DHA, 63) ở dạng hỗn hợp của hai đồng phân 12

:
12

với tỷ lệ xấp xỉ 1:1.
63: Hiệu suất 96 %; đnc: 152-154
o
C.
Các dữ liệu phổ IR,
1
H-,
13
C-NMR, EI-MS của dihydroartemisinin (63)
thu đợc hoàn toàn phù hợp với tài liệu đã công bố.
3.1.2. Tổng hợp các dihydroartemisinin este
Quy trình chung: Hỗn hợp gồm 10 mmol DHA, 3 ml pyritin, 0,2g
dimethyl amino pyritin (DMAP) và 2 ml anhydrit axit (hoặc clorua axit)
trong 70 ml CH
2
Cl
2
khan đợc khuấy ở nhiệt độ phòng trong khoảng 30
giờ. Hỗn hợp phản ứng đợc rửa lần lợt bằng axit axetic 5%; NaHCO
3

5% và rửa lại bằng nớc, làm khô bằng Na
2
SO
4
. Cất loại dung môi dới
áp suất thấp, sau đó kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi n-hexan/ CH
2
Cl
2

thu đợc dẫn xuất dihydroartemisinin este tơng ứng.
74: 12-dihydroartemisinin monosuccinat, hiệu suất: 97,6%.
77a: 12-dihydroartemisinin axetat, hiệu suất: 95,6 %.
77b: 12-dihydroartemisinin benzoat, hiệu suất: 95,8%.
3.1.3. Tổng hợp anhydrodihydroartemisinin (82)
Hoà tan 10 mmol DHA trong hỗn hợp CH
2
Cl
2
/ Et
2
O (1:1 v/v) đợc
làm lạnh tới 10
o
C. Vừa khuấy vừa cho thêm 0,1 ml BF
3
.Et
2
O, tiếp tục
khuấy cho tới khi
DHA đã phản ứng hết. Phản ứng diễn ra hoàn toàn sau
khoảng 2 giờ. Hỗn hợp phản ứng sau khi xử lý đợc cất loại dung môi
dới áp suất thấp. Kết tinh lại trong n-hexan/ EtOAc. Lọc, rửa, sấy khô
thu đợc anhydrodihydroartemisinin (
82).
82: Anhydrodihydroartemisinin; hiệu suất 91%; đnc: 162-164
o
C.
3.1.4. Tổng hợp 12

-allyldeoxoartemisinin (78b)
Nhỏ giọt từ từ 3,26 g (10 mmol) 12

-dihydroartemisinin axetat
(
77a) trong 70 ml DCE vào hỗn hợp gồm 7ml allyltrimetylsilan, 1,5 g
ZnCl
2
khan và 500 mg rây phân tử (3A
o
) trong 100ml dicloetan. Hỗn hợp

5
phản ứng đợc khuấy 1 giờ ở 0
o
C dới khí quyển N
2
, sau đó nâng dần
nhiệt độ của phản ứng tới nhiệt độ phòng và tiếp tục khuấy khoảng 15-30
phút. Pha loãng với EtOAc, rửa với axit citric 5%, trung hoà bằng
NaHCO
3
, rửa lại bằng NaCl 5%. Làm khan bằng Na
2
SO
4
. Cất loại dung
môi, tách sản phẩm bằng sắc ký cột, chất hấp phụ là silica gel, hệ dung
môi là n-hexan/ CH

2
Cl
2
/ MeOH (40:15:1 v/v), thu đợc 2,48 g 12

-allyl-
deoxoartemisinin (
78b), hiệu suất 85% và 376 mg chất 148, hiệu suất
11%.
78b: C
18
H
28
O
4
. Hiệu suất 85%.
148: C
17
H
26
O
7
. Hiệu suất 11%.
FT-IR (CHCl
3
):

(max)
(cm
-1

) = 3527; 3434 (OH); 2948; 2876; 1726 (CO-
este); 1263; 1101; ESI-MS (positive ion): m/z =343 [M+H]
+
; 342[M]
+
.
1
H-NMR (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 1,0 (d, J=5,9 Hz, 3H); 1,1 (d,
J=1,0 Hz, 3H); 1,4 (s, 3H); 2,1 (s, 3H); 2,4 (m, 1H); 4,7 (s, OH); 5,5 (s,
H-5); 6,1 (s, 1H).
3.1.5. Tổng hợp dẫn xuất của dihydroartemisinin với các diol và hydroxy
xeton
Quy trình chung: Hoà tan 5 mmol DHA cùng với một lợng d của
hợp chất diol (hoặc hydroxy xeton) trong 30 ml CH
2
Cl
2
. Vừa khuấy vừa
cho thêm vào hỗn hợp phản ứng 0,05 ml BF
3
.Et
2
O. Phản ứng đợc khuấy
ở nhiệt độ phòng trong khoảng 48 giờ. Kiểm tra hỗn hợp phản ứng bằng
sắc ký bản mỏng, chất hấp phụ là silica gel, hệ dung môi CHCl
3

/ EtOAc
(9:1 v/v). Rửa hỗn hợp phản ứng bằng nớc, làm khan bằng Na
2
SO
4
. Cất
kiệt dung môi dới áp suất thấp. Đồng phân 12-

và 12-

của sản phẩm
phản ứng đợc tách bằng sắc ký cột, chất hấp phụ là silica gel.
149b: C
17
H
28
O
6
. Hiệu suất 63%, đnc: 91-92
0
C, [

]
D
24,6
= + 145,4
o
.
ESI-MS 351 [M+Na]
+

.
1
H-NMR: (300MHz,CDCl
3
): (

ppm) = 0,94 (d, J = 7,25 Hz, H
3
-13); 0,96
(d, J = 6,37 Hz, H
3
-14); 1,44 (s, H
3
-15); 3,54 (m, H-1'); 3,75 (m, H
2
-2');
3,87 (m, H-1'); 4,84 (d, J = 3,48 Hz, H-12

); 5,44 (s, H-5

).
150a: C
18
H
30
O
6
. Hiệu suất 11,3%. ESI-MS 365 [M+Na]
+
.

150b: C
18
H
30
O
6
. Hiệu suất 68,3%. đnc: 81-82
0
C, [

]
D
26
= + 147,3
o
.
151a: C
19
H
32
O
6
. Hiệu suất 9,5%. đnc: 96- 98
0
C, [

]
D
25
= +0,2

o
.
151b: C
19
H
32
O
6
. Hiệu suất 55,7%. đnc: 127-128
o
C, [

]
D
26
= + 150,2
o
.

6
152a: C
18
H
28
O
6
. Hiệu suất 15,1%. đnc: 107-109
o
C, [

]
D
25
= -16,8
o
.
152b: C
18
H
28
O
6
. Hiệu suất 55,6%. đnc: 104-105
0
C, [

]
D
28
= +155,8
o
.
3.1.6. Tổng hợp các dẫn xuất có chứa nhóm chức cacbonyl của dihydro-
artemisinin
Quy trình chung: Hỗn hợp phản ứng gồm 0,1 ml oxalylchlorit trong
70 ml CH
2
Cl
2
đợc làm lạnh tới -35

o
C. Vừa khuấy vừa cho từ từ vào hỗn
hợp phản ứng dung dịch của 1 mmol dihydroartemisinin ancol (149-151)
trong 10 ml CH
2
Cl
2
và 0,2 ml dimethylsulfoxit, sao cho phản ứng không
xảy ra quá mãnh liệt, tiếp tục khuấy ở nhiệt độ -35
o
C trong khoảng 1
giờ. Cho thêm từ từ vào hỗn hợp phản ứng 0,7 ml trietylamin, sau đó
nâng dần nhiệt độ của phản ứng tới nhiệt độ phòng. Hỗn hợp phản ứng
đợc rửa bằng axit HCl 5%, rửa lại bằng nớc, làm khan bằng Na
2
SO
4
.
Cất loại dung môi, thu đợc các dẫn xuất andehit tơng ứng.
153b: C
18
H
28
O
6
, M = 326. Hiệu suất 99%.
[

]
D

26
= +152,8
o
(CHCl
3
, c = 0,1). ESI-MS: 349 [M+Na]
+
1
H NMR: (300 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,89 (d, J = 7,1 Hz, H
3
-13); 0,92
(d, J = 6,5 Hz, H
3
-14); 1,45 (s, H
3
-15); 4,34 (d, J = 17,5 Hz, H
2
-2'); 4,82
(d, J = 3,3 Hz, H-12

); 5,44 (s, H-5

); 9,76 (s, H-1).
154a: C
18
H

28
O
6
, M = 340. Hiệu suất 98%. ESI-MS: 363 [M+Na]
+
154b: C
18
H
28
O
6
, M = 340. Hiệu suất 99%. ESI-MS: 363 [M+Na]
+
155a: C
19
H
30
O
6
, M = 354. Hiệu suất 99%. ESI-MS: 377 [M+Na]
+
155b: C
19
H
30
O
6
, M = 354. Hiệu suất 99%. ESI-MS: 377 [M+Na]
+
3.2. Phản ứng quang hoá:

3.2.1. Phản ứng quang hoá artemisinin (6):

Dung dịch 1g (3,54 mmol) artemisinin trong 200 ml C
6
H
6
khan,
trong bình cầu thuỷ tinh thạch anh dung tích 250 ml, ở 25
o
C, dới khí
quyển N
2
, đợc chiếu sáng 1 giờ bằng đèn tử ngoại bớc sóng 254 nm.
Cất loại bớt dung môi, lọc, rửa tinh thể bằng MeOH lạnh. Thu đợc 960
mg (hiệu suất 96%) artemisinin (
6). Phần nớc cái đợc cô kiệt và tách
bằng sắc ký cột, chất hấp phụ là silica gel với hệ dung môi n-hexan/
CH
2
Cl
2
/ axeton (40:15:1 v/v). Thu đợc 4 mg (0,4%) chất 19, 7 mg
(0,7%) chất
156, 9,3 mg (0,8%) chất 157 và 6 mg (0,7%) chất 158.
19: C
15
H
22
O
5

, hiệu suất 0,4%. []
D
20
= + 64,3
o
(CHCl
3
, c = 0,1).
ESI-MS: 305 [M+Na]
+
.

7
156: C
15
H
22
O
5
, hiệu suất 0,7%; đnc: 188-193
0
C; []
D
20
= + 103,5
o
.
EI-MS: m/z = 282 [M]
+
(3); 222 (100); ESI-MS: 305 [M+Na]

+
.
157: C
17
H
28
O
6
, M = 328, Hiệu suất 0,8%. ESI-MS: 351 [M+Na]
+
158: C
14
H
22
O
3
, M = 238; Hiệu suất 0,7% ESI-MS 261 [M+Na]
+
.
3.2.2. Phản ứng quang hoá của chất 152a và 152b:
Dung dịch chất 152b (hoặc 152a) trong C
6
H
6
khan, trong bình cầu
thuỷ tinh thạch anh, ở 25
o
C, dới khí quyển N
2
, đợc chiếu sáng bằng

đèn THU-500 bớc sóng 300 nm trong khoảng 30 giờ. Hỗn hợp phản
ứng đợc tách bằng sắc ký cột trên silica gel. Từ chất
152b thu đợc
artemisinin (
6) và artemisinin G (19) với hiệu suất tơng ứng là 50% và
10%. Từ chất
152a chỉ thu đợc artemisinin (6) với hiệu suất 54%.
3.2.3. Phản ứng quang hoá của 153b:
Dung dịch 1 mmol chất 153b trong 200 ml THF khan, trong bình
cầu thuỷ tinh thạch anh, ở 25
o
C, dới khí quyển N
2
, đợc chiếu sáng 7
giờ bằng đèn tử ngoại bớc sóng 254 nm. Hỗn hợp phản ứng đợc tách
bằng sắc ký cột trên silica gel. Thu đợc 2,6 mg (hiệu suất 0,7%) chất
159, và 1,4 mg (hiệu suất 0,4%) chất 160.
159: C
17
H
26
O
6
, M = 326. Hiệu suất 0,7%. ESI-MS: 349 [M+Na]
+
.
160: C
15
H
22

O
4
, M = 266. Hiệu suất 1,7%. ESI-MS: 289 [M+Na]
+
.
3.2.4. Phản ứng quang hoá của 154b:
Phản ứng quang hoá của chất 154b đợc tiến hành tơng tự nh với
chất
153b. Thu đợc chất 161 với hiệu suất 0,7%.
161: C
18
H
28
O
6
, M = 340. Hiệu suất 34%. ESI-MS: 363 [M+Na]
+
.
1
H-NMR: (500 MHz,CDCl
3
): (

ppm) = 0.86 (d, J=7,0 Hz, H
3
-13); 0,93
(d, J=6,3 Hz, H
3
-14); 2,13 (s, H
3

-15); 2,40 (m, H-11

); 3,68 (m, H-3a);
3,91 (m, H-3

); 4,27 (m, H-3

); 4,28 (m, H-3b); 4,75 (d, J=4,2 Hz, H-
12); 6,21 (s, H-5

); 9,82 (t, J=1,9 Hz, H-1).
3.2.5. Phản ứng quang hoá của 155b
Phản ứng quang hoá của chất 155b đợc tiến hành tơng tự nh với
chất
154b trong dung môi là THF. Hỗn hợp phản ứng đợc tách và tinh
chế qua sắc ký cột trên silica gel. Thu đợc hai chất là
162 và 163 với
hiệu suất 0,7% và 0,4%. Khi thay dung môi THF bằng C
6
H
6
, thu đợc
sản phẩm là
160 với hiệu suất 1,7%.
162: C
19
H
30
O
6

, M = 354. Hiệu suất 0,7%. ESI-MS: 377 [M+Na]
+
.

8
163: C
19
H
30
O
6
, M = 354. Hiệu suất 0,4%. ESI-MS: 377 [M+Na]
+
.
3.2.6. Phản ứng quang hoá của DHA với I
2
, Pb(OAc)
4

150 ml dung dịch gồm 1 mmol DHA; 0,7 mmol Pb(OAc)
4
và 0,4
mmol I
2
trong hỗn hợp dung môi là CH
2
Cl
2
/ C
6

H
6
(1:1 v/v), đợc chiếu
sáng bằng ánh sáng thờng của đèn OSTRAM-100W ở 25
o
C. Phản ứng
đợc thực hiện trong bình cầu thuỷ tinh thạch anh dung tích 250 ml, dới
khí quyển N
2
. Lọc loại kết tủa, rửa bằng Na
2
S
2
O
8
5%, rửa lại bằng nớc,
làm khan bằng Na
2
SO
4
. Cất kiệt dung môi dới áp suất thấp. Phần cặn
đợc tách bằng sắc ký cột nhanh, chất hấp phụ là silica gel với hệ dung
môi n-hexan/ CH
2
Cl
2
/ axeton (25:10:1 v/v). Thu đợc 197 mg (48%) chất
164.
164: C
15

H
23
IO
5
, M = 410. Hiệu suất 48%. ESI-MS 433 [M+Na]
+
,
1
H-NMR: (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,97 (d, J=6,4 Hz, H
3
-14), 1,39
(s, H
3
-15); 2,19 (d, J=7,0 Hz, H
3
-13), 4,29 (dq, J=5,8; 7,0 Hz, H-11),
6,52 (s, H-5

); 8,30 (s, H-12).
ở 25
o
C, khi tiếp xúc với không khí khoảng 10 phút, dạng rắn của
164 tiếp tục bị chuyển hoá hoàn toàn. Hỗn hợp tự phân hủy của 164 đợc
tách bằng sắc ký cột nhanh, chất hấp phụ là silica gel. Thu đợc ba chất
gồm 11

-Me (165), 11

-Me (166) và 167 với hiệu suất 3%, 2% và 5%
tơng ứng.
165: C
14
H
22
O
4
, M = 254. Hiệu suất 3%. ESI-MS 277 [M+Na]
+
.
166: C
14
H
22
O
4
, M = 254. Hiệu suất 2%. ESI-MS 277 [M+Na]
+
.
167: C
14
H
22
O
3
, M = 238. Hiệu suất 5%. ESI-MS 261 [M+Na]
+

Trong hỗn hợp dung môi là cyclohexan/ MeOH (5:1 v/v), ở 0
o
C
sau khoảng 1 giờ chất
164 bị khử hoá hoàn toàn bởi NaBH
4
cho sản phẩm
là
165 với hiệu suất > 90%.
3.2.7. Phản ứng quang hoá của các dihydroartemisinin este
Quy trình chung: Hoà tan 5 mmol dihydroartemisinin este bằng 100
ml CH
2
Cl
2
khan trong bình cầu thuỷ tinh thạch anh dung tích 250 ml.
Dới khí quyển N
2
hỗn hợp phản ứng đợc chiếu khoảng 1 giờ bằng đèn
fluorescent 15W bớc sóng 254 nm. Cất kiệt CH
2
Cl
2
dới áp suất thấp.
Kết tinh phân đoạn, lọc, thu chất rắn. Nớc cái đợc cất kiệt dung môi và
tách bằng sắc ký cột, chất hấp phụ là silica gel. Từ chất
74 thu đợc 4
chất sạch là
63, 72, 82 và axit succinic (168). Từ chất 77a thu đợc một

9
sản phẩm chính là chất 82. Sản phẩm của phản ứng quang hoá 77b là 63,
169 và axit benzoic (170).
169: 12

-dihydroartemisinin G benzoat:
1
H-NMR: (

ppm) = 0,92 (d,
J=6,7 Hz, H
3
-13); 0,94 (d, J=6,3 Hz, H
3
-14); 2,08 (s, H
3
-15); 6,07 (d,
J=9,6 Hz, H-12); 6,29 (s, H-5); 7,40 (t, J=6,4 Hz, H
2
-phenyl); 7,55 (t,
J=6,1 Hz, H-phenyl); 8,08 (d, J=1,1 Hz, H
2
-phenyl).
3.2.8. Phản ứng quang hoá của 12

-allyldeoxoartemisinin (78b)
Phản ứng quang hoá của 78b đợc thực hiện trong cùng một điều
kiện nh ở phản ứng quang hoá các dihydroartemisinin este. Hỗn hợp
phản ứng đợc tách bằng sắc ký cột trên silica gel, thu đợc chất

171.
171:
1
H-NMR (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,95 (d, J=6,7 Hz, 3H);
1,05 (d, J=6,3 Hz, 3H); 2,14 (s, 3H); 5,11-5,05 (m, 2H); 5,16 (dt, J=1,9;
6,9 Hz, 1H); 5,76-566 (m, 1H); 8,05 (s, 1H).
3.2.9. Phản ứng quang hoá của anhydrodihydroartemisinin (82)
Phản ứng quang hoá của anhydrodihydroartemisinin (82) đợc thực
hiện trong cùng một điều kiện nh ở phản ứng quang hoá của
78b. Hỗn
hợp phản ứng đợc tách bằng sắc ký cột trên silica gel, thu đợc
anhydrodihydroartemisinin G (
160) với hiệu suất 1,4%.
3.3. Phản ứng ozon hoá:
3.3.1. Phản ứng ozon hoá anhydrodihydroartemisinin (82):
Quy trình chung: Hoà tan 5 mmol 82 trong 100ml CH
2
Cl
2
. Hỗn
hợp đợc làm lạnh tới -10
o
C. Vừa khuấy vừa cho một luồng khí O
3
lội
qua dung dịch phản ứng cho tới khi xuất hiện màu xanh nhạt của khí

ozon d. Cho thêm từ từ vào hỗn hợp phản ứng 2 ml dimethylsunphit
(DMS), tiếp tục khuấy thêm 30 phút. Rửa với nớc, cất kiệt dung môi.
Phần cặn đợc tách bằng sắc ký cột nhanh trên silica gel, thu đợc chất
172 (1,04 g, hiệu suất 70%).
172:
1
H-NMR: (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,98 (d, J = 6,0 Hz, 3H),
1,42 (s, 3H); 2,3 (dd J = 13,0; 3,3 Hz, 1H); 2,5 (s, 3H); 6,5 (s, 1H); 7,8
(s, 1H).
3.3.2. Phản ứng ozon hoá 12

-allyldeoxoartemisinin (78b)
Phản ứng ozon hoá 78b đợc thực hiện trong cùng một điều kiện
nh ở chất
82. Hỗn hợp phản ứng đợc tách bằng sắc ký cột, chất hấp
phụ là silica gel. Sản phẩm thu đợc là chất
173 với hiệu suất 70%.

10
173:
1
H-NMR: (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,87 (d, J=7,2 Hz, 3H);

0,97 (d, J=6,2 Hz, 3H); 1,41 (s, 3H); 2,8 (m, 2H); 4,97 (m, 1H); 5,3 (s,
1H); 9,8 (s, 1H).
174:
1
H-NMR: (500 MHz, CDCl
3
): (

ppm) = 0,87 (d, J=7,2 Hz, 3H);
0,97 (d, J =6,0 Hz, 3H); 1,41 (s, 3H); 3,8 (m, 2H); 4,5 (m, 1H); 5,4 (s,
1H).
3.3.3. Phản ứng ozon hoá các hợp chất thiên nhiên khác:

-pinen (175),
limonen (178) và iso-safrol (180)
Quy trình chung: Hoà tan 0,37 mol

-pinen (175) trong 750 ml
hỗn hợp dung môi CH
2
Cl
2
/ AcOH (3:2 v/v). Hỗn hợp phản ứng đợc làm
lạnh tới -16
o
C. Dòng khí ozon đợc dẫn vào phản ứng với tốc độ sao cho
nhiệt độ của phản ứng không vợt quá -12
o
C. Phản ứng ozon hoá diễn ra
trong khoảng 1 giờ. Cho thêm vào hỗn hợp phản ứng 60 ml DMS để phân

huỷ hợp chất ozonit, sau đó nâng dần nhiệt độ phản ứng tới nhiệt độ
phòng. Hỗn hợp phản ứng đợc rửa bằng nớc đến môi trờng trung tính,
làm khan bằng Na
2
SO
4
, cất loại CH
2
Cl
2
và chng cất phân đoạn qua cột
Vigơrơ dới áp suất thấp thu đợc 33,9 g chất 176.
176: Hiệu suất 54%. đs: 99-100
o
C/ 3 mm Hg. n
D
20
= 1,4628.
Phản ứng khử hoá andehit
176 bằng NaBH
4
cho sản phẩm là chất
177 với hiệu suất 71%.
179: đs: 87-92
o
C/ 1 mm Hg. n
D
20
= 1,4605. GC: thời gian lu = 7,43
phút, độ sạch = 90%. MS: m/z = 43(100) [C

2
H
3
O]
+
; 58(21) [C
3
H
5
O]
+
;
181: đnc: 34-36
o
C, (MeOH/ CH
2
Cl
2
).
1
H-NMR: (400 MHz, CDCl
3
):
(

ppm) = 6,08 (s, 2H); 6,92 (d, J= 7,95 Hz, 1H); 7,33 (s, 1H); 7,41 (dd,
J= 1,29; 7,91 Hz, 1H); 9,82 (s, 1H).
Chơng 4: KếT QUả V THảO LUậN
4.1. Chiết tách artemisinin và tổng hợp các chất đầu cho phản ứng
quang hoá (Hình 4.1)

Để có nhiều chất đầu cho nghiên cứu phản ứng quang hóa chúng tôi
đã tiến hành các công việc nh sau:
Chiết tách artemisinin từ lá cây thanh hao hoa vàng, nguồn nguyên
liệu tự nhiên đã đợc gây trồng rộng rãi ở Việt Nam.


Tổng hợp các dẫn xuất của artemisinin, đặc biệt là các dẫn xuất có
mạch nhánh chứa các nhóm chức anken, ancol, xeton và andehit.


11
O
O
O
O
O
O
O
HO
O
O
O
O
RO
O
O
O
O
RO
O

O
O
O
RO
O
O
O
O
O
O
B
F
3
.
E
t
2
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
OH
O

Hình 4.1: Sơ đồ tổng hợp nguyên liệu đầu
4.1.1. Chiết tách artemisinin (6):
Artemisinin (6) đợc chúng tôi chiết tách và tinh chế tại phòng
Tổng hợp hữu cơ, Viện Hoá học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
từ lá cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.). Artemisinin (
6) thu
đợc có các tính chất nh sau: CTPT: C
15
H
22
O
5
; KLPT: 282; đnc: 157-
158
o
C; [

]
D
20
= +66,5
o
(c= 1; CHCl
3
).
4.1.2. Tổng hợp dihydroartemisinin (DHA, 63)
Chúng tôi đã tiến hành phản ứng khử hoá nhóm cacbonyl lacton tại
C-12 của artemisinin bằng NaBH
4
. Sản phẩm thu đợc là một hỗn hợp

hai đồng phân 12

-, 12

-dihydroartemisinin (DHA, 63). Hỗn hợp này
đợc sử dụng làm nguyên liệu đầu cho các chuyển hoá tiếp theo.
4.1.3. Tổng hợp các este của dihydroartemisinin
Khi cho DHA phản ứng với các anhydrit axit nh anhydrit succinic;
anhydrit axetic hoặc với clorua axit nh benzoyl clorua ở nhiệt độ phòng,
trong dung môi là diclometan, với sự có mặt của pyritin và DMAP làm
xúc tác chúng tôi đã thu đợc các dẫn xuất 12

-DHA este tơng ứng (74,
77a và 77b) với hiệu suất > 95%. Các dữ liệu phổ
1
H- và
13
C-NMR là
đồng nhất với tài liệu đã công bố. Hình 4.5: Phổ
1
H-NMR của artesunat
(
74); Hình 4.7: Phổ
1
H-NMR của 12

-dihydroartemisinin benzoat (77b).

12

Hình 4.5 Hình 4.7
4.1.4. Tổng hợp anhydrodihydroartemisinin (82)
Bằng phản ứng dehydrat hoá DHA với tác nhân là BF
3
.Et
2
O chúng
tôi đã thu đợc anhydrodihydroartemisinin (
82). Phổ
1
H-NMR của 82
cho các tín hiệu ở

= 6,18 ppm (q, J= 1,35; 1H, H-12); 5,54 ppm (s, 1H,
H-5); 1,59 ppm (s, 3H, H-13). Phổ
13
C-NMR cho 2 tín hiệu đặc trng cho
nối đôi C=C ở 108,1 (C-11) và 134,9 (C-12), các tín hiệu khác hầu nh
không thay đổi nhiều so với phổ của
DHA.
4.1.5. Tổng hợp 12

-allyldeoxoartemisinin (78b)
Từ chất 12

-dihydroartemisinin axetat (77a) chúng tôi đã tổng hợp
đợc 12

-allyldeoxoartemisinin (78b) và chất 148 với hiệu suất tơng
ứng là 85% và 11%. Các kết quả khảo sát cấu trúc của chất

78b đợc so
sánh với các tài liệu đã đợc công bố và cho sự phù hợp tốt.
Sản phẩm phụ
148 là một dẫn xuất triaxetal, một sản phẩm oxi hoá,
mở và đóng lại vòng D của 12

-dihydroartemisinin axetat (77a). Cấu
trúc của
148 đợc chứng minh bằng phổ NMR một và hai chiều nh H-
H-COSY, HSQC và HMBC. Các số liệu là phù hợp với cấu trúc đã đợc
đề nghị. Kết quả tra cứu trên t liệu Science Finder cho thấy triaxetal
148
là
chất mới, cha thấy mô tả trong tài liệu.
4.1.6. Tổng hợp các dẫn xuất của dihydroartemisinin với các hợp chất diol
và hydroxyxeton
ở nhiệt độ phòng, trong dung môi là CH
2
Cl
2
, với sự có mặt của
BF
3
.Et
2
O làm xúc tác, dihydroartemisinin phản ứng với một lợng d của
các diol cho sản phẩm là hỗn hợp của hai đồng phân 12

- và 12

- ete
tơng ứng, trong đó đồng phân 12

- chiếm tỷ lệ chính. Hỗn hợp sản
phẩm đợc tách và tinh chế qua cột sắc ký trên silica gel.
Cấu trúc hoá học của các sản phẩm phản ứng tạo axetal của DHA
đợc chứng minh bằng các phơng pháp phổ NMR và MS, kết hợp với

13
việc so sánh với các dữ liệu phổ của artemether, arteether trong t liệu.
Kết quả tra cứu trên t liệu Science Finder cho thấy các chất 149a -152a
và
149b-152b là các chất mới.
Bảng 4.5: Phổ
13
C-NMR phần mạch nhánh của các chất 149-152
a: 12-

b: 12-


Vị trí
150 151 152 149 150 151 152
C-1' 59,9 62,6 72,5 61,3 61,5 62,6 73,2
C-2' 32,3 26,1 207,8 70,6 32,3 26,2 205,7
C-3' 68,8 29,7 26,9 - 68,8 29,7 26,2
C-4' - 69,1 - - - 68,3 -
4.1.7. Tổng hợp các dẫn xuất có chứa nhóm chức cacbonyl của dihydro-
artemisinin
Do artemisinin và các dẫn xuất của nó kém bền nên phản ứng oxi

hoá các dihydroartemisinin alcol
149-151 (a và b) thành các dihydro-
artemisinin andehit tơng ứng đòi hỏi phải đợc thực hiện trong một điều
kiện thật êm dịu tránh các tác động của môi trờng phản ứng, vì vậy
chúng tôi đã chọn phơng pháp oxi hoá của Swern, là phản ứng đặc biệt
thích hợp với các alcol kém bền. Kết quả là từ các chất
149b-150-151 (a
và
b) chúng tôi đã thu đợc các dẫn xuất andehit tơng ứng với hiệu suất
> 95%. Cấu trúc của các sản phẩm oxy hoá
153b; 154-155 (a và b) đợc
khảo sát bằng các phơng pháp phổ nh
1
H-,
13
C-NMR và MS. Trên phổ
1
H-NMR của nhóm chất này cho thấy, ngoài các tín hiệu của khung
artemisinin và của phần mạch nhánh gắn thêm vào còn xuất hiện tín hiệu
ở vùng đặc trng của nhóm andehit, phổ
13
C-NMR cũng cho tín hiệu phù
hợp. Hình 4.19; 4.20: Phổ
1
H- phổ APT và
13
C-NMR của chất 155b.

Hình 4.19 Hình 4.20

14
Kết quả tra cứu trên t liệu Science Finder cho thấy các chất 153b,
154a, 154b, 155a và 155b là các chất mới.
Các dẫn xuất có chứa nhóm andehit của dihydroartemisinin tơng
đối kém bền, ngay ở nhiệt độ phòng, trong môi trờng không khí chúng
cũng dễ dàng bị polyme hoá. Bởi vậy chúng đã đợc đa vào các phản
ứng chuyển hoá tiếp theo ngay sau khi vừa đợc tinh chế.
4.2. Phản ứng quang hoá của artemisinin và các dẫn xuất
4.2.1. Phản ứng quang hoá của artemisinin
Phản ứng quang hoá của artemisinin đợc thực hiện ở nhiệt độ
phòng và dới khí quyển N
2
, ánh sáng tử ngoại bớc sóng 254 nm. Sau 1
giờ, kiểm tra bằng sắc ký bản mỏng chất hấp phụ là silica gel cho thấy,
có khoảng 3% artemisinin đã bị chuyển hoá. Bằng phơng pháp kết tinh
phân đoạn trong C
6
H
6
chúng tôi đã thu hồi lại đợc 96% artemisinin là
nguyên liệu đầu (Hình 4.21). Phần nớc cái đợc tách trên cột silica gel,
hệ dung môi là n-hexan: CH
2
Cl
2
/ axeton (40:15:1 v/v) chúng tôi đã phân
lập đợc 4 chất sạch là 19 (0,4%), 156 (0,7%); 157 (0,8%) và 158 (0,7%).
Kết quả khảo sát cấu trúc của các sản phẩm phân lập đợc bằng các
phơng pháp phổ nh NMR 1 chiều và 2 chiều, phổ ESI-MS kết hợp so
sánh với t liệu cho phép khẳng định: Các cấu trúc đa ra là đúng.

Chất
19 còn đợc biết đến dới tên gọi là artemisinin G, một hợp
chất thiên nhiên đã đợc phân lập từ cây thanh hao hoa vàng (Artemisia
annua L.). Cấu trúc của các sản phẩm quang hoá artemisinin đợc chứng
minh bằng các phơng pháp phổ MS, NMR một và hai chiều. Theo
chúng tôi, chất
156 là một sản phẩm chuyển hóa của artemisinin có cấu
trúc 3,4-epoxy-6-hydroxy đợc tạo thành bởi sự phá vỡ cầu peroxit, chất
158 là một dẫn xuất, có thể đợc hình thành do một chuỗi phản ứng bắt
đầu bằng sự phá vỡ cầu peroxit, tiếp theo là các phản ứng oxi hóa dẫn
đến sự decacboxyl hoá tại vị trí C-5 của khung artemisinin, còn sự tạo
thành chất
157 rất có thể là do trong hỗn hợp phản ứng có mặt của lợng
vết MeOH, trong điều kiện quang hóa lợng vết metanol này đã tham gia
phản ứng dẫn đến sự hình thành sản phẩm dung môi phân
157. Tuy nhiên
suy luận trên đây chỉ là giả thiết.
Trong khuôn khổ của luận án chúng tôi không có điều kiện đi sâu
nghiên cứu về cơ chế của phản ứng.

15

Hình 4.21: Sơ đồ phản ứng quang hoá của artemisinin
Kết quả tra cứu trên t liệu Science Finder cho thấy
157 và 158 là
các chất mới.
Các kết quả nêu trên cho thấy, dới tác động của ánh sáng tử ngoại
artemisinin chủ yếu bị chuyển hóa tại các nhóm chức gắn với các vị trí
C-3, C-4, C-5, C-6 với sự tham gia tích cực của nhóm peroxit, dẫn đến
những thay đổi lớn về cấu trúc của các vòng B, C và D. Trong khi đó

nhóm cacboxyl ở C-12 vẫn đợc bảo toàn. Những thay đổi tơng tự nh
trên đã đợc Ai Jeng Lin quan sát thấy khi đun nóng tinh thể artemisinin
ở 200
o
C trong thời gian từ 2,5 đến 3,5 phút.
4.2.2. Phản ứng quang hoá của 152a và 152b (Hình 4.25)
Phản ứng quang hoá của hai đồng phân 152a và 152b có chứa nhóm
chức cacbonyl trong mạch nhánh, đợc thực hiện trong dung môi là C
6
H
6

khan, dới khí quyển N
2
, ở nhiệt độ phòng, nguồn ánh sáng đợc cấp bởi
đèn tử ngoại bớc sóng 300 nm. Hỗn hợp sản phẩm phản ứng đợc tách
bằng sắc ký cột với chất hấp phụ là silica gel, Cấu trúc hóa học của sản
phẩm phản ứng quang hoá đợc khảo sát bằng phơng pháp phổ
1
H-,
13
C-
NMR và ESI-MS. Kết quả thu đợc cho thấy, trong điều kiện của phản
ứng quang hoá phần mạch nhánh của
152a và 152b đã bị bẻ gãy theo cơ
chế Norrish Type II và cho sản phẩm chính là artemisinin (hiệu suất 54%
ở
152a và 50% ở 152b). Ngoài ra, từ hỗn hợp phản ứng của chất 152b còn
phân lập thêm đợc artemisinin G (
19) với hiệu suất 10%.

16

Hình 4.25: Sơ đồ phản ứng quang hoá của hai chất 152a và 152b
4.2.3. Phản ứng quang hoá của các dẫn xuất của dihydroartemisinin có
mạch nhánh mang nhóm chức andehit (153b, 154b và 155b)
Khi tiến hành phản ứng quang hoá của andehit 153b với cùng một
điều kiện nh ở phản ứng quang hoá của artemisinin, việc phân lập các
sản phẩm quang hoá đã không thu đợc kết quả. Khi thay thế dung môi
C
6
H
6
bằng tetrahydrofuran (THF) trong phản ứng quang hoá, từ hỗn hợp
phản ứng của andehit
153b chúng tôi đã phân lập đợc hai chất sạch là
andehit
159 (hiệu suất 0,7%) và chất 160 (hiệu suất 1,7%) Nh vậy, ở đây
chúng tôi đã không thu đợc sản phẩm của phản ứng quang hoá của
nhóm andehit theo cơ chế Norrish Type II.

Hình 4.27: Sơ đồ phản ứng quang hoá của andehit
153b
Tơng tự nh vậy, từ andehit
154b chúng tôi đã thu đợc sản phẩm
là dihydroartemisinin G-12

-O-(n-propanal-3-yl) (161).

17

Hình 4.30: Sơ đồ phản ứng quang hoá của andehit
154b
Điều lý thú ở đây là hiệu suất của chất
161 là 34%, trong khi hiệu
suất thu đợc chất
159 chỉ là 0,7%. Về mặt cấu trúc hoá học thì mạch
nhánh của chất
154b có nhiều hơn mạch nhánh của các chất 152a và 152b
một nhóm CH
2
: Do vậy khó có sự dịch chuyển hydro theo cơ chế vòng 6
nh ở hình 4.26. Kết quả là chất 161 bền hơn trong điều kiện quang hoá
và hiệu suất thu hồi của chất này là cao hơn.
Phản ứng quang hoá của
155b đợc thực hiện trong cả hai loại dung
môi là C
6
H
6
và tetrahydrofuran (THF) khan trong cùng một điều kiện và
thời gian chiếu tia tử ngoại. Từ hỗn hợp phản ứng của andehit
155b
chúng tôi đã thu đợc chất
162 với hiệu suất là 0,7%. Bên cạnh đó chúng
tôi còn phân lập đợc chất
163 là sản phẩm mở vòng tetrahydro-furan của
chất
162 tạo ra nối đôi C=C ở vị trí C-2 và C-3 của khung artemisinin với
hiệu suất 0,4%.

Hình 4.31: Sơ đồ phản ứng quang hoá của chất
155b
Phản ứng quang hoá của andehit
155b trong dung môi là C
6
H
6
, với
cùng điều kiện và thời gian chiếu ánh sáng tử ngoại, Hỗn hợp phản ứng

18
đợc tách bằng sắc ký cột trên silica gel, chúng tôi đã thu đợc sản phẩm
là anhydrodihydroartemisinin G với hiệu suất 1,7%.
Kết quả tra cứu trên t liệu Science Finder cho thấy các chất
157,
158, 159, 160, 161, 162 và 163 đều là các chất mới.
Khó khăn rất lớn của chúng tôi khi tiến hành nghiên cứu các phản
ứng quang hoá của các dẫn xuất dihydroartemisinin có mạch nhánh
mang nhóm chức andehit là: Ngay cả ở điều kiện thờng các chất ban
đầu, cũng nh sản phẩm của phản ứng quang hoá đều không bền. Các
chất này rất dễ dàng tham gia vào các chuyển hoá tiếp theo để tạo thành
hỗn hợp của nhiều chất và gây nhiều khó khăn cho việc phân lập và tinh
chế sản phẩm. Đây cũng là lý do tại sao trong phản ứng quang hoá của
các dihydroartemisinin andehit hiệu suất thu hồi sản phẩm lại quá thấp
nh vậy.
4.2.4. Phản ứng quang hoá của dihydroartemisinin (63) với Pb(OAc)
4
và

I
2
trong hỗn hợp dung môi là C
6
H
6
/ CH
2
Cl
2

Chúng tôi đã cho DHA (63) phản ứng với Pb(OAc)
4
và I
2
, kết hợp
với chiếu sáng bằng ánh sáng thờng của đèn OSRAM-100W trong hỗn
hợp dung môi là C
6
H
6
/ CH
2
Cl
2
(1:1, v/v). Sau 7 giờ chiếu sáng DHA (63)
đã bị chuyển hoá hoàn toàn.


Hình 4.36: Sơ đồ phản ứng quang hoá của dihydroartemisinin với

Pb(OAc)
4
và I
2

Bằng phơng pháp sắc ký cột nhanh với chất hấp phụ là silica gel
của Merck cỡ hạt từ 25-40

m, chúng tôi đã thu đợc chất 164 với hiệu

19
suất thu hồi là 48%. Chất 164 là dẫn xuất iot hoá và mở vòng lacton của
dihydroartemisinin. Trong môi trờng không khí và ở nhiệt độ phòng chỉ
sau thời gian cha tới 10 phút, chất
164 đã bị phân huỷ hoàn toàn. Hỗn
hợp tự phân huỷ của
164 ở nhiệt độ phòng đợc tách trên cột silica gel và
chúng tôi thu đợc 3 chất sạch là
165 (hiệu suất 3%), 166 (hiệu suất 2%)
và
167 (hiệu suất 5%). Kết quả khảo sát cấu trúc bằng các phơng pháp
phổ NMR một chiều và hai chiều, phổ ESI-MS, kết hợp so sánh với t
liệu cho thấy, chất
165 và 166 là hai đồng phân của nhau tại vị trí C-11.
Phổ
1
H- NMR của chất 165 cho các tín hiệu ở

(ppm) = 3,93 (H-11

);
5,59 (H-5

), còn với chất 166 các tín hiệu này xuất hiện ở

(ppm) = 4,92
(H-11

); 5,67 (H-5

). Cấu hình không gian của các đồng phân 165 (11

-
Me) và
166 (11

-Me) đợc nhận biết qua phổ hiệu NOESY (NOE-DF).
Chúng tôi đã tiến hành khử hoá chất
164 bằng NaBH
4
ngay sau khi
kết thúc phản ứng quang hoá của dihydroartemisinin. Sau khi tách hỗn
hợp phản ứng trên cột silica gel đã thu đợc chất
165 với hiệu suất >
90%. Đây là phơng pháp tốt để điều chế chất
165 một cách chọn lọc
bằng phơng pháp quang hóa.
Các kết quả nêu trên cho thấy phản ứng của dihydroartemisinin với
Pb(OAc)
4

/ I
2
trong điều kiện quang hóa chủ yếu dẫn đến sự oxi hóa, phân
cắt liên kết C-C giữa cacbon C-11 và C-12, kèm theo iod hóa C-11, tạo ra
dẫn xuất
164, trong khi các vị trí khác không bị tác động. Các phản ứng
thứ cấp của
164 dẫn đến các sản phẩm 165, 166 và 167 có cấu trúc
tetrahydrofuran đặc trng ở vòng D. Kết quả tra cứu trên t liệu Science
Finder cho thấy
164 và 167 là các chất mới.
4.2.5. Phản ứng quang hoá các este của dihydroartemisinin
Phản ứng quang hoá các este của DHA đợc tiến hành tơng tự nh
ở các dẫn xuất andehit. Cấu trúc hoá học của các sản phẩm quang hoá
các dihydroartemisinin este đợc chứng minh bằng các phơng pháp phổ
nh
1
H-;
13
C-NMR kết hợp so sánh với các dữ liệu phổ đã đợc công bố
trong các t liệu. Nhìn chung trong điều kiện của phản ứng quang hoá, từ
các dẫn xuất dihydroartemisinin este ta đều nhận lại đợc dihydro-
artemisinin. Rất có thể là dới tác dụng của ánh sáng tử ngoại với sự có
mặt của lợng vết H
2
O đã xảy ra phản ứng thuỷ phân các este thành các
alcol và axit tự do.

20
Khuynh hớng tiến hành phản ứng deaxyl hóa ở các este 74 và 77a

tỏ ra có u thế hơn, trong khi đó, ở este
77b khuynh hớng chuyển hóa
tại các vòng B, C và D là hớng vợt trội. Kết quả tra cứu trên t liệu
Science Finder cho thấy
169 là chất mới.


Hình 4.43: Sơ đồ phản ứng quang hoá các este của 12

-dihydro-
artemisinin
4.2.6. Phản ứng quang hoá của 12

-allyldeoxoartemisinin (78b) và
anhydrodihydroartemisinin (82)
Phản ứng quang hoá của 12

- allyldeoxoartemisinin (78b)
Phản ứng quang hoá của 12

-allyldeoxoartemisinin (78b) đợc tiến
hành trong cùng một điều kiện nh phản ứng quang hoá của các dihydro-
artemisinin este. Từ hỗn hợp phản ứng của
78b chúng tôi đã phân lập
đợc chất
171 (20%) có cấu trúc vòng B, C, D của khung artemisinin đã
bị mở.

21

Hình 4.44: Sơ đồ phản ứng quang hoá chất
78b và chất 82
Phản ứng quang hoá của anhydrodihydroartemisinin (82)
Khi chiếu ánh sáng tử ngoại có bớc sóng là 254 nm vào dung dịch
của anhydrodihydroartemisinin (82) trong CH
2
Cl
2
, chúng tôi đã phân lập
đợc một sản phẩm là anhydrodihydroartemisinin G (
160) với hiệu suất
12%.
Dới điều kiện của phản ứng quang hóa nh trên, hầu nh các nối
đôi trong các dẫn xuất của artemisinin không bị tác động. Phản ứng
quang hoá có tác động mạnh mẽ đến cấu trúc của các vòng B, C và D,
dẫn đến các sản phẩm thoái biến, phân cắt có cấu trúc thay đổi, ít sức
căng của hệ vòng hơn nh
171 và 160.
4.3. Phản ứng ozon hoá
4.3.1. Các nguyên liệu đầu cho phản ứng ozon hóa
Chúng tôi đã lựa chọn một số các hợp chất thiên nhiên có hàm
lợng lớn từ các tinh dầu của Việt Nam và các dẫn xuất chứa nối đôi của
artemisinin để nghiên cứu phản ứng ozon hoá nh: Anhydrodihydro-
artemisinin, 12

-allyldeoxoartemisinin,

-pinen, limonen, iso-safrol.
4.3.2. Phản ứng ozon hoá anhydrodihydroartemisinin (82) và 12

-allyl-
deoxoartemisinin (78b).
Phản ứng ozon hoá anhydrodihydroartemisinin cho ta chất 172, là
sản phẩm oxi hoá cắt mạch ở vòng D của khung artemisinin với hiệu suất
70%. Hợp chất ozonit trung gian của phản ứng ozon hoá đợc phân huỷ
bằng dimethylsulphit (DMS).
Tơng tự nh với chất
82, từ 78b chúng tôi đã thu đợc sản phẩm là
andehit
173 và ancol 174 khi khử hoá 173 bằng NaBH
4
trong MeOH.

22

Hình 4.45: Sơ đồ phản ứng ozon hoá chất
82 và chất 78b
4.3.2. Phản ứng ozon hoá các hợp chất thiên nhiên khác
Phản ứng ozon hoá

-pinen (175) chỉ cho một sản phẩm chính. Cấu
trúc của sản phẩm (
176) đợc chứng minh bằng phổ IR, MS và
1
H-NMR.
Do chất
176 không bền trong quá trình tách trên cột silica gel, nên chúng
tôi đã sử dụng phơng pháp chng cất phân đoạn dới áp suất thấp và thu
đợc sản phẩm ozon hoá

-pinen với hiệu suất 54%.

Hình 4.46: Sơ đồ phản ứng ozon hoá của

-pinen, limonen và iso-safrol
Khi khử hoá andehit
176 bằng NaBH
4
chúng tôi đã thu đợc ancol
177 tơng ứng với hiệu suất trên 70%.
Tơng tự nh vậy, khi ozon hoá limonen chúng tôi đã thu đợc
andehit
179 (sản phẩm ozon hoá vào cả hai nối đôi) với hiệu suất 65%.
Từ iso-safrol, chúng tôi đã thu đợc heliotropin (
181) dạng tinh thể
với hiệu suất trên 90%. Có thể áp dụng phơng pháp này để sản xuất
heliotropin phục vụ cho ngành công nghiệp hơng liệu và mỹ phẩm.

23
B¶ng 4.11: C«ng thøc cÊu t¹o cña 24 chÊt míi ®· tæng hîp ®−îc
O
O
O
O
148
O
O
H
O

O
O
O
O
O
152a
H
3
C O