Nghiên cứu tổng hợp và xác định hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất hemiasterlin (tóm tắt + toàn văn)

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HÓA HỌC





PHẠM THẾ CHÍNH





NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT HEMIASTERLIN



Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 62.44.27.01




TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội, 2014
2

Công trình được hoàn thành tại Viện Hóa học- Viện Hàn Lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam
WX



Người hướng dẫn khoa học:
GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến
PGS. TS. Ninh Khắc Bản


Phản biện 1: GS. TSKH. Trần Văn Sung – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam
Phản biện 2: PGS. TS. Phạm Văn Thỉnh – Trường Đại học Sư phạm – Đại học
Thái Nguyên
Phản biện 3: GS. TS. Phạm Quốc Long – Viện Hóa học các Hợp chất thiên
nhiên – Việ
n Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam



Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Viện chấm luận án Tiến sĩ

họp tại Phòng hội thảo - Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Số
18 - Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.


Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm thông tin - Thư viện, Việ
n Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam
- Thư viện Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên
3

A-GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án
Hemiasterlin là tripeptit được phân lập từ loài hải tiêu Hemiasterella
minor,
có hoạt tính chống ung thư ở ngưỡng nM (0,3 nM) trên nhiều dòng
tế bào ung thư thực nghiệm [1]. Hoạt tính gây độc tế bào của hemiasterlin
là nhờ ức chế quá trình polyme hóa tubulin và depolyme hóa microtubule
do gắn lên vị trí vinca peptit của tubulin, do đó làm ngưng trệ sự phân bào
ở giai đoạn metaphase của động học tế bào. Tác động này tương tự như
một số thuốc gắn lên tubulin đã được ứng dụng trong điều trị ung thư như

paclitaxel (3,9 nM) hoặc vinblastin (0,79 nM) [4].
Mặt khác, do hàm lượng trong thiên nhiên thấp và cấu trúc độc đáo
nên được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tổng hợp nhằm tìm
kiếm các hợp chất mới có cấu trúc lý thú và hoạt tính sinh học cao
[1-9,34,35]. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung tổng hợp các
hemiaterlin xoay quanh cấu trúc nguyên bản, việc mở rộng các
hemiasterlin có cấu trúc mới với cấu hình phi thiên nhiên (R) trên block 1

và tạo các trung tâm sinh học mới còn ít được quan tâm nghiên cứu. Luận
án này tập trung tổng hợp các hemiasterlin mới nhờ thế nhân N-metylindol
bằng các bioisostere naphthalen và benzofuran; tổng hợp các hợp chất có
cấu hình thiên nhiên (S) và phi thiên nhiên (R) của nguyên tử cacbon gắn
với nhóm NH-metyl trên block 1 và tổng hợp các dẫn xuất hemiasterlin có
cấu trúc lược giản chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp (chứa hệ
Michael) nhằm tìm kiếm các hợp chất mới của hemiasterlin.
2. Đối tượng và nhiệm vụ của luận án

2.1. Đối tượng nghiên cứu của luận án
Các hợp chất hemiasterlin có sự thay thế nhân N-metylindol bằng
bioisostere naphthalen và benzofuran với cấu hình thiên nhiên (S) và phi
thiên nhiên (R) của nguyên tử cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1.
Các hợp chất hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp trên
block 1 và nhóm NH trên block 3.
Các hợp chất hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp trên
block 1 và nhóm N-metyl trên block 3.
2.2. Nhiệm vụ của luận án
2.2.1. Nghiên cứu tổng hợp các block 1 của hemiasterlin
-
Tổng hợp block 1 nhờ thay thế nhóm N-metylindol bằng naphthalen và
benzofuran
- Tổng hợp block 1 chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp
4

2.2.2. Nghiên cứu tổng hợp block 3 và dipeptit block 2-3 của
hemiasterlin
- Tổng hợp block 3 có chứa nhóm NH
- Tổng hợp block 3 có chứa nhóm N-metyl
- Tổng hợp dipeptit block 2-3 chứa nhóm NH

- Tổng hợp dipeptit block 2-3 chứa nhóm N-metyl
2.2.3. Nghiên cứu tổng hợp các hemisterlin nhờ thế nhóm N-
metylindol bằng naphthalen và benzofuran
- Tổng hợp các dẫn xuất este, axit hemiasterlin nhờ thay thế nhóm N-
metylindol bằng naphthalen và benzofuran có cấu hình (S) của nguyên tử
cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1.
- Tổng hợp các dẫn xuất este, axit hemiasterlin nh
ờ thay thế nhóm N-
metylindol bằng naphthalen và benzofuran có cấu hình (R) của nguyên tử
cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1.
2.2.4. Nghiên cứu tổng hợp các hemisterlin chứa hệ α,β-cacbonyl-N-
axetyl liên hợp
- Tổng hợp các dẫn xuất este, axit hemiasterlin chứa hệ α,β-cacbonyl-N-
axetyl liên hợp trên block 1 đồng thời chứa nhóm NH trên block 3.
- Tổng hợp các dẫn xuất este, axit hemiasterlin chứa hệ α,β-cacbonyl-N-
axetyl liên hợp trên block 1 đồng thời chứa nhóm
N-metyl trên block 3.
2.2.5. Xác định hoạt tính gây độc tế bào của các hemiasterlin
Các hemiasterlin được thử hoạt tính gây độc tế bào trên 4 dòng tế bào ung
thư thực nghiệm. Tế bào ung thư biểu mô KB (Human epidermic
carcinoma), ung thư gan Hep-G2 (Hepatocellular carcinoma), ung thư phổi
LU (Human lung carcinoma) và ung thư vú MCF-7 (Human breast
carcinoma).
3. Những đóng góp mới của luận án
1) Luận án đã vận dụng hiệu quả các phương pháp tổng hợ
p hữu cơ
hiện đại như: phản ứng tổng hợp và khử hóa Weinreb amit, phản ứng
Wittig và phản ứng tổng hợp peptit có sử dụng tác nhân hoạt hóa là EDC
và HOBt trong tổng hợp chọn lọc lập thể các dipeptit, là mạch nhánh của
hemiasterlin.

2) Luận án đã thiết kế và tổng hợp thành công 9 block 1 của
hemiasterlin, bao gồm: 7 block 1 có cấu trúc lược giản chứa hệ α,β-
cacbonyl-N-axetyl liên hợp và 2 block 1 có sự thay thế
nhân N-metylindol
bằng bioisostere naphthalen và benzofuran.
3) Luận án đã tổng hợp thành công 32 dẫn chất mới tripeptit
hemiasterlin, bao gồm:
5

+ 8 dẫn xuất mới hemiasterlin với sự thay thế N-metylindol của
hemiasterlin bằng naphthalen và benzofuran, có cấu hình thiên nhiên (S)
và phi thiên nhiên (R) của nguyên tử cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên
block 1.
+ 24 dẫn xuất hemiasterlin mới có cấu trúc lược giản chứa hệ α,β-
cacbonyl-N-axetyl liên hợp (là hệ Michael sinh học).
4) Luận án đã xác định được 8 dẫn xuất hemiasterlin mới có hoạt tính
gây độc tế bào đáng lưu ý với các dòng tế bào KB và Hep-G
2
, trong đó các
hemiasterlin có cấu hình (S,S,S) thể hiện hoạt tính mạnh hơn hemiasterlin
có cấu hình (R,S,S). Đặc biệt đã phát hiện được 2 hợp chất hemiasterlin
mới là 144a và 144b có độc tính gây độc tế bào (IC
50
= 0,0017-0,0019
µM) tương đương như paclitaxel (0,0039 µM).
4. Bố cục của luận án
Luận án có 154 trang bao gồm:
Mở đầu: 3 trang
Chương 1: Tổng quan 27 trang
Chương 2: Thực nghiệm 53 trang

Chương 3: Kết quả và thảo luận 58 trang
Kết luận: 1 trang
Phần tài liệu tham khảo có 86 tài liệu về lĩnh vực liên quan của luận
án, được cập nhật dến năm 2014.
Phần phụ lục gồm 83 trang gồm các loại phổ củ
a các chất tổng hợp
được.
5. Phương pháp nghiên cứu
Các chất được tổng hợp theo các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện
đại đã biết, có cải tiến và vận dụng thích hợp vào các trường hợp cụ thể.
Sản phẩm phản ứng được làm sạch bằng phương pháp sắc kí cột và kết
tinh lại. Cấu trúc của sản phẩm được xác định bằng các phương pháp ph
ổ
như: IR,
1
H-NMR,
13
C-NMR, HSQC, HMBC, NOESY và MS.

B-NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
Chương 1. TỔNG QUAN
Tổng quan gồm 27 trang, tổng kết tài liệu về tình hình nghiên cứu
phân lập và các phương pháp tổng hợp toàn phần hemiasterlin của các tác
giả trong và ngoài nước.
6

Chương 2. THỰC NGHIỆM
Thực nghiệm gồm 53 trang, trình bày chi tiết về các phương pháp
nghiên cứu, quy trình tổng hợp, tinh chế, các tính chất vật lý của các sản
phẩm nhận được như: điểm chảy, hình thái, màu sắc, hiệu suất phản ứng

và dữ liệu chi tiết các phổ MS, IR,
1
H NMR,
13
C NMR, HSQC, HMBC và
NOESY.
1. Chúng tôi đã đưa ra phương pháp tổng hợp dãy các hợp chất
hemiasterlin nhờ thay thế nhóm N-metylindol bằng naphthalen và
benzofuran với cấu hình thiên nhiên (S) và phi thiên nhiên (R) của nguyên
tử cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1.
2. Chúng tôi đã đưa ra phương pháp tổng hợp các hemiasterlin có chứa
hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp trên block 1 đồng thời block 3 có chứa
nhóm N-metyl và NH.
3. Chúng tôi đã xác định hoạt tính gây độc tế bào của một số
hemiasterlin.

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hemiasterlin có hoạt tính chống ung thư mạnh nhờ ức chế quá trình
polyme hóa tubulin và depolyme hóa microtubule. Do hàm lượng trong
thiên nhiên thấp và cấu trúc độc đáo nên được nhiều nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu tổng hợp nhằm tìm kiếm các hợp chất mới có cấu trúc lý
thú và hoạt tính sinh học cao [1-9, 34, 35]. Luận án này tập trung tổng hợp
các hemiasterlin mới nhờ thay thế nhân N-metylindol bằng các bioisostere
naphthalen và benzofuran; tổng hợp các hợp chất có cấu hình thiên nhiên
(S) và phi thiên nhiên (R) của nguyên tử cacbon gắn v
ới nhóm NH-metyl
trên block 1 và tổng hợp các dẫn xuất hemiasterlin có cấu trúc lược giản
chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp (chứa hệ Michael) nhằm tìm kiếm
các hợp chất mới của hemiasterlin.
3.1. Tổng hợp block 1

3.1.1. Tổng hợp block 1 nhờ thay thế nhóm N-metylindol bằng
naphthalen và benzofuran
Nguyên liệu tổng hợp các azlacton là các andehit và axetyl glyxin,
phần lớn các andehit thơm đều có sẵn, tuy nhiên benzofuran-3-cacbandehit
không có trên thị trường nên chúng tôi nghiên cứu tổng hợp andehit này từ
nguyên liệu 1-(2-hydroxyphenyl)etanon (125). Quy trình tổng hợp
benzofuran-3-cacbandehit (129h) được thực hiện qua bốn bước phản ứng,
được tóm tắt như sơ đồ 3.1.
7


Sơ đồ 3.1
Block 1 có chứa naphthalen và benzofuran được tổng hợp từ phản
ứng ngưng tụ của N-glyxin axetyl với 0,75 đương lượng andehit 129a,h
tạo thành azlacton 130a,h, tiếp theo mở vòng azlacton bằng dung dịch
NaOH 1N và HCl 5N và 12N nhận được axit 131a,b, sau đó các axit này
được dimetyl hóa bằng MeI trong sự có mặt của xúc tác NaOH 10N nhận
được các α,α-dimetylaryl 132a,b. Cuối cùng amin hóa α,α-dimetylaryl
132a,b bằng metylamin trong THF, sau đó khử hóa bằng BH
3
-pyridin
nhận được các block 1 là 133a,b, sơ đồ tổng hợp block 1 được thực hiện
như sau:
(CH
3
CO)
2
O, H
2
O

t
o
phßng, 20h

Sơ đồ 3.2
Trên phổ
1
H-NMR của 133a xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của 4
proton dạng multiplet trong vùng trường thấp ở 7,80-7,86 ppm được gán
cho 4 proton của nhân naphthanyl, ngoài ra tín hiệu doublet có J = 8,5 Hz
là đặc trưng của proton ở vị trí số 4’ trên nhân naphthalen. Hai nguyên tử
hydro ở vị trí 5’ và 8’ của nhân napthalen cộng hưởng tại 7,46 ppm là tín
hiệu triplet với hằng số tương tác 7,0 Hz. Tín hiệu vùng trường cao của 3
proton singlet tại 2,19 ppm là đặc trưng của nhóm metyl amino, hai nhóm
8

α,α-dimetyl cộng hưởng tại 1,44 ppm (6H, s). Trên phổ IR của chất 133a
có động đặc trưng của nhóm amin bậc II thể hiện ở đỉnh hấp thụ ở 3248
cm
-1
, đỉnh hấp thụ của nhóm cacbonyl tại 1669 cm
-1
. Ngoài ra trên phổ IR
còn xuất hiện các dao động hóa trị và dao động biến dạng của của các liên
kết C-H bão hòa, C-H và C=C nhân thơm. Các dữ liệu phân tích phổ IR và
1
H-NMR cho phép khẳng định cấu trúc của chất 133a.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công hai block 1 (132a, b) có
chứa naphthalen và benzofuran thay thế cho nhóm N-metylindol qua con
đường tổng hợp azlacton nhờ bốn bước phản ứng.

3.1.2. Tổng hợp block 1 chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp
Các azlacton 130a-g được tổng hợp trong điều kiện tương tự như các
hợp chất 130a,h (sơ đồ 3.2), tiếp theo thủy phân các azlacton này trong
dung dịch NaOH 1N sau đó là dung dịc HCl 5N nhận được block 1 chứa
chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp 134a-g với hiệu suất từ 65-88%
(sơ đồ 3.3).

Sơ đồ 3.3
Cấu trúc của các hợp chất 134 được chứng minh bằng các phương
pháp phổ IR,
1
H-NMR và
13
C-NMR. Trên phổ
1
H-NMR của hợp chất
134b xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng. Tín hiệu cộng hưởng trong
vùng trường thấp là của proton dị vòng furan-3-yl, trong đó tín hiệu của
một proton tại 7,64 ppm được gán cho vị trí H-2’, tín hiệu tại 7,39 ppm
được gán cho H-5’ và tín hiệu tại 7,37 ppm được gán cho vị trí H-4’. Cũng
tương tự như phổ của azlacton, cấu hình Z của liên kết olefin không được
thể hiện trên phổ
1
H-NMR vì tín hiệu của nhóm metilen là tín hiệu singlet
cộng hưởng tại 6,51 ppm, nhưng được khẳng định rõ trên phổ IR có tín
hiệu dao động biến dạng đặc trưng của liên kết đôi có cấu hình Z là 1267;
1230 cm
-1
. Cấu hình Z-olefin mạch nhánh của sản phẩm thủy phân
azlacton trong điều kiện tương tự đã được chứng minh trong các tài liệu

[42,43,67,69,71]. Ngoài ra, trên
1
H-NMR của hợp chất 134b thấy rất rõ tín
hiệu cộng hưởng của nhóm metyl của axetyl tại vùng trường cao có giá trị
là 2,10 ppm. Trên phổ
13
C-NMR của hợp chất 134b thể hiện đầy đủ tín
9

hiệu cộng hưởng của 9 nguyên tử cacbon. Trong đó nhóm cacbonyl của
NH-axetyl cộng hưởng tại 170,9 ppm, nhóm cacbonyl của axit cộng hưởng
tại 166,8 ppm. Tín hiệu của vòng furan-3-yl được thể hiện đầy đủ trên phổ,
trong đó nguyên tử cacbon ở vị trí C-5’ cộng hưởng tại 145,3 ppm, tín hiệu
cộng hưởng tại 143,6 ppm được gán cho vị trí C-2’, giá trị cộng hưởng của
C-3’ tại 123,3 ppm, vị trí C-4’ cộng hưởng tại 109,5 ppm. Ngoài ra trên
phổ xuất hiện tín hi
ệu cộng hưởng của nguyên tử cacbon bậc 4 của liên kết
đôi tại 126,5 ppm, nhóm metilen cộng hưởng tại 119,0 ppm. Mặt khác, các
dữ liệu phổ MS và IR cũng khẳng định cấu trúc của hợp chất 134b.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công block 1 có chứa hệ α,β-
cacbonyl-N-axetyl là hợp chất 134a-g nhờ thủy phân azlacton 130a-g với
hiệu suất cao đạt 65-88%.
3.2. Tổng hợp các block 3
Nhằm đa dạng hóa các cấu trúc của hemiasterlin, chúng tôi tiếp tục
có sự thay đổi trong cấu trúc của block 3 nhờ việc tổng hợp block 3 có
chứa nhóm N-metyl và NH.



Sơ đồ 3.4

Nguyên liệu 135 được chuyển hóa thành Weinreb amit 136a, một
nửa sản phẩm 136a đươc metyl hóa nhận được chất 136b. Weinreb amit
136a,b được khử hóa bằng LiAlH
4
trong THF nhận được andehit 137a,b,
sau dó thực hiện phản ứng Wittig nhận được block 3 có chứa nhóm bảo vệ
10

Boc 138a,b, cuối cùng loại bỏ nhóm bảo vệ nhận được block 3 139a,b. Cơ
chế hình thành sản phẩm 138a,b được giải thích như sau [31,46,74-78]:
Ph
3
P
OEt
O
Ph
3
P
OEt
O
O
Boc
N
HR
137a
R=H
137b
R=metyl
anti-betain
anti-oxaphosphetan

BocN
nhanh
CO
2
Et
BocN
CO
2
Et
O
PPh
3
BocN
CO
2
Et
O
PPh
3
-Ph
3
PO
ylit
138a
R=H
138b
R=metyl
R
R
R

Sơ đồ 3.5
Cấu trúc của sản 138a-b và 139a-b được chứng minh bằng các
phương pháp phổ IR,
1
H-NMR và
13
C-NMR. Trên phổ
1
H-NMR của hợp
chất 138a thể hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng. Tín hiệu cộng hưởng
của proton doublet tại 6,51 ppm với hằng số tương tác J = 9,5 Hz là đặc
trưng của nhóm metin của E-olefin. Tín hiệu cộng hưởng của một proton
multiplet tại 4,22 ppm là đặc trưng của nhóm metin liên kết với NH, nhóm
metin của mạch nhánh isopropyl cộng hưởng tại 1,44 ppm multiplet.
Ngoài ra, trên phổ xuất hiện đầy đủ các tín hi
ệu của nhóm etoxy tại 4,17
(2H, q) và 1,29 ppm (3H, t, J = 7,0 Hz). Hai nhóm metyl của mạch nhánh
isopropyl thể hiện dưới hai tín hiệu doublet tại 0,94 (3H, d, J = 7,0 Hz) và
0,89 (3H, d, J = 7,0 Hz), ba nhóm metyl của nhóm bảo vệ Boc cộng hưởng
tại 1,43 ppm (9H, s). Như vậy, từ kết quả phân tích phổ
1
H-NMR cho phép
khẳng định cấu trúc của hợp chất 138a. Trên phổ
1
H-NMR của chất 139a
tương tự như của chất 138a nhưng mất đi tín hiệu cộng hưởng của nhóm
bảo vệ Boc
.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công hai block 3 có chứa

nhóm NH và nhóm N-metyl ở dạng muối TFA là chất 139a-b.
3.3. Tổng hợp các dipeptit block 2-3
Các phương pháp tổng hợp toàn phần hemiasterlin được trình bày
trong phần tổng quan, đều tổng hợp riêng lẻ từng block 1, 2 và 3. Sau đó
gắn block 2 với block 3 tạo thành dipeptit, cuối cùng gắn block 1 vào
dipeptit block 2-3 tạo thành các hemiasterlin [6,7,8]. Trong luận án này
chúng tôi cũng áp dụng phương pháp ghép nối này để tổng hợp các
11

hemiasterlin mới. Block 2 chính là axit amin L-leuxin, nên chúng tôi sử
dụng nguyên liệu đầu là Boc-L-leuxin (140). Block 2 sẽ được gắn kết với
các kiểu block 3 để tạo thành các kiểu dipeptit 141a-b của block 2-3, sau
đó khử hóa nhận được 142a-b làm nguyên liệu cho tổng hợp hemiasterlin.

Sơ đồ 3.6
Cấu trúc của các sản phẩm 141a-b và 142a-b được khẳng định nhờ
các phương pháp phổ
1
H-NMR và
13
C-NMR. Cấu trúc của hợp chất 141a
được khẳng định nhờ phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân. Trên phổ
1
H-NMR hợp chất 141a xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng, tín hiệu
vùng trường thấp ở 6,56 ppm dạng doublet-doublet với hằng số tương tác J
= 1,5 Hz và 9,0 Hz là đặc trưng của nhóm của proton nối đôi E-olefin (H-
3). Tín hiệu cộng hưởng dạng multiplet tại 4,56 ppm là đặc trưng của
nhóm metin trên hợp phần L-valin trong khi nhóm metin trên của L-leuxin
cộng hưởng tại 3,76 ppm, nhóm metin của isopropyl valin cộng hưởng tại
1,81 ppm. Tín hiệ

u cộng hưởng vùng trường cao là của các nhóm metyl,
trong đó tín hiệu tại 1,93 ppm là của nhóm metyl liên kết với E-olefin, tín
hiệu tại 1,42 ppm (9H, s) là đặc trưng của ba nhóm metyl của nhóm bảo vệ
Boc, tín hiệu tại 1,28 ppm của ba proton dạng triplet là đặc trưng của nhóm
metyl của etyl, tín hiệu của 3 nhóm metyl của tert-leuxin và valin thể hiện
dưới dạng tín hiệu overlapce 15 proton tại 0,99-0,87 ppm. Ngoài ta tín
hiệu đặc trưng của nhóm metylen của nhóm etyl cộng hưởng tại 4,18 ppm.
Như vậ
y, từ phân tích phổ
1
H-NMR cho phép khẳng định cấu trúc của sản
12

hợp chất 141a. Trên phổ
1
H-NMR của hai hợp chất 142a tương tự như của
hai hợp chất 141a nhưng mất đi tín hiệu của 9 proton metyl của nhóm bảo
vệ.
3.4. Tổng hợp hemiasterlin nhờ thay thế nhóm N-metylindol bằng
bioisostere naphthalen và benzofuran
Bioisostere là các nhóm đẳng cấu điện tử (isostere) cho cùng một tác
dụng sinh học hay còn gọi là nhóm đẳng cấu sinh học. Thay đổi các
bioisostere là chiến lược quan trọng trong thiết kế phát triển thuốc, nhằm
tìm kiếm các thuốc mới có các tương tác tốt hơn với mục tiêu tác dụng,
hạn chế được độc tính và tác dụng phụ của thuốc [29, 30, 32]. Chúng tôi
lựa chọn các bioisostere là nhân naphthalen và benzofuran để thay thế cho
nhóm N-metylindol của hemiasterlin. Naphthalen có nh
ững đặc tính điện
tử tương tự như indol [26-30, 59-62] nên hy vọng hemiasterlin mới chứa
bioisostere này có hoạt tính tốt. Benzofuran cũng có đặc tính tương tự như

indol và cặp điện tử chưa sử dụng trên nguyên tử nitơ có đặc tính điện tử
như N-metyl trên nhân indol của hemiasterlin nguyên bản nhưng có liên
kết hydro mạnh nên hy vọng có tương tác tốt với đích tác dụng [32]. Các
lý do trên đã khích lệ chúng tôi tổng h
ợp các hemiasterlin mới nhờ sự thay
đổi nhân N-meylindol bằng nhân naphthalen và bezofuran nhằm tìm kiếm
các hemiasterlin có cấu trúc mới và hoạt tính lý thú.
Các hemiasterlin kiểu này được tổng hợp nhờ ghép nối của block 1 là
các axit N-metyl-α,α-dimetylarylpropanoic 133a-b với các dipeptit block
2-3 là 142b để tạo thành các hemiasterlin mới. Mặt khác block 1 133a-b là
hỗn hợp các racemic nên hemiasterlin tạo thành cả ở dạng thiên nhiên ((S)-
NH-metyl)) và phi thiên nhiên ((R)-NH-metyl)). Với phương pháp tổng
hợp này chúng tôi thực hiện được cả
2 nhiệm vụ là tổng hợp được các
hemiasterlin có cấu hình thiên nhiên và phi thiên nhiên với sự thay đổi các
bioisotere khác nhau
3.4.1. Tổng hợp các este hemiasterlin

Sơ đồ 3.7
13

Hợp chất 142b (block 2-3) phản ứng với 1,1 đương lượng chất 133a
(block 1) trong sự có mặt của tác nhân hoạt hóa PyPOP và 2,5 đương
lượng DIEA, phản ứng được thực hiện trong dung môi DMF tại nhiệt độ
phòng trong khoảng 18h nhận được hemiasterlin 143a và hemiasterlin
143a' với hiệu suất tương ứng là 26% và 23%.
Cấu trúc của các sản phẩm 143a và 143a’ được chứng minh bằng sự
kết hợp c
ủa nhiều phương pháp phổ hiện đại như: IR,
1

H-NMR,
13
C-NMR,
HSQC và NOESY.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H-NMR của hemiasterlin 143a và
143a' thể hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng, hai phổ này có dạng phổ
tương tự như nhau nhưng giá trị cộng hưởng đều có sự khác nhau rõ ràng.
Điều này dễ hiểu vì hai hợp chất 143a và chất 143a' là cặp đồng phân dia
lập thể không đối quang (diastereomer) nên có dạng phổ
1
H-NMR tương
tự nhau, nhưng trên phân tử của hai hợp chất này có nhiều trung tâm bất
đối (ba trung tâm) nên các tín hiệu cộng hưởng dễ dàng tách ra khỏi nhau.
Trên phổ
1
H-NMR của hợp chất 143a’ tín hiệu cộng hưởng vùng
trường thấp của 4 proton multiplet trong khoảng 7,78-7,84 ppm đặc trưng
cho 4 proton trên nhân naphthalen, tín hiệu của hai proton ở vị trí 6’ và 7’
của nhân naphthalen thể hiện dưới dạng tín hiệu multiplet trong khoảng
7,47-7,50 ppm, tín hiệu của proton ở vị trị H-1’ trên nhân napthalen cộng
hưởng tại 7,61 ppm dạng doublet với hằng số tương tác đặc trưng là 2,5
Hz. Tín hiệu cộng hưởng của một proton doublet tại 6,63 ppm với J
= 9,0
Hz là đặc trưng của proton E-olefin (H-3); tín hiệu của một proton triplet
tại 5,12 ppm được gán cho vị trí H-4; tín hiệu tại 4,70 được gán cho vị trí
H-14; tín hiệu tại 4,21 ppm được gán cho proton H-10. Nhóm etyl của hợp
chất 143a' có các giá trị cộng hưởng tại 4,11 ppm (2H, q, CH
2

CH
3
) và
1,23 ppm (3H, t, J = 7,0 Hz, CH
3
CH
2
). Tín hiệu đặc trưng của nhóm N-
metyl trên block 1 của hợp chất 143a’ cộng hưởng tại 3,02 (3H, s) trong
khi tín hiệu cộng hưởng của nhóm N-metyl trên block 3 của hợp chất
143a’ cộng hưởng ở trường cao hơn tại 2,04 ppm (3H, s). Tín hiệu vùng
trường cao của 3 proton singlet tại 1,90 ppm là đặc trưng cộng hưởng của
nhóm metyl liên kết với nối đôi E-olefin. Hai nhóm gemdimetyl trên block
1 thể hiện tại 1,56 ppm và 1,52 ppm. Nhóm isopropyl của block 3 trên
phân tử h
ợp chất 143a’ thể hiện ở ba tín hiệu cộng hưởng, trong đó tín
hiệu cộng hưởng của nhóm metin (H-5) là dạng multiplet tại 1,85-1,88
ppm, hai nhóm metyl là hai cặp doublet cộng hưởng tại 0,87 ppm với J =
7,0 Hz và 0,85 ppm với J = 7,0 Hz. Nhóm tert-butyl của block 2 trên phân
tử hợp chất 143a' là tín hiệu singlet cộng hưởng tại 0,99 ppm (9H, s). Giá
14

trị độ chuyển dịch hóa học của proton H-14 của hợp chất 143a' và chất
143a được so sánh với các dữ liệu của các tài liệu [8,9,20] cho phép khẳng
định cấu hình của nguyên tử cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1
của hợp chất 143a' là R của hợp chất 143a có cấu hình S.
Để khẳng định cấu hình của nhóm NH-metyl trên block 1 của chất
143a và 143a' chúng tôi sử dụng phương pháp ph
ổ hai chiều NOESY tìm
các tương tác của các proton hoặc nhóm proton trong không gian gần với

nhau. Kết quả phân tích phổ NOESY đã khẳng định cấu hình của nhóm
nguyên tử cacbon chứa nhóm NH-metyl trên block 1 của hợp chất 143a là
S và của hợp chất 143a' là R, nghĩa là hợp chất 143a' có cấu hình thiên phi
nhiên trong khi hợp chất 143a có cấu hình thiên nhiên. Các tương tác trên
phổ NOESY khẳng định cấu hình của hợp chất 143a và 143a' được thể
hi
ện như hình vẽ sau [20]:


Hình 3.1. Phổ
1
H-NMR của hợp chất 143a
Ngoài ra, trên phổ
13
C-NMR của hợp chất 143a và 143a' thể hiện
đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của 33 nguyên tử cacbon trong phân tử. Giá trị
cộng hưởng của hợp chất 143a và hợp chất 143a' hoàn toàn phù hợp với
với các hợp chất tương tự được công bố trên các tài liệu [8,9].
O
N
H
O
O
N
NH
O
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
10'
143a
15


Hình 3.2. Phổ
1
H-NMR của hợp chất 143a'

Cơ chế hình thành sản phẩm 143a và 143a' nhờ xúc tác PyBOP trong
sự có mặt của DIPEA được giải thích như sau:

Sơ đồ 3.8
Như vậy, nhờ phản ứng ghép nối của block 1 với dipeptit block 2-3,
chúng tôi đã tổng hợp thành công hai este hemiasterlin mới 143a và 143a'.
Tương tự, dipeptit 142b (block 2-3) phản ứng với 1,1 đương lượng
chất 133b (block 1) trong sự có mặt của tác nhân hoạt hóa PyPOP và 2,5
O
N
H
O
O
N
NH
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15
16
17
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
10'
143a'
16

đương lượng DIEA, trong dung môi DMF tại nhiệt độ phòng trong khoảng
18h nhận được hemiasterlin 143b và hemiasterlin 143b' với hiệu suất
tương ứng là 24% và 32%. Cơ chế hình thành hemiasterlin 143b và 143b’
được giải thích tương tự như sự hình thành các hemiasterlin 143a và
143a'.

Sơ đồ 3.9
Cấu trúc của các hemiasterlin 143b và 143b’ được chứng minh bằng
các phương pháp phổ IR,
1
H-NMR,
13
C-NMR, HSQC và NOESY. Cấu
hình của hemiasterlin 143b’ và 143b được chứng minh tương tự như

hemiasterlin 143a và 143a’ và so sánh với các dữ liệu của các tài liệu [6-
9].
Như vậy, nhờ phản ứng của block 1 là hỗn hợp của hai racemic 133a
và 133b với dipeptit block 2-3 trong sự có mặt của tác nhân hoạt hóa
PyBOP. Chúng tôi đã tổng hợp thành công 4 este hemiasterlin có sự thay
thế nhóm N-metylindol bằng bioisostere naphthalen và benzofuran ở cả
hai kiểu cấu hình thiên nhiên (S
) và phi thiên nhiên (R) của nguyên tử
cacbon gắn với nhóm NH-metyl trên block 1.
3.4.2. Tổng hợp các axit hemiasterlin
Các hemiasterlin phân lập từ thiên nhiên thường ở dạng axit do đó
chúng tôi tiến hành thủy phân các dẫn xuất este hemiasterlin ở trên để
nhận được các dẫn xuất axit bằng tác nhân thủy phân chọn lọc LiOH,
nhằm tìm kiếm các hợp chất mới có hoạt tính sinh học lý thú. Este
hemiasterlin 143a phản ứng với 10 đương lượng LiOH trong dung môi
MeOH/H
2
O (3:1), ở nhiệt độ phòng trong khoảng 10h nhận được axit
hemiasterlin 144a với hiệu suất 80%.

Sơ đồ 3.10
17

Phổ
1
H-NMR của hemiasterlin 144a xuất hiện đầy đủ các tín hiệu
cộng hưởng tương tự như 143a nhưng mất đi tín hiệu của nhóm etyl.
Ngoài ra, trên phổ
13
C-NMR thể hiện tín hiệu cộng hưởng của 31 nguyên

tử cacbon, mất đi hai tín hiệu cacbon của nhóm etyl ở giá trị khoảng 60
ppm và 14,3 ppm. Từ các giữ liệu phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân
cho phép khẳng định cấu trúc của axit hemiasterlin 144a. Thành công của
việc tổng hợp dẫn xuất axit hemiasterlin 144a cho phép chúng tôi thủy
phân các este hemiasterlin 143a', 143b và 143b’ bằng 10 đương lượng
LiOH trong hệ dung môi MeOH/H
2
O (3/1) nhận được các este axit 144a',
144b và 144b’ với hiệu suất cao tương ứng là 72%, 69% và 68% (sơ đồ
3.11 và sơ đồ 3.12). Cấu trúc của các sản phẩm được xác định nhờ các
phương pháp phổ IR,
1
H-NMR và
13
C-NMR.

Sơ đồ 3.11

Sơ đồ 3.12
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 4 dẫn xuất mới axit
hemiasterlin (144a-a’, 144b-b’) nhờ thủy phân các dẫn xuất este
hemiasterlin 143a-a', 143b-b’ với hiệu suất cao (68-80%).
3.5. Tổng hợp hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp
Tổng hợp các hemiasterlin có cấu trúc nguyên bản gặp nhiều khó
khăn do phải điểu khiển cấu hình (S) của nguyên tử cacbon chứa nhóm
NH-metyl và tổng h
ợp hệ α,α-dimetylaryl phải qua nhiều bước với hiệu
suất thấp. Khắc phục nhược điểm này, người ta đã tổng hợp các
hemiasterlin có cấu trúc lược giản nhưng vẫn thể hiện hoạt tính cao [8].
Mặt khác, các peptit thiên nhiên chứa hệ α,β-cacbonyl liên hợp thường có

hoạt tính mạnh [32,33], do chúng làm trung tâm thu nhận các nucleophin
sinh học như nhóm NH, NH
2
, của protein, DNA, RNA…theo phản ứng
Michael. Từ các ý tưởng trên chúng tôi đưa ra phương pháp tổng hợp các
hemiasterlin mới có cấu trúc lược giản hơn và chứa hệ α,β-cacbonyl-N-
axetyl liên hợp làm trung tâm thu nhận các nucleophin sinh học, nhằm tìm
kiếm các hemiasterlin mới có cấu trúc lược giản. Ngoài ra, các
18

hemiasterlin chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp cũng có hai sự biến
đổi trên block 3 là chứa nhóm NH và N-metyl nhằm đa dạng hóa cấu trúc.
3.5.1. Tổng hợp các este hemiasterlin chứa nhóm NH trên block 3
Các este hemiasterlin dạng này được tổng hợp nhờ phản ứng của các
block 1 có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl và các dipeptit (block 2-3) có
chứa nhóm NH trên block 3. Dipeptit 142a (block 2-3) phản ứng với 1,0
đương lượng của chất 134a-g (block 1) trong sự có mặt của 1,1 đương
lượ
ng EDC, 1,1 đương lượng HOBt và 2,0 đương lượng i-PrNHEt trong
dung môi DMF ở nhiệt độ phòng trong khoảng 12h nhận được este
hemiasterlin 146a-g với hiệu suất 50%.

Sơ đồ 3.13
Cấu trúc của các hemiasterlin 146a-g được chứng ming bằng các
phương pháp phổ IR, MS,
1
H-NMR và
13
C-NMR.
Hợp chất 146b là chất rắn màu vàng sáng, có điểm chảy 130-131

o
C.
Trên phổ
1
H-NMR của hợp chất 146b xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng
hưởng. Các tín hiệu cộng hưởng của proton nhân furan-3-yl thể hiện tại
vùng trường thấp, trong đó tín hiệu ở 7,67 ppm là đặc trưng của proton H-
2’, tín hiệu tại 7,45 ppm được gán cho vị trí H-5’ và tín hiệu cộng hưởng
tại 7,03 ppm được gán cho vị trí H-4’. Tín hiệu trường thấp dạng singlet tại
6,83 ppm được gán cho vị trí proton H-15, tín hiệu của một proton olefin
tại 6,54
được gán cho vị trí H-3. Tín hiệu của một proton multiplet tại
4,53-4,58 ppm được gán cho vị trí proton H-4. Tín hiệu của một proton tại
4,38 ppm là đặc trưng của nhóm metin H-10. Tín hiệu của nhóm etoxy
cộng hưởng tại 4,14-4,20 ppm (2H, m, CH
2
Et) và 1,27 ppm (3H, t, J = 7,0
Hz, CH
3
Et). Tín hiệu của nhóm metyl của axetyl dạng singlet cộng hưởng
tại 2,19 ppm. Tín hiệu của nhóm metyl liên kết với olefin cộng hưởng tại
1,93 ppm (3H, s, CH
3
-C=CH). Tín hiệu multiplet cộng hưởng tại 1,72-1,77
ppm được gán cho vị trí H-5, tín hiệu của 3 proton dạng doublet-doublet
tại 0,86 ppm với hằng số tương tác J = 7,5 Hz và 13,5 được gán cho vị trí
19

H-6 và H-7. Tín hiệu của 9 proton singlet được gán cho proton ở vị trí H-
12.

Hình 3.3. Phổ
1
H-NMR của hợp chất 146b
Mặt khác, trên phổ
13
C-NMR của hợp chất 146b xuất hiện đầy đủ tín
hiệu cộng hưởng của 25 nguyên tử cacbon. Trong đó có tín hiệu cộng
hưởng của 4 nhóm cacbonnyl bao gồm tín hiệu tại 169,9 ppm và 162,3
ppm là đặc trưng của hai nhóm cacbonyl amit (C-13 và C-9), tín hiệu tại
168,3 ppm là đặc trưng của nhóm cacbonyl axetyl, tín hiệu cộng hưởng tại
164,7 ppm là đặc trưng của nhóm este. Tín hiệu cộng hưởng của 5 nguyên
tử cacbon của nhân furan-3-yl thể hiện lần lượt ở
148,9 ppm được gán cho
cacbon tại C-5’, tín hiệu tại 143,8 ppm được gán cho vị trí C-2’, tín hiệu
của cacbon C-3’ và C-4’ cộng hưởng lần lượt tại 113,6 ppm và 110,0 ppm.
Tín hiệu cộng hưởng tại 139,5 ppm là đặc trưng của nguyên tử cacbon tại
vị trí C-14. Tín hiệu cộng hưởng tại 129,7 ppm được gán cho cacbon C-3,
tín hiệu cộng hưởng tại 126,9 ppm được gán cho vị trí C-2, tín hiệu cộng
hưởng tại 114,2 ppm được gán cho vị trí C-15. Các nhóm metin của hợp
phần leuxin cộng hưởng tại 61,2 ppm (C-10) trong khi tín hiệ
u cộng hưởng
của nhóm metin (C-4) cộng hưởng tại 60,5 ppm. Nhóm metylen của etyl
cộng hưởng tại 52,7 ppm và nhóm metyl của etyl cộng hưởng tại 14,2
ppm. Các tín hiệu của nhóm isopropyl của hợp phần valin thể hiện tại 34,7
ppm là của C-5, hai nhóm metyl ở C-6 và C-7 cộng hưởng tại 18,6 ppm.
Tín hiệu tại 32,5 ppm là của nhóm N-axetyl. Các tín hiệu vùng trường cao
tại 26,6 ppm là đặc trưng của 3 nhóm metyl của hợp phần tert-leuxin, tín
hiệu tại 13,0 ppm là đặc trưng của nhóm metyl liên k
ết với cacbon olefin.

H
N
OEt
O
N
H
NHAc
146b
O
O
O
1
2
4
3
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3'
5'
2'
4'

1'
20


Hình 3.4. Phổ
13
C-NMR của hợp chất 146b
Từ các phân tích phổ trên cho phép khẳng định cấu trúc của hợp chất
146b.
Cơ chế hình thành hemiasterlin 146b nhờ phản ứng với dipeptit 142a
trong sự có mặt của các tác nhân EDC, HOBt và i-PrNHEt trong dung môi
DMF được giải thích như sau: đầu tiên hợp chất 134b phản ứng với tác
nhân hoạt hóa EDC tạo thành trạng thái trung gian thứ nhất hoạt động,
trạng thái trung gian này nhanh chóng phản ứng với HOBt tạo thành trạ
ng
thái trung gian thứ hai hoạt động hơn. Trong khi dipeptit 142a có dạng
muối ở đầu N được chuyển thành amin tự do trong sự có mặt của tác nhân
bazơ i-PrNHEt. Nhóm amin này nhanh chóng phản ứng với trạng thái
trung gian thứ hai tạo thành sản phẩm hemiasterlin 146b.
Như vậy, nhờ phản ứng ghép nối block 1 với dipeptit là block 2-3,
trong sự có mặt của các tác nhân hoạt hóa như EDC, HOBt và i-PrNHEt
chúng tôi đã tổng hợp thành công dẫn xuất mới este hemiasterlin 146b có
ch
ứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp đồng thời có chứa nhóm NH trên
block 3. Cấu trúc của sản phẩm được chứng minh bằng các phương pháp
phổ hiện đại, cơ chế hình thành được giải thích nhờ vai trò tác dụng của
từng tác nhân hoạt hóa.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 7 dẫn xuất este
hemiasterlin 146a-g có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm
NH ở block 3. Các dẫn xuất này đều là các chất mới lần đầu tiên được tổng

hợp. Cấu trúc của các sản phẩm được chứng minh bằng các phương pháp
H
N
OEt
O
N
H
NHAc
146b
O
O
O
1
2
4
3
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3'
5'
2'

4'
1'
21

phổ hiện đại. Cơ chế hình thành sản phẩm được giải thích với vai trò quan
trọng của từng tác nhân như EDC, HOBt và i-PrNHEt.
3.5.2. Tổng hợp các axit hemiasterlin chứa nhóm NH trên block 3
Nhằm đa dạng hóa cấu trúc của hemiasterlin, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất axit của hemiasterlin có chứa hệ α,β-
cacbonyl-N-axetyl liên hợp và nhóm NH trên block 3. Các dẫn xuất axit
hemasterlin này được tổng hợp nhờ phản ứng thủy phân chọn lọc các este
hemiasterlin bằng LiOH.

Sơ đồ 3.14
Trên phổ
1
H-NMR của các hợp chất 147a-g mất đi tín hiệu cộng
hưởng đặc trưng của nhóm etoxi so với các hợp chất 146a-g tương ứng.
Ngoài ra trên phổ
13
C-NMR của các hợp chất 147a-g mất đi tín hiệu cộng
hưởng của 2 nguyên tử cacbon so với các hợp chất 146a-g tương ứng, điều
này khẳng định các hợp chất 147a-g là sản phẩm thủy phân của các hợp
chất 146a-g. Phổ IR của các hợp chất 147a-g đều có các dao động đặc
trưng của axit. Tất cả các dứ liệu phân tích phổ ở trê đã khẳ
ng định cấu
trúc của các axit hemiasterlin 147a-g.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 7 dẫn xuất mới axit
hemiasterlin 147a-g nhờ phản ứng thủy phân các este hemiasterlin 146a-g
bằng tác nhân thủy phân chọn lọc LiOH trong dung môi MeOH/H

2
O=2/1.
Cấu trúc của các sản phẩm được khẳng định nhờ các phương pháp phổ
hiện đại như IR,
1
H-NMR và
13
C-NMR.
3.5.3. Tổng hợp các este hemiasterlin chứa nhóm N-metyl trên block 3
Cũng với ý tưởng tổng hợp các dẫn xuất mới của hemiasterlin có
chứa α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp như ở trên nhưng block 3 có chứa
nhóm N-metyl, nhằm đa dạng hóa cấu trúc của hemiasterlin. Các
hemiasterlin kiểu này được tổng hợp nhờ phản ứng của block 1 chứa hệ
α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp với block 2-3 chứa nhóm N-metyl trên
block 3
.
22

Dipeptit 142b (block 2-3) phản ứng với 1,0 đương lượng của chất
134a-d,g (block 1) trong sự có mặt của 1,1 đương lượng EDC, 1,1 đương
lượng HOBt và 2,0 đương lượng i-PrNHEt, trong dung môi DMF ở nhiệt
độ phòng trong khoảng 12h nhận được este hemiasterlin 148a-e với hiệu
suất 65-86%.

Sơ đồ 3.15
Cấu trúc của hợp chất 148a-e được chứng minh bằng các phương
pháp phổ như
1
H-NMR,
13

C-NMR, IR. Trên phổ
1
H-NMR của hợp chất
148d xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng. Nhân thơm thế 1,3 của
hợp chất 148d cộng hưởng trong vùng trường thấp, tín hiệu của một proton
tại 7,29 ppm doublet với hằng số tương tác 8,0 Hz được gán cho vị trí H-
6’, tín hiệu của proton H-2’ dạng singlet ở 7,14 ppm, hai proton H-4’ và
H-5’ cộng hưởng tại 6,92 ppm là tín hiệu doublet với hằng số tương tác J =
8,5 Hz. Tín hiệu của một proton vùng trườ
ng thấp ở 7,00 ppm được gán
cho proton tại vị trí H-15. Trong khi tín hiệu của nhóm metin của E-olefin
(H-3) cộng hưởng tại 6,62 ppm có hai hằng số tương tác đặc trưng là 1,5
và 9,5 Hz. Tín hiệu cộng hưởng của một proton tại 5,09 ppm được gán cho
vị trí H-10. Nhóm metin tại vị trí H-4 thể hiện ở 4,95 ppm dưới dạng tín
hiệu doublet với J = 9,5 Hz. Nhóm etoxi của phân tử hợp chất 148d thể
hiện ở vị trí cộng hưởng tương
ứng với nhóm metylen và nhóm metyl lần
lượt tại 4,18-4,23 ppm (2H, m) và 1,33 ppm (3H, t, J = 7,0 Hz). Tín hiệu
cộng hưởng của 3 proton singlet tại 3,79 ppm là đặc trưng của nhóm
OCH
3
. Tín hiệu đặc trưng của nhóm N-metyl cộng hưởng tại 3,02 ppm, tín
hiệu đặc trưng của nhóm axetyl cộng hưởng tại 2,13 ppm. Vùng trường
cao có tín hiệu cộng hưởng của 3 proton singlet ở 1,91 ppm là đặc trưng
của nhóm metyl liên kết với nhóm E-olefin. Nhóm tert-butyl cộng hưởng
tại 1,01 ppm là tín hiệu singlet của 9 proton, 6 proton ở vị trí H-6 và H-7
cộng hưởng ở 0,88 và 0,86 ppm là dạng tín hiệu doublet có hằng số tương
tác 7,5 Hz. Phổ
13
C-NMR của hợp chất 148d thể hiện đầy đủ tín hiệu cộng

hưởng của 29 nguyên tử cacbon. Tín hiệu tại 171,6 ppm được gán cho vị
trí C-13, tín hiệu tại 169,2 được gán cho nhóm cacbonyl của axetyl, tín
23

hiệu ở 167,7 ppm được gán cho nhóm cacbonyl của este và tín hiệu ở
164,7 ppm được gán cho vị trí C-9. Tín hiệu ở 159,7 ppm là đặc trưng của
nguyên tử cacbon tại C-3’. Vị trí C-2 và C-3 lần lượt cộng hưởng tại giá trị
138,5 và 125,1 ppm. Nguyên tử cacbon tại vị trí C-14 cộng hưởng tại
134,9 ppm trong khi nguyên tử cacbon C-15 cộng hưởng ở vùng trường
cao hơn tại 114,4 ppm. Ngoài ra trên phổ
13
C-NMR xuất hiện đầy đủ các
tín hiệu của các nhóm metyl trong vùng trường cao. Sự phân tích các phổ
cộng hưởng từ ở trên cho phép khẳng định cấu trúc của hợp chất 148d.
Như vậy, nhờ phản ứng ghép nối block 1 với dipeptit là block 2-3,
trong sự có mặt của các tác nhân hoạt hóa như EDC, HOBt và i-PrNHEt
chúng tôi đã tổng hợp thành công 5 dẫn xuất mới este hemiasterlin 148a-e
có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp đồng thờ
i có chứa nhóm
N-metyl trên block 3.
3.5.4. Tổng hợp các axit hemiasterlin chứa nhóm N-metyl trên block 3
Các dẫn xuất axit hemasterlin này được tổng hợp nhờ phản ứng thủy
phân chọn lọc các este hemiasterlin có chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên
hợp và nhóm NH ở block 3 bằng LiOH.

Sơ đồ 3.16
Trên phổ
1
H-NMR của các hợp chất 149a-e mất đi tín hiệu cộng
hưởng đặc trưng của nhóm etyl so với các hợp chất 148a-e tương ứng,

ngoài ra trên phổ
13
C-NMR của các hợp chất 149a-e mất đi tín hiệu cộng
hưởng của 2 nguyên tử cacbon so với các hợp chất 148a-e tương ứng, điều
này khẳng định các hợp chất 149a-e là sản phẩm thủy phân của các hợp
chất 148a-e. Phổ IR của các hợp chất 149a-e đều có các dao động đặc
trưng của axit. Tất cả các dữ liệu phân tích phổ ở trê đã khẳ
ng định cấu
trúc của các axit hemiasterlin 149a-e.
Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thành công 5 dẫn xuất mới axit
hemiasterlin 149a-e nhờ phản ứng thủy phân các este hemiasterlin 148a-e
bằng tác nhân thủy phân chọn lọc LiOH trong dung môi MeOH/H
2
O=2/1.
Cấu trúc của các sản phẩm được khẳng định nhờ các phương pháp phổ
hiện đại như IR,
1
H-NMR và
13
C-NMR.
24

3.6. Xác định hoạt tính gây độc tế bào của hemiasterlin
Các hemiasterlin được tổng hợp nhờ thay thế nhân N-metylindol bằng
bioisostere naphthalen và benzofuran được chúng tôi thử nghiệm gây độc
tế bào trên các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp từ bộ sưu tập
giống chuẩn Hoa Kỳ (American Type Culture Collection – ATCC) gồm:
Tế bào ung thư biểu mô KB (Human epidermic carcinoma), ung thư gan
Hep-G2 (Hepatocellular carcinoma), ung thư phổi LU (Human lung
carcinoma) và ung thư vú MCF-7

(Human breast carcinoma), nhằm tìm
kiếm các hemasterlin có hoạt tính mạnh. Kết quả thử hoat tính gây độc tế
bào được tóm tắt như bảng sau:
Bảng 3.1. Hoạt tính gây độc tế bào của các hemiasterlin
ST
T
Chất
IC
50
(µM)
KB Hep-G2 LU MCF7
1.
143a 0,013 0,013
132,2 >269
2.
143a’
0,181 0,144 25,5 133,2
3.
143b 0,013 0,011
54,9 >269
4.
143b’
0,760 0,730 >269 >269
5.
144a 0,0019 0,0019
>269 >269
6.
144a’ 0,014 0,034
205 >269
7.

144b 0,0017 0,0019
193,4 >269
8.
144b’ 0,043 0,037
42,3 >269
9.
Ellipticine 1,26 1,26 1,82 2,15
1
0
Paclitaxel (nM) 3,9 0,19 - -

Từ bảng trên nhận thấy có 8/8 mẫu hemiasterlin có độc tính tế bào với
giá trị IC
50
dưới ngưỡng 1 µM. Các dẫn xuất hemiasterlin 143a, 143b,144a'
và 144b’ có độc tính với hai dòng tế bào KB và Hep-G2 với giá trị IC
50
ở
khoảng 0,011-0,043 µM. Đặc biệt các dẫn xuất hemiasterlin 144a và 144b có
độc tính với cả hai dòng tế bào là KB và Hep-G2 trong khoảng 0,0017-
0,0019 µM tương đương với
Paclitaxel (3,9 nM = 0,0039
µM) và mạnh
hơn nhiều lần so với chất đối chứng Ellipticine (1,26 µM)
. Mặt khác, từ
bảng trên cũng nhận thấy các hemiasterlin (
143a
,
143b
,

144a
và
144b
)
có cấu hình (
S,S,S
) có hoạt tính gây độc tế bào
với cả hai dòng KB và
Hep-G2 mạnh hơn
hemiasterlin (
143a’
,
143b’
,
144a’
và
144b’
) có cấu
hình (
R,S,S
) hàng chục lần.

25

Như vậy, việc phát hiện ra các hợp chất hemiasterlin được tổng hợp
nhờ thay thế nhân N-metylindol bằng nhân naphthalen và benzofuran rất
có ý nghĩa khoa học. Đặc biệt là phát hiện được hai dẫn xuất hemiasterlin
144a và 144b có độc tính tương đương như p
aclitaxel.

KẾT LUẬN
1) Đã áp dụng các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện đại như: phản
ứng tổng hợp và khử hóa Weinreb amit, phản ứng Wittig và phản ứng tổng
hợp peptit có sử dụng tác nhân hoạt hóa là EDC và HOBt trong tổng hợp
chọn lọc lập thể 2 dipeptit 142a và 142b, là mạch nhánh của hemiasterlin.
2) Đã thiết kế và tổng hợp thành công 9 block 1 của hemiasterlin, bao
gồm: 7 block 1 có cấu trúc lược giả
n chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên
hợp (134a-g) và 2 block 1 có sự thay thế nhân N-metylindol bằng
bioisostere naphthalen (133a) và benzofuran (133b).
3) Đã tổng hợp thành công 32 dẫn chất mới tripeptit hemiasterlin, bao
gồm:
+ 8 dẫn xuất mới hemiasterlin (143a-a’, 143b-b’, 144a-a’, 144b-b’) với
sự thay thế N-metylindol của hemiasterlin bằng naphthalen và benzofuran,
có cấu hình thiên nhiên (S) và phi thiên nhiên (R) của cacbon gắn với
nhóm NH-metyl trên block 1.
+ 24 dẫn xuất hemiasterlin mới (146a-g, 147a-g, 148a-e và 149a-e) có
c
ấu trúc lược giản chứa hệ α,β-cacbonyl-N-axetyl liên hợp (là hệ Michael
sinh học).
4) Đã nghiên cứu và khẳng định được cấu trúc của 32 hemiasterlin mới
bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như: IR, MS,
1
H-NMR,
13
C-NMR
và phổ 2D.
5) Đã nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào trên 4 dòng tế bào ung thư
thực nghiệm (KB, Hep-G

2
, LU và MCF
7
) của 8 dẫn xuất hemiasterlin
(143a-b, 143a’-b’, 144a-b và 144a’-b’), kết quả cho thấy các hợp chất thử
nghiệm đều có hoạt tính gây độc tế bào đáng lưu ý với hai dòng tế bào KB,
và Hep-G
2
, trong đó các hemiasterlin có cấu hình (S,S,S) thể hiện hoạt tính
mạnh hơn hemiasterlin có cấu hình (R,S,S). Đặc biệt đã phát hiện được 2
hợp chất hemiasterlin mới là 144a và 144b có độc tính gây độc tế bào
(IC
50
= 0,0017 – 0,0019 µM) tương đương như paclitaxel (0,0039 µM).