Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất có khả năng có tác dụng kéo dài của artemisinin

Bộ YTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
NGUYỄN NGỌC SƠN
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT số DÂN CHÂT
CÓ KHẢ NÃNG CÓ TÁC DỤNG KÉO DÀI CỦA
ARTEMISININ
(KHOẮ LUẬN TỐT NGHIỆP DUỢC sĩ KHOẮ 2001 - 2006)
Giáo viên hướng dẫn : Tiến sĩ NGUYỄN h ả i n a m
Thạc sĩ PHAN THỊ PHƯƠNG DUNG
Nơi thực hiện : BỘ MÔN HOÁ Dược
Thời gian thực hiện : 10/2005 - 04/2006
HÀ NỘI 05/2006.
Li cm n
ầl^e. hl eltJ^ phjộfL tộ tiớ. ớ. i ln. ớiờớ tớn ớ õ ii iớt t l i em n
ehAn tớt n h n kỏ ớ tM ầợS^. OlutL 'Tụcii OớxtL^ ầợhji. ^ k a rt Q'hi ^k ti .
<T)ung,f thy. e& ó tỏ$L tin h hng, d tt L t% n t i iớ UớtL thuỏn. Li
ehs^ lụ i qu tvỡnA Ike. hiố^L kh Lutt- tú i ngdp. ny
ầf&i ddtt ehtL ihỡuiA em *L
ờ '
Q lhõtt: M ầợhi ^ku. 'Tụỗulhf S
Qtut ầợki '3ụurL (phti. th ớ iớựm. trurt. tõ m a i hj^ niớớ
'Tự Qli)f ớh^t. fJtj h*iq, nqjaiy pin. kh i fdif fdt*tg, ph emiq.
ktt, t h t nhõn (J)lớn. ớta ỏ ht^ iỳp, t i hii th n h khad Uớrt
ll nhift neuf,
OụitL ehõtt thốih eỏm rt eỏe. tlv. fi iỏjụ^f eAe, anh ựhi U, th u t ỳitL
'3ựội ớle.
~
'^r ttg, ^ i Itc. G)e. 'Jụ, Q l i
u.
tt. ltỡ^
iờu kỡtL thuựwL Li pớ*ig, iil qiỏ, trỡn h Lm. ớhtL nhitvL t i t twi*t.

ui eựn,, ổirt ehờt thn h ớini rt gia. tinhf l ti tx nhttq. tiũi
lu&tt i ới t ớiỏtthf n. oiTL, khớeh l. t i
m
ttg, hc. lõftf phn u d
hiuL thik- ktỏ Lun t i thip,.
Jụ Qli, tv. 19 ihAtt. 5 Han't 20 06
Sinh oirt: (Mujjn. QLgjự^ S ti
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH, sơ Đổ
Trang
ĐẶT VÂN ĐỂ 1
Phần 1: TỔNG QUAN 3
1.1. Tình hình bệnh sốt rét ở các nước trên thế giód và Việt Nam 3
1.1.1. Tmh hình bệnh sốt rét trên thế giới 3
1.1.2. Tình hình bệnh sốt rét ở Việt Nam 4
1.2. Artemisinin và một số dẫn chất của artemisinin 5
1.2.1. Artemisinin 5
1.2.2. Một số dẫn chất của artemisinin trong điều trị sốt rét 7
1.3. Các phưcỉng pháp điều chế ester thường gặp từ nguyên liệu
có nhóm -OH alcol trong phân tử 9
1.4. Phản ứng acyl hoá 10
1.4.1. Định nghĩa phản ứng acyl hoá 11
1.4.2. Tác nhân acyl hoá và đặc điểm của chúng 11
1.4.3. ứng dụng của phản ứng acyl hoá 13
1.5. ứig dụng phản ứng acyl hoá để bán tổng hợp các dẫn chất
artemisinin từ DHA 14
Phần 2: NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN c ú tl
2.1. Nguyên liệu, dung môi hoá chất, thiết bị nghiên cứu 16

2.1.1. Nguyên liệu 16
2.1.2. Dung môi hoá chất 16
2.1.3. Dụng cụ, thiết bị 16
2.2. Nội dung nghiên cứu 17
2.3. Phương pháp nghiên cứu 17
Phần 3: THựC NGHIỆM VÀ KÊT QUẢ 18
3.1. Tổng hợp hoá học 18
3.1.1. Tổng hợp 12p-acetyl dihydroartemisinin (I) 18
3.1.2. Tổng hợp các dẫn chất II-VI 20
3.2. Thử hoat tính sinh hoc 30
3.2.1. Nguyên tắc thử 30
3.2.2. Tiến hành 30
Phần 4: BÀN LUẬN 32
4.1.Hoáhọc 32
4.1.1 .Tổng hợp hóa học 32
4.1.2. Xác định cấu trúc của các chất đã tổng hợp được 32
4.2. Hoạt tính sinh học in vitro 40
Phần 5; KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUÂT 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHU LUC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DCM : Dicloromethan
DHA Dihydroartemisinin
SKLM : Sắc ký lớp mỏng
: Độ phân giải
KST SR : Ký sinh trùng sốt rét
/>. : Plasmodium
IR : Infrared spectroscopy (phổ hồng ngoại)
u v : Ultraviolet spectroscopy (phổ tử ngoại)
MS : Mass spectroscopy (phổ khối lượng)

EI : Electron Ionization
CI : Chemical Ionization
APCI : Atmospheric Pressure Qiemical Ionization(ion hoá
bằng hoá học dưới tác dụng áp suất khí quyển - một
phương pháp đo khối phổ của chất kém bền)
’H-NMR : Nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưỏfng từ
proton)
BNSR : Bệnh nhân sốt rét
BNSRAT : Bệnh nhân sốt rét ác tính
Trang
Bảng 1 Diễn biến bệnh sốt rét từ 1991 - 2003 4
Bảng 2 Các tác nhân acyl hoá thường gặp 11
Bảng 3 Mối liên quan tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng với 21
hiệu suất
Bảng 4 Các dẫn chất ester của DHA tổng hợp được 29
Bảng 5 Kết quả thử hoạt tính sinh học của các dẫn chất tổng hợp 31
được
Bảng 6 Dữ liệu phổ hồng ngoại của các chất tổng hợp được 34
Bảng 7 Các thông số đo phổ u v của DHA và các dẫn chất tổng 35
hợp được
Bảng 8 Khối lượng các mảnh vỡ của chất V và VI 36
Trang
Hình 1
Công thức cấu tạo của artemisinin
5
ffinh2
Công thức cấu tạo một số dẫn chất của artemisinin
7
Hình 3
Sơ đồ quá trình chuyển hoá của arteether

8
Hình 4
Hình ảnh sắc ký đồ tại các thời điểm khác nhau
22
Hình 5
Sơ đồ phân mảnh của chất V
38
Hình 6
Sơ đồ phân mảnh của chất VI
39
ĐẶT VẤN ĐỂ
Sốt rét là một bệnh xã hội gây nhiều tác hại đến sức khỏe, lao động và
đời sống con người. Bệnh do ký sinh trùng sốt rét (KST SR) Plasmođỉum gây
nên và là một trong những bệnh truyền nhiễm hàng đầu trên thế giới, ở Việt
Nam, sau khi bệnh sốt rét xuất hiện trở lại, Nhà nước, ngành y tế, toàn dân
đang nỗ lực khống chế sự lan tỏa của bệnh và đã thu được nhiều kết quả khả
quan. Tuy nhiên tình trạng kháng thuốc đang là vấn đề gây nhức nhối cho
công tác điều trị để tiến tới thanh toán hoàn toàn bệnh sốt rét. Công tác phòng
chống bệnh sốt rét luôn được chú trọng và thường áp dụng những biện pháp cụ
thể như:
* Phòng chống truyền bệnh như xử lý màn ngủ bằng tẩm hoá chất
permethrin, deltamethrin, khói hương, kem xà phòng để tránh muỗi đốt.
Diệt muỗi bằng nhiều biện pháp như diệt nơi sinh sản bằng các công trình
thuỷ lợi, diệt chỗ trú ẩn bằng phát quang bụi rậm, ngăn không cho muỗi vào
nhà bằng lưới của sổ; dùng các chất hoá học diệt bọ gậy hoặc muỗi trưởng
thành như DDT, malathion
* Điều trị sốt rét bằng các thuốc như chloroquin, meAoquin, pyrimethamin,
artemisinin và các dẫn chất của nó theo nguyên tắc điều trị sớm, kết hợp
điều trị đặc hiệu với điều trị toàn thân nâng cao sức đề kháng của cơ thể. Dùng
các thuốc vẫn chưa bị kháng và phải tuân thủ liều dùng.

* Phải theo dõi các cơn tái phát gần và xa để kịp thời chẩn đoán, điều trị.
Điều trị tiệt căn và tiệt giao là một yêu cầu không những về lâm sàng mà còn
về dịch tễ để bệnh nhân không còn là nguồn lây bệnh.
Trong những thuốc trên, artemisinin và các dẫn chất của nó được sử dụng
rất nhiều trong các phác đồ điều trị sốt rét. Theo dõi diễn biến bệnh của bệnh
nhân người ta thấy rằng artemisinin có những ưu điểm nổi bật là cắt sốt và diệt
ký sinh trùng nhanh trong 24 giờ, độc tính thấp, ít tác dụng phụ, có thể sử
dụng an toàn cho cả bệnh nhân sốt rét bị các bệnh tim, gan, thận. Tuy nhiên
loại thuốc này vẫn tồn tại nhược điểm là tỷ lệ tái phát của bệnh cao (10-47 %).
Nguyên nhân được cho là chúng bị phân huỷ và đào thải ra ngoài nhanh chóng
(thời gian bán thải ngắn). Để khắc phục những nhược điểm trên, nhiều hướng
nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất của artemisinin có thời gian bán thải dài hơn đã
được tiến hành như: khử hoá nhóm -C =0 thành -C-OH (được
dihydroartemisinin (DHA) rồi tạo ra các dẫn chất ester, ether gắn dẫn chất
vào chất mang polymer chitosan [11]
Với mong muốn tổng hợp ra dẫn chất của artemisinin có tác dụng kéo dài
góp phần vào nâng cao hiệu quả điều trị bệnh sốt rét, chúng tôi tiến hành đề
tài: “Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất có khả năng có tác dụng kéo dài
của artemisinin”. Mục tiêu của đề tài là:
* Tổng hợp một số dẫn chất ester của DHA với các acid no mạch thẳng.
* định cấu trúc của các dẫn chất đã tổng hợp.
* Sơ bộ thử hoạt tính sinh học (khả năng diệt KST SR) của các dẫn chất
tổng hợp được.
Phần 1: TỔNG QUAN
1.1. TÌNH HÌNH BỆNH SỐT RÉT ở CÁC N ước TRÊN THÊ GIỚI
VÀ VIỆT NAM.
1.1.1. Tình hình bệnh sốt rét trên thế giới:
Sốt rét là bệnh truyền nhiễm do KST SR Plasmodium là mầm gây bệnh.
Có 4 loài KST SR ở người là; Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax,
Plasmodium malariae và Plasmodium ovale. Bệnh lây truyền qua đường máu

thông qua côn trùng trung gian là muỗi Anophen, qua truyền máu hoặc từ mẹ
sang con trong lúc mang thai.
Bệnh sốt rét phân bố rộng khắp tất cả các vùng khí hậu nhiệt đới và cận
nhiệt đới như: các nước phía nam sa mạc Sahara, Đông Nam Á, Ấti Độ, Châu
Đại Dương, Trung và Nam Mỹ [18]. Hiện nay bệnh lưu hành trên 100 quốc
gia và vùng lãnh thổ, có từ 300-500 triệu người mắc sốt rét và khoảng 1-1,5
triệu người tử vong vì sốt rét [20, 21]. Chiến lược thanh toán bệnh sốt rét trên
toàn cầu đưa ra năm 1955 của tổ chức y tế thế giới đã có tác dụng khi kết hợp
sử dụng DDT diệt muỗi, sử dụng thuốc chống sốt rét và giám sát chặt chẽ
công tác phòng và điều trị. Nhưng sau vài năm bệnh bùng phát trở lại [17].
Nguyên nhân chủ yếu là gia tăng sự kháng thuốc điều trị bệnh sốt rét, đặc biệt
là chủng p. falciparum. Nó không chỉ kháng chloroquin mà còn kháng
Fansidar (hỗn hợp sulfadoxin với pyrimethamin), giảm nhạy cảm với quinin
và mefloquin. Tỷ lệ kháng cao xảy ra ở Thái Lan, Việt Nam, Campuchia, vùng
Amazon của vùng Nam Mỹ và đang gia tăng ở Đông Phi [14]. Sự kháng thuốc
hiện nay đang là một trở ngại lớn cho công tác phòng điều trị bệnh sốt rét tại
mỗi quốc gia và trên thế giới.
1.1.2. Tình hình bệnh sốt rét ở Việt Nam:
Do đặc điểm khí hậu Việt Nam là nhiệt đới gió mùa ẩm nên rất thích hợp
cho sốt rét tồn tại và phát triển. Hiện ở Việt Nam có hơn 3/4 diện tích và 1/3
dân số sống trong vùng có sốt rét lưu hành [7]. Trước năm 1980, có nhiều biện
pháp để phòng chống sốt rét nhưng bệnh sốt rét chỉ giảm một thời gian rồi
bùng phát trở lại với đỉnh điểm là năm 1991, số người mắc lên tới một triệu
người và đã có 4.464 người tử vong [6 ]. Dưới đây là bảng diễn biến bệnh sốt
rét từ 1991 đến năm 2003:
Năm BNSR
BNSRAT
Sô vụ dịch SR
Tử vong
1991

1.091.257
31.741
144
4.646
1995 666.153 4.222
3
348
2000 293.016 1.161
2
182
2001 257.793 878
1
91
2002
185.259 599 0 50
2003
164.706
423
2 50
Bảng 1: Diễn biến bệnh sốt rét từ năm 1991-2003.
ở Việt Nam bệnh sốt rét chủ yếu do p. falciparum (chiếm 80-85%) và
loại này thường gây sốt rét ác tính. p. vivax chiếm 15-20%, còn lại là p.
malariae 1-2%. Bởi p . falciparum có khả năng kháng thuốc rất mạnh nên làm
cho bệnh sốt rét ở Việt Nam diễn biến rất phức tạp. Năm 1961 p . falciparum
kháng thuốc chloroquin ở Nha Trang và đến năm 1995 thì đã xác định kháng
chloroquin tại 100% vùng sốt rét ở các tỉnh phía Nam và lan rộng ra nhiều tỉnh
miền Bắc [10]. Ngoài ra, p. falciparum còn kháng mạnh với các thuốc như:
hỗn hợp sulfadoxin-pyrimethamin, primaquin, quinin. Với Artemisinin và dẫn
chất của nó người ta chưa thấy hiện tượng kháng thuốc. Tuy nhiên do những
nhược điểm về dược động học của chúng nên tỷ lệ tái phát sau điều trị cao.

Như vậy thuốc sốt rét đã có rất nhiều loại ứng dụng vào điều trị, song với tình
hình kháng thuốc của KST SR cộng thêm sự không thuận lợi về mặt dược
động học của artemisinin và dẫn chất của nó thì việc nghiên cứu để tìm ra một
thuốc điều trị sốt rét mới vừa tránh được kháng thuốc vừa có sinh khả dụng
cao vẫn là một yêu cầu cấp thiết. Và hướng bán tổng hợp ra các dẫn chất của
artemisinin có đặc điểm dược động học thuận lợi đang thu hút được sự chú ý
của nhiều nhà khoa học.
1.2. ARTEMISININ VÀ MỘT số DẪN CHẤT c ủ a a r te m is in in .
1.2.1. Artemisinin:
1.2.1.1. Nguồn gốc:
Artemisinin được phân lập vào năm 1972 từ cây Thanh cao hoa vàng
{Artemisia anua L. Họ cúc Asteraceae) bởi các nhà khoa học Trung Quốc.
Cấu trúc của nó được xác định bằng tia X năm 1979. Trong Y học cổ truyền
Trung Quốc, cây Thanh cao hoa vàng được sử dụng để điều trị cảm lạnh và
sốt. Hàm lượng artemisinin chiếm 0,01-0,5% khối lượng khô.
1.2.1.2. Cấu trúc hoá học của artemisinin:
Công thức phân tử: CigHjaOj.
CH3
P tl: 282,3.
Hình 1: Công thức cấu tạo của artemisinin.
Artemisinin là một sequisterpen lacton có cầu peroxyd nội phân tử. Cầu
nối này quyết định đến hoạt tính chống KST SR của artemisinin.
1.2.1.3, Tính chất của artemisinin:
Artemisinin là bột kết tinh trắng hoặc tinh thể hình kim không màu, không
mùi, vị hơi đắng. Không tan trong nước, rất tan trong dicloromethan (DCM),
dễ tan trong aceton và ethyl acetat, tan trong cloroform.
1.2.1.4. Artemisinin trong điều trị sốt rét:
* Tác duns:
Thuốc diệt thể phân liệt trong máu của KST SR, đặc biệt tốt với thể do
chủng p. falciparum gây ra, kể cả chủng đã kháng chloroquin; thuốc có tác

dụng trên giai đoạn vô tính của KST ở hồng cầu.
Artemisinin nhanh chóng làm sạch KST SR khỏi máu, loại trừ và cải thiện
các triệu chứng sốt rét nhanh hơn cloroquin. Thuốc có hiệu quả cao với bệnh
nhân mang KST SR đã kháng cloroquin. Artemisinin không có tác dụng đối
với giai đoạn phát triển ở gan của KST SR. Do vậy artemisinin không được
dùng làm thuốc dự phòng và chính điều này đã làm tăng nguy cơ kháng thuốc
của KST SR đối với artemisinin. Artemisinin được chứng minh là có tác dụng
diệt giao tử bào ở giai đoạn phát triển đầu của p. falciprum. Tác dụng này góp
phần vào cắt đứt sự lây truyền bệnh sốt rét.
Artemisinin được dùng để điều trị sốt rét não, sốt rét ác tính rất hiệu quả
với tỷ lệ khỏi là khoảng 90%, cao hơn tỷ lệ khỏi của chloroquin và quinin.
Thời gian phục hồi khỏi hôn mê sau 21 giờ. Thân nhiệt của bệnh nhân trở về
bình thường sau 72 giờ điều trị, thể vô tính của KST SR bị loại trừ trong vòng
120 giờ. Tuy nhiên tỷ lệ tái phát trong vòng một tháng của những bệnh nhân
điều trị bằng artemisinin tương đối cao (21%). Artemisinin là thuốc dùng an
toàn, ngay cả ở những bệnh nhân có biến chứng liên quan tới bệnh gan, tim,
thận hoặc mang thai [5].
* Chỉ đinh:
- Trong điều trị sốt rét thể nhẹ và trung bình, ở vùng p . falciparum kháng
nhẹ với chloroquin, artemisinin được dùng với liều như sau:
Viên artemisinin 0,25 g, ngày đầu uống 1,0 g, chia làm 2 lần; những ngày sau
uống 0,5 g trong 24 giờ. Uống 4-6 ngày, tuỳ theo sốt và KST cắt nhanh (sau
một ngày) hay chậm (sau 2-3 ngày). Tổng liều là 3-4 g.
Cũng có thể phối hợp như sau: artemisinin với tetracyclin (hoặc
doxycyclin), artemisinin với quinin, artemisinin với mefloquin.
- Trong điều trị sốt rét ác tính (phối hợp với quinin): ngày đầu uống Ig, 4
ngày sau mỗi ngày 0,5 g. Có thể hoà viên artemisinin vào nước và cho bệnh
nhân uống hoặc đổ qua xông mũi - dạ dày nếu họ không uống được [4].
* Nhươc điểm của artemisinin:
úhg dụng lâm sàng của artemisinin bị hạn chế do tính chất dược động học

không thuận lợi. Artemisinin không ổn định trong hệ dung môi nước, rất dễ bị
thuỷ phân vòng lacton trong dung môi phân cực. Thuốc có thời gian bán thải
ngắn (1-3 giờ) và thải trừ nhanh chóng ra ngoài cơ thể. Khi điều trị sốt rét
bằng artemisinin thì thấy rằng tỷ lệ tái phát nhanh và cao.
1.2.2. Một sô dẫn chất của artemisinin trong điều trị sốt rét:
Công thức cấu tạo một số dẫn chất của artemisinin:
QỈĨ3
H3C
CH3
Hình 2: Công thức cấu tạo một sô dẫn chất của artemisinin.
R= -H : Dihydroartemisinin (DHA).
R= -CH3 : Artemether.
R= -C2H5
: Arteether.
R= -CO-CH2-CH2-COONa : Artesunat.
R= -0 -CH2-QH4-C0 0 Na ; Artelinat.
* Artesunat:
Dẫn chất này tan được trong nước, hấp thu nhanh hơn artemisinin, ưu
điểm hơn artemisinin là có dạng thuốc tiêm nên sử dụng tốt trong điều trị sốt
rét ác tính. Tuy vậy, thời gian bán thải theo đường tĩnh mạch ngắn, khoảng 45
phút. Dùng liều cao thuốc có thể gây nhiễm độc tim.
* Artemether:
Là dẫn chất của artemisinin có thể hoà tan trong dầu lạc để bào chế dạng
tiêm bắp thịt. Thời gian bán thải cao hơn artemisinin (4-11 giờ). Tuy nhiên,
artemether lại độc hơn artemisinin và artesunat, có thể gây ngộ độc tim. Liều
cao với súc vật thí nghiệm artemether có thể gây độc thần kinh.
* Dỉhydroartemisinin (DHA):
Là một chất chuyển hoá của artemisinin có tác dụng mạnh hơn tất cả các
thuốc thuộc nhóm artemisinin, tác dụng phụ ít, có thể gặp mẩn đỏ ở da.
Nhìn chung các dẫn chất trên đều có thời gian bán thải ngắn nên quá trình

điều trị phải dùng thường xuyên trong thời gian dài, gây phiền phức cho bệnh
nhân, khó khăn trong việc tuân thủ phác đồ điều trị sốt rét một cách đầy đủ và
gây tăng nguy cơ kháng thuốc của KST SR. Với dẫn chất ether, quá trình
chuyển hoá của nó qua gan tạo ra hợp chất trung gian có độc tính với thần
kinh. Chẳng hạn như arteether, in vivo chuyển hóa thành DHA bởi Cytocrom
P450 thông qua phản ứng đề alkyl hoá. Sau đó DHA mở vòng bán acetal tạo ra
dẫn chất giống đường pyranose với nhóm hydroxyl tự do. Chất này được đào
thải dưới dạng liên hợp 12-glucuronid, đó là một chất gây độc với thần kinh.
Hình 3: Sơ đồ quá trình chuyển hoá của arteether [12].
Như vậy trong điều trị sốt rét vẫn cần những dẫn chất của artemisinin có
dược động học thuận lợi để cải thiện nhược điểm mà những dẫn chất trên gặp
phải.
Thực tế đã có rất nhiều thuốc có tác dụng kéo dài đang áp dụng trong điều
trị được tổng hợp dưới dạng những ester như: nandrolon decanoat, haloperidol
decanoat, testosteron decanoat, Aupenthixol decanoat Điều đó đã gợi mở
cho chúng tôi hướng thực hiện đề tài là: tổng hợp ra dẫn chất ester của DHA ở
vị trí C-12 bằng phản ứng acyl hoá.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỂU CHÊ ESTER THƯỜNG GẶP TỪ
NGUYÊN LIỆU CÓ NHÓM -OH ALGOL TRONG PHÂN TỬ:
Ester là hợp chất có công thức chung là:
' - ' C
o — R-
Có nhiều phương pháp khác nhau để điều chế ester như; phương pháp acyl
hoá, phương pháp alkyl hoá .Thông thường người ta hay dùng 4 phương pháp
sau đây để điều chế ester từ các nguyên liệu mang nhóm -OH alcol. Đó là:
* Alcol tác dụng vói acid:
RCOOH + R'OH ^ RCOOR' + H2O
Đây là phản ứng thuận nghịch cần có xúc tác là để cho hiệu suất cao
hơn. Phản ứng này không đi đến cùng, luôn có sự chuyển dịch cân bằng giữa
hai bên. Để tăng sự tạo thành sản phẩm người ta có thể cho dư một trong hai

thành phần tham gia phản ứng hoặc là acid hoặc là alcol. Ngoài ra một số cách
khác để tăng lượng sản phẩm tạo thành cũng được dùng như loại nước sinh ra
trong quá trình phản ứng, hoặc thu hồi ester. Phản ứng này được áp dụng
nhiều cho những trường hợp alcol bậc một và bậc hai.
* Alcol tác dụng với acyl halogenid:
Phương trình phản ứng:
o
R-
ĩ
— X + HO— R '
-
► R— C— OR’ + HX
Acyl halogenid là tác nhân acyl hoá mạnh, trong đó các acyl clorid rất
hay được dùng để acyl hoá alcol tạo thành ester. Trong phản ứng, acid
hydrohalogenic được tạo ra nên thường phải thêm các bazơ hữu cơ để hấp thụ
như: pyridin, triethylamin, diethylamin, quinolin
* Alcol tác dụng vói anhydrid acid:
Phương trình phản ứng:
(RC0)20 +R'0 H

►RCOOR' + RCOOH
Anhydrid acid là sản phẩm loại nước của hai phân tử acid carboxylic. Đây
là những tác nhân acyl hoá mạnh, khi tác dụng với alcol sẽ tạo ra hợp chất
ester và giải phóng một phân tử acid carboxylic. Anhydrid acid hay dùng nhất
là anhydrid acetic. Xúc tác cho phản ứng acyl hoá bởi các tác nhân này, người
ta cũng thường dùng các amin bậc ba có bản chất bazơ như: triethylamin,
pyridin
* Alcol tác dụng với acid đã hoạt hoá bằng DCC (dicydohexyl
carbodiimid) vói xúc tác DMAP (dimethyl amino pyridin):
Đây là phương pháp hay dùng khi các tác nhân acyl clorid hoặc anhydrid

acid không có sẵn hoặc khó điều chế.
Phưcfng trình phản ứng:
RCOOH + R'OH RCOOR' + H2O
DMAP
1.4. PHẢN ỨNG ACYL HOÁ:
Phản ứng acyl hoá là một phản ứng rất thông dụng để điều chế các ester.
Với các tác nhân acyl hoá mạnh, chúng tôi thấy rằng việc dựa vào phản ứng
acyl hoá để điều chế các ester của DHA sẽ có nhiều thuận lợi và phù hợp với
điều kiện tiến hành phản ứng tại phòng thí nghiệm. Vì vậy chúng tôi lựa chọn
phản ứng acyl hoá làm phương pháp tổng hợp hoá học để thực hiện các mục
tiêu đặt ra của đề tài. Dưới đây chúng tôi xin được trình bày những nét cơ bản
nhất về phản ứng acyl hoá.
1.4.1. Định nghĩa phản ứng acyl hoá:
Acyl hoá là quá trình thay thế nguyên tử H trong một hợp chất hữu cơ
bằng nhóm acyl (R-CO-). Trong trường hợp hợp chất hữu cơ là các alcol R’-
OH thì phương trình phản ứng tổng quát là:
ĩ
o
R— C— X + HO— R'
R-
-OR'
HX
1.4.2. Tác nhân acyl hoá và đặc điểm của chúng:
1.4.2.1. Tác nhân acyl hoá [1]:
Acyl là nhóm còn lại của các acid vô cơ có oxy, thường là acid carboxylic
đã loại đi nhóm -OH. Tác nhân acyl hoá có công thức chung là:
o
R-
-X
X

Tên tác nhân acyl
-OH
Acid carboxylic
-OR
Ester
-NHj
Amid
-OCOR
Anhydrid
-F, -C1
Acyl halogenid
Bảng 2: Các tác nhân acyl hoá thường gặp.
1.4.2.2. Đặc điểm của các tác nhân acyl hoá thường gặp:
* Các acid carboxvlic:
Các tác nhân loại này được dùng để acyl hoá các amin và alcol. Nó không
có khả năng acyl hoá phenol. Sản phẩm tạo ra là các amid hoặc ester. Các acid
hay được sử dụng là acid formic, acid acetic. Trong phản ứng acyl hoá alcol,
muốn nâng cao hiệu suất cẩn loại nước khỏi phản ứng bởi đây là phản ứng
thuận nghịch tạo ra sản phẩm là nước. Acyl hoá dùng tác nhân acid thường
được tiến hành ở nhiệt độ cao khoảng 200 vì những tác nhân này là những
tác nhân tương đối yếu.
* Các ester:
Đây không phải là những tác nhân acyl hoá mạnh nhưng được sử dụng
trong một số phản ứng 0-, N-, C- acyl hoá. Tuy nhiên, trong công nghiệp
người ta ít dùng ester để làm tác nhân N- acyl hoá. Trừ trường hợp điều chế
formamid và dimethyl formamid vì acid formic không thể tạo ra các anhydrid
hoặc cloroacid tương ứng.
NH3 +HCOOCH3

► HCONH2 + CH3OH

* Các amid:
Chúng đều là những tác nhân acyl hoá yếu nên phạm vi sử dụng không
được rộng rãi. Hai tác nhân hay được sử dụng là formamid (HCONHj) và
carbamid (H2NCONH2).
Carbamid được dùng để acyl hoá alcol tạo thành uretan:
C2H5OH +H2NCONH2.HNO3

► C2H5OCONH2 +NH4NO3
* Các anhydrỉd acid:
Anhydrid acid là những tác nhân acyl hoá mạnh, có thể acyl hoá được
amin, alcol, và phenol không tạo ra nước trong quá trình phản ứng. Chất hay
được sử dụng nhất là anhydrid acetic. Nhìn chung anhydrid acetic chậm thuỷ
phân trong nước nên có thể acyl hoá trong môi trường nước và trong môi
trường kiềm.
Xúc tác cho phản ứng acyl hoá bởi các tác nhân này cũng thường là các
amin bậc ba (triethyl amin, pyridin, 4-dimethyl amino pyridin).
* Các acvl haloeenid:
Đây là tác nhân acyl hoá rất mạnh. Acyl halogenid thường là những chất
lỏng, dễ bị phân huỷ trong nước. Trong quá trình phản ứng acyl hoá với các
alcol hoặc amid, acid hydrohalogenic (HX) được sinh ra nên người ta thường
dùng các bazơ hữu cơ để làm chất hấp phụ như: pyridin, triethyl amin,
quinolin, diethyl anilin
Trong acyl halogenid thì acyl clorid hay được sử dụng nhất. Acyl clorid
không tan trong nước nhưng khi rót vào nước thì đầu tiên chìm xuống và sau
đó phản ứng mạnh với nước. Với các acyl clorid chậm bị thuỷ phân bởi nước
(clorid acid của acid thơm) thì có thể acyl hoá trong dung dịch kiềm 10-2 0 %
hoặc carbonat kiềm.
* Xeten:
Xeten có công thức chung là: CHị^CO. Đây là tác nhân acyl hoá mạnh
nhất và được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Nó được sử dụng để acyl hoá -

OH alcol, -NH của amid, -OH của acid. Là tác nhân acetyl hoá chọn lọc
nhóm -NH amin vì ở nhiệt độ thường nó phản ứng mạnh với -NH của amin mà
không phản ứng với -OH alcol.
1.4.3. ứng dụng của phản ứng acyl hoá:
- Tạo ra những hợp chất có tính chất mới. Ví dụ như khi acyl hoá anilin thu
được acetalnilid là thuốc hạ nhiệt ít độc hơn anilin nhiều lần. Ure khi acyl hoá
với các dẫn chất của acid malonic tạo thành nhiều loại thuốc ngủ và chống
động kinh nhóm barbituric
- Tạo nhóm bảo vệ cho quá trình tổng hợp hoá học. Ví dụ: trong tổng hợp
các sulfamid, trước khi làm phản ứng sulíocloro hoá anilin, người ta phải bảo
vệ nhóm amin bằng phản ứng acetyl hoá.
- Tạo hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp hoá học. Ví dụ: amid
của homoveratrilamin với các acid carboxylic khác nhau là trung gian để tổng
hợp nhân isoquinolin trong tổng hợp các thuốc papaverin, emetin.
1.5. ỨNG DỤNG PHẢN ÚNG ACYL HOÁ ĐỂ BÁN TổNG HỢP CÁC
DẪN CHẤT ARTEMISININ TỪDHA:
Nguyên liệu để thực hiện các phản ứng bán tổng hợp là dihydroartemisinin
(DHA) và các tác nhân acyl hoá như: acyl clorid và anhydrid acetic. DHA có
công thức cấu tạo như sau:
Công thức cấu tạo trên cho thấy rằng DHA có một nhóm -OH alcol nên
theo lý thuyết về phản ứng acyl hoá thì DHA có thể được ester hoá bằng các
tác nhân thích hợp. Việc ester hoá DHA bằng các acyl clorid và anhydrid
acetic có thể được tiến hành dễ dàng bởi các tác nhân acyl hoá trên đều rất
mạnh. Vì vậy chúng tôi lựa chọn phản ứng acyl hoá DHA để điều chế các dẫn
chất của artemisinin (ester của DHA).
Tác nhân acyl hoá dùng để thực hiện đề tài này bao gồm:
Anhydrid acetic
C4H6O3
Hexanoyl clorid
QH„C10

Octanoyl clorid
CgHisClO
Nonanoyl clorid
C9H17CIO
Decanoyl clorid
CjgHjgClO
Lauroyl clorid
C12H23CIO
Phương trình phản ứng chung cho quá trình tổng hợp là:
(CH3C0)20
hoặc
Ch
ọ
- c -
-R
DHA
Các tác nhân acyl hoá được lựa chọn ở trên đều không bền trong môi
trường nước. Khi gặp nước chúng phân huỷ thành các acid carboxylic. Các
acid carboxylic này là tác nhân acyl hoá yếu nên không thể acyl hoá được -
OH của DHA. Điều đó sẽ làm giảm hiệu suất của phản ứng tổng hợp. Quá
trình phân huỷ các tác nhân acyl hoá khi có sự xuất hiện của nước diễn ra theo
phản ứng dưới đây với X là cr hoặc -OOC-CH3:
ĩ
R — c — X + H2O
R — COOH + HX
Do vậy để tránh ảnh hưởng của nước tới phản ứng thì cần tránh ẩm cho tác
nhân acyl hoá (acyl clorid, anhydrid acetic) và nguyên liệu DHA, đồng thời
phải làm khan các dung môi phản ứng, sấy khô dụng cụ phản ứng.
Phản ứng tạo ra HX là một acid nên trong phản ứng phải dùng một bazơ để
hấp thụ HX. ở đây chúng tôi dùng pyridin - một dị vòng chứa nitơ. Pyridin sẽ

hấp thụ HX tạo ra theo phản ứng sau:
H
HX
Sản phẩm hấp thụ tan trong nước nên có thể tách loại nó bằng pha nước.
Pyridin là chất hút ẩm mạnh nên trong quá trình bảo quản cần tránh để tiếp
xúc với ẩm, gây ảnh hưởng đến quá trình xúc tác và hiệu suất phản ứng .
Phần 2: NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN LIỆU, DUNG MÔI HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ NGHIÊN
CỨU:
2.1.1. Nguyên liệu:
- Dihydroartemisinin tinh khiết cung cấp bởi công ty Dược liệu Trung
ương I.
- Anhydrid acetic, hexanoyl clorid, octanoyl clorid, nonanoyl clorid,
decanoyl clorid, lauroyl clorid được nhập từ công ty Sigma - Aldrich (Mỹ).
2.1.2. Dung môi hoá chất:
- Dicloromethan, aceton, n-hexan, ethanol, pyridin, dung dịch acid
hydrocloric 10%, dung dịch acid sulfuric 10%, dung dịch natri hydrocarbonat
bão hoà, dung dịch nước muối bão hoà,
- Silica gel 70-230 mesh dùng cho sắc ký cột.
- Hạt molecular sieve 0,3 nm cung cấp bởi công ty Metrohm, Ltd. Thuỵ Sĩ.
- Natri sulfat khan.
2.1.3. Dụng cụ, thiết bị:
- Cân kỹ thuật, cân phân tích (Precisa).
- Máy khuấy từ (IKA).
- Thiết bị cất quay (Bucchi R-200, B-490).
- Tủ sấy Binder.
- Bình phản ứng hình cầu, cốc có mỏ, bình gạn, micropipet 5 ml và 0,1 ml,
bình hút ẩm.
- Bản mỏng sắc ký silica gel GF254.

- Máy đo phổ ư v Lambada EZ210 Spectrophotometer.
- Máy đo phổ hồng ngoại (Perkin Elmer).
- Máy đo khối phổ LC-MSD-Trap-SL.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:
- Tổng hợp các dẫn chất ester của DHA với các acid no mạch thẳng.
- Xác định cấu trúc của các dẫn chất đã tổng hợp.
- Thử hoạt tính diệt KST SR trên chủng p. falciparum.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Sử dụng phương pháp tổng hợp hoá học để tổng hợp ra sản phẩm dự kiến
trên nguyên tắc của phản ứng acyl hoá.
- Theo dõi phản ứng bằng sắc ký lófp mỏng (SKLM), phát hiện vết chất
trên bản mỏng bằng cách nhúng trong dung dịch H2SO4 10% rồi đốt ở 105 °C;
đánh giá sơ bộ hiệu suất phản ứng thông qua so sánh độ đậm của vết sản phẩm
và vết chất tham gia phản ứng.
- Dùng kỹ thuật chiết tách để loại dần các tạp trong hỗn hợp sau phản ứng.
- Tinh chế sản phẩm bằng sắc ký cột silica gel với hệ dung môi thích hợp.
- Xác định cấu trúc của chất tổng hợp được dựa trên dữ liệu phân tích phổ
uv, IR, MS, ‘H-NMR.
- Thử tác dụng diệt KST SR in vitro với chủng p. falciparum của các dẫn
chất tổng hợp được bằng phương pháp của Desjardins và cộng sự [16].
4ol U I í V
Phần 3: THựC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
3.1. TỔNG HỢP HOÁ HỌC:
Để tổng hợp dẫn chất I chúng tôi sử dụng anhydrid acetic (một nguyên
liệu sẵn có trong phòng thí nghiệm), còn với các chất II-VI chúng tôi sử dụng
tác nhân acyl hoá là các acyl clorid. Dưới đây là cách tiến hành các phản ứng
acyl hóa để điều chế dẫn chất I-VI (ester của DHA):
3.1.1. Tổng hợp 12P-acetyI dỉhydroartemisinin (I):
* Sơ đồ phản ứns:
9 H3

9H3
-CH3
DHA
I
* Duns cu:
Bình cầu 50 ml, máy khuấy từ, bình gạn, micropipet, cột chạy sắc ký, bình
chạy sắc ký lớp mỏng, máy cất quay chân không.
* Tiến hành:
Cân 0,57 g DHA (2 mmol) cho và bình phản ứng hình cầu. Thêm 10 ml
dung môi DCM đã được làm khan, khuấy từ cho tan hết DHA. Thêm 0,3 ml
pyridin. Nhỏ từ từ vào bình phản ứng 0,8 ml anhydrid acetic (4mmol) rồi lắp
sinh hàn hồi lưu, gia nhiệt ở máy khuấy từ khoảng 40 °c trong 30 phút rồi hạ
nhiệt độ bằng nước đá trong khoảng 2 giờ 30 phút. Sau đó lại gia nhiệt một lần
nữa trong thời gian là 15 phút rồi để trở lại nhiệt độ phòng để chiết.