Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của alphitonin, maesopsin và một số dẫn xuất của chúng

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

DIỆP THỊ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA ALPHITONIN,
MAESOPSIN VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA CHÚNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

HÀ NỘI – 2015


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………

DIỆP THỊ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
ALPHITONIN, MAESOPSIN VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT
CỦA CHÚNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 62.44.01.14

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. NGUYỄN QUỐC VƯỢNG
2. PGS. TS. TRỊNH THỊ THỦY

HÀ NỘI - 2015


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi
dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Quốc Vượng và
PGS.TS. Trịnh Thị Thủy. Các số liệu và kết quả được nêu trong
luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.

Tác giả luận án

NCS. Diệp Thị Lan Phương


ii

LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam. Kinh phí thực hiện từ đề tài thuộc Quỹ Nafosted, Mã
số đề tài 104.01-010.10 (34- Hóa). Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận
được nhiều sự giúp đỡ quý báu của thầy cô, các nhà khoa học cũng như đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình.

Trước hết, tôi xin trân trọng cảm ơn nhóm nghiên cứu của GS. Trần Văn Sung
đã phát hiện, mở hướng nghiên cứu cho luận án này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất, sự cảm phục và kính trọng nhất đến
TS. Nguyễn Quốc Vượng và PGS. TS. Trịnh Thị Thủy – những người thầy đã tận tâm
hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi
trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, hội đồng khoa học, phòng Quản lý
tổng hợp Viện Hóa sinh biển; Ban lãnh đạo, phòng Đào tạo và Nghiên cứu khoa
học Học viện Khoa học và công nghệ; tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Hóa học,
Phòng Tổ chức Cán bộ và Ban Giám hiệu Trường Đại học Quy Nhơn đã tạo điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ phòng Công nghệ Hóa dược đã nhiệt
tình giúp đỡ, động viên tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực nghiệm để
hoàn thiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến toàn thể gia
đình, bạn bè và những người thân, đặc biệt là chồng và hai con gái yêu quý đã luôn
quan tâm, khích lệ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận án

Diệp Thị Lan Phương


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii

MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN ÁN ........................ vii
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................x
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... xi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Các hợp chất flavonoid ....................................................................................3
1.1.1. Hợp chất flavonoid ......................................................................................3
1.1.2. Flavonoid glycoside ....................................................................................5
1.2. Hoạt tính sinh học của aurone và auronol ........................................................6
1.2.1. Aurone trong hóa học trị liệu ung thư .........................................................6
1.2.1.1. Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp ..6
1.2.1.2. Sự ức chế của Cyclin-Dependent Kinases (CDK) .............................8
1.2.1.3. Tương tác của các aurone với thụ thể adenosine ...............................9
1.2.1.4. Aurone chống ung thư thông qua sự phân chia DNA......................10
1.2.1.5. Aurone ức chế hình thành mạch máu khối u ...................................11
1.2.1.6. Aurone như những tác nhân chống oxi hóa .....................................12
1.2.2. Aurone và auronol kháng kí sinh trùng.....................................................13
1.2.3. Aurone và auronol như tác nhân kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm .14
1.2.4. Aurone như tác nhân chống virus .............................................................16
1.2.5. Aurone trong điều trị bệnh về da ..............................................................17
1.2.6. Aurone trong điều trị bệnh tiểu đường ......................................................18
1.2.7. Hệ miễn dịch và ảnh hưởng của thực vật đối với hệ miễn dịch ................18
1.3. Tổng hợp aurone ............................................................................................19
1.3.1. Giới thiệu aurone.......................................................................................19


iv

1.3.2. Cơ sở phương pháp tổng hợp aurone ........................................................20

1.3.2.1. Phản ứng Houben - Hoesch .............................................................20
1.3.2.2. Phản ứng theo Friedel - Crafts .........................................................21
1.3.2.3. Phản ứng ngưng tụ Claisen - Schmidt .............................................21
1.3.3. Tổng hợp aurone từ benzofuranone ..........................................................22
1.3.3.1. Tổng hợp tiền chất benzofuranone ..................................................22
1.3.3.2. Các phương pháp tổng hợp aurone từ benzofuranone .....................25
1.3.4. Tổng hợp aurone từ chalcone ....................................................................30
1.3.4.1. Tổng hợp tiền chất chalcone ............................................................30
1.3.4.2. Các phương pháp tổng hợp aurone từ chalcone ..............................32
1.4. Tổng hợp auronol ...........................................................................................33
1.4.1. Phương pháp tổng hợp auronol theo I.G. Sweeny ....................................33
1.4.2. Phương pháp tổng hợp auronol theo Kiehlmann and Li ...........................34
1.4.3. Phương pháp tổng hợp auronol theo Reik Löser ......................................34
1.4.4. Phương pháp tổng hợp auronol theo Srikrishna và Mathews ...................35
1.4.5. Phương pháp bán tổng hợp auronol theo GS. Trần Văn Sung .................35
1.5. Các phương pháp tổng hợp glycoside ............................................................36
1.5.1. Giới thiệu chung về glycoside ..................................................................36
1.5.2. Một số phương pháp tổng hợp O-glucoside .............................................37
1.5.2.1. Phản ứng Michael ............................................................................37
1.5.2.2. Phản ứng Fischer..............................................................................37
1.5.2.3. Phản ứng Koenigs-Knorr .................................................................38
1.6. Hợp chất chứa nitrile trong hóa dược và phương pháp tổng hợp dẫn xuất
nitrile .....................................................................................................................39
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...41
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................41
2.2. Mục tiêu .........................................................................................................41
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................41
2.3.1. Phương pháp phân lập các hợp chất..........................................................41

v

2.3.2. Phương pháp tổng hợp và tinh chế sản phẩm ...........................................42
2.3.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học ...................................................43
2.3.4. Khảo sát hoạt tính ức chế miễn dịch và hoạt tính độc tế bào của các chất
tổng hợp được .....................................................................................................43
2.3.4.1. Hoạt tính kích thích tế bào lympo ....................................................43
2.3.4.2. Hoạt tính độc tế bào .........................................................................44
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ................................................................................46
3.1. Phân lập và tổng hợp các auronol và auronol glucoside ................................46
3.1.1. Phân lập các auronol glucoside từ lá cây Chay Bắc Bộ (A. tonkinensis) và
điều chế maesopsin .............................................................................................46
3.1.1.1. Phân lập maesopsin 4-O-β-D-glucopyranoside (TAT2); alphitonin4-O-β-D-glucopyranoside (TAT6) ...............................................................46
3.1.1.2. Điều chế maesopsin .........................................................................48
3.1.2. Bán tổng hợp alphitonin ............................................................................49
3.1.2.1. Phân lập astilbin từ rễ Thổ phục linh (Smilax glabra Wall ex Roxb.)
.......................................................................................................................50
3.1.2.2. Thủy phân astilbin điều chế taxifolin ..............................................52
3.1.2.3. Phản ứng đồng phân hóa taxifolin tổng hợp alphitonin ...................53
3.1.3. Tổng hợp toàn phần các auronol alphitonin và maesopsin .......................54
3.1.3.1. Tổng hợp các aurone ........................................................................56
3.1.3.2. Tổng hợp auronol từ aurone.............................................................61
3.1.4. Tổng hợp auronol glucoside alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125)65
3.1.5. Tổng hợp các dẫn xuất nitrile của auronol maesopsin, alphitonin và
maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside .................................................................67
3.1.5.1. Tổng hợp các auronol mang một nhóm thế nitrile (chất 126 và 127)
.......................................................................................................................68
3.1.5.2. Tổng hợp các auronol mang hai nhóm thế nitrile (chất 128 và 129)
.......................................................................................................................69
3.1.5.3. Tổng hợp auronol glucoside mang 1 nhóm thế nitrile (chất 130) ...71

vi

3.2. Khảo sát hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được ...............................71
3.2.1. Hoạt tính kích thích lympho bào ...............................................................71
3.2.2. Hoạt tính độc tế bào ..................................................................................73
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................75
4.1. Phân lập và tổng hợp các auronol và auronol glucoside ................................75
4.1.1. Hai hợp chất auronol glucoside maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside
(116) và alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) .........................................75
4.1.1.1. Điều chế auronol maesopsin (98) ....................................................83
4.1.2. Bán tổng hợp auronol alphitonin (82) .......................................................86
4.1.2.1. Kết quả khảo sát hàm lượng astilbin trong rễ thổ phục linh ............86
4.1.2.2. Quy trình phân lập astilbin từ rễ Thổ phục linh ...............................87
4.1.2.3. Điều chế taxifolin từ astilbin............................................................89
4.1.2.4. Phản ứng đồng phân hóa taxifolin tổng hợp alphitonin ...................91
4.1.3. Nghiên cứu phương pháp tổng hợp toàn phần của các auronol ................97
4.1.3.1. Nghiên cứu phương pháp tổng hợp các aurone ...............................97
4.1.3.2. Nghiên cứu tổng hợp các auronol từ aurone ..................................112
4.1.4. Tổng hợp auronol glucoside alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside .......126
4.1.5. Tổng hợp một số dẫn xuất nitrile của auronol 82 và 98 .........................131
4.1.6. Tổng hợp dẫn xuất nitrile của auronol glucoside 116 .............................144
4.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất tổng hợp được ....................................148
4.2.1. Hoạt tính kích thích tế bào lympho .........................................................150
4.2.2. Hoạt tính độc tế bào ................................................................................151
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................154
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ..................156
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................157

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN ÁN
Viết tắt

Viết đầy đủ

ABCG2

ATP binding cassette sub-family G member 2

Ac

Nhóm acetyl

AIDS

Acquired immunodeficiency syndrome

Ag-TAT2

Maesopsin

Ag-TAT6

Alphitonin

ATP

Adenosin triphosphat

Bn

Nhóm benzyl

n-Bu

Nhóm n-butyl

t-Bu

Nhóm tert-butyl

CC

Column chromatography (Sắc ký cột)

CDK

Cyclin-dependent kinases

CL

Cutaneous leishmaniasis

COSY

Correlated Spectroscopy

m-CPBA

m-Chloroperbenzoic acid

DCM

Diclometan

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer (phổ DEPT)

DME

Dimethoxyethane

DMF

N,N-Dimethylformamit

DNA

Deoxyribonucleic acid

DPPH

1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl

EC50

Effective concentration 50% (nồng độ có hiệu quả 50%)

ESI-MS

Electrospray Ionization Mass Spectrometry
(Phổ khối lượng phun mù điện tử )

Et

Nhóm ethyl

FDA

Food and Drug Administration
(Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ)


viii

HCV

Hepatitis C virus (virus viêm gan C)

Hep G2

Human hepatocellular carcinoma cell line (dòng tế bào ung thư gan)

HIV

Human immunodeficiency virus

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Correlation

HPLC

High Performance Liquid Chromatography

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Coherence

IC50

Imhibitory Concentration 50% (nồng độ ức chế 50%)

IR

Infrared spectroscopy (phổ hồng ngoại)

K562

Chronic myelogenous leukemic cell line (dòng tế bào ung thư máu
cấp)

KB

Human epidemoid carcinoma cell line (dòng tế bào ung thư biểu mô)

LDA

Lithium diisopropylamide

LPS

Lipopolysaccharide

LU

Lung carcinoma cell lines (dòng tế bào ung thư phổi)

MCF-7

Human breast adenocarcinoma cell line (dòng tế bào ung thư vú)

MDR

Multiple drug resistance

Me

Nhóm methyl

MEM

methoxyethoxymethyl

MIC

Minimal inhibitory concentration (nồng độ ức chế tối thiểu)

MOMCl

Methylchloromethyl ether

NBD2

Nucleotide binding domain 2

NMR

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

Pgp

P-glycoprotein

PGE2

Prostaglandin E2

Ph

Nhóm phenyl

PPA

Polyphosphoric axit

PTT

Tribromide trimethylphenylammonium

RNA

Ribonucleic acid


ix

TAT2

Maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside

TAT6

Alphitonin-4-O- β-D- glucopyranoside

TBAF

Tetra n-butylammonium fluoride

TBATB

n-tetrabutylammonium tribromide

TBDMS

tert-butyldimethylsilyl

TLC

Thin layer chromatography (Sắc ký lớp mỏng)

THF

Tetrahydrofuran

TMS

Trimethylsilan

TPL

Thổ phục linh

TTN

Thallium (III)nitrate

VL

Visceral leishmaniasis

s
d
t
q

Singlet
Doublet
Triplet
Quartet

m

Multiplet

br
dd
dm
ppm

Broad
Doublet of doublets
Doublet of multiplets
Parts per million


x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Ái lực liên kết với NBD2 của Pgp của dẫn xuất aurone .............................8
Bảng 1.2. Sự ức chế Cyclin-dependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone
mimic và flavopiridol ..................................................................................................9
Bảng 1.3. Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM).......10
Bảng 1.4. Sự phân cắt DNA và độc tế bào của các hợp chất ....................................10

Bảng 1.5. Khả năng ức chế thình thành mạch của một số dẫn xuất aurone .............12
Bảng 1.6. Khả năng ức chế virus cúm của một số aurone ........................................16
Bảng 1.7. Khả năng ức chế virus viêm gan C của các aurone ..................................17
Bảng 4.1. Số liệu phổ 1H-NMR của maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside (116) và
alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) ..............................................................81
Bảng 4.2. Số liệu phổ 13C-NMR của maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside (116) và
alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) ..............................................................82
Bảng 4.3. Kết quả khảo sát hàm lượng astilbin trong rễ Thổ phục linh tại 8 tỉnh
miền Bắc ....................................................................................................................87
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ............................................................................93
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của dung môi .........................................................................93
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của thời gian ..........................................................................93
Bảng 4.7. Khảo sát độ ổn định của phản ứng............................................................94
Bảng 4.8. Khảo sát các xúc tác dùng cho phản ứng glucosylation alphitonin ........127
Bảng 4.9. Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp
dẫn xuất nitrile một nhóm thế của hai auronol 82 và 98 .........................................133
Bảng 4.10. Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp
dẫn xuất nitrile hai nhóm thế của hai auronol 82 và 98 ..........................................139
Bảng 4.11. Danh sách ký hiệu, tên và cấu tạo hóa học của các mẫu thử ................149
Bảng 4.12. Hoạt tính kích thích tế bào lympho của các mẫu thử ...........................151
Bảng 4.13. Hoạt tính độc tế bào của các mẫu thử trên tế bào thường NIH/3T3 và 4
dòng tế bào ung thư MCF7, LU-1, KB, HepG2 ....................................................152


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Khung cơ bản của flavonoid .......................................................................3
Hình 1.2. Khung cơ bản của chalcone ........................................................................3

Hình 1.3. Cấu trúc chung của flavonoid .....................................................................3
Hình 1.4. Khung của Aurone ......................................................................................4
Hình 1.5. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid ...............4
Hình 1.6. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid ....................4
Hình 1.7. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid ...................4
Hình 1.8. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid ...............5
Hình 1.9. Các loại đường phổ biến và khung chung của flavonoid glycoside ...........6
Hình 1.10. Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp) .....................7
Hình 1.11. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của các aurone và acid ascorbic .............13
Hình 1.12. Một số aurone và auronol tác dụng ức chế kí sinh trùng ........................14
Hình 1.13. Các aurone có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm .................................15
Hình 1.14. Các aurone và auronol có khả năng chống viêm ....................................16
Hình 1.15. Hai đồng phân cấu hình (Z), (E) của aurone ...........................................20
Hình 1.16. Sơ đồ chung tổng hợp aurone .................................................................20
Hình 1.17. Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Houben - Hoesch ..............21
Hình 1.18. Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Friedel - Crafts ..................21
Hình 1.19. Sơ đồ tổng hợp chalcone theo phương pháp Claisen - Schmidt .............22
Hình 1.20. Sơ đồ tổng hợp 5b theo Min Zhang ........................................................22
Hình 1.21. Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 17a và 17b ................................................22
Hình 1.22. Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 18, 19, 20 là sản phẩm O-alkyl hóa 5b.....23
Hình 1.23. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 23 theo Hamid Nadri ......................................23
Hình 1.24. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 28 theo Walter M.B. .......................................24
Hình 1.25. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 31 và 34 ..........................................................24
Hình 1.26. Các con đường tổng hợp aurone qua ngưng tụ giữa benzofuranone và
benzaldehyde .............................................................................................................25


xii

Hình 1.27. Sơ đồ tổng hợp một số hydroxyaurone theo Sabrina Okombi ................26

Hình 1.28. Sơ đồ tổng hợp 6,7-dihydroxyaurone theo S. Venkateswarlu ................26
Hình 1.29. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất dimethoxyaurone theo C. Beney.....................27
Hình 1.30. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất trimethoxyaurone theo Nicholas J. Lawrence 28
Hình 1.31. Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo David Bolek .........................................28
Hình 1.32. Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Zhao X. ................................................29
Hình 1.33. Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Jun Nishida...........................................29
Hình 1.34. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất aurone theo Hai Chen ...............................30
Hình 1.35. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất aurone theo Suresh Kumar .......................30
Hình 1.36. Cơ chế tổng hợp chalcone theo phương pháp thông thường ..................30
Hình 1.37. Dạng anion delocalized của hợp phần benzaldehyde .............................31
Hình 1.38. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất chalcone thế 4-hydroxy theo M.R.Jayapal .....31
Hình 1.39. Sơ đồ tổng hợp chalcone 71 theo Xiaoming Zeng ..................................31
Hình 1.40. Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Anastasia Detsi ....................................32
Hình 1.41. Sơ đồ tổng hợp aurone từ chalcone sử dụng TTN/ MeOH .....................32
Hình 1.42. Sơ đồ tổng hợp aurone theo Gopal Bose.................................................33
Hình 1.43. Sơ đồ tổng hợp auronol của I. G. Sweeny ..............................................34
Hình 1.44. Sơ đồ tổng hợp auronol của Kiehlmann and Li ......................................34
Hình 1.45. Sơ đồ tổng hợp auronol của Reik Löser ..................................................35
Hình 1.46. Sơ đồ tổng hợp auronol theo Srikrishna và Mathews .............................35
Hình 1.47. Sơ đồ bán tổng hợp auronol theo GS. Trần Văn sung ............................36
Hình 1.48. α-D-glucopyranose (C1) và α-L-glucopyranose (1C) .............................37
Hình 1.49. Khung của glycoside ...............................................................................37
Hình 1.50. Sơ đồ phản ứng tổng hợp O-glycoside theo Michael..............................37
Hình 1.51. Sơ đồ phản ứng tổng hợp O-glycoside theo Fischer ...............................38
Hình 1.52. Sơ đồ phản ứng tổng hợp O-glycoside theo Koenigs - Knorr ................38
Hình 1.53. Cơ chế đề xuất tổng hợp 1,2-trans glycoside theo Koenigs - Knorr .......39
Hình 1.54. Cơ chế tổng hợp 1,2-cis glycoside theo Jin - Hwan Kim .......................39
Hình 1.55. Khả năng tạo liên kết hydro của nitrile ...................................................40

xiii

Hình 1.56. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Kolbe .....................................................40
Hình 1.57. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Van Leusen ............................................40
Hình 1.58. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Williamson ether ...................................41
Hình 3.1. Sơ đồ phân lập TAT2, TAT6 quy mô 10 kg/mẻ từ lá cây Chay Bắc bộ ..46
Hình 3.2. Sơ đồ điều chế maesopsin (98) ................................................................48
Hình 3.3. Sơ đồ tổng quát bán tổng hợp alphitonin (82) ..........................................50
Hình 3.4. Sơ đồ phân lập astilbin quy mô 10 kg TPL/mẻ .........................................51
Hình 3.5. Phản ứng thủy phân astilbin (94) điều chế taxifolin (81) .........................52
Hình 3.6. Sơ đồ bán tổng hợp alphitonin (82) từ taxifolin (81) ................................53
Hình 3.7. Sơ đồ tổng hợp toàn phần auronol ............................................................55
Hình 3.8. Sơ đồ tổng hợp alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) ....................66
Hình 3.9. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất nitrile của chất 82 và 98 .............................68
Hình 3.10. Tổng hợp dẫn xuất nitrile của chất 116 ...................................................68
Hình 4.1. Phổ 1H-NMR của chất 116 (DMSO- d6) ...................................................77
Hình 4.2. Phổ 13C-NMR của chất 116 (DMSO- d6)..................................................78
Hình 4.3. Phổ 1H-NMR của chất 125 (CD3OD) .......................................................79
Hình 4.4. Phổ 13C-NMR của chất 125 (CD3OD) ......................................................80
Hình 4.5. Sắc ký đồ HPLC của hỗn hợp 2 chất 116/125 ......................................83
Hình 4.6. Sắc ký đồ HPLC của chất 125..................................................................83
Hình 4.7. Phổ 1H-NMR của chất 98 (CD3OD) .........................................................85
Hình 4.8. Phổ 13C-NMR của chất 98 (CD3OD) .......................................................85
Hình 4.9. Sơ đồ tổng quát bán tổng hợp alphitonin ..................................................86
Hình 4.10. Phổ 1H-NMR giãn của chất 81 (CD3OD) ...............................................90
Hình 4.11. Phổ 13C-NMR của chất 81 (CD3OD) .....................................................91
Hình 4.12. Sơ đồ phản ứng đồng phân hóa taxifolin tổng hợp alphitonin ................91
Hình 4.13. Sơ đồ cơ chế phản ứng đồng phân hóa taxifolin .....................................92
Hình 4.14. Phổ ESI-MS của chất 82 .........................................................................95
Hình 4.15. Phổ 1H-NMR của chất 82 (acetone- d6) ..................................................95

Hình 4.16. Phổ 13C-NMR của chất 82 (acetone- d6) .................................................96


xiv

Hình 4.17. Phổ HMBC của chất 82 (acetone- d6) .....................................................97
Hình 4.18. Sơ đồ tổng hợp của các aurone ...............................................................98
Hình 4.19. Sơ đồ cơ chế hình thành muối 3 ..............................................................99
Hình 4.20. Sơ đồ phản ứng thủy phân muối 3 và đóng vòng benzofuranone.........100
Hình 4.21. Phổ 1H-NMR của chất 5b (DMSO- d6) ................................................101
Hình 4.22. Phổ 13C-NMR của chất 5b (DMSO- d6) ...............................................101
Hình 4.23. Phổ 1H-NMR của chất 18 (DMSO- d6) .................................................103
Hình 4.24. Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo aurone với xúc tác base .......................104
Hình 4.25. Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo aurone với xúc tác acid ........................104
Hình 4.26. Phổ 1H-NMR của chất 56 (DMSO- d6) .................................................106
Hình 4.27. Phổ 13C-NMR của chất 56 (DMSO- d6)................................................107
Hình 4.28. Phổ 13C-NMR của chất 117 (DMSO- d6)..............................................108
Hình 4.29. Phổ 1H-NMR của chất 55 (DMSO- d6) .................................................110
Hình 4.30. Phổ 1H-NMR của chất 90 (CDCl3) .......................................................111
Hình 4.31. Phổ 1H-NMR giãn của chất 118 (DMSO- d6) .......................................113
Hình 4.32. Phổ 13C-NMR của chất 119 (DMSO- d6)..............................................114
Hình 4.33. Phổ 13C-NMR của chất 120 (DMSO- d6)..............................................116
Hình 4.34. Phổ 13C-NMR của chất 91 (CDCl3) ......................................................117
Hình 4.35. Sơ đồ tổng hợp auronol từ dihydroaurone ............................................118
Hình 4.36. Sơ đồ cơ chế hình thành chất 121 và 92 ...............................................118
Hình 4.37. Phổ 1H-NMR của chất 121 (CDCl3) .....................................................119
Hình 4.38. Phổ DEPT của chất 121 (CDCl3) ..........................................................120
Hình 4.39. Phổ 13C-NMR của chất 92 (CDCl3) ......................................................122
Hình 4.40. Sơ đồ cơ chế phản ứng oxi hóa trimethylsilyl enol ether......................122
Hình 4.41. Phổ 13C-NMR của chất 122 (CDCl3) ....................................................124

Hình 4.42. Phổ 13C-NMR của chất 93 (CDCl3) ......................................................125
Hình 4.43. Sơ đồ cơ chế phản ứng glucosyl hóa alphitonin ...................................126
Hình 4.44. Phổ 1H-NMR của chất 124 (CD3OD) ...................................................128
Hình 4.45. Phổ HMBC của chất 124 (CD3OD) ......................................................129


xv

Hình 4.46. Sơ đồ cơ chế phản ứng deacetyl hóa .....................................................130
Hình 4.47. Sơ đồ chung điều chế dẫn xuất nitrile của hai auronol 82 và 98 ..........131
Hình 4.48. Phổ ESI-MS của chất 126 .....................................................................134
Hình 4.49. Phổ 1H-NMR của chất 126 (DMSO- d6) ...............................................135
Hình 4.50. Phổ 13C-NMR của chất 126 (DMSO- d6)..............................................136
Hình 4.51. Phổ HMBC của chất 126 (DMSO- d6)..................................................136
Hình 4.52. Phổ 13C-NMR của chất 127 (DMSO- d6)..............................................138
Hình 4.53. Phổ HMBC của chất 127 (DMSO- d6)..................................................138
Hình 4.54. Phổ ESI-MS của chất 128 .....................................................................141
Hình 4.55. Phổ 1H-NMR của chất 128 (CD3OD) ...................................................141
Hình 4.56. Phổ HMBC của chất 128 (CD3OD) ......................................................142
Hình 4.57. Phổ 13C-NMR của chất 129 (CD3OD) ..................................................144
Hình 4.58. Phổ HMBC của chất 129 (CD3OD) ......................................................144
Hình 4.59. Phổ 1H-NMR giãn của chất 130 (CD3OD) ...........................................146
Hình 4.60. Phổ HMBC của chất 130 (CD3OD) ......................................................147


1

MỞ ĐẦU
Các thuốc tác động đến hệ miễn dịch là các thuốc rất có giá trị cả khi kích
thích hệ miễn dịch hay ức chế hệ miễn dịch hoặc cả điều hòa miễn dịch. Với hoạt

tính kích thích hệ miễn dịch, chúng tăng sức đề kháng của cơ thể và với hoạt tính ức
chế miễn dịch chúng làm cơ thể thích nghi dần với môi trường sống. Các thuốc kích
thích miễn dịch được sử dụng trong phòng và điều trị nhiễm virus như HIV, viêm
gan B, viêm phổi, lao, cúm gà…(Ví dụ các interferon alpha, beta và gamma….).
Các thuốc ức chế miễn dịch được sử dụng sau phẫu thuật để tránh sự đào thải cơ
quan ghép như: gan, thận, da, xương…, và được dùng để điều trị các bệnh do sự
quá mẫn của hệ miễn dịch như bệnh nhược cơ, luput ban đỏ, thấp khớp thể nhẹ, tiểu
đường…(ví dụ cyclosporine, prednisone, azathioprin …). Những loại thuốc này có
thể được tổng hợp, sinh tổng hợp hoặc có nguồn gốc từ thiên nhiên, trong đó, loại
thuốc sau được ưa chuộng sử dụng do ít tác dụng phụ hơn. [1, 2, 3, 4, 5]. Ở nước ta,
hiện nay, phần lớn các loại thuốc này phải nhập khẩu với giá thành rất cao là gánh
nặng khó vượt qua đối với bệnh nhân. Vì vậy việc nghiên cứu, phát hiện và tổng
hợp các loại thuốc tác động đến hệ miễn dịch mới hiệu quả từ tự nhiên hay bán tổng
hợp và tổng hợp toàn phần đều là những đóng góp lớn lao cho sự phát triển của
ngành y học.
Hai hợp chất auronol glycosides là alphitonin-4-O-β-D-glucoside (TAT6) và
maesopsin 4-O-β-D-glucoside (TAT2) được phân lập theo định hướng ức chế miễn
dịch từ dịch chiết butanol của lá cây Chay Bắc bộ (Artocarpus tonkinensis A.
Chev.) bởi nhóm nghiên cứu của GS. Trần Văn Sung [6]. Các kết quả nghiên cứu
ban đầu cho thấy hai hợp chất này có hoạt tính ức chế miễn dịch tuy yếu hơn
cyclosporin A nhưng không gây tác dụng phụ. Cyclosporin A là một loại thuốc ức
chế miễn dịch đang được sử dụng phổ biến mặc dù giá thành rất cao và có rất nhiều
tác dụng phụ như có thể gây độc cho các cơ quan nội tạng, gan, thận, tiêu hóa, thần
kinh…. Các hợp chất auronol và cả auronol glycoside là nhóm chất hiếm gặp và có
hàm lượng thấp trong tự nhiên, đây là lần đầu tiên trên thế giới hoạt tính sinh học
của 2 hợp chất auronol glucoside này được công bố. Hoạt tính ức chế miễn dịch của


2

hai auronol glucoside TAT6 và TAT2 được giả thiết do phần đường trong phân tử
có khả năng thấm vào màng tế bào phát huy tác dụng của các aglycone. Tương tự,
các hoạt chất dược chứa nhóm nitrile (-CN), được đưa vào sử dụng lâm sàng ngày
càng nhiều, do là nhóm phân tử nhỏ và có khả năng tạo liên kết hydro với các
amino acid, các protein và H2O nên nó cũng có khả năng thấm qua màng tế bào;
trong một số trường hợp, nhóm nitrile cũng có tác dụng thay thế phần đường trong
các phân tử glucoside [7, 8, 9, 10]
Nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính đối với hệ miễn dịch, từ phát hiện
mở đường của 2 auronol glucoside và tính chất của các hợp chất mang nhóm nitrile
chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của
alphitonin, maesopsin và một số dẫn xuất của chúng”.
Các nhiệm vụ của luận án:
- Phân lập 2 hợp chất alphitonin-4-O-β-D-glucoside (TAT6) và maesopsin-4O-β-D-glucoside (TAT2) từ lá cây Chay Bắc bộ (Artocapus tonkinensis A. Chev.).
- Nghiên cứu tổng hợp các auronol là alphitonin và maesopsin và một số dẫn
xuất nitrile của chúng.
- Nghiên cứu phản ứng glucoside hóa tổng hợp alphitonin-4-O-β-Dglucoside.
- Khảo sát hoạt tính kích thích tế bào lympho và hoạt tính độc tế bào của các
sản phẩm tổng hợp được.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Các hợp chất flavonoid
1.1.1. Hợp chất flavonoid
Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa là màu vàng,
màu của flavonoid trong tự nhiên) là nhóm hợp chất phenolic đa vòng, được tìm
thấy rộng rãi trong thực vật, chúng là loại chất chuyển hóa trung gian của thực vật.
Các flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phong phú và đa dạng vào
bậc nhất trong tự nhiên. Cho đến nay, có hơn 15 000 [11] hợp chất flavonoid đã

được biết về cấu trúc, chúng có mặt không những chỉ trong thực vật bậc cao mà còn
trong một số thực vật bậc thấp, thậm chí còn có cả trong loài tảo [12, 13].
Về cấu trúc hoá học [14, 15, 16, 17], flavonoid có khung cơ bản 15 nguyên tử
carbon gồm 2 vòng phenyl A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon theo kiểu
C6-C3-C6 (Hình 1.1).

Hình 1.1. Khung cơ bản của flavonoid
Trong đa số trường hợp ở một đầu mạch 3 carbon có một nhóm chức carbonyl,
chúng được xem là dẫn xuất 1,3-diphenylpropan-1-one, hợp chất này được gọi là
dihydrochalcone (Hình 1.2). Hay 3 carbon đóng vòng với vòng A và tạo nên dị
vòng có oxi (vòng C). Như vậy, flavonoid có cấu trúc chung cơ bản C6-C3-C6
phenyl-benzopyran với vòng aryl (vòng B) có thể ở các vị trí 2,3 hoặc 4 của vòng
benzopyran (Hình 1.3).

Hình 1.2. Khung cơ bản của chalcone

Hình 1.3. Cấu trúc chung của flavonoid


4

Trong một số trường hợp, dị vòng C (6 cạnh) còn được thay thế bằng dị vòng
5 cạnh (furran) (Hình 1.4):

Hình 1.4. Khung của Aurone
Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxi hóa của mạch 3C,
flavonoid được chia thành 4 loại chính [18]. Hình 1.5, Hình 1.6, Hình 1.7 và Hình
1.8 chỉ ra công thức chung của từng phân nhóm trong mỗi lớp flavonoid: major
flavonoid, isoflavonois, neoflavonoid, minor flavonoid [18, 19, 20, 21, 22, 23].

Hình 1.5. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid

Hình 1.6. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid

Hình 1.7. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid


5

Hình 1.8. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid
1.1.2. Flavonoid glycoside
Các flavonoid glycoside bao gồm cả O- và C-glycosylflavonoid, trong đó
chiếm phần lớn là các O-glycoside của flavone, flavonol với hơn 2000 cấu trúc
được biết đến và các C-glycoside flavone. Chúng được phân bố rộng rãi trong thực
vật: trong ngành hạt trần được đặc trưng bởi sự hiện diện của flavonol O-glycoside,
flavone C-glycoside, trong ngành hạt kín ở lớp một lá mầm chiếm phần lớn là các
flavone C-glycoside, ở lớp hai lá mầm chủ yếu tích lũy flavone O-glycoside. Ngoài
ra, các O- và C-glycosylflavonoid còn xuất hiện ở rêu, tảo và dương xỉ. Mặt khác,
các glycoside của chalcone, dihydrochalcone, aurone, flavanone và dihydroflavonol
hầu hết xuất hiện ở dạng O-glycoside với số lượng ít. Các glycoside ngoài phần
đường còn có các nhóm chức khác như dẫn xuất acylate và sulfate. Như vậy số
lượng các khả năng kết hợp là rất lớn do sự biến đổi của cấu trúc. Sự biến đổi đó có
thể là do: [13, 15, 24, 25, 26, 27, 28, 29].
- Sự hydroxyl hóa và methoxyl hóa của phần aglycone.
- Số lượng, bản chất của đường và vị trí gắn với aglycone bởi các nhóm
hydroxyl.
- Bản chất mối liên kết của đường với aglycone, mối liên kết glycosidic khác
nhau giữa các dạng đường hoặc là pyranose hoặc là furanose.
- Bản chất, số lượng và vị trí gắn của các nhóm acyl béo hay thơm với một
hoặc nhiều đường hoặc gắn trực tiếp vào aglycone thông qua nhóm hydroxyl.

- Sự hiện diện và vị trí gắn của một hoặc nhiều nhóm sulfate thông qua nhóm
hydroxyl của aglycone hoặc của đường.
Các flavonoid glycoside có thể phân ra các loại như mono-, di-, tri-, tetraglycosylflavonoid,

sulfate-glycosylflavonoid,

acyl-glycosylflavonoid

và

C-


6

glycosyl-O-glycosylflavonoid. Trong đó, các tri-, tetra-glycosylflavonoid là rất
phức tạp do các trisaccharide, tetrasaccharide có thể ở dạng thẳng hoặc phân nhánh
và sulfate- glycosylflavonoid là ít gặp. Các loại đường được tìm thấy nhiều nhất là
D-glucose, L-rhamnose và các D-galactose, L-arabinose, D-xylose (Hình 1.9).

Hình 1.9. Các loại đường phổ biến và khung chung của flavonoid glycoside
Các loại đường thường ở dạng pyranose với liên kết thích hợp: β cho glucose,
galactose, xylose và α cho rhamnose; đối với arabinose có thể ở một trong hai dạng
pyranose hoặc furanose với liên kết α hoặc β [13]. Vị trí mà các glycoside gắn với
flavonoid được tìm thấy chủ yếu là C-3 hoặc C-7 đối với O-glycoside [11, 13] và
C-6 hoặc C-8 đối với C-glycoside [30], ngoài ra vị trí C-5, C-8, C-4′ ở O-glycoside
cũng được tìm thấy. Các flavonol và flavone phổ biến trong flavonoide glycoside là
kaempferol, quercetin, galangin, luteolin, apigenin. Còn các dẫn xuất acylate trong
sự kết hợp với flavone và flavonol là các acid như β-coumaric, caffeic, ferulic,
sinapic, gallic, benzoic, acetic, malonic...

1.2. Hoạt tính sinh học của aurone và auronol
Các hợp chất aurone và auronol thuộc nhóm flavonoid, trong đó auronol là
chất hiếm gặp trong tự nhiên và ít được nghiên cứu. Tuy nhiên cũng tìm thấy được
hoạt tính sinh học đa dạng của chúng như chống ung thư, chống virus, chống viêm,
chống oxy hóa, trị bệnh tiểu đường, các bệnh về da, kháng nấm, kháng khuẩn... Sau
đây, chúng ta xem xét một số hoạt tính sinh học của chúng:
1.2.1. Aurone trong hóa học trị liệu ung thư
1.2.1.1. Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp


7

Trong chương trình với mục đích phát hiện ra những flavonoid có khả năng
điều chỉnh sự kháng đa thuốc của các tế bào ung thư, Boumendjel A. và cộng sự đã
lựa chọn một số đại diện như aurone, chalcone, flavone, flavonols, isoflavones để
nghiên cứu về khả năng liên kết với nucleotide-binding domain (NBD2) của Pglycoprotein (Pgp) và cho thấy aurone ức chế Pgp hiệu quả hơn cả, được thể hiện
qua các giá trị hằng số phân ly KD ở Hình 1.10 [31, 32, 33, 34, 35, 36, 37].

Hình 1.10. Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp)
(KD là hằng số phân ly)
Nghiên cứu về ái lực liên kết của một số dẫn xuất của aurone: 4,6dimethoxyaurone và 4-hydroxy-6-methoxyaurone với NBD của Pgp, Boumendjel
A. và cộng sự cho kết quả ở Bảng 1.1.
Ở Bảng 1.1 cho thấy 4,6-dimethoxyaurone (KD = 7,0 ± 1,1 µM) ít hoạt động
hơn 4-hydroxy-6-methoxyaurone (KD = 1,32 ± 0,33 µM). Đặc biệt, các dẫn xuất
halogene aurone (4′-halogene) là hoạt động mạnh nhất. Các ái lực liên kết tăng cùng
với việc tăng kích thước của các halogen (I > Br > Cl > F). Sự thay thế hydrogen
của 4-hydroxy-6-methoxyaurone ở vị trí 4′ bởi nguyên tử brome làm tăng ái lực liên
kết lên 8,8 lần (KD = 1,32: 4′-H và 0,15: 4′-Br). Sự hiện diện của các nguyên tử
khác với halogen (-CN, -N(CH3)2, 3′,4′,6′-OMe) là không thuận lợi cho khả năng

liên kết với NBD2 của Pgp như thể hiện qua các hằng số KD [32, 36, 38, 39]. Ngoài
ra, trong nghiên cứu in vitro về khả năng điều chỉnh Pgp qua trung gian kháng đa
thuốc (MDR), Boumendjel và cộng sự phát hiện ra rằng 4,6-dimethoxyaurone có
khả năng gây độc tế bào trên các tế bào K562 và có khả năng gây độc tốt như


8

cyclosporine A- một loại thuốc đang được sử dụng để điều trị những trường hợp
kháng đa thuốc (MDR) [35].
Bảng 1.1. Ái lực liên kết với NBD2 của Pgp của dẫn xuất aurone

4-hydroxy-6-methoxyaurone

4,6-dimethoxyaurone

R

KD (µM)

R

KD (µM)

H
F
Cl

1,32 ± 0,33
2,7 ± 0,8

0,46 ± 0,08

H
F
Cl

7,0 ± 1,1
2,9 ± 0,7
0,99 ± 0,2

Br
I
CN

0,15 ± 0,07
0,26 ± 0,03
2,9 ± 1

Br
I
CN
-N(CH3)2
3′,4′,6′-OMe

0,82 ± 0,08
0,54 ± 0,04
20 ± 4,6
2,6 ± 0,4
92 ± 43

1.2.1.2. Sự ức chế của Cyclin-Dependent Kinases (CDK)
Cyclin-dependent kinases (CDK) là enzyme cần thiết trong việc điều tiết sự
phân chia chu kỳ tế bào. Hoạt động của chúng bị thay đổi trong các tế bào ung thư,
gây ra sự tăng sinh không kiểm soát tế bào, cũng như sự bất ổn định của bộ gen và
nhiễm sắc thể. Sự ức chế CDK đã nổi lên như là một chủ đề quan trọng trong
nghiên cứu chất chống ung thư. Trong số các chất ức chế CDK phải kể đến
flavopiridol một chất ức chế CDK tiên tiến nhất có tác dụng chống khối u đang
trong giai đoạn II phát triển lâm sàng [40, 41, 42]. Mặc dù flavopiridol có tiềm năng
lớn nhưng cũng cần cải thiện tính chọn lọc giữa các CDK1, CDK2 và CDK4. Vì
vậy, các chất tương tự đã được tổng hợp và nghiên cứu, trong đó có cả aurone. Các
aurone mimic này được nghiên cứu thử nghiệm khả năng ức chế CDK1, CDK2 và
CDK4 thể hiện ở Bảng 1.2 [43].