Nghiên cứu tổng hợp một số aurone và hoạt tính sinh học của chúng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------

PHẠM THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE VÀ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------

PHẠM THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE VÀ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG

Chuyên ngành: Hoá hữu cơ
Mã số: 60440114
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Quốc Vượng
PGS.TS. Nguyễn Văn Đậu

Hà Nội – 2015


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam và kinh phí thực hiện được tài trợ bởi 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.
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. Nguyễn Văn Đậu - 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 văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Hóa học trường Đại học
Khoa Học Tự Nhiên- ĐHQG Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian thực hiện luận văn.
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 văn.
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 đã luôn quan tâm, khích lệ và động viên tôi trong
suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Học viên

Phạm Thị Hằng


MỤC LỤC

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.Các hợp chất aurone ........................................................................................... 5
1.2.HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA AURONE ................................................................ 6
1.2.1.Aurone trong hóa học trị liệu ung thư................................................................. 7
1.2.1.1.Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp ............ 7
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 .......................................10
1.2.1.4.Aurone chống ung thư thông qua sự phân chia DNA ................................10
1.2.1.5.Aurones ức chế hình thành mạch máu khối u ............................................11
1.2.1.6.Aurones như những tác nhân chống oxi hóa ..............................................12
1.2.2.Aurones kháng kí sinh trùng ..............................................................................14
1.2.3.Aurone như là tác nhân kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm ........................15
1.2.4.Aurone như tác nhân chống virus ......................................................................17
1.2.5.Aurone trong điều trị bệnh về da .......................................................................18
1.2.6.Aurone trong điều trị bệnh tiểu đường ..............................................................19
1.3.TỔNG HỢP AURONE..............................................................................................19
1.3.1.Cơ sở phương pháp tổng hợp aurone .................................................................20
1.3.1.1.Phản ứng Houben - Hoesch .......................................................................20
1.3.1.2.Phản ứng theo Friedel - Crafts ...................................................................21
1.3.1.3.Phản ứng ngưng tụ Claisen - Schmidt........................................................21
1.3.2.Tổng hợp aurone từ benzofuranone ...................................................................22
1.3.2.1.Tổng hợp tiền chất benzofuranone .............................................................22
1.3.2.2.Các phương pháp tổng hợp aurone từ benzofuranone ...............................25
1.3.3.Tổng hợp aurone từ chalcone ............................................................................31
1.3.3.1.Tổng hợp tiền chất chalcone ......................................................................31
1.3.3.2.Các phương pháp tổng hợp aurone từ chalcone .........................................33
CHƯƠNG 2- VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................35

2.1.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................35
2.1.1.Phương pháp phân lập các hợp chất ..................................................................35
2.1.2.Phương pháp tổng hợp và tinh chế sản phẩm ....................................................35


2.1.3.Phương pháp xác định cấu trúc hóa học ............................................................36
2.1.4.Khảo sát hoạt tính độc tế bào của các chất tổng hợp được. ..............................37
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM ........................................................................................38
3.1.TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE ..............................................................................38
3.1.1.Tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4,6-dihyroxybenzofuran-3(2H)-one (5b) .39
3.1.2.Tổng hợp các hydroxyaurone (Z)-2-[(3,4-dihydroxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxybenzofuran-3(2H)-one (56) và (Z)-2-[(4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxybenzofuran-3(2H)-one (76) .....................................................................................42
3.1.3.Tổng hợp các methoxyaurone (Z)-2-[(3,4-dimethoxyphenyl)methylene]-4,6dimethoxy-benzofuran-3(2H)-one (55) và (Z)-2-[(4-methoxyphenyl)methylene]-4,6dimethoxybenzofuran-3(2H)-one (77).....................................................................................44
3.1.4.Tổng hợp các aurone có nhóm thế OMe ở vòng A và nhóm thế hydroxyl ở vòng
B. .............................................................................................................................................45
3.1.5.Tổng hợp các aurone có nhóm thế nhóm thế hydroxyl ở vòng A và nhóm thế
OMe ở vòng B (chất 78, chất 79). ..........................................................................................47
3.2.KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO CỦA NHỮNG AURONE ĐÃ TỔNG
HỢP ĐƯỢC…………………………………………………………………………………….48
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................51
4.1.PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC AURONE ........................................................51
4.1.1.Điều chế chất trung gian chìa khóa benzofuranone ...........................................51
4.1.2.Phản ứng methyl hóa tổng hợp methoxybenzofuranone (18) ............................55
4.1.3.Phản ứng ngưng tụ benzofuranone với các benzaldehyde .................................56
4.2.KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO ..........................................................70
KẾT LUẬN ........................................................................................................................73
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN.........................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................76
PHỤ LỤC ............................................................................................................................91

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1 Ái lực liên kết với NBD2 của Pgp của dẫn xuất aurone .................................8
Bảng 2 Sự ức chế Cyclin-dependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone
mimic và flavopiridol ..................................................................................................9
Bảng 3 Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM) ..........10
Bảng 4 Sự phân cắt DNA và độc tế bào của các hợp chất ........................................11
Bảng 5 Khả năng ức chế thình thành mạch của một số dẫn xuất aurone .................12
Bảng 6 Khả năng ức chế virus cúm của một số aurone ............................................17
Bảng 7 Khả năng ức chế virus viêm gan C của các aurone ......................................18
Bảng 8 Kết quả thử hoạt tính ....................................................................................70


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1 Khung cơ bản của flavonoid ...........................................................................3
Hình 2 Cấu trúc chung của chalcone...........................................................................4
Hình 3 Cấu trúc chung của flavonoid .........................................................................4
Hình 4 Khung của Aurone ..........................................................................................4
Hình 5 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid ...................4
Hình 6 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid.........................5
Hình 7 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid........................5
Hình 8 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid ...................5
Hình 9 Hai đồng phân cấu hình (Z), (E) của aurone ..................................................6
Hình 10 Cấu trúc của các hydroxy aurones ................................................................6
Hình 11 Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp)..........................7
Hình 12 Hoạt tính sàng lọc gốc tự do DPPH của các aurone và acid ascorbis .........13
Hình 13 Một số aurone và auronol hoạt động ức chế kí sinh trùng ..........................15
Hình 14 Các aurone có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm .....................................16
Hình 15 Các aurone và auronol có khả năng chống viêm ........................................17
Hình 16 Sơ đồ chung tổng hợp aurone .....................................................................20
Hình 17 Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Houben - Hoesch ..................20

Hình 18 Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Friedel - Crafts ......................21
Hình 19 Sơ đồ tổng hợp chalcone theo phương pháp Claisen - Schmidt .................21
Hình 20 Sơ đồ tổng hợp 5b theo Min Zhang ............................................................22
Hình 21 Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 17a và 17b ....................................................22
Hình 22 Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 18, 19, 20 là sản phẩm O- alkyl hóa 5b ........23
Hình 23 Sơ đồ tổng hợp hợp chất 23 theo Hamid Nadri ..........................................24
Hình 24 Sơ đồ tổng hợp hợp chất 28 theo Walter M.B. ...........................................24
Hình 25 Sơ đồ tổng hợp hợp chất 31 và 34...............................................................25
Hình 26 Các con đường tổng hợp aurone qua ngưng tụ giữa benzofuranone và
benzaldehyde .............................................................................................................25
Hình 27 Sơ đồ tổng hợp một số hydroxyaurone theo Sabrina Okombi ....................27


Hình 28 Sơ đồ tổng hợp 6,7-dihydroxyaurone theo S. Venkateswarlu ....................27
Hình 29 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất dimethoxyaurone theo C. Beney.........................28
Hình 30 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất trimethoxyaurone theo Nicholas J. Lawrence ....29
Hình 31 Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo David Bolek .............................................29
Hình 32 Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Zhao X. ....................................................30
Hình 33 Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Jun Nishida...............................................30
Hình 34 Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất aurone theo Hai Chen ...................................31
Hình 35 Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất aurone theo Suresh Kumar ...........................31
Hình 36 Cơ chế tổng hợp chalcone theo phương pháp thông thường ......................32
Hình 37 Dạng anion delocalized của hợp phần benzaldehyde .................................32
Hình 38 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất chalcone thế 4-hydroxy theo M.R.Jayapal .........32
Hình 39 Sơ đồ tổng hợp chalcone 71 theo Xiaoming Zeng ......................................33
Hình 40 Sơ đồ tổng hợp aureusidin theo Anastasia Detsi ........................................33
Hình 41 Sơ đồ tổng hợp aurone từ chalcone sử dụng TTN/ MeOH .........................34
Hình 42 Sơ đồ tổng hợp aurone theo Gopal Bose.....................................................34
Hình 43 : Sơ đồ tổng hợp các aurone có các nhóm thế khác nhau. ..........................39
Hình 44 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 5b ..............................................................51

Hình 45 Sơ đồ cơ chế hình thành muối 3 ..................................................................52
Hình 46 Sơ đồ phản ứng thủy phân muối 3 và đóng vòng benzofuranone...............53
Hình 47 Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo aurone với xúc tác base .............................57
Hình 48 Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo aurone với xúc tác acid ..............................58


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

Viết đầy đủ

ABCG2

ATP binding cassette sub-family G member 2

Ac

Nhóm acetyl

AIDS

Acquired immunodeficiency syndrome

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)

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

TBAF

Tetra n-butylammonium fluoride

TBATB

n-tetrabutylammonium tribromide


TBDMS

tert-butyldimethylsilyl

TLC

Thin layer chromatography (Sắc ký lớp mỏng)

THF

Tetrahydrofuran

TMS

Trimethylsilan

TTN

Thallium (III)nitrate

VL

Visceral leishmaniasis


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội loài người là sự phát sinh các bệnh nan y
như ung thư, HIV, tiểu đường...Nền y học hiện đại của nhân loại đang đứng trước
những thách thức vô cùng to lớn, và nó chỉ có thể được giải quyết triệt để khi các
nhà khoa học tìm ra các loại thuốc mới có khả năng chữa trị những căn bệnh nguy
hiểm trên. Vì vậy, trong những năm gần đây việc tổng hợp các hợp chất có hoạt tính
sinh học cao và ứng dụng chúng vào thực tế đang là một trong những hướng phát
triển mạnh mẽ của hóa học hữu cơ hiện đại.
Các aurone, với khung (2-benzylidenebenzofuran-3(2h)-one) tạo thành một
lớp chất của các hợp chất flavonoid, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình
thành sắc tố màu sáng của hoa, rau quả trong tự nhiên. Mặc dù những nghiên cứu về
hoạt tính sinh học của lớp chất này còn hạn chế nhưng những sản phẩm tự nhiên và
những hợp chất tổng hợp tương tự của chúng đã được chứng minh là các hợp chất
có triển vọng về hoạt tính sinh học cao với phổ rộng bao gồm: hoạt tính chống ung
thư, hoạt tính kháng khuẩn, chống oxi hóa, và chống bệnh tiểu đường..... Các hợp
chất aurone đã trở thành đối tượng cho các nhà khoa học nghiên cứu tổng hợp hay
phân lập nhằm tìm kiếm các hợp chất có giá trị điều trị bệnh các bệnh hiểm nghèo
hiệu quả.
Để góp phần vào việc tìm kiếm các hợp chất aurones có hoạt tính sinh học
cao, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số aurone

và hoạt tính sinh học của chúng”, mục tiêu của đề tài là tổng hợp một số aurone
và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng.
Nội dung nghiên cứu là:
 Tổng hợp một số aurone với các nhóm thế khác nhau.
 Xác định cấu trúc phân tử các chất tổng hợp được bằng phương pháp
phổ hiện đại như phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H NMR và 13C NMR)
kết hợp kĩ thuật phổ hai chiều (COSY, HSQC và HMBC) và phổ MS.

1


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

 Khảo sát hoạt tính sinh học của các aurone đã tổng hợp được với 4
dòng tế bào ung thư là ung thư gan HePG2, ung thư phổi SK- LU-1,
ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF7 và với tế bào thường NIHT3.

2


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

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 và
bậc nhất trong tự nhiên. Cho đến nay, có hơn 15 000 [1] 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 [2, 3].
Về cấu trúc hoá học [4, 5, 6, 7] 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)

Hình 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 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 3).

3


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Hình 2 Cấu trúc chung của chalcone

Hình 3 Cấu trúc chung của flavonoid

Trong một số trường hợp, dị vòng C (6 cạnh) còn được thay thế bằng dị vòng
5 cạnh (furran) (Hình 4):

Hình 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 [8]. Hình 5, Hình 6, Hình 7 và Hình 8 chỉ ra
công thức chung của từng phân nhóm trong mỗi lớp flavonoid: major flavonoid,
isoflavonois, neoflavonoid, minor flavonoid [8, 9, 10, 11, 12, 13]

Hình 5 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid

4


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Hình 6 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid

Hình 7 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid

Hình 8 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid

1.1.2. Các hợp chất aurone

Aurone (=2-Benzylidenebenzofuran-3(2H)-one) thuộc nhóm flavonoid có
màu vàng (auro theo tiếng Latinh có nghĩa là vàng kim loại). Khung của chúng có
15 nguyên tử carbon như các flavonoid khác nhưng ở dị vòng (C) chỉ có 5 cạnh.
Các phân tử aurone có chứa một cấu tử benzofuranone kết hợp với cấu tử
benzylidene ở vị trí số 2.
Trong tự nhiên, các aurone được tìm thấy ở thực vật, chúng đóng vai trò
quan trọng trong việc hình thành sắc tố của hoa và rau quả. Aurone có 2 đồng phân
cấu hình (Z) và (E), hầu hết các aurone ở dạng cấu hình (Z), là cấu hình ổn định hơn

5


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

cấu hình (E) [2] (Hình 9). Số lượng cũng như sự phân bố trong cây của các aurone
cũng bị hạn chế. So với các flavone thì aurone là hợp chất ít gặp trong tự nhiên, có
khoảng trên 100 aurones (năm 2009) [48] đã được tìm thấy từ các nguồn tự nhiên,
chủ yếu là thực vật có hoa, một vài loài dương xỉ, rêu và tảo nâu biển.

Hình 9 Hai đồng phân cấu hình (Z), (E) của aurone

Cả 2 đồng phân E và Z đều được tìm thấy trong tự nhiên nên nhóm chất này
rất đa dạng.Đặc biệt là các dẫn xuất có chứa nhiều nhóm hydroxy bao gồm
aureusidin, sulfuretin, maritimetin và bracteatin ( Hình 10)
OH

OH

O

OH

O

HO

O

O

HO

OH
OH
HO

OH

Aureusidin
Bracteatin
O

O

O

HO

O

HO

OH

OH

OH

OH

OH
Maritimetin
Sulfuretin

Hình 10 Cấu trúc của các hydroxy aurones

1.2.

HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA AURONE
Mặc dù là lớp chất hiếm gặp trong tự nhiên nhưng những hợp chất auron đã

thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quí báu như chống ung thư, chống virus, chống
viêm, chống oxy hóa, trị bệnh tiểu đường, các bệnh về da, kháng nấm, kháng
khuẩn....

6

Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

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

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 11 [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27].

Hình 11 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: 4,6dimethoxyaurones và 4-hydroxy-6-methoxyaurones với NBD của Pgp, Boumendjel
A. và cộng sự cho kết quả ở Bảng 1.
Ở Bảng 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-methoxyaurones 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

7

Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

cho khả năng liên kết với NBD2 của Pgp như thể hiện qua các hằng số KD [22, 26,
28, 29]. 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 4,6dimethoxyaurone có khả năng gây độc tế bào trên các tế bào K562 và có khả năng
gây độc tốt như cyclosporine A- một loại thuốc đang được sử dụng để điều trị
những trường hợp kháng đa thuốc (MDR) [25].
Bảng 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

1,32 ± 0,33

H

7,0 ± 1,1

F

2,7 ± 0,8

F

2,9 ± 0,7

Cl

0,46 ± 0,08

Cl

0,99 ± 0,2

Br

0,15 ± 0,07

Br

0,82 ± 0,08

I

0,26 ± 0,03

I

0,54 ± 0,04

CN

2,9 ± 1

CN

20 ± 4,6

-N(CH3)2

2,6 ± 0,4

3’,4’,6’-OMe

1.2.1.2.

92 ± 43

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 [30, 31,32]. Mặc dù flavopiridol có tiềm năng

8


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

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 2 [33].
Bảng 2 Sự ức chế Cyclin-dependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone mimic và flavopiridol

IC50 (µM)

Hợp chất
STT
R1

R2

CDK1

CDK2

CDK4

1

H

H

0,11

1,28

4,41

2

H

Cl

0,60

3,97

25,25

3

NO2

H

0,06

0,31

2,21

4

SO2NH2

H

0,009

0,03

1,87

5

Flavopiridol

0,10

0,22

0,40

Ở aurone mimic không chứa nhóm thế (chất 1) có khả năng ức chế CDK1
tương tự flavopiridol (IC50= 0,11 và 0,10 µM) nhưng khả năng ức chế CDK2 và
CDK4 là yếu hơn. Mặc khác, khi gắn các nhóm thế -NO2 (chất 3) hoặc –SO2NH2

(chất 4) đã làm tăng mạnh hoạt động ức chế CDK1, CDK2 trong khi đó không ảnh
hưởng đáng kể đến hoạt động ức chế đối với CDK4. Đặc biệt, nếu thay thế nhóm –
NO2 (chất 3) bởi nhóm –SO2NH2 (chất 4) càng gia tăng tiềm năng hoạt động ức chế.
Ngược lại, nếu nhóm thay thế chloro (chất 2) đã không dẫn đến một tác dụng có lợi

9


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

mà còn làm mất khả năng ức chế 3 enzym CDKs. Như vậy, các hợp chất aurone
mimic có cấu trúc chung 2-benzylidene-4,6-dihydroxy-7-(1-methylpiperidin-4-yl)benzofuran-3-one được thiết kế như cấu trúc của flavopiridol, cho thấy sự ức chế
đáng kể CDK 1, 2 và 4, trong đó hoạt động ức chế CDK4 là kém hơn cả.
1.2.1.3.

Tương tác của các aurone với thụ thể adenosine

K A. Jacobson và cộng sự đã khám phá ra thụ thể adenosine khi nghiên cứu
cơ chế chống ung thư, chống viêm và ức chế sự tập hợp các tiểu cầu [34] . Trong
các hợp chất nghiên cứu flavone, isoflavone và aurone, chúng đều cho các tương tác
với cả ba loại thụ thể adenosine A1, A2A và A3. Trong đó, aurone cho thấy mối quan
hệ đáng kể trong liên kết với thụ thể adenosine, chủ yếu nhất là với thụ thể A1.
Hispidol đã được tìm thấy là một chất đối kháng thụ thể A1 chọn lọc, với giá trị Ki
= 0,352 ± 0,080 μM [35] (Bảng 3)
Bảng 3 Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM)

Dẫn xuất aurone

R1

R

R

2

3

A2A

A1

Sulfuretin

H

H

OH

4,44 ± 1,22

28.1 ± 10.1

Aureusidin

OH

H

OH

13,2 ± 4,8

>100

Hispidol

H

H

H

0,352 ± 0,080

52,7 ± 9,1

Maritimetin

H

OH

OH

3.47 ± 0,47

9,35 ± 2,51

1.2.1.4.

Aurone chống ung thư thông qua sự phân chia DNA

Trong quá trình nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên có tiềm năng trong điều
trị ung thư, Huang[36] đã phân lập được từ lá và thân của Uvaria hamiltonii gồm: 2
flavanone: hamiltone A (6-hydroxy-5,7,4'-trimethoxyflavanone) và hamiltone B
(3',4'-dihydroxy-5,6,7-trimethoxyflavanone); 1 aurone: hamiltrone (3', 4'-dihydroxy-

10


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

4,5,6-trimethoxyaurone);

1

chalcone:

hamilcone

(3,4-dihydroxy-2',3',4'-

trimethoxychalcone) và 1 nonflavonoid: hamilxanthene (tetrahydroxanthene). Kết
quả thử nghiệm trên sự phân cắt sợi DNA và độc tế bào cho thấy aurone hamiltrone

có hoạt tính mạnh nhất gấp 10 lần so với hamiltone A và hamiltone B, còn
hamilcone hoạt động yếu và hamixanthene không hoạt động (bảng 4) [37].
Bảng 4 Sự phân cắt DNA và độc tế bào của các hợp chất
Các hợp chất

Đơn
bleomycin*

vị

IC50 (µg/ml)

Hamiltone A

1,1

>20

Hamiltone B

1,0

>20

Hamiltrone

10,0

>20

Hamilcone

0,6

8,0

Hamixanthene

-

10,0

(* kháng sinh glycopeptide, thuộc Danh sách Tổ chức Y tế Thế giới của các thuốc thiết
yếu)

1.2.1.5.

Aurones ức chế hình thành mạch máu khối u

Các tế bào ung thư trong một khối u không hoạt động được cung cấp bằng
cách khuếch tán một lượng hạn chế của oxy và chất dinh dưỡng, khi đó, kích thước
của khối u được bắt giữ lớn nhất với đường kính khoảng 1 – 2 mm3[38, 39]. Sau khi
khối u hình thành mạch máu, các tế bào ung thư có khả năng tiếp nhận đủ oxy và
chất dinh dưỡng cho sự tăng trưởng nhanh chóng của chúng[40] . Tăng trưởng
không kiểm soát của các tế bào ung thư là những đặc điểm cơ bản của một khối u và
kích hoạt quá mức sự hình thành mạch máu là bệnh lý cơ bản cho sự phát triển của
khối u và di căn[41]; Như vậy, ngăn chặn việc hình thành mạch máu và quá trình
tăng trưởng của các mạch máu mới từ các mạch máu hiện có là một trong hai chiến
lược chính được sử dụng trong hóa trị liệu. Trong những năm gần đây, các tác nhân
chống ung thư và một số thuốc ức chế sự hình thành mạch được sử dụng trong lâm

sàng đã được chứng minh là có lợi khi sử dụng kết hợp [42,43,44]. Ngoài liệu pháp
kết hợp, còn có tác nhân có hoạt tính chống ung thư bằng cách ức chế sự tăng

11


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

trưởng của tế bào nội mô. Aurones tự nhiên hay tổng hợp đều có hoạt tính sinh học
mạnh, chống lại các tế bào ung thư như liên kết với P-glycoprotein, ức chế CDK,
điều chỉnh ABCG2 (ATP-binding cassette sub-family G member 2, protein kháng
ung thư vú) qua trung gian kháng đa thuốc, hoạt động chống oxy hóa, phân chia
DNA ... [45,46]. Theo Huimin Cheng và cộng sự [39], các aurones được phát hiện
gần đây như các chất ức chế tiềm năng của sự gia tăng của HUVEC (Human
Umbilical Vein Endothelial Cells). Trong số các dẫn xuất của aurones, 5-hydroxy,
5-methoxy và 5-acetoxyaurones đã được thử nghiệm trên các nhóm khác nhau ở vị
trí 4' (Bảng 5)cho thấy, các hợp chất 4’-methoxy và 4’-hydroxy- 5-hydroxyaurone
giữ ở mức hoạt động tương ứng nhau (IC50 = 9,63 và 9,86 µM) và cả 4’-amino-5hydroxyaurone (7,33 µM), chúng có hoạt động ức chế yếu chống lại HUVEC.
Trong khi đó, việc N-methyl hóa và N-ethyl hóa ở vị trí 4’ nhóm amino của các hợp
chất 5-hydroxy và 5-acetoxyaurone sẽ làm tăng đáng kể khả năng hoạt động, đặc
biệt là N-ethyl hóa gấp 5 lần so với N-methyl hóa đối với hợp chất 5-hydroxy và
gấp hơn 10 lần đối với 5-acetoxyaurone. Mặt khác, N-ethyl hóa của 5-hydroxy và 5acetoxyaurone ngoài khả năng ức chế sự tăng trưởng của tế bào nội mô chúng còn
là tiềm năng chống lại sự tấn công của tế bào ung thư gây di căn.
Bảng 5 Khả năng ức chế thình thành mạch của một số dẫn xuất aurone

1.2.1.6.

R

R’

IC50 (µM)

R

R’

IC50 (µM)

H

OH

9,63

Me

NMe2

-

H

OMe

9,86

Me

NEt2

-

H

NH2

7,33

Ac

NMe2

3,18

H

NMe2

1,35

Ac

NEt2

0,23

H

NEt2

0,25

Aurones như những tác nhân chống oxi hóa

12


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

Gốc tự do là các sản phẩm sinh lý tự nhiên, có thể sản sinh trong quá trình
sinh học (nội sinh). Nhưng khi các gốc tự do dư thừa quá mức do quá trình nội sinh
hay ngoại sinh đều có thể gây ra thiệt hại DNA và có tương quan trực tiếp với
những rủi ro gia tăng bệnh ung thư. Để tiêu hủy gốc tự do, các chất chống oxy hóa
sàn lọc các gốc oxy, bao gồm cả oxy singlet, gốc peroxy, anion superoxide (O2˙‫) ־‬,
gốc hydroxyl (HO˙) và làm sạch gốc 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH)
[47,48]. Theo Kinghorn [37] cho thấy rằng các hợp chất aurone (sulfuretin), aurone
glucoside

(sulfurein)

và

biaurone

(disulfuretin

=

2,2′-[1,2-bis(3,4-

dihydroxyphenyl)-1,2-ethanedylidene]-bis[6-hydroxy-3(2H)-benzofuranone])

có

hoạt tính oxy hóa mạnh, hơn cả acid ascorbis một hợp chất có thuộc tính chống oxy
hóa trong tự nhiên được biết đến và là một dạng (“vitamer”) của vitamin C, trong đó
hoạt tính oxy hóa mạnh nhất là biaurone (IC50 = 9,7 µg/mL) (Hình 12). Theo
Somepalli Venkateswarlu [49], khi nghiên cứu hoạt động sàn lọc gốc tự do DPPH
và superoxide của các aurone thì 3’,4’,6,7-tetrahydroxyaurone (IC50 = 8,3 µM; 6,5
µM) và 3’.4’,5’,6,7-pentahydroxyaurone (IC50 = 7,9 µM; 4,3 µM) là hoạt động
mạnh nhất, mạnh hơn cả acid ascorbis, vitamin C, vitamin E. Đặc biệt, việc sàn lọc
gốc tự do superoxide, cả hai aurone này mạnh hơn gấp 100 - 150 lần so với vitamin
C (IC50 = 670,5 µM).

Hình 12 Hoạt tính sàng lọc gốc tự do DPPH của các aurone và acid ascorbis

13


Phạm Thị Hằng

Luận văn Thạc sĩ khoa học

1.2.2. Aurones kháng kí sinh trùng
Tổ chức y tế thế giới ước tính có khoảng 350 triệu người sống có nguy cơ bị

nhiễm ký sinh trùng Leishmania. Tỷ lệ hàng năm của bệnh nhiễm trùng mới là 1,5 2 triệu cho Leishmaniasis da (CL) và hơn 500.000 bệnh Leishmaniasis nội tạng
(VL). Gần đây có sự gia tăng rõ rệt trong sự trùng hợp giữa Leishmaniasis nội tạng
(VL) và nhiễm HIV do lây lan của đại dịch AIDS. Đồng nhiễm Leishmania / HIV
được coi là một bệnh nổi cộm. Trong các nghiên cứu trước đây về loại thuốc mới
antiprotozoal (thuốc điều trị bệnh nhiễm trùng đơn bào) đã tìm thấy các sản phẩm
có nguồn gốc tự nhiên có khả năng ức chế Leishmania [50, 51]. Hoạt động của một
số aurone và auronol như là thuốc mới antiprotozoal có nguồn gốc thực vật. Hầu
hết các aurone và auronol cho thấy ức chế hoạt động của ti thể Leishmania major
fumarate reductase (FRD) ở nồng độ 25 µM hoặc cao hơn. Các aurone có hoạt động
mạnh hơn các auronol. Cụ thể 6-methoxyaurone; 4,6-dihydroxy aurone và 4,6,4’trihydroxy-3’-methoxyaurone ức chế ti thể FRD ở nồng độ 25 µM tương ứng là
97.4, 95.4 và 96.3%, còn auronol 6-Benzoyl-2-[phenylhydroxymethylene]-3(2H)benzofuran-3-ol là 83,6% và 4,6-Dihydroxy-2-[phenylhydroxymethylene]-3(2H)benzofuran-3-ol là 79,8% [51] (Hình 13)
Oliver Kayser và cộng sự lần đầu tiên báo cáo về aurone như thuốc tiềm
năng cho các bệnh nhiễm trùng Leishmania và đã được xác định in vitro cho cả khả
năng gây độc trực tiếp chống lại promastigotes ngoại bào của Leishmania donovani,
L. infantum, L. enriettii, và L. major, và amastigote nội bào của L. donovani cư trú
trong các đại thực bào chuột. Aurone hoạt động nhất 6-hydroxyaurone (Hình 13) có
EC50 ở ngoại bào 0,45 µg/mL và EC50 1,40 µg/mL ở nội bào [50, 52].

14