Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học dẫn chất của curcumin với thuốc thử Girard P

BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

ĐỖ THỊ THANH HÀ
MÃ SINH VIÊN: 1101133

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH SINH HỌC DẪN CHẤT
CỦA CURCUMIN VỚI THUỐC THỬ
GIRARD P
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ

HÀ NỘI – 2016


BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

ĐỖ THỊ THANH HÀ
MÃ SINH VIÊN: 1101133

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH SINH HỌC DẪN CHẤT
CỦA CURCUMIN VỚI THUỐC THỬ
GIRARD P
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Người hướng dẫn:
PSG. TS. Nguyễn Đình Luyện
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dƣợc
Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân
thành nhất đến thầy PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện - nguời đã trực tiếp hướng dẫn,
truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo mọi điều kiện giúp
đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Nguyễn Văn Giang,
ThS. Phạm Thị Hiền, CN. Phan Tiến Thành cùng các thầy giáo, cô giáo, các anh
chị kĩ thuật viên của Bộ môn Công nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội
đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu
tại bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng toàn thể các thầy cô giáo
Trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá
trình học tập tại trường.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn là chỗ
dựa vững chắc, là nguồn động viên to lớn đối với em trong cuộc sống và trong học
tập.
Do thời gian làm thực nghiệm cũng như kiến thức của bản thân còn có hạn,
nên khóa luận không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự
góp ý của các thầy cô, bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Đỗ Thị Thanh Hà


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ
Chƣơng 1: TỔNG QUAN…………………………………………………........3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN ............................................................... 3
1.1.1. Cấu trúc phân tử curcumin ..................................................................... 3
1.1.2. Nguồn gốc .............................................................................................. 3
1.1.3. Tính chất vật lý. ..................................................................................... 4
1.1.4. Độ ổn định .............................................................................................. 4
1.1.5. Tính chất hóa học ................................................................................... 6
1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CURCUMIN VÀ DẪN CHẤT CỦA
CURCUMIN ........................................................................................................... 9
1.2.1. Tác dụng chống oxy hóa ........................................................................ 9
1.2.2. Tác dụng phòng và điều trị ung thư ..................................................... 10
1.2.3. Tác dụng chống viêm ........................................................................... 11
1.2.4. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, làm lành vết thương và liền sẹo . 12
1.2.5. Tác dụng bảo vệ dạ dày, tá tràng ......................................................... 13
1.2.6. Các tác dụng khác ................................................................................ 13
1.3. TỔNG QUAN VỀ THUỐC THỬ GIRARD P ...................................... 14
1.3.1. Công thức phân tử ................................................................................ 14
1.3.2. Nguồn gốc, tính chất vật lý .................................................................. 14
1.3.3. Tác dụng dược lý ................................................................................. 15
1.3.4. Một số nghiên cứu về sử dụng thuốc thử Girard P để làm tăng độ tan
của các chất......................................................................................................... 15
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DẪN CHẤT IMIN CỦA CURCUMIN ....... 16
1.4. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HƢỚNG NGHIÊN CỨU ........................... 19
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 20

2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ .............................................................. 20
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................... 21
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................... 22
2.3.1. Tổng hợp hóa học ................................................................................ 22
2.3.2. Kiểm tra sơ bộ độ tinh khiết................................................................. 22
2.3.3. Xác định cấu trúc hóa học .................................................................... 23
2.3.4. Xác định độ tan .................................................................................... 23
2.3.5. Thử hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa ..................................... 24
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................ 26
3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC .......................................................................... 26
3.1.1. Tổng hợp ethyl cloroacetat .................................................................. 26
3.1.2. Tổng hợp thuốc thử Girard P ............................................................... 26
3.1.3. Tổng hợp dẫn chất của curcumin với thuốc thử Girard P .................... 27
3.2. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC .......................................................................... 31
3.2.1. Xác định cấu trúc của thuốc thử Girard P tổng hợp được ................... 31
3.2.2. Xác định cấu trúc dẫn chất của curcumin với thuốc thử Girard P ....... 32
3.3. XÁC ĐỊNH ĐỘ TAN ............................................................................... 34
3.4. THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN ................................................... 35
3.4.1. Tiến hành.............................................................................................. 35
3.4.2. Kết quả thực nghiệm ............................................................................ 36
3.5. THỦ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA ............................................... 37
3.5.1. Tiến hành.............................................................................................. 37
3.5.2. Kết quả ................................................................................................. 37
3.6. BÀN LUẬN ............................................................................................... 38
3.6.1. Tổng hợp hóa học ................................................................................ 38
3.6.2. Về xác định cấu trúc ............................................................................ 40
3.6.3. Về xác định độ tan và thử hoạt tính sinh học....................................... 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 44
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 44

KIẾN NGHỊ ..................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 1


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
1

H-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
(Proton - Nuclear Magnetic Resonance spSCtroscopy)

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

T°nc

Nhiệt độ nóng chảy

đvC

Đơn vị carbon

DPPH

Diphenylpicrylhydrazy

SC50

Nồng độ trung hòa được 50% gốc tự do của DPPH (Scavenging
Concentration at 50% )

EtOH

Ethanol

HIV

Virus gây suy giảm miễn dịch ở người
(Human immunodeficiency virus)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao
(High-performance liquid chromatography)

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

MS

Phổ khối lượng ( Mass spectrometry)

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất
Bảng 2.2. Danh mục các dụng cụ thiết bị
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi tới hiệu suất phản ứng
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát tỉ lệ tác nhân: curcumin
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát điều kiện pH của phản ứng
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ IR của thuốc thử Girard P tổng hợp được
Bảng 3.6. Kết quả phân tích phổ MS của thuốc thử Girard P tổng hợp được
Bảng 3.7. Kết quả phân tích phổ IR sản phẩm SP
Bảng 3.8. Kết quả phân tích phổ MS sản phẩm SP
Bảng 3.9. Kết quả phân tích phổ 1H-NMR sản phẩm SP
Bảng 3.10. Kết quả thử độ tan của sản phẩm
Bảng 3.11. Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn
Bảng 3.12. Bảng kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Cấu trúc phân tử của curcumin
Hình 1.2. Sơ đồ tổng hợp curcumin
Hình 1.3. Sự điện li theo pH của curcumin
Hình 1.4. Sự phân hủy curcumin trong môi trường kiềm
Hình 1.5. Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của oxy và ánh sáng
Hình 1.6. Dạng hỗn biến ceton-enol trong dung dịch
Hình 1.7. Phản ứng của curcumin với gốc tự do
Hình 1.8. Cơ chế phản ứng imin hóa
Hình 1.9. Một số dẫn chất chứa nhóm acetoxy của curcumin.
Hình 1.10. Công thức cấu tạo thuốc thử Girard P
Hình 1.11. Sơ đồ tổng hợp thuốc thử Girard P

Hình 1.12. Phản ứng tổng hợp hydrazinocurcumin
Hình 1.13. Phản ứng tổng hợp hydrazinobenzoylcurcumin
Hình 1.14. Hydrazinocurcumin
Hình 1.15. 3-nitrophenyl pyprazol curcumin
Hình 1.16. Curcuminsemicarbazol
Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp dẫn chất curcumin với thuốc thử Girard P
Hình 3.1. Sơ đồ phản ứng tổng hợp ethyl cloroacetat
Hình 3.2. Sơ đồ phản ứng tổng hợp thuốc thử Girard P
Hình 3.3. Sơ phản ứng hợp dẫn chất curcumin với thuốc thử Girard P
Hình 3.4. Sản phẩm phụ


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ xa xưa, củ nghệ (Curcuma longa L.) đã được sử dụng như một gia vị truyền
thống trong các món ăn ở châu Á. Bên cạnh đó, nghệ còn được biết đến như một
loại thuốc quý giúp làm lành vết thương, liền sẹo, trị mụn nhọt…đặc biệt là dùng
để chữa các bệnh có liên quan đến dạ dày. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa
học kĩ thuật, người ta đã phát hiện ra nhóm chất màu curcuminoid là hoạt chất
chính tạo nên các tác dụng sinh học của củ nghệ.
Trong nhóm hoạt chất curcuminoid, curcumin ((1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3methoxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-dion) là chất có vai trò quan trọng nhất trong tác
dụng chữa bệnh của nó. Curcumin đã được nghiên cứu và chứng minh nhiều tác
dụng dược lý như: chống viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng virut,.. [2].
Tuy nhiên, tác dụng điều trị của curcumin bị hạn chế đáng kể bởi sinh khả dụng
thấp khi dùng đường uống do hấp thu kém, chuyển hóa và đào thải nhanh ra khỏi
cơ thể. Một trong những nguyên nhân làm sinh khả dụng của curcumin thấp là do
hoạt chất này kém tan trong nước [14], [27], [31]. Để cải thiện sinh khả dụng của
curcumin, có nhiều phương pháp tiếp cận, một số phương pháp vật lý như: tạo nhũ
tương nano dầu trong nước, tạo phức với β-cyclodextrin, tạo hệ phân tán rắn, hoặc

tạo dẫn chất methoxypoly(ethylenglycol)-palmitat. Hầu hết các phương pháp này
đều chỉ ra rằng, hoạt tính hệ thu được cao hơn so với curcumin ban đầu.
Một cách tiếp cận khác là dùng phương pháp hóa học để cải thiện độ tan, tăng
hoạt tính sinh học của curcumin, đó là tạo dẫn chất có khung curcumin và nhóm
thân nước như: lai hóa curcumin với acid amin, với các phân tử đường, hoặc tạo
dẫn chất sulfat [27]. Các phương pháp biến đổi hóa học này không chỉ tăng độ tan,
cải thiện độ ổn định của curcumin mà còn có thể tạo ra hợp chất có dược tính mới,
nhiều trường hợp độc tính giảm. Một trong những phương pháp hóa học để cải
thiện độ tan và tăng hoạt tính sinh học của curcumin là tạo dẫn chất imin của
curcumin. Đây là hướng có nhiều triển vọng, nhiều dẫn chất imin của curcumin thu
hút sự chú ý đặc biệt của các nhà nghiên cứu [3], [6], [26], [34].


2

Nhận thấy ưu điểm và tiềm năng nhóm các dẫn chất imin của curcumin chúng
tôi quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học
dẫn chất của curcumin với thuốc thử Girard P”.
Mục tiêu của đề tài này là:
1. Tổng hợp dẫn chất của curcumin với thuốc thử Girard P.
2. Thử hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa của dẫn chất tổng hợp được.


3

Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN
1.1.1. Cấu trúc phân tử curcumin
-

Cấu trúc phân tử (Hình 1.1).

Hình 1. 1. Cấu trúc phân tử của curcumin
-

Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien3,5-dion.

-

Tên khác: Diferuloylmethan, curcumin I.

-

CTPT: C21H20O6.

-

Khối lượng phân tử: 368,37 đvC [36].

1.1.2. Nguồn gốc
- Tự nhiên: Curcumin được phân lập từ thân rễ của cây nghệ vàng (curcuma
longa L.). Sơ bộ về quy trình phân lập curcumin theo phương pháp của Trịnh
Hoàng Dương và Hà Diệu Ly[4].
Nguyên liệu : Củ nghệ vàng.
+ Chiết xuất, phân lập: chiết bằng dung môi ethanol, sau khi cất loại dung
môi, cao thu được được chiết lại với n-hexan để loại bỏ tinh dầu và kết tinh
lại thu curcuminoid thô.
+ Tinh chế: sản phẩm curcuminoid thô được tiến hành sắc kí cột trên
silicagel, thu được curcumin tinh khiết.
+ Xây dựng bộ dữ liệu chuẩn curcumin trên phổ hồng ngoại, phổ tử ngoạikhả kiến, xác định cấu trúc, độ tinh khiết, định lượng curcumin bằng HPLC.

4

- Tổng hợp hóa học toàn phần curcumin: Phương pháp thông thường sử dụng
để tổng hợp curcumin là phương pháp đi từ valinin và aceton [9]. Sơ đồ phản ứng
(Hình 1.2.).

Hình 1.2. Sơ đồ tổng hợp curcumin
1.1.3. Tính chất vật lý.
- Dạng thù hình: Curcumin tồn tại dưới dạng bột vô định hình hoặc tinh thể
hình kim màu vàng cam. Tinh thể curcumin có 3 dạng thù hình khác nhau tùy thuộc
vào dung môi và tốc độ kết tinh [36].
- Điểm chảy: 183oC [36].
- Sự hấp thụ ánh sáng:
+ Các phân tử curcumin có khả năng hấp thụ bức xạ khả kiến, tạo ra màu
vàng. Cực đại hấp thụ của curcumin là 429 nm [16].
+ Curcumin có khả năng phát huỳnh quang (520 nm) khi hấp thụ bức xạ tử
ngoại có bước sóng 350 nm [36].
- Độ tan
+ Curcumin tan được trong acid acetic, ethanol, methanol, aceton,
dicloromethan, cloroform, ít tan trong n-hexan, không tan trong ether [32].
+ Curcumin thực tế không tan trong nước ở môi trường acid hay trung tính
(độ tan < 10mg ở 25 C), tan trong kiềm tạo dung dịch màu đỏ máu sau sang
chuyển sang tím [1].
+ Curcumin tan được trong nước khi có mặt các chất hoạt động bề mặt như:
natri

dodecylsulphat,

cetylpyridin

polyethylenglycol, cyclodextrin [19].
1.1.4. Độ ổn định
- Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước

bromid,

gelatin,

polysaccharid,


5

Nghiên cứu sự điện li theo pH của curcumin bằng phương pháp HPLC cho kết
quả như sau ( hình 1.3.) [34].
+ pH < 1: dung dịch curcumin có màu đỏ do curcumin ở trạng thái proton
hóa H4A+.
+ pH = 1-7: curcumin ở trạng thái trung tính H3A, trong khoảng pH này,
curcumin khó tan trong nước và tạo huyền phù màu vàng.
+ pH > 7,5, dung dịch curcumin có màu đỏ vì curcumin tồn tại các dạng
H2A, HA2-, A3-. Giá trị hằng số phân ly proton pKa1, pKa2, pKa3 ( tương ứng
của H2A-, HA2-, A3-) lần lượt là 7,8; 8,5 và 9.

Hình 1.3. Sự điện li theo pH của curcumin
- Phân hủy curcumin trong môi trường kiềm: Curcumin tương đối ổn định ở
pH acid, nhưng nhanh chóng bị phân hủy ở pH > 7. Nghiên cứu quá trình phân hủy
curcumin trong khoảng pH = 7-10 bằng phương pháp HPLC, sản phẩm của quá
trình phân hủy là acid ferulic và feruloylmethan, sau đó feruloylmethan tiếp tục

6

phân hủy thành vanillin và aceton, acid ferulic phân hủy thành 4-vinylguaniacol và
cacbon dioxid (hình 1.4.) [12].

Sản phẩm ngưng tụ

Hình 1.4. Sự phân hủy curcumin trong môi trường kiềm.
- Ảnh hưởng của ánh sáng
Dưới tác dụng của ánh sáng curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic,
anhydrid ferulic, acid ferulic [12]. Curcumin cũng kém bền ngay cả khi không có
mặt oxy. Khi có mặt oxy và ánh sáng, curcumin bị phân hủy thành 4vinylguaniacol và vanillin (hình 1.5.)

Hình 1.5. Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của oxi và ánh sáng
1.1.5. Tính chất hóa học
- Hiện tượng hỗ biến:
Curcumin và dẫn chất tồn tại trong dung dịch ở dạng cân bằng hỗ biến của dạng
diceton đối xứng và dạng ceton - enol được ổn định bằng liên kết hydro nội phân tử
(hình 1.6.) [19].


7

Hình 1.6. Dạng hỗn biến ceton-enol trong dung dịch
Trong dung dịch nước, ở pH acid và trung tính, curcumin tồn tại chủ yếu dưới
dạng diceton; ngược lại, ở pH >8, dạng enol chiếm ưu thế hơn [32]. Tùy theo từng
dung môi thích hợp có thể có trên 90% curcumin tồn tại dạng enol [19].
-Tính chất của nhóm hydroxyl trên vòng thơm

Các cặp electron chưa liên kết của oxy trong nhóm hydroxyl liên hợp mạnh với
vòng benzen, làm cho nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl linh động hơn, điều này
giải thích tính acid và khả năng phản ứng với các gốc tự do của curcumin [33].
Ngoài ra, khả năng phản ứng với các gốc tự do của curcumin còn liên quan đến
sự chuyển nguyên tử hydro của nhóm methylen ở cacbon giữa mạch, làm giảm hoạt
tính của nhóm này. Hai hướng phản ứng này góp phần giải thích tính oxy hóa mạnh
của curcumin khi ứng dụng nó trong ngành dược (hình1.7.).

Hình 1.7. Phản ứng của curcumin với gốc tự do.
- Phản ứng cộng với H2


8

Trong phân tử curcumin có các nối đôi trong mạch cacbon, nên có thể cộng 1,2
hoặc 3 phân tử H2 khi có mặt các xúc tác kim loại hoặc oxit kim loại như Ni, PtO2
tạo ra các dẫn chất dihydrocurrcumin, tetrahydrocurcumin hay hexahydrocurcumin.
Các dẫn chất tạo ra này cũng có hoạt tính chống oxy hóa [7], [30].
- Phản ứng tạo phức β-diceton
Curcumin với cấu trúc β-diceton trong môi trường acid hay trung tính tồn tại
dưới dạng ceton-enol đối xứng và ổn định, có khả năng tạo phức với nhiều ion kim
loại khác nhau như Mn2+, Fe2+, Cu2+…[5].
- Phản ứng imin hóa
Curcumin là hợp chất β-diceton nên có thể phản ứng với các amin bậc nhất như
RNH2,

hydroxyamin

(NH2OH),

hydrazin

(NH2NH2),

semicarbazid

(NH2NHCONH2) tạo ra các imin hoặc dẫn chất imin tương ứng [28], [29].
Cơ chế phản ứng:

Hình 1.8. Cơ chế phản ứng imin hóa.
Giai đoạn đầu phản ứng là sự tấn công của đôi điện tử tự do trên nguyên tử nitơ
của amin vào nguyên tử carbon mang một phần điện tích dương của nhóm
carbonyl. Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng hợp ái nhân thông thường hình thành
hợp chất trung gian chứa đồng thời hai nhóm chức anion alkoxid và cation
amonium. Hợp chất trung gian này chuyển hóa nhanh thành hợp chất trung gian
bền hơn là carbinolamin. Phản ứng này cần một lượng nhỏ acid làm xúc tác để cân
bằng phản ứng chuyển dịch về phía tách nước từ hợp chất trung gian carbinolamin,


9

sinh ra dạng proton hóa của imin hoặc các dẫn xuất của imin. Cuối cùng là giai
đoạn tách proton để tạo thành imin hoặc các dẫn chất của imin [28].
Trong phản ứng imin hóa, pH môi trường phản ứng đóng vai trò quan trọng. Nếu
môi trường quá acid, toàn bộ các amin bị proton hóa, các amin bị proton hóa sẽ
không phản ứng được với nhóm chức ceton. Ngược lại, nếu giảm môi trường acid
sẽ giảm khả năng tách nước tạo imin. Điều kiện pH thích hợp cho phản ứng imin
hóa là pH~4,5 [29].
1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CURCUMIN VÀ DẪN CHẤT CỦA
CURCUMIN

Các nghiên cứu chỉ ra rằng, curcumin không gây độc đối với con người với liều
8000 mg/ngày trong 3 tháng [8].
Bên cạnh đó curcumin có rất nhiều tác dụng đã được chứng minh có lợi cho việc
phòng và điều trị bệnh. Một số tác dụng nổi bật của curcumin như: chống oxy hóa,
chống viêm, chống ung thư, chống viêm loét dạ dày-tá tràng, kháng khuẩn, kháng
nấm, làm lành vết thương, liền sẹo…[8],[32].
1.2.1. Tác dụng chống oxy hóa
Curcumin có tác dụng chống oxy hóa mạnh ở pH trung tính và acid. Cơ chế hoạt
động của nó bao gồm ức chế một số đường tín hiệu tế bào ở nhiều cấp độ, tác động
lên các enzym màng tế bào như enzym cyclooxygenase và glutathion-S-tranferase,
điều biến miễn dịch, các tác động lên thành mạch và sự kết dính tế bào-tế bào [32].
Peroxynitrit là chất trung gian có tính độc tế bào được tạo ra bởi anion superoxid
(O2-) và oxyd nitơ (NO). Các curcuminoid trong đó có curcumin có tác dụng dọn
gốc tự do peroxynitrit với IC50 là 4,0 ± 0,04 μM [ 3].
Curcumin có tác dụng dọn gốc tự do như anion superoxid (O2-) và gốc tự do
hydroxyl (OH·), đây là các gốc tự do gây ra sự peroxyl hóa lipid [20]. Trong các
nghiên cứu bảo vệ quá trình peroxy hóa lipid, curcumin đã thể hiện sự ức chế mạnh
(18-80%) tùy thuộc liều dùng [2].
Năm 2008, M. Majeed và cộng sự đã tiến hành tổng hợp tetrahydrocumin (THC)
và nghiên cứu trên in vitro so sánh tác dụng chống oxy hóa của tetrahydrocurcumin


10

và các curcuminoid. Nghiên cứu được thực hiện trên tế bào hồng cầu của thỏ và
gan chuột, sử dụng acid linoleic là chất nền trong hệ ethanol/nước, được phân tích
bằng phương pháp thiocyanat và phương pháp TBA (thiobarbituric acid reacted
substances) . Kết quả cho thấy rằng tetrahydrocurcumin có hoạt tính chống oxy hóa
mạnh nhất trong tất cả các curcuminoid. Giải thích về cơ chế tác dụng và đặc tính
chống oxy hóa mạnh hơn của THC so với curcumin, các tác giả cho rằng, THC là

chất chuyển hóa chính của curcumin ở đường tiêu hóa. Nhóm phenolic đóng vai trò
dọn các gốc tự do trong giai đoạn đầu của quá trình chống oxy hóa. Tuy nhiên, sự
phân cắt liên kết C-C trong khung β-diceton cũng được quan sát thấy trong quá
trình này. Như vậy, nhóm β-diceton đóng vai trò dọn gốc tự do trong giai đoạn sau
[23].
1.2.2. Tác dụng phòng và điều trị ung thƣ
Xuất phát từ một thực tế việc nghiên cứu dịch tễ học của ung thư ở một số vùng
Ấn Độ cho thấy tỷ lệ ung thư đại tràng ở những vùng có người dân ăn nhiều cary
(dầu có chứa curcumin) có tỷ lệ rất thấp, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu
về tác dụng chống ung thư của curcumin, hiện có trên một nghìn công trình đã
được tiến hành và kết quả bước đầu cho thấy [8]:
+ Curcumin ngăn các các tế bào ung thư đi vào pha S (pha tổng hợp của chu
kỳ tế bào).
+ Curcumin thúc đẩy các tế bào ung thư đi vào giai đoạn chết tế bào theo chu
trình.
+ Curcumin là chất ức chế tạo mạch máu mới.
+ Curcumin làm hạ cholesterol huyết và chống bệnh Alzheimer (mất trí nhớ
ở người già).
Cơ chế của tác dụng chống ung thư của curcumin có thể là do khả năng chống
oxy hóa và dọn gốc tự do, cũng như khả năng làm tăng gián tiếp nồng độ
glutathion, do đó giúp giải độc gan và ức chế sự hình thành nitrosamin [8].
Năm 2012, M. K. Kim và cộng sự đã tiến hành tổng hợp dẫn chất chứa nhóm
aceton gắn vào C4 của curcuminoid với mục tiêu cải thiện độ tan trong nước so với


11

curcuminoid ban đầu [21]. Các dẫn chất acetoxy-curcuminoid (từ 1 đến 7) trong
nghiên cứu của M. K. Kim bao gồm:

Hình 1.9. Một số dẫn chất chứa nhóm acetoxy của curcumin.
1. R1= OMe, R2=OH, R3=H, R4=OAc
2. R1=OMe, R2=OMe, R3=H, R4=OAc
3. R1=OMe, R2=OMe, R3=OMe, R4=OAc
4. R1=OH, R2=OH, R3=OMe, R4=OAc
5. R1=H, R2=OH, R3=H, R4=OAc
6. R1=H, R2=H, R3=H, R4=OAc
7. R1=H, R2=H, R3=H, R4=OAc
Các dẫn chất được thử tác dụng chống ung thư trên ba dòng tế bào: tế bào ung
thư trực tràng (HCT116), tế bào ung thư tiền liệt tuyến (LNCap) và tế bào ung thư
biểu mô tế bào gan (Huh-7). Số lượng tế bào sống còn lại được xác định bằng
phương pháp thử nghiệm MTT muối tetrazolium. Kết quả nghiên cứu cho thấy các
dẫn chất từ 1 đến 4 đều có độ tan cao hơn so với các curcuminoid ban đầu, đồng
thời ức chế cả ba dòng tế bào ung thư tốt. Đáng chú ý nhất là 4 với giá trị SC50 khi
thử trên ba dòng tế bào HCT116, LNCap, Huh-7 lần lượt là 16,9; 19,3; 20,1(µM)
thấp hơn 2,5 lần so với SC50 của curcumin. Kết quả này được giải thích là do dẫn
chất 4 có chứa nhóm meta-methoxy gắn với vòng thơm và cấu trúc catechol trong
phân tử [21].
1.2.3. Tác dụng chống viêm
Nghệ có hoạt tính chống viêm mạnh, hoạt tính chống viêm của nghệ có thể do 3
đặc tính sau:
+ Thứ nhất, nghệ làm giảm các chất gây viêm như histamin.


12

+ Thứ hai, nghệ làm tăng tác dụng và kéo dài thời gian hoạt động của
hormon tuyến thượng thận- cortisol- một chất chống viêm tự nhiên trong cơ
thể.
+ Thứ ba, nghệ giúp cải thiện tuần hoàn, do đó chất độc dễ bị loại ra khỏi các

khớp nhỏ-nơi các chất thải tế bào và các chất gây viêm tích tụ [8].
Nghiên cứu của Sharma R. A và các cộng sự khẳng định curcumin có khả năng
ức chế một số lượng lớn các phân tử khác nhau liên quan đến phản ứng viêm bao
gồm, phospholipid, lipooxigenase, cyclooxigenase 2, leukotrien, thromboxan,
prostaglandin,

nitơ

oxid,

collagenase,

elastase,

hyaluronidase,

monocyte

chemoattractant protein-1, protein cảm ứng interferon, yếu tố hoại tử khối u (TNF),
và interleukin-12 (IL-12) [32].
Năm 2008, M. Majeed và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tác dụng chống viêm
của curcumin và các dẫn xuất natri curcumin, tetrahydrocurcumin, triethylcurcumin
[23]. Nghiên cứu trên mô hình gây phù chân chuột bằng carragenib và mô hình gây
viêm u hạt bằng dầu hạt bông trên chuột cống. Hoạt lực chống viêm của curcumin
và các dẫn xuất của curcumin được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: natri
curcumin > tetrahydrocurcumin > curcumin > triethylcurcumin.
Khi so sánh curcumin và các dẫn chất của nó trong các mô hình gây viêm cấp và
bán cấp thì kết quả cho thấy các dẫn xuất của curcumin có tác dụng chống viêm
mạnh hơn cả curcumin [23].
1.2.4. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, làm lành vết thƣơng và liền sẹo

Các nghiên cứu in vitro chỉ ra rằng dịch chiết nghệ và curcumin có tác dụng ức
chế sự phát triển của một số vi khuẩn, điển hình là Staphylococus aureus,
Salmonella paratyphi, Mycrocus pyogenes [2], [22]. Dịch chiết ethanol của nghệ có
tác dụng chống lại Entamoeba histolytica [22].
Các nghiên cứu bổ sung bột nghệ vào môi trường nuôi cấy mô thực vật cho thấy
bột nghệ ở nồng độ 0,8 và 1,0 g / L có hoạt tính ức chế đáng kể chống lại sự nhiễm
nấm [35]. Cơ chế kháng nấm của curcumin có thể là do ức chế desaturase (ERG3)
làm giảm sản xuất và tích lũy các tiền chất sinh tổng hợp ergosterol của tế bào nấm,


13

dẫn đến chết tế bào [35]. Giảm tiết proteinase và thay đổi các thuộc tính của lớp
màng liên kết trong hoạt động của ATPase là yếu tố quan trọng khác có thể giải
thích cho hoạt tính kháng nấm của curcumin.
Chiếu xạ làm chậm sự co hẹp và thời gian làm lành vết thương ở chuột nhắt.
Điều trị với curcumin, tùy thuộc vào liều dùng, làm tăng sự co hẹp so với nhóm
chứng. Quá trình làm lành vết thương là do sự giải phóng chậm các chất chống oxy
hóa và sự hỗ trợ tái tạo mô của collagen. Một số nghiên cứu tạo liên kết giữa
curcumin và collagen cho thấy: hoạt tính chống oxy hóa của curcumin có hiệu quả
trong việc dọn các gốc tự do gây viêm loét. Kết hợp với khả năng kích thích tăng
sinh tế bào của collagen, curcumin đã hỗ trợ đáng kể trong quá trình điều trị vết
thương ở mô [2].
1.2.5. Tác dụng bảo vệ dạ dày, tá tràng
Nghệ đã được chứng minh làm giảm tiết dịch vị và bảo vệ niêm mạc dạ dày - tá
tràng; tăng gastrin, secretin, bicarbonat, và bài tiết enzym tụy. Nghệ cũng được
chứng minh có tác dụng ức chế hình thành vết loét, chống lại tác động của các yếu
tố gây loét như stress, rượu, một số thuốc như indomethacin, reserpin… làm tăng
đáng kể chất nhầy ở thành dạ dày chuột [8].
Ngoài ra, chất curcumin đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đáng kể với giá trị

MIC (nồng độ ức chế tối thiểu) vào khoảng 5 - 50 mg/mL đối với 65 mẫu phân lập
lâm sàng của Helicobacter pylori [35].
1.2.6. Các tác dụng khác
Dịch chiết nghệ có tác dụng làm giảm cholessterol và triglycerid, giảm tính nhạy
cảm của LDL (high densitylipoprotein cholesterol ) đối với sự peroxy hóa lipid và
ức chế kết tập tiểu cầu [2], [8].
LTR- các thành phần của gen có vai trò quan trọng trong phiên mã 1 loại virus
suy giảm miễn dịch ở người (HIV-1) provirus. Ức chế hoạt động LTR có thể là một
con đường tiềm năng cho các thuốc kháng virus để ngăn chặn HIV-1 nhân rộng.
Curcumin được chứng minh là một hợp chất hữu hiệu có vai trò hạn chế biểu hiện
gen HIV-1 LTR mà không có bất kỳ tác động lớn về khả năng tồn tại tế bào [35].


14

Curcumin làm chậm tổn thương gan vốn gây nên bệnh xơ gan, giúp giảm tình
trạng tắc ống mật đồng thời cải thiện tình trạng tổn thương và xơ hóa tế bào gan
[2], [8].
1.3. TỔNG QUAN VỀ THUỐC THỬ GIRARD P
1.3.1. Công thức phân tử
-Cấu trúc phân tử.

Hình 1.10. Công thức cấu tạo thuốc thử Girard P
-Tên khoa học: 1-(2-Hydrazino-2-oxoethyl)pyridinium chlorid.
-CTPT: C7H10ClN3O.
- Khối lượng phân tử: 187,63 đvC [36].
1.3.2. Nguồn gốc, tính chất vật lý
1.3.2.1 Nguồn gốc:
Thuốc thử Girard P được tổng hợp hóa học theo phương pháp của Girard và
Sandulesco: Đầu tiên, thực hiện phản ứng ngưng tụ ethyl chloroacetat với pyridin,

sau đó đun hồi lưu với hydrazin hydrat. Sơ đồ phản ứng được trình bày trong hình
1.11. [15].

Hình 1.11. Sơ đồ tổng hợp thuốc thử Girard P
1.3.2.2 Tính chất vật lý
- Nhiệt độ nóng chảy: 201-203°C [41].
- Tan trong dung môi: nước, methanol, ethanol, axit acetic, glycerol, ethylen
glycol.


15

1.3.3. Tác dụng dƣợc lý
- Thuốc thử Girard P là một chất rất dễ tan trong nước, nó đã được nghiên cứu
thử nghiệm về tác dụng dược lý. Kết quả cho thấy thuốc thử Girard P có một số tác
dụng dược lý như:
+ Ức chế hoạt động của histidin decarboxylase trong thận, gan, và mô tá tràng
của động vật gặm nhấm [39].
+ Hoạt động như các catalase, vì vậy nó có tiềm năng sử dụng để bảo vệ chống
lại sự oxy hóa [11].
+ Girard P có hoạt tính ức chế hoạt động của Mycobacterium tuberculosis trong
cả hai thử nghiệm in vitro và in vivo ( trong kiểm tra giác mạc chuột) [10].
+ Girard P cũng hoạt động như một chất ức chế trên aryl-sulfatase của
Alcaligens metalcaligens [13].
1.3.4. Một số nghiên cứu về sử dụng thuốc thử Girard P để làm tăng độ tan
của các chất.
Do thuốc thử Girard P rất dễ tan trong nước nên được sử dụng để tạo dẫn chất
lai hóa để tăng độ tan của các chất ít tan. Một số nghiên cứu sử dụng thuốc thử
Girard P để làm tăng độ tan, cải thiện hoạt tính sinh học của một số chất có hoạt
tính sinh học:

 Girard-P hydrazon và Girard-P hydrazon của 5-nitrofuryl đã được nghiên
cứu như các tác nhân hóa học trị liệu ung thư [38].
 Dẫn xuất Girard-P 2-thiophen aldehyd và 5-nitro và 5-bromo-2 thiophen
aldehyd đã được nghiên cứu và chứng minh là chất có hoạt tính độc tế bào [18].
 Các hydrazon Girard-P của p-nitrobenzaldehyd và p-acetylbenzaldehyd
trong thử nghiệm in vitro cho thấy không có tác dung ức chế sự tăng trưởng của
Mycobacterium tuberculosis [25], mặc dù các hydrazid nói chung đều có hoạt tính
trên Mycobacterium tuberculosis. Các hydrazon Girard-P của phenanthridin-9aldehyd và 7-carbethoxyamino-2,7-dicarbethoxyamino, và các dẫn xuất 2-nitro
trong thử nghiệm in vitro cho thấy có tác dụng ức chế mạnh sự phát triển của


16

Streptoccus, các hợp chất carbethoxyamino thì ít hiệu lực hơn, và tất cả các hợp
chất này đều cho thấy không có tác dụng trên Trypanocidal.
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DẪN CHẤT IMIN CỦA CURCUMIN
Trong các nghiên cứu nhằm tăng độ tan và hoạt tính sinh học của curcumin thì
các nghiên cứu về dẫn chất imin ngày càng thể hiện được nhiều tiềm năng trong
dược phẩm.
Shim J. S và cộng sự [34] đã tổng hợp được hydrazinocurcumin (HC) và
hydrazinobenzoylcurcumin ( HBC).

Hình 1.12. Phản ứng tổng hợp hydrazinocurcumin

Hình 1.13. Phản ứng tổng hợp hydrazinobenzoylcurcumin
Kết quả nghiên cứu cho thấy HC có hoạt tính ức chế tế bào BASC (bonvine
aortic endothelial cell), ngăn chặn quá trình angiogentisis (một trong các quá trình
phát triển bệnh ung thư) cao hơn 30 lần so với curcumin. Ngoài ra HC còn có khả
năng ức chế một số dòng tế bào như: HT29 (tế bào ung thư đại tràng), NIH3T3 (tế
bào nguyên phôi), Chang (tế bào ung thư gan).

Riêng BHC thể hiện khả năng ức chế tế bào BASC mạnh hơn curcumin nhưng
kém hơn HC. BHC có hoạt tính ức chế mạnh lên dòng tế bào HCT15 (tế bào ung
thư trực tràng), ở nồng độ 40 µM thì hầu như toàn bộ tế bào HCT15 bị ức chế sau
48 giờ. Tuy nhiên cũng giống như HC, BHC không thể hiện hoạt tính đối với APN
(amino peptidase N).