Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline a phân lập từ cây cơm rượu trái hẹp (glycosmis stenocarpa) ở việt nam và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên
cứu trước đây. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc
xuất xứ.
NGHIÊN CỨU SINH

Lê Đức Anh

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lưu Văn Chính, PGS TS Lê Mai
Hương Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện Luận
án này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, các Cô, cán bộ Viện Hóa học các hợp
chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giảng dạy, hướng
dẫn và giúp đỡ em hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương trình đào
tạo.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể các cán bộ Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện
Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên,
Học viện Khoa học và công nghệ, Hội đồng khoa học, Bộ phận quản lý đào tạo và các
phòng ban đã giúp đỡ, tạo điều kiên thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu tại cơ sở.
Tôi cũng xin cảm ơn Đảng ủy, Lãnh đạo Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học
và Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng và tập thể phòng Hóa sinh đã cho phép, tạo điều
kiện về thời gian, thiết bị nghiên cứu, động viên tinh thần cho tôi trong quá trình học tập

và nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn đề tài VAST04.02/15-16 đã trợ giúp một phần kinh phí để tôi
hoàn thành Luận án này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã hết lòng ủng hộ
tôi về cả tinh thần và vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện Luận án.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả Luận án

Lê Đức Anh

ii

năm 2017


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
1.1 Tổng quan về carbazole alkaloid ...............................................................................3
1.1.1 Định nghĩa và lịch sử của Carbazole alkaloid ....................................................... 3
1.1.2 Carbazole alkaloid từ tự nhiên ...............................................................................3
1.1.2.1 Phân bố và nguồn carbazole alkaloid tự nhiên ...................................................3
1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên ........................................................... 4
1.2. Khái quát về murrayafoline A và dẫn xuất của chúng .............................................8
1.2.1 Murrayafoline A .....................................................................................................8
1.2.2 Tổng hợp carbazole alkaloid murrayafoline A .................................................... 10
1.2.2.1 Sinh tổng hợp murrayafoline A .........................................................................10

1.2.2.2 Tổng hợp toàn phần murrayafoline A ............................................................... 11
1.2.3 Tổng hợp một số dẫn xuất của murrayafoline A ..................................................16
1.2.4 Hoạt tính sinh học của murrayafoline A và các dẫn xuất ....................................23
1.2.4.1 Hoạt tính chống ung thư .................................................................................... 23
1.2.4.2 Hoạt tính tim mạch ............................................................................................ 25
1.2.4.3 Hoạt tính kháng khuẩn ...................................................................................... 28
1.2.4.4 Hoạt tính chống virus ........................................................................................ 29
1.2.4.5 Hoạt tính kháng viêm......................................................................................... 29
1.2.4.6 Hoạt tính chống sốt rét ...................................................................................... 30
1.3 Khái quát về chalcone ............................................................................................. 31
1.3.1 Giới thiệu về chalcone .......................................................................................... 31
1.3.2 Phản ứng tổng hợp chalcone ................................................................................32
1.3.2.1 Tổng hợp chalcone bằng phản ứng Claisen-Schmidt........................................32
1.3.2.2 Tổng hợp chalcone bằng phản ứng Wittig ........................................................ 33
1.3.2.3 Tổng hợp chalcone từ các bazơ Schiff ............................................................... 34
1.3.2.4 Tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất cơ kim ....................................................... 34
1.3.2.5 Tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất α, β-dibromchalcone ................................ 35
1.3.2.6 Tổng hợp bằng phản ứng quang hóa (Fries) .................................................... 35
1.3.2.7 Tổng hợp chalcone từ các β-chlorovinyl ketone ...............................................36
iii


1.3.2.8 Hoạt tính sinh học của chalcone .......................................................................36
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 38
2.1 Đối tượng nghiên cứu............................................................................................... 38
2.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 38
2.3 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu ................................................................................... 43
2.3.1 Hóa chất, dung môi .............................................................................................. 43
2.3.2 Thiết bị dùng cho nghiên cứu ...............................................................................43
2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học................................................................ 43

2.4.1 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro .................................43
2.4.2 Phương pháp đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của khối u trên thạch mềm ....45
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM ................................................................................... 47
3.1 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2'-hydroxychalcone ..................47
3.1.1 Tổng hợp 5'-chloromethyl-2'-hydroxyacetophenone (85) ....................................47
3.1.2 Tổng hợp 5ꞌ-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)methyl-2ꞌ-hydroxyacetophenone (86) 47
3.1.3 Tổng hợp các 5'-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)methyl-2'-hydroxychalcone
.......................................................................................................................................48
3. 2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 4'-hydroxychalcone thông qua cầu
liên kết trimethylene ......................................................................................................49
3.2.1 Tổng hợp các 4ꞌ-bromopropanoxychalcone ......................................................... 49
3.2.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A với các 4ꞌ-bromopropanoxychalcone ......49
3. 3 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2', 4'- dihydroxychalcone thông
qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole ................................................50
3.3.1. Tổng hợp các 4'-(2-azidoethoxy)-2'-hydroxychalcone (104a-104g) ................... 50
3.3.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2',4'-dihydroxychalcone thông
qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole ................................................55
3.4 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A có mạch ngoài là β-amino alcohol.............56
3.4.1 Tổng hợp 1-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-2,3-epoxypropane (115) ..................56
3.4.2 Quy trình chung cho phản ứng mở vòng với các amin trong tổng hợp các dẫn xuất
116-130 .......................................................................................................................... 57
3.5 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine thông qua cầu liên kết
trimethylene ................................................................................................................... 59
iv


3.5.1 Tổng hợp dẫn xuất 3-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)propyl bromide ..........59
3.5.2 Tổng hợp hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine......................... 59
3.5.3 Quy trình tổ hợp chung cho tổng hợp 131 với 5-fluorouaracil, thymine, uracil ......60
3.5.4 Tổng hợp methyl 1-cyclopropyl-6-fluoro-7-(4-(3-(1-methoxy-3-methyl-9Hcarbazol-9-yl)propyl) piperazin-1-yl)-4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxylate (148)

.......................................................................................................................................61
3.5.5 Qui trình chung tổng hợp bismurrayafoline A 149 và tổ hợp của murrayafoline A
với acridone 151 ............................................................................................................62
3.5.6. Tổng hợp murrayafoline A với các sesquiterpene ...............................................63
3.5.7 Tổng hợp các dẫn xuất khác của murrayafoline A....................................................... 65
3.6 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 .......67
3.6.1 Tổng hợp 1-hydroxy-3-methylcarbazole (29) ......................................................... 67
3.6.2 Qui trình chung cho phản ứng ester hóa 1-hydroxy-3- methylcarrbazole ...........68
3.6.3 Qui trình O-allyl hóa 1-hydroxy-3-methylcarbazole (172) ..................................68
3.7 Đánh giá hoạt tính sinh học các dẫn xuất của murrayafoline A ............................. 69
3.7.1 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào các dẫn xuất của murrayafoline A ................69
3.7.2 Đánh giá khả năng ức chế khối u trên thạch mềm ...............................................69
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 70
4.1 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2'-hydroxychalcone ..................70
4.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 4'-hydroxychalcone thông qua cầu
liên kết trimethylene ......................................................................................................77
4. 3 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2',4'- dihydroxychalcone thông
qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole ................................................82
4.4 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A có mạch ngoài là các β-amino alcohol ....89
4.5 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine thông qua cầu liên kết
trimethylene ................................................................................................................... 98
4.6 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 .....115
4.7 Thử nghiệm hoạt tinh sinh học của các dẫn xuất mới của murrayafoline A ....................121
4.7.1 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A và các
hydroxychalcone, các 1-ester và 1-alloxy ...................................................................121

v


4.7.2 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất có mạch ngoài là các β-amino alcohol

.....................................................................................................................................123
4.7.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A và các
amine thông qua cầu liên kết trimethylene ..................................................................125
4.7.4 Kết quả đánh giá khả năng ức chế khối u trên thạch mềm ................................127
V. KẾT LUẬN ............................................................................................................128
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................129
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ...................................................131
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................132
PHỤ LỤC ....................................................................................................................145

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.1: Cấu trúc của carbazole (1), murrayanine (2), 3-methylcarbazole (3) .......3
Hình 1.1.2.2: Cấu trúc dẫn xuất carbazole 18 và 19 .............................................8
Hình 1.2.1: Cấu trúc murrayafoline A (8) ............................................................. 9
Hình 1.2.2.1: Sơ đồ sinh tổng hợp các dẫn xuất 3-methyl carbazole alkaloid ....11
Hình 1.2.2.2.1: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 27 ................... 11
Hình 1.2.2.2.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A (8) đi từ hợp chất 30 ..............12
Hình 1.2.2.2.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 34 ................... 12
Hình 1.2.2.2.4: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 39 ................... 13
Hình 1.2.2.2.5: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 45 ................... 13
Hình 1.2.2.2.6: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47 ................... 14
Hình 1.2.2.2.7: Sơ đồ cải tiến tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47 .......14
Hình 1.2.2.2.8: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 50 ................... 15
Hình 1.2.2.2.9: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 53 ................... 15
Hình 1.2.2.2.10: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 57 .................15
Hình 1.2.2.2.11: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 61 .................16
Hình 1.2.3.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayanine 2 .......................................17

Hình 1.2.3.2: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 66........................................................... 17
Hình 1.2.3.3: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayquinone A 67 ............................. 18
Hình 1.2.3.4: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 68, 69 ............................... 19
Hình 1.2.3.5: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 72, 73 ............................... 20
Hình 1.2.3.6: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 74 .....................................20
Hình 1.2.3.7: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 73, 76 ............................... 21
Hình 1.2.3.8: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm 1-OCH3 .............22
Hình 1.2.3.9: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm -NH- .................22
Hình 1.3.1: Cấu trúc tổng quát của chalcone ...................................................... 31
Hình 1.3.2.1.1: Sơ đồ tổng hợp chalcone bằng phản ứng Claisen-Schmids .......32
Hình 1.3.2.1.2: Sơ đồ phản ứng phụ Canizaro .................................................... 33
Hình 1.3.2.2: Sơ đồ tổng hợp chalcone bằng phản ứng Wittig ........................... 33
Hình 1.3.2.3: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các bazơ Schiff .................................34
vii


Hình 1.3.2.4: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất cơ kim.......................... 34
Hình 1.3.2.5: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất α,β-dibromchalcone ....35
Hình 1.3.2.6: Sơ đồ tổng hợp dihydroxychalcone bằng phản ứng quang hóa (Fries)
............................................................................................................................. 35
Hình 1.3.2.7: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các β-chlorovinyl ketone ..................36
Hình 2.2: Sơ đồ cơ chế phản ứng giữa azide và alkyne ......................................40
Hình 4.1: Sơ đồ tổng hợp 6 dãy dẫn xuất mới của murrayafoline A ..................70
Hình 4.1.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của murrayafoline A với các 2'-hydroxychalcone
............................................................................................................................. 72
Hình 4.1.2: Một phần phổ 1H-NMR của dẫn xuất 90 .........................................72
Hình 4.1.3: Một phần phổ HSQC của dẫn xuất 90 .............................................73
Hình 4.1.4: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 90 ............................................73
Hình 4.1.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 90 ..................................................74
Hình 4.2.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của murrayafoline A với các 4'hydroxychalcone .................................................................................................78

Hình 4.2.2: Một phần phổ 1H-NMR của dẫn xuất 97 .........................................78
Hình 4.2.3: Một phần phổ 13C-NMR của dẫn xuất 97 ........................................79
Hình 4.2.4: Phổ MS của dẫn xuất 97...................................................................79
Hình 4.2.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 97 ..................................................80
Hình 4.3.1: Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A và các 2', 4'dihydroxychalcone .................................................................................................82
Hình 4.3.2: Một phần phổ HSQC của dẫn xuất 111 ...........................................84
Hình 4.3.3: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 111 ..........................................85
Hình 4.3.4: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 111 ................................................85
Hình 4.4.1: Sơ đồ tổng hợp 1-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-2,3epoxypropane sử dụng m -CPBA ........................................................................90
Hình 4.4.2: Sơ đồ mở vòng epoxy với các amine ...............................................91
Hình 4.4.3: Một phần phổ HSQC của dẫn suất 116 ............................................92
Hình 4.4.4: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 116 ..........................................92
Hình 4.4.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 116 ................................................93
Hình 4.5.1: Sơ đồ tổng hợp murrafoline A với các amine bậc hai ...................... 98
viii


Hình 4.5.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A với 5-FU, các nucleobase ..........100
Hình 4.5.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A với ciprofloxacin .......................100
Hình 4.5.4: Sơ đồ tổng hợp biscarbazole 149, 151 ...........................................101
Hình 4.5.5: Phổ 1H-NMR của dẫn xuất 143 ......................................................102
Hình 4.5.6: Phổ 13C-NMR của dẫn xuất 143.....................................................102
Hình 4.5.7: Sơ đồ tổng hợp tổ hợp murrayafoline A với zerumbone ........................108
Hình 4.5.8: Sơ đồ tổng hợp tổ hợp murrayafoline A với artemisinin ...............108
Hình 4.5.9: Sơ đồ tổng hợp 161 ........................................................................110
Hình 4.5.10: Sơ đồ tổng hợp 2-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl) acetic acid (162)
...........................................................................................................................111
Hình 4.5.11: Một phần phổ 1H-NMR của 163 ..................................................111
Hình 4.5.12: Phổ 13C-NMR của 2-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl) acetic acid
(162) ...................................................................................................................112

Hình 4.5.13: Công thức cấu tạo của 3-(1-methoxy-3-methyl-9H-carbazol-9-yl)propan-1-ol
(163) ...................................................................................................................113
Hình 4.5.14: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 166 ..........................................................114
Hình 4.6.1: Quá trình tổng hợp các ester của murrayafoline A ........................115
Hình 4.6.2: Phổ 1H-NMR của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) ...116
Hình 4.6.3: Phổ 13C-NMR của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) ..117
Hình 4.6.4: Phổ MS của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) ............117
Hình 4.6.5: Cấu trúc của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) ............118
Hình 4.6.6: Sơ đồ tổng hợp 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) ...........119
Hình 4.6.7: Phổ 1H-NMR của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) .......119
Hình 4.6.8: Phổ 13C-NMR của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) ......120
Hình 4.6.9: Phổ MS của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) ................120
Hình 4.6.10: Cấu trúc của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) .............121
Hình 4.7.4: Hình ảnh khối u Hep-G2 trên thạch mềm không có và có xử lý với Meiso
(116) ...................................................................................................................127

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2'-hydroxychalcone
............................................................................................................................................................... 74
Bảng 4.1.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2'-hydroxychalcone
............................................................................................................................................................... 76
Bảng 4.2.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 4'-hydroxychalcone . 80
Bảng 4.2.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 4'-hydroxychalcone 81
Bảng 4.3.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2', 4'- dihydroxychalcone .. 86
Bảng 4.3.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2', 4'- dihydroxychalcone88
Bảng 4.4.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A có mạch ngoài là các βamino alcohol ...................................................................................................................................... 93
Bảng 4.4.2: Tín hiệu phổ 13C-NMR của các tổ hợp có mạch ngoài chứa nhóm β-amino alcohol

............................................................................................................................................................... 96
Bảng 4.5.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR chi tiết của các dẫn xuất 133-138, 142-146, 148, 149, 151
............................................................................................................................................................. 103
Bảng 4.5.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR chi tiết của các dẫn xuất 133-138, 142-146, 148, 149, 151
............................................................................................................................................................. 105
Bảng 4.5.3: Dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của dẫn xuất 157, 160 .................................... 109
Bảng 4.7.1: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A ................................... 121
Bảng 4.7.2: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline có mạch ngoài là các βamino alcohol .................................................................................................................................... 124
Bảng 4.7.3: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline và các amine thông qua cầu
liên kết trimethylene.......................................................................................................................... 125

x


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Các phương pháp sắc ký
TLC

Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng

CC

Column Chromatography: Sắc ký cột

Các phương pháp phổ
HMRS

Hight resolution Mass Spectroscopy: Phổ khối lượng phân giải cao

FT-ICRMS Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer

TOFMS

Time-of-flight mass spectroscopy

ESI-MS

Electrospray Ionization Mass Spectroscopy: Phổ khối ion hóa phun điện

IR

Infrared Spectroscopy: Phổ hồng ngoại

UV

Ultraviolet spectroscopy: Phổ tử ngoại

1

Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ

H-NMR

hạt nhân proton
13

C-NMR

Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng
từ hạt nhân carbon-13

DEPT

Distortioless Enhancement by Polarisation Tranfer: Phổ DEPT

COSY

Correlation Spectroscopy: Phổ tương tác hai chiều đồng hạt nhân 1H-1H

HSQC

Heteronuclear Single Quantum Correlation: Phổ tương tác hai chiều trực
tiếp dị hạt nhân

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Correlation: Phổ tương tác đa liên kết hai
chiều trực tiếp dị hạt nhân
s: singlet

d: doublet

t: triplet

multiplet

dd: double doublet

q: quartet

qui: quintet m:

br: broad

Các chữ viết tắt khác
IC50

: Nồng độ tác dụng ức chế 50% sự tăng sinh của tế bào (Inhibitory
concentration of 50% of cell proliferation)

ED50

: Liều có hiệu quả 50% trên tổng số đối tượng thử nghiệm (effective dose
of 50%)

LD50

: Liều gây chết 50% trên tổng số đối tượng thử nghiệm (Lethal dose of 50%)

MIC

: Nồng độ ức chế tối thiểu- Minimmum inhibitory concentration

Tnc

: Nhiệt độ nóng chảy
xi


AZT

: azidothymidine

DHA

: Dihydroartermisinin

CoA

: Coenzyme A

TBUT

: Tế bào ung thư

Hep-G2

: Human Hepatocellular carcinoma: Dòng tế bào ung thư biểu mô gan người

RD

: Human Rhabdommyo sacroma: Dòng tế bào ung thư cơ vân

LU

: Lung cancer: Dòng tế bào ung thư phổi

FL

: Human Uterine carcinoma: Dòng tế bào ung thư cổ tử cung

SW480

: Dòng tế bào ung thư đại tràng SW480

MCF-7

: Dòng tế bào ung thư vú MCF-7

P338

: Dòng tế bào ung thư bạch cầu chuột

MOLT

: Dòng tế bào ung thư đại thực bào

PKC

: Protein kinase C

HIV

: Human immunodifciency virus type

FPP

: Fanesyl diphosphate

ZSS1

: Enzyme α-humulene synthase

NF-κB

: Nuclear factor-kappaB- yếu tố nhân κB

DMSO

: Dimethyl sulfoxide

TMS

: Tetramethyl silan

DMF

: Dimethylformamide

THF

: Tetrahydrofuran

EtOAc

: Ethyl acetate

TCA

: Trichloroacetic acid

m-CPBA

: meta- Chloroperbenzoic acid

PTSA

: p-Toluensulfonic acid (pTsOH), tosylic acid (TsOH)

THP

: Tetrahydropyranyl

NCI

: National Cancer Institute

PM

: N-(4-(4-fluorophenyl)-5-(hydroxymethyl)-6-isopropylpyrimidin-2-yl)N-methylmethanesulfonamide

SRB

: Sulforhodamine B

OD

: Optical Density
xii

MỞ ĐẦU

Hiện nay, với sự phát triển không ngừng của hóa học hữu cơ nói chung và hóa
hợp chất thiên nhiên nói riêng thì việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất thiên nhiên
vào cuộc sống ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe
cộng đồng. Các hợp chất thiên nhiên được tạo ra nhờ quá trình sinh tổng hợp một cách
rất tinh vi trong thực động vật, bởi vậy các hợp chất này thường có những hoạt tính rất
đặc biệt, chọn lọc, dễ dung nạp với cơ thể và ít tác dụng phụ. Có thể nói rằng các hợp
chất thiên nhiên là những chất dẫn đường rất hiệu quả, làm chúng ta rút ngắn được con
đường đến với những thuốc sử dụng cho liệu pháp điều trị đích và tổng hợp toàn phần
chúng.
Đối với mỗi hoạt chất cụ thể, chúng ta cũng có nhiều cách tiếp cận khác nhau
nhằm nâng cao giá trị sử dụng của nó. Thông thường với các hoạt chất có độ phân cực
trung bình, các nghiên cứu được tiến hành theo hai hướng với mục đích cải thiện tính
tan của chúng. Hướng thứ nhất là chuẩn bị dạng nano bằng cách bao các hoạt chất này
bằng các vật liệu nano dễ tan trong nước, các vật liệu bao này đã được tổ chức FAO cho
phép sử dụng trong y học như các dextrin, ethylene glycol.., hướng này gần đây cũng
được xem là hướng nghiên cứu có nhiều tiềm năng. Hướng thứ hai là tạo ra các dẫn xuất
ưa nước bằng cách can thiệp hóa học thuần túy trong đó hướng tổng hợp ra các dẫn xuất
lai cũng rất được quan tâm nghiên cứu, sự hấp dẫn và điểm thuận lợi của hướng này là
chúng ta có thể lai ghép với các phần cấu trúc khác có hoạt tính tốt với chất nghiên cứu
theo ý muốn trong đó chất nghiên cứu là chất có nhiệm vụ dẫn đường.
Gần đây, các nhà khoa học đã khám phá rất nhiều hoạt tính sinh học của
murrayafoline A, một carbazole alkaloid phân lập với khối lượng lớn từ loài cơm rượu
trái hẹp Glycosmis sternocapa, hoạt chất này thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quí như
gây độc với nhiều dòng tế bào [28,68], có tác dụng tích cực lên tim mạch [70-76], tác
dụng kháng viêm [66,82], kháng virus [77-80] với các cơ chế rõ ràng, đến thời điểm
hiện tại các công bố về hoạt tính này vẫn đang tiếp tục. Tuy vậy, để ứng dụng dẫn xuất
này vào thực tiễn vẫn còn là dấu hỏi do khả năng tan kém trong nước, một số công trình
đã và đang nghiên cứu sử dụng hướng thứ nhất để cải thiện độ tan của murrayafoline A,

theo hướng thứ hai một số dẫn xuất cũng đã được tổng hợp tuy nhiên các công bố vẫn
1


chưa nhiều. Theo hướng này, đề tài của luận án đề cập tới tổng một số dẫn xuất lai giữa
murrayafoline A và các thuốc generic hoặc các dẫn xuất có hoạt tính sinh học khác đã
biết rõ cơ chế tác dụng sinh học, đánh giá hoạt tính gây độc tế bào để bổ sung các dữ
liệu về hóa học và hoạt tính sinh học của hoạt chất này.
Trên cơ sở tham khảo các tài liệu về murrayafoline A và các dẫn xuất của nó,
chúng tôi phát hiện thấy hướng tổng hợp lai hóa với các hoạt chất khác vào các trung
tâm phản ứng -NH-, -OCH3 với số lượng không nhiều. Vì vậy chúng tôi dặt ra mục tiêu
của luận án:
•

Chuyển hóa nhóm -NH- của carbazole này bằng cách lai hóa chúng với các
chalcone, sesquiterpene như artemisinin, zerumbone, PM, các amine dị vòng
thông qua các cầu liên kết khác nhau.

•

Can thiệp hóa học vào các nhóm chức -OCH3 để tổng hợp các dẫn xuất mới (các
ester và ether).

•

Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các dẫn xuất tổng hợp được.

•

Thử nghiệm hoạt tính kháng u trên thạch mềm.

2


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về carbazole alkaloid
1.1.1 Định nghĩa và lịch sử của Carbazole alkaloid
Carbazole (1) là một hợp chất hữu cơ dị vòng thơm, có cấu trúc gồm ba vòng
ngưng tụ, trong đó hai vòng benzen nằm ở hai bên của vòng pyrole chứa nhóm nitơ.
Theo quy ước các vòng thơm của carbazole (1) được ký hiệu lần lượt là A, B và C, việc
đánh số cho nhóm carbon được bắt đầu từ vòng A. Hầu hết nhóm carbazole đều là 9Hcarbazole. Năm 1872 Graebe và Glazer lần đầu tiên phân lập được carbazole (1) được
từ nhựa than đá [6], cấu trúc của (1) được mô tả dưới hình (1.1.1).

Hình 1.1.1: Cấu trúc của carbazole (1), murrayanine (2), 3-methylcarbazole (3)
Các hợp chất carbazole được phát hiện và phân lập từ thực vật vào những năm
1960 của thế kỷ trước và carbazole alkaloid đầu tiên được Chakraborty và cộng sự phân
lập từ thực vật là murrayanine (2), hợp chất này được tách ra từ bộ phận thân của loài
Murraya koenigii Spreng họ cam (Fam. Rutaeae) hay còn gọi là “cây cà ri”, một loại
cây thuốc truyền thống nổi tiếng của Ấn Độ [7]. Gần một thế kỷ sau, năm 1987 lần đầu
tiên Bhattacharyya và cộng sự mới công bố phân lập được carbazole đơn giản nhất (1)
từ loài Glycomis pentaphylla [8].
Sau khi hợp chất carbazole alkaloid đầu tiên được phân lập từ thực vật, các nhà
khoa học bắt đầu tập trung vào nghiên cứu hoạt tính sinh học cũng như mở rộng tìm
kiếm nguồn nguyên liệu nhằm cung cấp đủ các hợp chất này cho các mục đích nghiên
cứu và ứng dụng.
1.1.2 Carbazole alkaloid từ tự nhiên
1.1.2.1 Phân bố và nguồn carbazole alkaloid tự nhiên
Nguồn carbazole (1), 3-methylcarbazole (3) và một số dẫn xuất chứa oxy của 3methylcarbazole chủ yếu được phân lập từ thực vật bậc cao thuộc các chi Murraya,
Glycosmis và Clausena họ Rutaeae, hiện tại chi Murraya được biết đến là thực vật có
3

nguồn carbazole alkaloid phong phú nhất. Ngoài ra, carbazole alkaloid còn được phân
lập từ thực vật bậc thấp và từ một vài loài vi khuẩn Streptomyces khác nhau. Năm 2002
Knölker thông báo nguồn carbazole alkaloid tự nhiên còn được tìm thấy ở tảo lục Hyella
caespitosa, ở một số loài nấm Aspergillus, một số loài vi khuẩn Actinomadura, và lớp
hải tiêu Didemnum granulatum [9].
Các nghiên cứu về hóa thực vật cũng cho thấy hầu hết các carbazole alkaloid phân
lập từ họ cam (Rutaceae) đều có một nhóm thế chứa oxy gắn vào vị trí số 3 của khung
carbazole và một nhóm chứa oxy gắn vào vị trí số 1 hoặc 2. Cấu trúc của các alkaloid
này có thể biến đổi từ những carbazole có cấu trúc đơn giản thành các phân tử carbazole
mới có chứa các hợp phần terpene gắn thêm vào [10].
1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên
Khi so sánh đặc điểm cấu trúc những carbazole alkaloid phân lập được từ thực
vật các nhà khoa học nhận thấy dẫn xuất 3-methylcarbazole (3) có thể được coi là chất
trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp nhiều dẫn xuất carbazole tự nhiên của
nó. Các dẫn xuất của 3-methylcarbazole được tìm thấy ở các chi Clausena, Murraya,
Glycomis... Trong đó, nhóm 3-methyl có thể được chuyển hóa thành các dạng dẫn xuất
chứa oxy như: -CH2OH, -CHO, -COOH, -COOMe [8,11]. Từ cấu trúc cơ bản của 3methylcarbazole và các dẫn xuất của nó, người ta có thể chia các dẫn xuất 3methylcarbazole thành các dạng dẫn xuất như sau: 3-methylcarbazole và một số dẫn
xuất tạo thành bởi các chuyển hóa của nhóm methyl và -NH-; Một số dẫn xuất 3methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole ở vị trí số 1 có hoạt tính
sinh học; Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm thế chứa oxy gắn ở vị trí số 2 của
khung carbazole có hoạt tính sinh học; Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm
chứa oxy gắn vào các vị trí khác của khung carbazole có hoạt tính sinh học; Các dẫn
xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9 của khung carbazole
và một số dẫn xuất 3-methylcarbazole thuộc nhóm carbazole-1,4-quinone alkaloid.
* 3-methylcarbazole và một số dẫn xuất tạo thành bởi các chuyển hóa của nhóm
methyl và -NH- điển hình
Tên loài
Glycomis pentaphylla

Nhóm chất phân lập được
carbazole (1)
4

Hoạt tính

Tài liệu
tham khảo
[12,13]


Clausena heptaphylla
C. indica
C. anisata
Clausena excavata
Glycomis pentaphylla
Murraya koenigii
M. euchrestifolia

3-methylcarbazole (3)

Chống
đông kết
tiểu cầu

[13,14,15]
[16,17,18]

3-formylcarbazole (4)
M. euchrestifolia

Glycosmis pentaphylla

[18,19]

methyl carbazole-3carboxylate (5)
Clausena lansium

[21]

9-carbethoxy-3methylcarbazole (6)

M. koenigii

(7) Có khả
năng kháng
hai dòng tế
9-Formyl-3-methylcarbazole bào ung thư
(7)
B16
và
P338 trên
chuột

[17]

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole
ở vị trí số 1 có hoạt tính sinh học điển hình
Đối với nhóm chất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn trực tiếp vào khung
carbazole ở vị trí số 1 được tìm thấy chủ yếu ở chi Murraya (họ Rutaceae) phân bố nhiều
trên khu vực Nam Á. Trong các bài thuốc dân gian, lá và vỏ của cây Murraya được sử

dụng để chữa các bệnh về mất cảm giác, dùng để gây tê, điều trị eczema (bệnh tràm bội
nhiễm), thấp khớp và bệnh phù nước.

5


Tên loài
Murraya koenigii
C. heptaphylla
Glycomis
stenocarpa

Nhóm chất phân lập được
Murrayanine (2)

Murrayafoline A (8)
M. euchretifolia
Glycomis
stenocarpa
Clausenal (9)
Clausena heptaphylla

Hoạt tính

Tài liệu
tham khảo

Có hoạt tính
kháng nấm gây
bệnh trên người

[22-25]

Hoạt
kháng
thư

tính
ung

Có khả năng
kháng
vi
khuẩn gram
(-), gram (+)
và nấm

[23,26,27]
[28]

[29]

clausine E (10)
C. excavata

[30,31]

6,7-dimethoxy-1-hydroxy-3methylcarbazole (11)
M. koenigii

Có hoạt tính
kháng nấm,
kháng khuẩn
mạnh

[32]

Hoạt
tính
chống ung
thư TPA

[33]

Clausine D (12)
C. excavata

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole
ở vị trí số 2 có hoạt tính sinh học điển hình
Tên loài

Nhóm chất phân lập được

Hoạt tính

Tài liệu
tham khảo

[34]

Glycozolidol (13)

Có khả năng
kháng nhiều loại
vi khuẩn gram
(+), gram (-)

G. pentaphylla

6


Có khả năng
làm tan nhanh
cục máu đông
và là nguyên
nhân gây co
mạch

C. excavata
Clausine B (14)

[30]

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn vào các vị trí khác
của khung carbazole có hoạt tính sinh học điển hình
Tên loài

Hoạt tính

Tài liệu
tham khảo

Có tác dụng chống lại
virus HIV

[35]

Có khả năng kháng cả
hai loại vi khuẩn gram
(+), gram (-) và nấm sợi

[36]

Có hoạt tính kháng lao
chủng H37Rv thuộc loài
Mycobacterium
tuberculosis

[37]

Nhóm chất phân lập được

M. siamensis

Siamenol (15)

M. koenigii

M. hirsutum

1-formyl-3-methoxy-6methylcarbazole (16)
R1 = H; R2 = CH3
R3 = CHO
micromeline (17)
R = prenyl; R2 = H; R3 = H
1

* Các dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9
của khung carbazole
Cho đến nay nhóm chất 3-methylcarbazole phân lập từ thực vật có nhóm thế chứa
oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9 được công bố rất hạn chế. Năm 1988, N-methoxy-3formylcarbazole (3-formyl-9-methoxycarbazole) (18) là chất đầu tiên được Furukawa
và cộng sự phân lập từ tự nhiên trong vỏ rễ loài M. euchrestifolia [19]. Bốn năm sau,
nhóm

này

tiếp

tục

công

bố

phân

lập

được

dẫn

xuất

N-methoxy-3-

hydroxymethylcarbazole (3-hydroxymethyl-9-methoxycarbazole) (19) trên đối tượng

7


M. euchrestifolia [38]. Đến thời điểm hiện tại, chưa có thêm công bố nào về dẫn xuất
mới thuộc nhóm này.

Hình 1.1.2.2: Cấu trúc dẫn xuất carbazole 18 và 19
* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole thuộc nhóm carbazole-1,4-quinone alkaloid
Các carbazole-1,4-quinone đại diện cho một nhóm carbazole alkaloid quan trọng
có nhiều hoạt tính sinh học, ngoài ra các hợp chất này còn được sử dụng như là chất
trung gian trong chuyển hóa carbazole thành các dẫn xuất [39,40]. Trừ clausenaquinone
A, tất cả các carbazole-1,4-quinone phân lập từ các nguồn có trong tự nhiên đều có cấu
trúc 3-methylcarbazole-1,4-quinone. Ở thực vật, carbazole-1,4-quinone alkaloid được
tìm thấy chủ yếu từ chi Murraya (Rutaceae). Năm 1983, Furukawa và cộng sự lần đầu
tiên phân lập đươc murrayaquinone A (20) từ vỏ rễ của M. euchrestifolia thu ở Đài Loan
[26,27]. Trong những năm tiếp theo, nhóm của Furukawa tiếp tục công bố kết quả phân
lập các dạng dẫn xuất khác nhau của carbazole-1,4-quinone từ rễ, vỏ thân cây M.
euchrestifolia như: murrayaquinone B (21), murrayaquinone C (22) [26,27],
murrayaquinone D (23) [27], và murrayaquinone E (24) [39]. Đến năm 1998, Saha và
Chowdhury công bố phân lập được koeniginequinone A (25) và koeniginequinone B
(26) từ vỏ thân loài M. koenigii [40], điều thú vị là các chất này lần đầu tiên được phát

hiện thấy từ loài thực vật này.
1.2. Khái quát về murrayafoline A và dẫn xuất của chúng
1.2.1 Murrayafoline A
Cũng giống như các carbazole khác, murrayafoline A là một carbazole alkaloid
có 3 vòng ngưng tụ trong đó vòng ở giữa là vòng pyrole, một vòng benzene có chứa các
nhóm thế methoxy và methyl ở các vị trí 1 và 3. Murayafoline A có công thức phân tử
là C14H13ON (MS: 211), tên hóa học 1-methoxy-3-methyl-9H-carbazole, công thức cấu
tạo như sau:

8


Hình 1.2.1: Cấu trúc murrayafoline A (8)
Murrayafoline A là chất rắn màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 52-53oC, không tan
trong nước, tan tốt trong methanol, acetone, dichloromethane….
Murrayafoline A có đặc điểm phổ như sau: UV λmax 225, 243, 251 (sh), 292,
330, 334 (sh) nm (1-oxygen carbazole). IR νmax 3480 cm-1. 1H NMR: δ 7,96 (H, N-H); δ
7,87 (d, J = 8 Hz) tương ứng với H-5 ở vòng carbon không thế; 3H tương ứng với δ 6,97,3 (overlap). Tín hiệu của nhóm thế methoxy có độ chuyển dịch hóa học δ 3,76 và
nhóm methyl δ 2,40; Tín hiệu của H-4 và H-2 có độ chuyển dịch hóa học tương ứng là
7,33 và 6,55; các nhóm methoxy và methyl gắn với các nguyên tử carbon C-1 và C-3,
hai nhóm này có độ dịch chuyển hóa học lần lượt là 3,76 và 2,40 ppm [27].
Nguồn cung cấp murrayafoline A chủ yếu từ chi Murraya, một số loài thuộc chi
này được phân bố rộng rãi ở khu vực Nam Á, trong y học dân tộc chúng thường được
sử dụng trong các bài thuốc điều trị nhiều bệnh như đau đầu, đau răng, đau dạ dày, bệnh
cúm, bệnh thấp khớp, sốt rét, giảm đau, viêm não, côn trùng và rắn cắn. Ở Ấn Độ
Murraya euchrestifolia Hayata được sử dụng như là gia vị tự nhiên cho món cà ri còn ở
khu vực Đông Nam Á, vỏ, lá và quả của M. paniculata được sử dụng để giải nhiệt. Chi
Murraya thuộc họ Rutaceae (họ cam) rất giàu carbazole alkaloid, ngoài ra một số
carbazole alkaloid trong đó có murrayafoline A còn được phát hiện từ một số loài thuộc
chi Glycosmis, các nghiên cứu về hóa thực vật của các chi này cho thấy bộ khung

carbazole xuất hiện khá phổ biến và tạo nên lớp chất chính của các chi này.
Năm 1985, murrayafoline A lần đầu tiên được Furukawa phân lập từ loài
Murraya euchrestifolia Hayata [27], các công bố tiếp theo chỉ ra rằng hoạt chất này chủ
yếu được phân lập từ chi Murraya. Một năm sau, Yun-Cheung Kong và cộng sự [42]
công bố số liệu khảo sát nguồn carbazole từ tám loài thực vật thuộc chi Murraya phân
bố ở Trung Quốc, một lượng lớn murrayafoline A đã phân lập được từ loài Murraya
crenulata. Một thông tin thú vị được Cheng-Bin Cui và cộng sự [43] đăng tải là lần đầu
tiên họ phân lập được murrayafoline A, 3-methylcarbazole, girinimbine, mahanimbine
và bicyclomahanimbine từ loài Clausena dunniana Levl. Năm 2012, Surat Laphookhieo
9


và cộng sự [44] công bố đã phân lập được 6 curmarin và 12 carbazole alkaloid từ rễ loài
Clausena excavata phân bố ở Thái Lan, trong đó có murrayafoline A. Những công bố liên
tiếp sau đó thuộc về Sukari [45] và Kartini Ahmad [46] vào các năm 2013 và 2014 về việc
phân lập, thử nghiệm hoạt tính sinh học của murrayafoline A và những carbazole alkaloid
khác từ loài Murraya koenigii (L.), các kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng nguồn
murrayafoline A của chi Murraya đa dạng.
Ở Việt Nam, murrayafoline A được phát hiện trong loài Glycosmis stenocarpa với
hàm lượng lên tới 0,45%. Tuy vậy, các nghiên cứu về murrayafoline A không nhiều,
những thông tin về đối tượng này chủ yếu được đăng tải bởi nhóm nghiên cứu của PGS.
Nguyễn Mạnh Cường. Năm 2004, nhóm nghiên cứu đã công bố lần đầu tiên về phân lập
murrayafoline A và một số carbazole alkaloid khác từ cây Glycosmis stenocarpa (Dark)
[23].
Hiện nay, các nghiên cứu về các dẫn xuất carbazole này và các khám phá về hoạt
tính sinh học của chúng vẫn đang thu hút được nhiều nhóm nghiên cứu.
1.2.2 Tổng hợp carbazole alkaloid murrayafoline A
1.2.2.1 Sinh tổng hợp murrayafoline A
Sau khi nghiên cứu về các tác dụng sinh học của murrayafoline A người ta nhận
thấy rằng hoạt chất này chủ yếu được phân lập từ thực vật, vì vậy để đảm bảo nguồn

nguyên liệu cho các mục đích nghiên cứu và ứng dụng, các nhà khoa học bắt đầu tập
trung vào nghiên cứu tổng hợp carbazole này, việc đầu tiên cần tiếp cận là nghiên cứu
quá trình sinh tổng hợp murrayafoline A để có thể can thiệp vào quá trình này hoặc bắt
trước quá trình sinh tổng hợp nó trong thực vật. Năm 1971 Maske đã đề nghị con đường
sinh tổng hợp các dẫn xuất 3-methyl carbazole alkaloid trong thực vật [47], theo đó quá
trình sinh tổng hợp các 3-methyl carbazole alkaloid được bắt đầu từ axít shikimic qua
hợp chất trung gian anthranilic axít như sau:

10


Hình 1.2.2.1: Sơ đồ sinh tổng hợp các dẫn xuất 3-methyl carbazole alkaloid
1.2.2.2 Tổng hợp toàn phần murrayafoline A
Do murrayafoline A và các dẫn xuất có nhiều hoạt tính quý nên nhiều nhóm
nghiên cứu đã tập trung vào việc tổng hợp toàn phần dẫn xuất này nhằm tìm ra nguồn
cung cấp murrayafoline A ổn định cho các mục đích nghiên cứu ứng dụng thay thế cho
nguồn thực vật cung cấp murrayafoline A ngày càng cạn kiệt. Ngoài murrayafoline A
thì các carbazole alkaloid khác cũng được quan tâm tổng hợp và trong quá trình tổng
hợp toàn phần các alkaloid này phải qua giai đoạn tổng hợp murrayafoline A, do vậy
khi trình bày tổng hợp toàn phần chất đó thì các quá trình này cũng được xem như là tài
liệu tham khảo rất hữu ích cho tổng hợp murrayafoline A và các dẫn xuất của nó.
Một trong những con đường chung trong tổng hợp toàn phần murrayafoline A là
tổng hợp Indole Fischer bắt đầu từ dẫn xuất 27 [48]. Năm 1968, Chakraborty và các
cộng sự đã tổng hợp murrayanine (2) đi qua dẫn xuất trung gian murrayafoline A. Như
vậy, điều lý thú ở chỗ là murayafoline A xuất hiện lần đầu tiên từ tổng hợp thuần túy và
phải tới 17 năm sau người ta mới phát hiện ra nó trong tự nhiên.

Hình 1.2.2.2.1: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 27
Đến năm 1985, J. Moody và cộng sự [49] đề xuất con đường tổng hợp
murrayafoline A đi từ chất đầu là indole-2-carboxylate (30), trong phương pháp tổng

11


hợp này bước quan trọng nhất là giai đoạn phản ứng ngưng tụ với butyrolactone hoặc 4methylbutyrolactone để thu được hợp chất lactone vòng mới 31, sau khi hợp chất lactone
vòng được thủy phân để thu được alcohol 32, tiếp theo oxy hóa nhóm alcohol bằng
pyridinium chlorochromate thành aldehyde (33) và đóng vòng các tác giả đã thu được
1-methoxy-3-methyl-9H-carbazole (8) với hiệu suất trên 40%, sơ đồ phản ứng như sau:

Hình 1.2.2.2.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A (8) đi từ hợp chất 30
Một cách tiếp cận khác cũng dùng phản ứng tổng hợp Indole Fisher để tổng hợp
toàn phần murrayafoline A đi từ chất đầu 34 do Murakami và các cộng sự đưa ra [50].
Theo đó, phản ứng tổng hợp Indole Fisher từ 34 sẽ cho sản phẩm chính 35, tiếp theo là
các phản ứng đề hydro hóa, loại nhóm bảo vệ nhóm mesyl của hydroxy và sau cùng là
methyl hóa nhóm hydroxy để cho murrayafoline A.

Hình 1.2.2.2.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 34
Phản ứng Indole Fisher tổng hợp toàn phần murryafoline A tiếp tục được Mal và
cộng sự [51] sử dụng từ chất đầu lactone 39. Sau khi thu được hợp chất lactone vòng 3(2-phenylhydrazono)dihydrofuran-2(3H)-one (40), nhóm -NH- của hợp chất này được
12


bảo vệ bằng phản ứng N-benzyl hóa để tạo thành N-benzylfuroindone (41). Phản ứng
cộng đóng vòng thông thường của N-benzylfuroindone với metyl crotonate cùng sự có
mặt của lithium diisoproylamide dẫn tới việc hình thành 1-hydroxycarbazole (42), tiếp
theo là phản ứng loại bỏ nhóm ester bằng nhiệt trong hỗn hợp KOH và MeOH để thu
được 9-benzyl-1-hydroxy-3-methylcarbazole (43). Tiến hành O-methyl hóa 9-benzyl-1hydroxy-3-methylcarbazole và cuối cùng là loại bỏ nhóm benzyl để cho sản phẩm là
murrayafoline A. Sơ đồ phản ứng tổng hợp như sau:

Hình 1.2.2.2.4: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 39
Con đường tiếp theo để tổng hợp toàn phần murrayafoline A cũng đã được

Ackermann và các cộng sự đưa ra [52]. Trong công trình này xúc tác palladium được sử
dụng cho phản ứng domino giữa dẫn xuất 1,2-dihaloarene (45) và dẫn xuất thế của
aniline (46), phản ứng cho hiệu suất murrayafoline A lên tới 72%.

Hình 1.2.2.2.5: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 45
Năm 2000, Guoqiang Lin và cộng sự [53] đã đưa ra phương pháp tổng hợp toàn
phần một số carbazole alkaloid đi từ các hóa chất đơn giản, dễ kiếm trong đó
murrayafoline A được tổng hợp theo qui trình gồm 5 bước từ 6-nitro-m-cresol (47) với
hiệu suất tổng là 16% theo sơ đồ sau:

13