Phân tích cấu trúc một số dẫn chất chứa triecpenoit và AZT bằng các phương pháp phổ hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––––

NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
CHỨA TRITECPENOIT VÀ AZT BẰNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––––

NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
CHỨA TRITECPENOIT VÀ AZT BẰNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI
Chuyên ngành: Hoá Phân tích
Mã số : 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG THỊ TUYẾT ANH

THÁI NGUYÊN - 2017


LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn
GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến và T.S Đặng Thị Tuyết Anh đã giao đề tài và tận
tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Hóa Dược và các em sinh
viên phòng Hóa Dược đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và
hoàn thành luận văn.
Em xin cảm ơn các thầy cô khoa Hóa Học - Trường Đại Học Khoa Học
Thái Nguyên đã trang bị cho em kiến thức để tiếp cận với các vấn đề nghiên
cứu khoa học, và các anh chị, các bạn học viên lớp K9B- lớp Cao học Hóa đã
trao đổi và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi, bạn bè và
đồng nghiệp của tôi - những người đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này.
Hà nội, ngày 15 tháng 5 năm 2017
Học viên

Nguyễn Thị Bích Thủy

a


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... a
MỤC LỤC ......................................................................................................... b
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................... d
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ............................................................. e

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 1
1.1. Tổng quan về một số phương pháp phân tích phổ hiện đại ....................... 2
1.1.1. Phân tích cấu trúc các hợp chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng
từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR.................................................................... 2
1.1.2. Phân tích cấu trúc của hợp chất bằng phương pháp phổ khối
lượng (MS) ....................................................................................................... 3
1.1.3. Phân tích của trúc của một chất bằng phương pháp phổ hồng
ngoại (IR) ......................................................................................................... 5
1.2. Tổng quan về lớp chất tritecpenoit và các thuốc chống HIV .................... 6
1.2.1. Hợp chất tritecpenoit ............................................................................... 6
1.2.2. Nhóm các thuốc chống HIV /AIDS ........................................................ 8
1.2.3. Tổng hợp các hợp chất lai tritecpen-triazole với AZT ........................... 9
Chương 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................ 14
2.1. Hóa chất và thiết bị .................................................................................. 14
2.1.1.Hóa chất và dung môi ............................................................................ 14
2.1.2. Thiết bị xác định cấu trúc ...................................................................... 14
2.1.3. Xác định cấu trúc của các sản phẩm tổng hợp được ............................ 15
2.2. Tổng hợp một số dẫn chất lai của tritecpenoit với AZT qua cầu nối
amit-triazole .................................................................................................... 15
2.2.1 Tổng hợp chất 54.................................................................................... 15
2.2.2. Tổng hợp chất 55................................................................................... 16

b


2.2.3. Tổng hợp chất 57................................................................................... 17
2.2.4. Tổng hợp chất 58................................................................................... 19
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 21
3.1. Tổng hợp cấu trúc lai của axit betulinic với AZT qua cầu amit-triazole..21

3.1.1. Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất amit 54 .......................... 22
3.1.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất chứa acid betulinic và AZT.. 24
3.2. Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất chứa dẫn xuất
triterpenoit 57 và AZT .................................................................................... 27
3.2.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất amit 57 ........................... 28
3.2.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất lai giữ triterpenoit 57
và AZT ............................................................................................................ 29
KẾT LUẬN .................................................................................................... 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 34

c


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
13

C- NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (13C Nuclear
Magnetic Resonance)

1

H- NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic
Resonance)

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy)

MS

Phổ khối lượng va chạm điện tử (Electron Impact-Mass
Spectrometry)

H, C

Độ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon

ppm

Phần triệu ( parts per million )

s

Singlet

dd

Double doulet

m

multiplet

t

triplet

Hep-G2

Ung thư gan người

DCC

N,N’-dicylclohexylcarbodiimide

HOBt

1-hydroxybenzotriazole

DIPEA

N,N-diisopropylethylamine

t-BuOH

tert-Butanol

DMF

Dimethylformamide

DMSO

Dimethyl sulfoxide

TMS

Tetrametyl Silan (chất chuẩn)

EtOAc

Ethylacetat

h

Giờ

NRT

2’,3’-Dihydroxynucleozit

d4T

Stavudin

AZT

Azidothymidine

3TC

Lamivudin

ddI

Didanosin
d


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

Hình:
Hình 1.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat ................................ 3
Hình 1.2. Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2) ................................... 5
Hình 1.3. Phổ hồng ngoại của benzyl ancol...................................................... 6
Hình 3.1: Phổ 1H-NMR của chất 54 ............................................................... 24
Hình 3.2: Phổ 13C-NMR của chất 54 .............................................................. 24
Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của chất 55 ............................................................... 25
Hình 3.4: Phổ 13C-NMR của chất 55 .............................................................. 26
Hình 3.5: Phổ 1H-NMR của chất 58 ............................................................... 31
Hình 3.6: Phổ 13C-NMR của chất 58 .............................................................. 32
Sơ đồ:
Sơ đồ 1.1.......................................................................................................... 10
Sơ đồ 1.2.......................................................................................................... 10
Sơ đồ 1.3.......................................................................................................... 11
Sơ đồ 1.4.......................................................................................................... 12
Sơ đồ 1.5.......................................................................................................... 13
Sơ đồ 3.1.......................................................................................................... 22
Sơ đồ 3.1,1....................................................................................................... 22
Sơ đồ 3.1.2....................................................................................................... 25
Sơ đồ 3.2 ......................................................................................................... 28
Sơ đồ 3.2.1....................................................................................................... 28
Sơ đồ 3.2.2....................................................................................................... 30

e

MỞ ĐẦU
Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp các thuốc có cấu
trúc lai, chứa hai thuốc có cơ chế tác dụng khác nhau hoặc hai hợp chất có
hoạt tính sinh học khác nhau nhằm tạo ra hợp chất lai có tính năng vượt trội
hơn so với các chất ban đầu.
Gần đây, xuất hiện một số công trình nghiên cứu tổng hợp và đánh giá
hoạt tính chống ung thư và HIV của các hợp chất có cấu trúc lai bao gồm một
thuốc ức chế enzym phiên mã ngược và một thuốc loại ức chế HIV proteaza,
hoặc một thành phần nucleozit ức chế HIV phiên mã ngược (NRTI) và phần
thuốc không phải là nucleozit ức chế enzym phiên mã ngược (NNRTI). Rất
nhiều hợp chất tổng hợp có hoạt tính chống HIV cao hơn nhiều so với các
thuốc ban đầu. Nhóm các thuốc chống HIV/AIDS ức chế enzym phiên mã
ngược nucleozit có chứa 2’,3’-dihydroxynucleozit (NRT) là nhóm chất quan
trọng nhất của các chất chống HIV/AIDS, gồm có zidovudin (AZT), stavudin
(d4T), didanosin (ddI), lamivudin (3TC)....
Các tritecpenoit như là axit betulinic, betulin, axit oleanoic và axit
ursolic có hoạt tính chống HIV rất tốt. Một số dẫn xuất tritecpenoit đã được
nghiên cứu lâm sàng. Việc tổng hợp các hợp chất có chứa một thuốc chống
HIV(AZT) và một tritecpenoit có hoạt tính chống HIV như đã nói ở trên là
vấn đề hết sức lý thú, mới mẻ và có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao. Hiện nay
trên thế giới mới chỉ có một vài công trình nghiên cứu về lớp chất này. Trong
nước có nhóm nghiên cứu của GS Nguyễn Văn Tuyến và TS Đặng Thị Tuyết
Anh đã có một vài công bố về lớp chất này. Tiếp theo các công trình nghiên
cứu trước đây, luận văn của chúng tôi đã tiến hành lựa chọn đề tài: “Phân
tích cấu trúc một số dẫn chất chứa Triecpenoit và AZT bằng các phương
pháp phổ hiện đại ”. Đây là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Mục tiêu chính của luận văn:
Sử dụng các phương pháp phân tích phổ hiện đại: 1H-NMR, 13CNMR, IR, MS để xác định cấu trúc của một số dẫn xuất chứa tritecpenoit

và AZT.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về một số phương pháp phân tích phổ hiện đại
1.1.1.Phân tích cấu trúc các hợp chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng
từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (CHTHN) [1-2] là phương pháp vật lý
hiện đại nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất hữu cơ. Phương pháp phổ biến
được sử dụng là phổ 1H-NMR và 13C-NMR. Hạt nhân của nguyên tử 1H và
13

C có momen từ. Nếu đặt proton trong từ trường không đổi thì moment từ

của nó có thể định hướng cùng chiều hay ngược chiều với từ trường. Đó là
spin hạt nhân có tính chất lượng tử với các số lượng tử +1/2 và -1/2 .
Độ chuyển dịch hóa học : Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt
nhân 1H và 13C trong phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau. Đặc trưng cho
các hạt nhân 1H và 13C trong phân tử có độ chuyển dịch hóa học δ; đối với hạt
nhân 1H thì:  

 TMS  x 6
.10 ( ppm)
o

Trong đó: νTMS, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn TMS và của hạt
nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ.
Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyển dịch hóa học được định nghĩa

một các tổng quát như sau:


 chuan  x 6
.10 ( ppm)
o

Trong đó: νchuan, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt
nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ.
Hằng số chắn σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao
quanh hạt nhân nguyên tử, do đó tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H và 13C
trong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó khác nhau dẫn đến
chúng có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó độ chuyển dịch hóa học
của mỗi hạt nhân khác nhau. Theo đó proton nào cộng hưởng ở trường yếu
hơn sẽ có độ chuyển dịnh hóa học lớn hơn.
2


Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có mặt
trong chất được khảo sát. Giá trị độ chuyển dịch hóa học không có thứ
nguyên mà được tính bằng phần triệu (ppm). Đối với 1H-NMR thì δ có giá trị
từ 0-12 ppm, đối với 13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm.

Hình 1.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat
Hằng số tương tác spin-spin J: Trên phổ NMR, mỗi nhóm hạt nhân
không tương đương sẽ thể hiện bởi một cụm tín hiệu gọi và vân phổ, mỗi vân
phổ có thể bao gồm một hoặc nhiều hợp phần. Nguyên nhân gây nên sự tách
tín hiệu cộng hưởng thành nhiều hợp phần là do tương tác của các hạt nhân có
từ tính ở cạnh nhau. Tương tác đó thể hiện qua các electron liên kết. Giá trị J
phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân tương tác, số liên kết và bản chất các liên

kết ngăn giữa các tương tác.
Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa
các hợp phần của một vân phổ. Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta có
thể rút ra kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân có tương tác với nhau.
1.1.2. Phân tích cấu trúc của hợp chất bằng phương pháp phổ khối
lượng (MS)
Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân tử
trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số khối z = m/e. Sau

3


đó phân tách các ion này theo số khối và ghi nhận được phổ khối lượng. Dựa
vào phổ khối này có thể xác định phân tử khối và cấu tạo phân tử của chất
nghiên cứu [1-2].
Để phá vỡ phân tử người ta có nhiều phương pháp: bắn phá bằng dòng
electron (EI), phương pháp ion hóa hóa học (CI), phương pháp bắn phá
nguyên tử nhanh (FAB)… Dùng dòng eclectron có năng lượng cao để bắn
phá phân tử là phương pháp hay được sử dụng nhất. Khi bắn phá các phân tử
hợp chất hữu cơ trung hòa sẽ trở thành các ion phân tử mang điện tích dương
hoặc bị phá vỡ thành các ion và các gốc theo sơ đồ:
2e (1) > 95%

ABC
ABC

e
ABC

2

3e (2)

ABC-

Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm hơn 95%, còn lại là các
ion mang điện tích +2 và điện tích âm (-). Năng lượng bắn phá các phân tử
thành ion phân tử khoảng 10 eV. Nhưng với năng lượng cao thì ion phân tử
có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+), hoặc các ion gốc, các gốc, hoặc
phân tử trung hòa nhỏ hơn, nên người ta thường thực hiện bắn phá các phân
tử ở mức năng lượng 70 eV.
ABC

A

ABC

AB

AB

A

BC
B
B

Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và
năng lượng bắn phá. Quá trình này gọi là quá trình ion hóa.
Các ion ion dương hình thành đều có khối lượng m và mang điện tích

e, tỉ số m/e được gọi là số khối z. Bằng cách nào đó tách các ion có số khối
khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng, rồi vẽ đồ
thị biểu diễn mối liên quan giữa xác suất có mặt (hay cường độ I) và số khối z
thì đồ thị này được gọi là phổ khối lượng (Hình 1.2).

4


Hình 1.2. Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2)
Như vậy, khi phân tích phổ khối lượng người ta thu được khối lượng
phân tử của chất nghiên cứu, từ các pic mảnh ion trên phổ đồ có thể xác định
được cấu trúc phân tử và tìm ra qui luật phân mảnh. Đây là một trong những
thông số quan trọng để qui kết chính xác cấu trúc phân tử của một chất cần
nghiên cứu khi kết hợp nhiều phương pháp phổ với nhau.
1.1.3. Phân tích của trúc của một chất bằng phương pháp phổ hồng
ngoại (IR)
Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại cho
nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất [1-2].
Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng bước
sóng khoảng 10-4 đến 10-6 m. Nó nằm giữa vi sóng và ánh sáng khả kiến.
Phần của vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu trúc nằm
trong giữa 2,5x10-4 và 16x10-6 m. Đại lượng được sử dụng nhiều trong phổ
hồng ngoại là số sóng (cm-1), ưu điểm của việc dùng số sóng là chúng tỷ lệ
thuận với năng lượng .
Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạ
hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng thái
dao động cao hơn. Có 2 lại dao động khi phân tử bị kích thích là dao động
hóa trị và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm thay đổi độ dài liên
kết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi góc liên kết.

5


Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sóng của bức xạ hồng
ngoại được gọi là phổ hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụ ứng
với những dao động đặc trưng của nhóm nguyên tử hay liên kết nhất định,
(Hình 1.3).

Hình 1.3. Phổ hồng ngoại của benzyl ancol
Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc
trưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết trong phân
tử. Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại của
các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vân
ngón tay. Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng ngoại thường được làm dẫn
chứng cho hai hợp chất giống nhau.
Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu được
chủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng. Các
pic nằm trong vùng từ 4000 – 1600 cm-1 thường được quan tâm đặc biệt, vì
vùng này chứa các dải hấp thụ của các nhóm chức, như OH, NH, C=O,
C≡N… nên được gọi là vùng nhóm chức. Vùng phổ từ 1300 – 626 cm-1 phức
tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định
nhóm chức. Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chất này đến
hợp chất khác, vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được gọi là vùng vân ngón tay .

6


1.2. Tổng quan về lớp chất tritecpenoit và các thuốc chống HIV
1.2.1. Hợp chất tritecpenoit
Trong tự nhiên, lớp chất tecpenoit là một trong những lớp chất trao đổi

thứ cấp tồn tại phổ biến và có cấu trúc đa dạng nhất. Hiện nay đã phát hiện
được hơn 40.000 hợp chất và rất nhiều chất mới được phát hiện mỗi năm. Các
hợp chất tecpenoit có mặt phổ biến trong tự nhiên và có thể tìm thấy trong tất
cả các sinh vật từ sinh vật nhân sơ cũng như sinh vật nhân chuẩn. Tuy nhiên,
phần lớn các tecpenoit có hoạt tính sinh học thường được tìm thấy trong các
thực vật bậc cao.
Hoạt tính sinh học của các tecpenoit rất đa dạng bao gồm: hoạt tính
chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, chống ký sinh trùng, kháng virus,
chống dị ứng , chống co thắt, kháng viêm và các đặc tính điều hòa miễn dịch
hoặc thuốc bổ. Ngoài ra, một số tecpenoit còn có thể được sử dụng như chất
kháng côn trùng. Các tritecpenoit như betulin (1), axit betulinic (2), axit
ursolic (3) và axit oleanoic (4)... có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống
viêm, chống ung thư da, đặc biệt là hoạt tính chống HIV rất tốt. Một số dẫn
xuất tritecpenoit đã được nghiên cứu lâm sàng.

H

H
H

OH

OH

H
O

HO

HO

2

1
betulin

OH

H
H

axit betulinic

O

HO

OH

H
H

O

HO

4
axit oleanoic

3

Axit ursolic

7


Betulin (lup-20(29)-ene-3β,28-diol) (1) là một tritecpenoit được phân
lập từ nhiều loài thực vật bậc cao và được phát hiện lần đầu tiên năm 1788, có
thể có hàm lượng lên đến 30% so với khối lượng khô ở một số loài thực vật
bậc cao [3], những nghiên cứu hoạt tính sinh học gần đây cho biết betulin có
hoạt ức chế nhiều loại tế bào ung thư theo nguyên tắc làm chết tế bào ung thư
theo lập trình (apotosis) [4], do có hoạt tính sinh học mạnh lại có hàm lượng
lớn trong tự nhiên nên betulin được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu
chuyển hóa thành nhiều dẫn xuất khác nhau nhằm tìm kiếm các cấu trúc hóa
học mới và hoạt tính sinh học lý thú.
Axit betulinic, axit (3β)-3-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic (2) , là
triterpenoid pentacyclic có nhiều trong tự nhiên, được tìm thấy ở nhiều loài
thực vật như cây bạch dương, cây chân chim. Có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra
axit betulinic có khả năng kháng virus, chống sốt rét [5, 6], chống virut HIV-1
[7], chống viêm [8, 9]. Axit betulinic cũng được chứng minh có khả năng
chống ung thư theo cơ chế ức chế enzym topoisomerase [10], có thể ức chế
hoàn toàn sự phát triển khối u ác tính của người trên chuột thí nghiệm [11].
Có nhiều nghiên cứu nhằm chuyển hóa axit betulinic thành các dẫn xuất khác
nhau nhờ phản ứng của nhóm OH ở C-3 và axit cacboxylic tại C-28 [12- 13],
trong đó dẫn xuất bevirimat được sử dụng làm thuốc chống HIV [14]. Gần
đây xuất hiện một số công trình nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính
chống ung thư và HIV của các hợp chất có mạch nhánh 1,2,3-triazole của axit
betulinic, các hợp chất tổng hợp thể hiện hoạt tính chống HIV mạnh [15-16].
Đây là cấu trúc lai giữa hai hợp phần chống HIV là axit betulinic và AZT, là
xu hướng đang phát triển mạnh của tổng hợp hóa dược [15-17].
1.2.2. Nhóm các thuốc chống HIV /AIDS

Hiện nay, nhóm các thuốc chống HIV/AIDS ức chế enzym phiên mã
ngược nucleozit có chứa 2’,3’-dihydroxynucleozit (NRT) là nhóm chất quan
trọng nhất của các chất chống HIV/AIDS, gồm có stavudin (d4T) (5),
8


zidovudin (AZT) (6), didanosin (ddI), lamivudin (3TC) (7).... Các nucleozit
này được phosphat hoá nhờ enzym kinase tạo thành 5’-triphosphat và được
gắn vào mạch ADN của virus nhờ enzym phiên mã ngược của HIV. Do C-3’
của các chất này vắng mặt nhóm OH nên không thể kéo dài mạch ADN của
virut, ngăn chặn quá trình mã hoá ngược ARN thành ADN, vì thế virus ngừng
phát triển .
O

O
HN

HN

HO

O
O

NH2

N

Stavudin (5)

HO

O
O

N
N
HO

N3
Zidovudin (6)

O
O

N

S
Lamivudin (7)

Các bệnh nhân phải điều trị lâu dài với các nhóm thuốc chống
HIV/AIDS ở trên sẽ dẫn đến sự nhờn thuốc, liệu pháp mới để điều trị HIV là
dùng tổ hợp 3 thuốc phối hợp hay còn gọi là “cotail”. Bao gồm một thuốc ức
chế enzym phiên mã ngược nucleozit (d4T, AZT, 3TC) và một thuốc loại ức
chế HIV proteaza, hoặc một thành phần không phải nucleozit ức chế HIV
phiên mã ngược để kéo dài sự sống của bệnh nhân bị nhiểm HIV [28].
Dựa trên ý tưởng này các nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp các
thuốc mới có cấu trúc lai của một trong các thuốc chống HIV nói trên nhằm
tìm kiếm các thuốc mới có hoạt tính cao hơn và hạn chế sự kháng thuốc.
1.2.3. Tổng hợp các hợp chất lai tritecpenoit –triazol với AZT

Các hợp chất chứa dị vòng ba nitơ 1,2,3-triazole có nhiều hoạt tính sinh
học lý thú do làm tăng độ bền, tăng momen lưỡng cực làm tăng khả năng
tương tác với các trung tâm sinh học [18] nên được nhiều nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu [19-20]. Mặt khác các nghiên cứu sàng lọc hiện nay, người ta
đã phát hiện được AZT không chỉ là thuốc chống HIV mạnh mà còn là tác

9


nhân chống ung thư đáng chú ý, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra khả năng chống
ung thư của AZT nên được nhiều là khoa học quan tâm nghiên cứu [21-22].
Sự gắn kết của các các triazole với các tritecpenoit vốn đã có các hoạt tính
sinh học mạnh sẽ chờ đợi được các hợp chất hóa học mới có hoạt tính sinh
học lý thú.
Phản ứng Click là phương pháp hiệu quả để tổng hợp các dẫn xuất
triazol, đặc biệt là tổng hợp các chất lai có cầu nối triazol.
R

O

sodium ascorbate, CuSO4
t-BuOH: H2O (2:1), 45

O
O

O
8

O

N
N
N

O
9, R=2-Br
10, R=2-Cl
11, R=2-OMe

Sơ đồ 1.1
Dựa trên ý tưởng này nhóm nghiên cứu của S.Rashid đã tổng hợp
thành công nhiều hợp chất lai mới của axit usolic với các triazole, trong đó
nhiều hợp chất mới được tổng hợp thể hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư
mạnh, hợp chất 9, 10 và 11 thể hiện hoạt tính chống ung thư cao trên hai
dòng tế bào ung thư vú và ung thư máu [28].

10


Sơ đồ 1.2
Gần đây, nhóm nghiên cứu của R. Majeed và các cộng sự đã chuyển
hóa nhóm chức OH của axit betulinic thành nhóm ete với gốc propagyl sau đó
đóng vòng triazole với các azit có nhân thơm nhận được các dẫn xuất
tritecpenoit-triazole mới. Các hợp chất này đã được nghiên cứu thử hoạt tính
chống ung thư trên 9 dòng tế bào ung thư ở người. Kết quả thử nghiệm trên 9
dòng tế bào ung thư cho thấy axit betulinic có hoạt tính ở nồng độ 30M
nhưng không có hoạt tính ở nồng độ 10M, trong khi đó các dẫn chất 5, 7, 13,
15, 17, 18 có hoạt tính trên dòng tế bào HL-60 và 19 có hoạt tính trên dòng tế
bào THP-1 và HL-60 cùng ở nồng độ 10M [28] (Sơ đồ 1.2).

11


Sơ đồ 1.3.
Tác nhân và điều kiện: (a) i) TBTU, DIEA, THF, nhiệt độ phòng 24h; ii) 2propynylamine, Na2CO3, DMF, nhiệt độ phòng, 20 phút; (b) CuSO4,
Na-L-ascorbate, THF-H2O (1:1, v/v); (c) H2, Pd/C,300 kPa, MeOH.

Trên ý tưởng tương tự về con đường tổng hợp các triazole thông qua
phản ứng Click , nhóm nghiên cứu của Han Wang và các cộng sự đã tổng hợp
thành công nhiều hợp chất có cấu trúc lai giữa các dẫn xuất của tritecpen
pentacyclic có hoạt tính sinh học cao như axit betulinic (2), axit echinocystic
(32), axit oleanolic (4), axit ursolic (3) với các dẫn xuất của axit ascobic (Sơ
đồ 1.3)
Trong đó, các hợp chất lai tổng hợp được 34-42, 44 thể hiện hoạt tính
sinh học cao, đặc biệt hợp chất 45 được tìm thấy có khả năng chống virus
cúm với nồng độ EC50 là 8,7M và nhận thấy nó không gây độc đối với tế
bào MDCK [28].

12


H
N

(a)
COOH

(b)
O

HO

HO

2

43

(b)

OH

N N
N

H
N

O

O
HO

RO

O
OR

44: R = CH3

45: R = CH2cC6 H5
46: R= H

Sơ đồ 1.4.
Tác nhân và điều kiện: (a) i) TBTU, DIEA, THF, to phòng 24h; ii) 2propynylamin, Na2CO3, DMF, to phòng, 20 phút; (b) CuSO4, Na-L-ascorbate,
THF-H2O (1:1, v/v); (c) H2, Pd/C, 300 kPa, MeOH.

H

H

a
H

OH

H
OTBS

H

HO

HO

R
48. R= O (b)
49. R= OC(O)O (c)

47

Betulin (1)

OTBS

H

d
g

H
H

OH

O
HN

R

O

H

N

52. R= O
53. R= OC(O)O

O

OH

N
N N

H

OTBS

R

50. R= O
51. R= OC(O)O

Sơ đồ 1.5
a) TBSCl, DMF/THF (1:1), DMAP, DIPEA, 0°C; b) Propargyl bromit, NaH,
THF; c) triphosgene, pyridin, THF và propargyl alcohol, pyridin, THF; d)
TBAF, THF; g) AZT, Cu, CuSO4, H2O, t-BuOH.

13


Tương tự nhóm nghiên cứu của Ibrahim D. Bori và các cộng sự cũng
nghiên cứu tổng hợp được các hợp chất lai giữa các dẫn xuất của betulin với
AZT nhờ phản ứng Click thông qua cầu nối triazole nhận được các dẫn xuất
lai 49 và 50 (Sơ đồ 1.5).
Tiếp tục hướng nghiên cứu về tổng hợp các hợp chất có cấu trúc lai
giữa hai thành phần mang hoạt tính của nhóm GS Nguyễn Văn Tuyến, TS
Đặng Thị Tuyết Anh và cộng sự. Đề tài này tập trung xác định cấu trúc của

một số hợp chất có cấu trúc lai chứa hợp chất triterpenoit và thuốc AZT điều
trị HIV bằng các phương pháp phân tích phổ hiện đại như phổ cộng hưởng từ
hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR, phổ hồng ngoại IR và phổ khối lượng MS
nhằm tìm kiếm các cấu trúc mới có hoạt tính sinh học lý thú.

14


CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và thiết bị
2.1.1.Hóa chất và dung môi
Các hoá chất dùng cho tổng hợp hữu cơ và dung môi được mua của
hãng Merck, hãng Sigma Aldrich và hãng Fluka và thuộc loại phân tích dùng
cho phân tích.
Bột silicagel cho sắc ký cột 100 – 200 mesh (Merck), bản mỏng sắc ký
silicagel đế nhôm Art. 5554 DC – Alufolien Kiesel 60F254(Merck).
2.1.2. Thiết bị xác định cấu trúc
Để xác định cấu trúc các chất hữu cơ tổng hợp được, chúng tôi tiến hành
các phương pháp sau:
- Phương pháp sắc kí lớp mỏng.
Sắc kí lớp mỏng (SKLM) được sử dụng để định tính chất đầu và sản
phẩm. Thông thường chất đầu và sản phẩm có giá trị R f khác nhau, màu sắc
và sự phát quang khác nhau. Dùng sắc kí lớp mỏng để biết được phản ứng đã
xảy ra hay không xảy ra, phản ứng đã kết thúc hay chưa kết thúc là dựa vào
các vết trên bản mỏng, cùng các giá trị Rf tương ứng. Giá trị Rf của các chất
phụ thuộc vào bản chất và phụ thuộc vào dung môi làm pha động. Dựa trên
tính chất đó, có thể tìm được dung môi hay hỗn hợp dung môi để tách các
chất ra xa nhau (Rf khác xa nhau) hay tìm được hệ dung môi cần thiết để tinh
chế các chất.
- Xác định nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được đo trên máy đo trên máy
Gallenkeamp của Anh tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hữu cơ – Viện hóa học
– Viện Hàn Lâm khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trên máy Impact 410 – Nicolet,
tại phòng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm Khoa
học & Công nghệ Việt Nam, đo ở dạng ép viên với KBr rắn.

15


- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Phổ 1H-NMR (500MHz) và

C-NMR (125MHz) của các chất nghiên

13

cứu được đo trên máy Bruker XL-500 tần số 500MHz với dung môi DMSO
và TMS là chất chuẩn, tại phòng Phổ cộng hưởng từ hạt nhân – Viện Hóa
học – Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
- Phổ khối lượng (MS)
Phổ khối của các chất nghiên cứu được ghi trên LC – MSD – Trap – SL
tại phòng Cấu trúc, Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ
Việt Nam
2.1.3. Xác định cấu trúc của các sản phẩm tổng hợp được
Cấu trúc của các sản phẩm phản ứng được xác định nhờ các phương
pháp phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR,
phổ hồng ngoại ( IR).
2.2. Chuẩn bị một số dẫn chất lai của tritecpenoit với AZT qua cầu nối

amit-triazole
2.2.1. Chuẩn bị hợp chất 54
29
20

30

19
1

25

28

26

O
3

3'

H
N
1'

2'

27

HO

24

23

54

Hợp chất 54. Chất rắn màu trắng, hiệu suất 76 %, điểm chảy 236-238 oC.
* Quy trình tổng hợp
Axit betulinic 2 (1 mol) phản ứng với 1,5 mol đương lượng của
propargyl

amine,

1,5

dicyclohexylcarbodiimide),

mol
1,5

đương
mol

lượng

đương

của

lượng

DCC
của

(N,N'-

HOBt

(1-

hydroxybenzotriazole) và 2,0 mol đương lượng của DIPEA (N,N-

16


diisopropylethylamine) trong dung môi DMF tại nhiệt độ phòng 12h. Khi
phản ứng kết thúc, thêm nước vào bình phản ứng rồi chiết sản phẩm bằng
etylaxetat. Pha hữu cơ được rửa 3 lần với dung dịch muối ăn 1M, làm khô
bằng Na2SO4, sau đó cất đuổi dung môi ở áp suất thấp. Phần cặn đó được tiến
hành chạy cột dùng silicagel thu được hợp chất propargyl amide 54, hiệu suất
phản ứng đạt 76% .
* Dữ liệu phổ chất 54
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR của chất 54: 1H-NMR (CDCl3, 500
MHz) δ ppm: 5,70 (1H, t, J=5,5 Hz); 4,73 (1H, s); 4,59 (1H, s); 4,08 (1H, dd,
J=2,5; 17,5 Hz); 3,98 (1H, dd, J=2,5; 17,5 Hz); 3,17 (1H, m); 3,11 (1H, td,
J=4,5; 11,5 Hz); 2,20 (1H, t, J=2,0 Hz); 1,68 (3H, s); 0,97 (3H, s); 0,96 (3H,
s); 0,94 (3H, s); 0,82 (3H, s); 0,75 (3H, s).
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

13

C-NMR của chất 54: 13C-NMR (CDCl3, 125

MHz) δ ppm: 175,9; 150,8; 109,4; 80,2; 79,0; 71,2; 55,7; 51,4; 50,7; 50,2;
46,8; 42,5; 40,8; 38,9; 38,8; 38,1; 37,8; 37,2; 34,4; 30,8; 29,4; 29,0; 28,0;
27,5; 25,6; 20,9; 19,5; 18,3; 16,2; 16,1; 15,3; 14,7.
2.2.2. Chuẩn bị chất 55
O
H3C

HO

20
19
25

4'

28

26

H
N

N
N
N

O

O

3'

30

1

N

5'

29

NH

1'
2'

O
3

27

HO
24

55

23

Hợp chất 55. Chất rắn màu trắng, hiệu suất 20 %, điểm chảy 237-239 oC

17


* Quy trình tổng hợp
Thực hiện phản ứng Click của hợp chất ankin 54 với 0,8 đương lượng
AZT trong dung môi t-BuOH (5ml), xúc tác CuI 0,2 đương lượng tại nhiệt độ
70oC trong 20h. Hỗn hợp sau phản ứng được chiết với EtOAc, rửa nhiều lần
với nước, dung dịch Na2S2O3 và dung dịch muối ăn. Pha hữu cơ được làm
khô bằng Na2SO4, sau đó cất đuổi dung môi ở áp suất thấp. Phần cặn đó được
tiến hành chạy cột dùng silicagel thu được hợp chất 55 với hiệu suất 20%.
Cấu trúc của các sản phẩm 55 được chứng minh bằng các phương pháp phổ
hiện đại.
* Dữ liệu phổ chất 55
+ Phổ hồng ngoại của chất 55: IR (ATR) 3739, 2939, 2868, 1689, 1591,
1504, 1263, 1209, 1043, 783 cm-1.
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR của chất 55 : 1H-NMR (CDCl3, 500
MHz) δ ppm: 7,75 (1H, s, H triazol); 7,44 (1H, s, H thymidine); 6,22 (1H, t,
J=6,5 Hz, H-1’); 5,36-5,40 (1H, m, H-4’); 4,72 (1H, s, H-29a); 4,59 (1H, s,
H29b); 4,52; 4,50 (1H, dd, J=2,5, 11,0 Hz, CONHCH2); 4,38-4,39 (1H, m, H3’); 4,02 (1H, d, J=10,5 Hz, H5’a); 3,77 (1H, d, J=10,5 Hz, H-5’b); 3,17 (1H,
dd, J=4,5; 9,5 Hz, H-3); 3,11-3,14 (1H, m, H-19); 2,96 (2H, m, H-2’); 1,95
(3H, s, CH3); 1,63 (3H, s, H-30); 0,92 (3H, s, H-26); 0,90 (3H, s, H-23); 0,79
(3H, s, H-27); 0,76 (3H, s, H-25); 0,75 (3H, s, H-24).
+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

13

C-NMR của chất 55:13C-NMR (CDCl3, 125

MHz) δ ppm: 177,2 (C-28); 164,6 (CO thymidine); 150,7 (C-20); 150,6
(NCONH thymidine); 145,6 (=C= triazol); 137,8 (-CH= thymidine); 122,1 (CH= triazol); 110,3 (-C= thymidine); 109,7 (C-29); 86,0 (C-1’); 85,0 (C-4’);
78,6 (C-3); 60,5; 60,4; 58,7; 55,5; 55,2; 50,4; 49,9; 46,7; 42,2; 40,6; 38,7;
38,6; 37,9; 37,8; 37,7; 37,0; 34,1; 33,0; 30,7; 29,2; 27,7; 26,9; 25,4; 20,7;
19,2; 18,1; 15,9; 15,7; 15,2; 14,4; 12,1 (CH3 thymidine).

18