Luận văn tốt nghiệp điều chế dẫn xuất của acid usnic thông qua phản ứng oxi hóa dakin và baeyer villiger

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HĨA HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU CHẾ DẪN XUẤT CỦA
ACID USNIC THƠNG QUA PHẢN ỨNG
OXI HĨA DAKIN VÀ
BAEYER-VILLIGER

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Phạm Đức Dũng
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Xuân Hiếu
Mã số sinh viên:
K40.201.025

Thành phố Hồ Chí Minh 5/2018


Lời cảm ơn
Trong 4 năm được học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của những thầy cơ
trong Khoa Hóa học, trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, bản thân em
đã nhận được rất nhiều kiến thức và các kĩ năng cần thiết để phát triển bản thân.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Đức Dũng và thầy Dương Thúc Huy đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt q trình thực hiện cho đến
lúc hồn thành khóa luận tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ và các bạn sinh viên khoa Hóa học đã hỗ
trợ cho em trong những năm tháng học tập trên giảng đường đại học và thời gian làm
khóa luận tốt nghiệp.
Em xin cảm ơn gia đình đã làm chỗ dựa vững chắc về tinh thần trong suốt thời

gian em học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp ở trường Đại học Sư Phạm Thành
phố Hồ Chí Minh.
Tuy nhiên, do kinh nghiệm và kĩ năng có hạn nên khóa luận này khơng thể tránh
khỏi sai sót, em rất mong nhận được sự thơng cảm và góp ý từ phía q thầy cơ và mọi
người để báo cáo khóa luận trở nên hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.

i


Mục Lục
Lời cảm ơn ........................................................................................................................i
Danh mục hình vẽ, sơ đồ ................................................................................................iv
Danh mục bảng ................................................................................................................v
Danh mục các chữ viết tắt ............................................................................................... v
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 3
1.1 Phản ứng oxi hóa Dakin và phản ứng Baeyer-Villiger .............................................3
1.1.1 Phản ứng oxi hóa Dakin............................................................................. 3
1.1.2 Phản ứng Baeyer-Villiger .......................................................................... 3
1.2 Các nghiêu cứu đã công bố về tổng hợp dẫn xuất của acid usnic............................. 4
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ..................................................................................... 16
2.1 Hóa chất và dụng cụ, thiết bị...................................................................................16
2.1.1 Hóa chất cần thiết .................................................................................... 16
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị ....................................................................................... 16
2.2 Phản ứng oxi hóa Dakin .......................................................................................... 17
2.3 Phản ứng Baeyer-Villiger ....................................................................................... 17
2.4 Xác định cấu trúc .................................................................................................... 17
2.5 Số liệu phổ định danh cơ cấu sản phẩm ..................................................................17
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 19

3.1 Phản ứng oxi hóa Dakin .......................................................................................... 19
3.1.1 Cơ chế phản ứng ...................................................................................... 19
3.1.2 Kết quả ..................................................................................................... 20
3.1.3 Biện luận cấu trúc .................................................................................... 20
3.2 Phản ứng Baeyer-Villiger ....................................................................................... 20
3.2.1 Kết quả ..................................................................................................... 20
3.2.2 Biện luận cấu trúc .................................................................................... 20
ii


CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................21
4.1 Kết luận ...................................................................................................................21
4.2 Kiến nghị .................................................................................................................21
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 22
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 26

iii


Danh mục hình vẽ, sơ đồ
Hình 1. (+)-Acid usnic và (-)-Acid usnic ........................................................................1
Hình 2. Một số dẫn xuất của acid usnic được Takai điều chế năm 1979 ........................ 4
Hình 3. Cấu trúc của các sản phẩm 2, 3, 4, 5 và 6......................................................... 20
Sơ đồ 1.1. Cơ chế phản ứng oxi hóa Dakin .....................................................................3
Sơ đồ 1.2. Cơ chế phản ứng Baeyer-Villiger.. ................................................................ 3
Sơ đồ 1.3. Tổng hợp một số dẫn xuất glycoside và imine của acid usnic ....................... 5
Sơ đồ 1.4. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic với một số amine.. .....................5
Sơ đồ 1.5. Một số phức của Pd(II) và Cu(II) với dẫn xuất hydrazide của acid usnic .....8
Sơ đồ 1.6. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng với amine
béo. .......................................................................................................................... 8

Sơ đồ 1.7. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone của acid
usnic ........................................................................................................................ 9
Sơ đồ 1.8. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic ......................................10
Sơ đồ 1.9. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic (tiếp theo). ...................10
Sơ đồ 1.10. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng cộng với một số
amine thơm và 1 amine béo. .................................................................................11
Sơ đồ 1.11. Tổng hợp một số dẫn xuất chứa vòng 1,3-thiazole của acid usnic ............12
Sơ đồ 1.12. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine từ acid usnic. ....................... 13
Sơ đồ 1.13. Tổng hợp các dẫn xuất cyanoethyl của (+)-acid usnic. .............................. 14
Sơ đồ 1.14. Điều chế một số dẫn xuất triazaole của acid usnic.....................................15
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất bằng phản ứng oxi hóa Dakin từ acid usnic. ........17
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất bằng phản ứng Baeyer-Villiger từ acid usnic. .....17
Sơ đồ 3.1. Cơ chế phản ứng oxi hóa Dakin tạo thành các sản phẩm 4, 5 và 6. .............19

iv


Danh mục bảng
Bảng 1.1. Độc tính tế bào của acid usnic và các dẫn xuất A1-A9 trên một số dòng tế bào
ung thư. ............................................................................................................................ 6
Bảng 1.2. Cảm ứng apoptosis của (+)-acid usnic và dẫn xuất A4 đối với tế bào L1210a
.........................................................................................................................................7
Bảng 1.3. Hoạt tính kháng virus đối với cúm A /California/7/09 (H1N1)pdm09.........11
Bảng 1.4. Hoạt tính chống vi khuẩn lao của dẫn xuất 1,3-thiazole ............................... 12
Bảng 1.5. Hoạt tính gây độc tế bào của acid usnic và các hợp chất E3 – E11. .............13
Bảng 1.6. Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất cyanoethyl của (+)-acid usnic ...14
Bảng 3.1. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 4 ................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 5 và 6 ......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Dữ liệu phổ NMR của hợp chất 7 ................. Error! Bookmark not defined.

Danh mục các chữ viết tắt


EA: ethyl acetate



C: chloroform



m-CPBA: acid m-chloroperoxybenzoic

v


LỜI MỞ ĐẦU
Các hợp chất cô lập từ địa y có nhiều loại hoạt tính sinh học như hoạt tính kháng
khuẩn, kháng virus, giảm đau, hạ sốt, kháng ung thư,… [3]. Đặc trưng nhất là acid usnic,
một dẫn xuất dibenzofuran tự nhiên được tìm thấy nhiều trong các lồi địa y thuộc chi
Usnea có cơng thức phân tử C18H16O7. Acid usnic sở hữu nhiều đặc tính sinh học như
hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm mạnh chống lại các vi khuẩn Gram dương như
Staphylococcus, Streptococcus, vi khuẩn lao, và một số loại nấm gây bệnh [8,11]. Ngoài
ra, hợp chất này cũng thể hiện hoạt tính kháng virus, kháng viêm và giảm đau hạ
sốt,…[11]. Đặc biệt các thử nghiệm in vitro cho thấy acid usnic có khả năng gây độc
mạnh mẽ ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư ở người [3,11,15,18]. Tuy
nhiên, trên thực tế, độc tính cao đối với gan và độ tan thấp trong nước của acid usnic đã
phần nào hạn chế việc sử dụng nó trong liệu pháp chữa trị bệnh ung thư. Điều này kích
thích sự quan tâm tìm cách khắc phục hạn chế mà vẫn giữ ngun hoạt tính kháng bệnh.

Hình 1. (+)-Acid usnic và (-)-Acid usnic
Những phản ứng tổng hợp dẫn xuất của acid usnic đầu tiên được thực hiện bởi
Takai (1979) dựa trên mục đích làm tăng độ tan trong nước của acid usnic và các dẫn
xuất và nhóm tác giả đã tổng tổng hợp một loạt các dẫn xuất glycoside và imine. Gần
đây, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để cải thiện hoạt tính kháng ung thư của acid
usnic, thí dụ như các dẫn xuất imine có hoạt tính kháng virus và gây độc tế bào khối u.
Năm 2008, Marc-Antoine Bazin và các cộng sự đã tổng hợp được dẫn xuất của acid
usnic có hoạt tính ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư. Bruno (2013) đã
tổng hợp chuỗi dẫn xuất imine dựa trên phản ứng acid usnic và amino acid nhằm tìm
kiếm hoạt chất mạnh đối với tế bào ung thư biểu mô sừng HaCaT với kết quả tất cả các
dẫn xuất đều mạnh hơn acid usnic (IC50 24 μg/mL) trong khi hợp chất mạnh nhất có giá
trị IC50 4.1 μg/mL. Năm 2015, O.A. Luzina và các cộng sự đã tổng hợp được sản phẩm
tạo ra từ (+)-acid usnic và 1,8-diaminooctane có hoạt tính gây độc tế bào đối với dịng
1


tế bào L1210 và một số các dẫn xuất có tác động kháng u chống lại các dòng tế bào bạch
cầu ở người CEM -13 và MT -14. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu khác nhằm điều chế dẫn
xuất của acid usnic và thử nghiệm hoạt tính kháng virus cúm của chúng được thực hiện
bởi Nouri Neamati (1997), Dmitriy N. Sokolov (2012), Ann A. Shtro (2014). Nhiều dẫn
xuất có khung sườn carbon mới từ acid usnic được điều chế. Hoạt tính sinh học được
tăng cường khi thay đổi một số đặc điểm cấu trúc ở nhánh. Những phản ứng với tác chất
chalcone tạo thành những dẫn xuất mạnh nhất. Dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone
là các hoạt chất tiềm năng ức chế sự phát triển của virus.
Với hy vọng bằng các phản ứng oxi hóa Dakin và Baeyer-Villiger, chúng tơi cũng
sẽ tổng hợp được một một số dẫn xuất của acid usnic có khung carbon lần đầu tiên cơng
bố trên thế giới và đồng thời có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung
thư.

2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Phản ứng oxi hóa Dakin và phản ứng Baeyer-Villiger
1.1.1 Phản ứng oxi hóa Dakin
Phản ứng oxi hóa Dakin xảy ra giữa một aldehyde hoặc ketone với H2O2 trong
mơi trường base.

Cơ chế phản ứng có sự tạo thành trung gian ester như sau.

Sơ đồ 1.1. Cơ chế phản ứng oxi hóa Dakin
1.1.2 Phản ứng Baeyer-Villiger
Tương tự như phản ứng Dakin, phản ứng Baeyer-Villiger cũng có sự oxi hóa
của m-CPBA vào nhóm aldehyde hoặc ketone.

Cơ chế phản ứng Baeyer-Villiger cũng tương tự như phản ứng oxi hóa Dakin.

Sơ đồ 1.2. Cơ chế phản ứng Baeyer-Villiger
Trong môi trường kiềm, ester tạo thành bị thủy phân cho sản phẩm tương tự như
phản ứng oxi hóa Dakin.

3


1.2 Các nghiêu cứu đã công bố về tổng hợp dẫn xuất của acid usnic
Năm 1979, những dẫn xuất đầu tiên của acid usnic được tổng hợp bởi Takai [20].
Nhóm tác giả đã tổng hợp được một loạt các dẫn xuất glycoside và imine (Hình 2, Sơ
đồ 1.3), đồng thời thử nghiệm hoạt tính của các dẫn xuất này với tế bào bệnh bạch cầu
P388 và tế bào ung thư phổi cho thấy hoạt tính được gia tăng ở một số dẫn xuất.

Hình 2. Một số dẫn xuất của acid usnic được Takai điều chế năm 1979

Năm 1997, Nouri Neamati và cộng sự [7] đã được thử nghiệm khả năng kháng
virus HIV-1 của acid usnic và dẫn xuất N-isonicotinoylhydrazone, kết quả cho thấy khả
năng ức chế trung bình đối với virus này. Đồng thời các dẫn xuất điều chế cũng thể hiện
khả năng ngăn chặn sự di căn của tế bào ung thư phổi.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy các dẫn xuất imine từ sự kết hợp của acid usnic
với polyamine có khả năng gây độc mạnh đối với một vài tế bào khối u. Năm 2008,
Marc-Antoine Bazin và các cộng sự [1] đã tổng hợp được dẫn xuất của acid usnic có
hoạt tính ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư (Bảng 1.1, Sơ đồ 1.4).
Trong đó, các dẫn xuất polyamine của (+)-acid usnic có hoạt tính cao hơn (-)-acid usnic.
Hoạt tính gây độc đối với các dòng tế bào L1210 (tế bào gây bệnh bạch cầu ở chuột)
của dẫn xuất 6-acetyl-2-{1-[3-(4-aminobutylamino)propylamino]-ethylidene}-7,9dihydroxy-8,9b-dimethyldibenzofuran-1,3(2H,9bH)-dione (hợp chất A4, xem Sơ đồ
1.4, Bảng 1.2) có hoạt tính cao hơn với acid usnic (IC50 3.0 μM). Hợp chất được tổng
hợp bằng phản ứng giữa (+)-acid usnic và 1,8-diaminooctane (IC50 3.0 μM ). Các dẫn
xuất muối ammonium bậc 4 của acid usnic cũng có các hoạt tính sinh học có lợi.
4


Sơ đồ 1.3. Tổng hợp một số dẫn xuất glycoside và imine của acid usnic

A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7

R= -(CH2)4NH2, 2HCl;

R= -(CH2)3NH-(CH2)4-NH2, 3HCl;
R= -(CH2)3NH-(CH2)4-NH-(CH2)3NH2, 4HCl
R= -(CH2)8NH2, 2HCl;
R= -(CH2)4OH;
R= -(CH2)8CH3;
R = C2H5-CH(CH3)-CH-COOH

A8 R = C6H5-CH2-CH-COOC2H5;
A9 R = (CH3)2CH-CH2-CH-COOC2H5;

Hiệu suất = 25%
Hiệu suất =12%
Hiệu suất = 55%
Hiệu suất = 36%
Hiệu suất = 73%
Hiệu suất = 69%
Hiệu suất = 85%
Hiệu suất =74%
Hiệu suất = 75%

Sơ đồ 1.4. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic với một số amine.
(Ai) RNH2 1 đương lượng, đun hồi lưu trong EtOH/THF 80:20, 4 h;
(Aii) 2.4 N khí HCl, AcOEt; (Aiii) Et3N, 1 đương lượng.
5


Bảng 1.1. Độc tính tế bào của acid usnic và các dẫn xuất A1-A9 trên một số dòng tế
bào ung thưa.
IC50b (μM)
3LL

DU145

Hợp chấtc
L1210
(-) UA

17.4 ±
1.4
(+) UA
26.4 ±
8.5
Put
»100
Spd
»100
Spm
54.5 ±
9.2
DAO
»100
(+) UA + 100
20.5 ±
μM Put
3.8
(+) UA + 100
23.2 ±
μM Spd
4.3
(+) UA + 50 μM 14.2 ±
Spm

6.4
(+) UA + 25 μM 20.0 ±
Spm
7.4
(+) UA + 100
14.7 ±
Μm DAO
5.2
A1
12.0 ±
2.8
A2
8.4 ± 1.4
A3
A4
A5

15.3 ±
2.6
2.7 ± 0.8

CHO
nd

CHOMG
nd

MCF7

K-562

U251

nd
nd
nd

45.9 ±
7.0
57.4 ±
2.1
nd
nd
nd

51.7 ±
7.3
105.4
± 16
nd
nd
nd

21.8 ±
3.8
52.8 ±
8.7
nd
nd
nd

19.7 ±
4.6
19.5 ±
1.6
nd
nd
nd

31.3 ±
16
»100
»100
»100

30 ±
12
»100
»100
»100

»100
nd

nd
nd

nd
nd

nd
nd

nd
nd

nd
nd

nd
nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

10.7 ±
2.0
29.3 ±
1.0
48 ±
20
3.5 ±
1.2
19.5 ±
5.0
nd
nd

12 ±
1.0
28.0 ±
3.0
59 ±
9.0
5 ± 2.0

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

nd

8.2 ±
2.7
nd

14.1 ±
2.1
nd

9.9 ±
0.2
11.2 ±

2.3
5.8 ±
0.4
nd

12.5 ±
4.9
4.4 ±
1.1
8.2 ±
0.6
nd

35.1 ±
10.7
23 ± 6.6

nd
7.2 ±
0.8
nd

19.9 ±
nd
1.5
A6
>500
nd
nd
nd

nd
nd
nd
A7
54.6 ±
nd
nd
nd
>100
56.7 ±
nd
18.5
28.9
A8
74.4 ±
nd
nd
nd
nd
>100
>100
>100
1.3
A9
48.9 ±
nd
nd
nd
nd
>100

60.7 ±
>100
10.5
37.0
Etoposide
0.5 ±
nd
nd
4.0 ±
1.5 ±
12.2 ± 4.9 ±
0.5 ±
0.25
1.3
0.4
0.5
0.8
0.1
a
Tế bào ung thư bạch cầu ở chuột L1210 (ATCC CCL 219), 3LL, ung thư phổi (CRL-1642), K-562, bạch
cầu mãn tính ở người (ATCC CCL 243), ung thư tuyến tiền liệt của người di căn não DU145 (ATCC
HTB 81), ung thư biểu mô tuyến vú MCF7 (ATCC HTB 22), U251, ung thư biểu mô tế bào U251
(RCB0461).
b
Các tế bào được nuôi cấy 48 giờ hoặc 72 giờ với các nồng độ khác nhau của các hợp chất được liệt kê
trong bảng. Kết quả được xử lý từ ít nhất 3 thí nghiệm độ lập ± SD. nd: not determined - không xác định
c
UA, usnic acid; Put, Putrescine; Spd, spermidine; Spm, spermine; DAO, diaminooctane

6

Bảng 1.2. Cảm ứng apoptosis của (+)-acid usnic và dẫn xuất A4 đối với tế bào L1210a
Hợp chất

Nồng độ (μM)

Không mẫu

Apoptotic cell (%)

Caspase-3 activityc

24 h

48 h

48 h

1.0 ± 0.3

1.8 ± 0.8

1.0 ± 0.1

(+)-Acid usnic

17

30 ± 9

33 ± 3

3.4 ± 0.3

(+)-Acid usnic

26

32 ± 7

38 ± 3

7.4 ± 0.7

(+)-Acid usnic

35

35 ± 9

42 ± 5

21.9 ± 3

A4

3

37 ± 5

37 ± 3

1.4 ± 0.2

A4

4.5

38 ± 10

42 ± 4

1.7 ± 0.1

A4

6

35 ± 6

48 ± 5

1.7 ± 0.2

Etoposide

1.7

47 ± 7

53 ± 7

19.5 ± 1.5

Năm 2012, Maja Natić và các cộng sự [12] đã tổng hợp được các phức của Pd(II)
và Cu(II) với các dẫn xuất hydrazide của acid usnic (Sơ đồ 1.5) Các phức này cho hoạt
tính chống nấm Aspergillus niger, vi khuẩn Gram âm Escherichia coli và Pseudomonas
aeruginosa, vi khuẩn Gram dương Bacillus subtilis.
Năm 2014, Ann A. Shtro và các cộng sự [17] đã tổng hợp được các dẫn xuất dị
vòng của acid usnic với 9 dẫn xuất có khung sườn carbon mới (2,6-diacetyl-7,9dihydroxy-8,9b-dimethyl-1,3(2H,9bH)-dibenzo-furandione. Các dẫn xuất này đều có
hoạt tính kháng virus cúm A (H1N1) (Bảng 1.3). Hoạt tính sinh học được tăng cường
khi thay đổi đặc điểm cấu trúc ở nhánh. Những phản ứng với tác chất chalcone tạo thành
những dẫn xuất cố hoạt tính mạnh nhất. Cấu hình tuyệt đối của acid usnic và các dẫn
xuất có ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học với các dẫn xuất từ (-)-acid usnic mạnh hơn
các dẫn xuất của (+)-acid usnic. Dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone là các hoạt
chất tiềm năng ức chế sự phát triển của virus (Sơ đồ 1.6-1.9).
Năm 2015, Nguyễn Trung Giang và các cộng sự đã điều chế một số dẫn xuất của
(+)-acid usnic với amine thơm trong điều kiện chiếu xạ vi sóng (Sơ đồ 1.10) [14].
Cùng năm đó, Olga B. Bekker cùng các cộng sự [2] đã tổng hợp được các dẫn xuất
của (+)-acid usnic và (-)-acid usnic chứa vịng 1,3-thiazole có hoạt tính chống lại vi
khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis (Sơ đồ 1.11, Bảng 1.4).

7


Sơ đồ 1.5. Một số phức của Pd(II) và Cu(II) với dẫn xuất hydrazide của acid usnic

Sơ đồ 1.6. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng với amine
béo. (Ka): EtOH/H2O, KOH (pH~9,5), đun hồi lưu; (Kb): EtOH, Et3N, đun hồi lưu.

8


Sơ đồ 1.7. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone của
acid usnic; (Ka) PhNHNH2, EtOH, đun hồi lưu; (Kb): NaBH4, THF, -20 oC;
(Kc): CH2N2, CHCl3, nhiệt độ phòng; (Kd): ArCHO, MeOH/H2O, KOH, 70 oC;
(Ke): t-BuOOH,VO(acac)2, PhMe, nhiệt độ phòng; (Kf): NH2NH2*H2 O, AcOH,
EtOH, đun hồi lưu.

9


Sơ đồ 1.8. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic;
(Ka): trifluorochloroethylene, K2CO3, DMF, 40-45 oC;
(Kb): 2-bromobenzoylchloride, Et3N, DMAP, Et2O, nhiệt độ phòng;
(Kc): AcOOH, CHCl3, nhiệt độ phòng; (Kd):PhNHNH2, EtOH, đun hồi lưu.

Sơ đồ 1.9. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic (tiếp theo)
(Ka): 2Br2, HBr, dioxane, nhiệt độ phòng; (Kb): AcOK, acetone, đun hồi lưu;
(Kc): aldehyde, MeOH/H2O,70 oC; (Kd): MeI, K2CO3, DMF, nhiệt độ phòng;
(Ke): Br2, dioxane, nhiệt độ phòng; (Kf): thiol, NaOH, MeOH, nhiệt độ phòng;
(Kg): 2Br2, HBr, dioxane, nhiệt độ phòng.
10


Bảng 1.3. Hoạt tính kháng virus đối với cúm A/California/7/09 (H1N1)pdm09
Compound CTD50 (μM)
(+)-K1
(-)-K1
(+)-K2

(+)-K3
(-)-K3
(+)-K4
(-)-K4
(+)-K5
(+)-K6
(-)-K6
(+)-K7
(-)-K7
(+)-K8
(+)-K9
(+)-K10
(+)-K11
(+)-K12
(+)-K13
(-)-K10
(-)-K11
(+)-K14
(+)-K15
(+)-K16
(+)-K17
(+)-K18
(+)-K19
(+)-K20
(+)-K21

424.4
133.7
14.5
67.3

149.6
147.0
144.6
20.4
13.1
32.8
130.5
83.9
20.8
21.1
831.7
26.3
1095.0
681.2
564.9
47.8
36.5
252.7
909.1
431.0
862.1
278.7
98.4
517.2

ED50
(μM)
51.7
13.1
8.1

11.2
10.7
7.2
14.5
5.9
6.6
6.6
35.0
28.0
18.9
4.2
69.5
2.4
68.4
262.0
56.3
12.0
32.7
55.1
82.7
34.5
50.7
32.8
8.2
25.9

SI

Compound

8.2
10.2
1.8
6.0
14.0
20.3
10.0
3.4
2.0
5.0
3.7
3.0
1.1
5.0
12.0
11.0
16.0
2.6
10.0
4.0
1.1
4.6
11.0
12.5
17.0
8.5
12.0
20.0

(+)-K22

(+)-K23
(+)-K24
(+)-K25
(+)-K26
(-)-K14
(-)-K15
(-)-K16
(-)-K17
(-)-K27
(+)-K27
(+)-K28
(+)-K29
(+)-K30
(+)-K31
(+)-K34
(+)-K35
(+)-K38
(+)-K39
(+)-K40
(+)-K32
(+)-K33
(-)-K36
(+)-K37
(+)-K41
(+)-K42
(+)-K43
(-)-K43
(+)-K44

CTD50

(μM)
517.2
530.0
34.6
18.3
1016.3
105.8
115.5
909.1
862.1
131.6
117.0
32.6
39.4
46.4
53.4
58.9
2.0
6.4
2.1
177.1
105.3
559.7
177.5
937.5
100.0
31.1
234.0
151.6
67.0

ED50 (μM)
25.9
53.0
8.7
5.5
101.6
60.6
79.4
64.9
76.4
64.3
64.3
4.8
4.7
7.7
7.0
29.5
2.0
2.1
2.1
56.3
14.7
24.3
23.7
160.7
72.0
7.8
10.6
28.7

13.4

SI
20.0
10.0
4.0
3.3
10.0
1.7
1.5
14.0
11.3
2.0
1.8
6.8
8.3
6.1
7.7
2.0
1.0
3.0
1.0
3.1
7.1
23.1
7.5
5.8
14.0
4.0
22.0

5.3
5.0

Sơ đồ 1.10. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng cộng với một số
amine thơm và 1 amine béo. CPME: Cyclo pentyl methyl ether (CPME)

11


Sơ đồ 1.11. Tổng hợp một số dẫn xuất chứa vòng 1,3-thiazole của acid usnic
(Da) Br2/HBr, dioxane, nhiệt độ phòng; (Db) Ethanol, đun hồi lưu

Bảng 1.4. Hoạt tính chống vi khuẩn lao của dẫn xuất 1,3-thiazole
(+)-D1
(-)-D1
(+)-D3
(-)-D3
(+)-D4
(-)-D4
(+)-D5
(-)-D5
(+)-D6
(-)-D6
(+)-D7
(-)-D7
(+)-D8
(-)-D8

R
Acid usnic

-NH2
-Me
-Ph

-NH-Me
-NH-Ph

(+)-D9
-NH-Allyl
(-)-D9
Kết quả được lấy ra từ 3 thí nghiệm độc lập.

Nồng độ (nmol/đĩa)
75
75
5
5
10
10
100
100
100

Vịng sáng (mm)
8.0 ± 0.5
8.0 ± 0.5
9.0 ± 0.5
8.5 ± 0.5
8.0 ± 1.0
10.0 ± 0.5

7.5 ± 0.5
8.0 ± 0.5
8.0 ± 1.0

10
10
10
10
10

7.5 ± 0.5
7.5 ± 0.5
7.5 ± 0.5
7.5 ± 0.5
8.0 ± 0.5

10
10

7.5 ± 0.5
8.0 ± 0.5

Cũng trong năm 2015, O.A. Luzina và các cộng sự [10] đã tổng hợp được các dẫn
xuất enamine của cả (+)-acid usnic và (-)-acid usnic có hoạt tính gây độc đối với một số
dòng tế bào ung thư CEM -13, U-937 và MT -14 (Sơ đồ 1.12, Bảng 1.5).

12


Sơ đồ 1.12. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine từ acid usnic.

Bảng 1.5. Hoạt tính gây độc tế bào của acid usnic và các hợp chất E3 – E11
(CD50, µM).
Hợp chất

CEM – 13

U – 937

MT – 4

Hợp chất

CEM – 13

U – 937

MT – 4

(+)-E1

26.0

19.4

26.0

(+)-E7

149.0

99.0

99.0

(–)-E1

23.2

37.8

17.4

(–)-E7

169.0

165.4

91.7

(+)-E3

14.5

91.8

21.7

(+)-E8

54.8

137.0

95.9

(–)-E3

29.0

33.8

23.4

(–)-E8

>171

159.0

85.6

(+)-E4

20.6

67.9

19.2

(+)-E9

72.1

67.1

68.8

(–)-E4

27.1

31.7

21.9

(–)-E9

72.1

72.1

114.1

(+)-E5

69.0

158.0

122.8

(+)-E10

147.0

52.3

163.4

(–)-E5

70.1

>219

92.1

(–)-E10

62.1

68.6

117.6

(+)-E6

110.6

>213

106.3

(+)-E11

>181

>181

116.1

(–)-E6

74.4

181.0

106.3

Năm 2016, M. E. Rakhmanova cùng các cộng sự [16] đã tổng hợp được các dẫn
xuất cyanoethyl của (+)-acid usnic và thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư của
các hợp chất mới (Sơ đồ 1.13, Bảng 1.6). Trong đó, dẫn xuất H2 có hoạt tính chống lại
tế bào ung thư MT-4 mạnh gấp 2 lần chất nền (+)-acid usnic.
13


Sơ đồ 1.13. Tổng hợp các dẫn xuất cyanoethyl của (+)-acid usnic
(Ha): K2CO3, DMF; (Hb) KOH, dioxane, triethylbenzylammonium chloride
(TEBAC); (Hc): AcOK, acetone, đun hồi lưu, 2 h.

Bảng 1.6. Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất cyanoethyl của (+)-acid usnic
Hợp chất

CD50/μmol L-1
CEM-13

U-937

MT-4

(+)-H1

26.0±8.3

19.4±9.6

26.0±2.9

(+)-H2

62.2±16.8

46.7±4.6

12.6±1.2

(+)-H4

95.8±47.5

86.2±10.7

70.8±2.0

(+)-H5

248.0±41.5

187.0±13.4

61.4±14.6

(+)-H6

khơng có dữ liệu

80.3±6.2

71.4±4.7

Năm 2017, Nagi Reddy Vanga và cộng sự đã tổng hợp [21] các dẫn xuất của acid
usnic khung sườn triazaole mới và thử nghiệm hoạt tính kháng viêm của chúng (Sơ đồ
1.14). Các dẫn xuất bromo enamine (N2a, N2b), azido enamine (N3a, N3b) và triazole
(N4f, N4g, N4h, N5f, N5g và N5h) thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh đối với TNF-α
với IC50 1.40 đến 5.70 µM. Đặc biệt, dẫn xuất N5f (IC50 1.40) và N5h (IC50 1.88) thể
hiện hoạt tính mạnh nhất và là hợp chất tiềm năng để tiếp tục nghiên cứu dược học.

14

Sơ đồ 1.14. Điều chế một số dẫn xuất triazole của acid usnic. (Na) bromo alkylamine,
ethanol, đun hồi lưu, 4 h, 80-86%; (Nb) dung dịch NaN3, DMF, 70 °C, 24 h, 79-82%;
(Nc) alkyne, CuSO4.5H2O, natri ascrorbate, THF, H2O, nhiệt độ phòng, 12 h, 68-84%.

15


CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1 Hóa chất và dụng cụ, thiết bị
2.1.1 Hóa chất cần thiết
- Ethanol 96% (Trung Quốc)
- Methanol 99% (Trung Quốc)
- Chloroform 99% (Trung Quốc)
- n-Hexane 95% (Trung Quốc)
- Ethyl acetate 99.5% (Trung Quốc)
- Acetone (Trung Quốc)
- 3-Chlorobenzaldehyde (Merck)
- 3-Bromobenzaldehyde (Merck)
- Potassium carbonate (K2CO3) (Trung Quốc)
- Acid chlohydride (HCl) (Trung Quốc)
- Hydro peoxide (Trung Quốc)
- Acid m-chloroperoxybenzoic (m-CPBA) (Sigma-Aldrich)
- Chất nền: acid usnic được cơ lập từ lồi địa y Usnea baileyi do Tiến sĩ Dương Thúc
Huy cung cấp.
- Nước cất hai lần.
- Sắc ký bản mỏng Kiesel gel 60F254 (Merck).
- Silica gel 0.04-0.06 mm (Merck), dùng cho sắc ký cột.
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị
- Máy khuấy từ có thể điều chỉnh nhiệt độ, Stone Staffordshire Anh ST15 OSA;
- Cân bằng điện tử 4 chữ số, Staorius AG Germany CPA 3235;

- Cột sắc ký thủy tinh;
- Phễu chiết 250 mL;
- Cốc thủy tinh 250 mL, 100 mL;
- Pipet pasteur, micropipet.
- Máy cô quay Heidolph.

16


2.2 Phản ứng oxi hóa Dakin
Phản ứng oxi hóa Dakin được thực hiện trên chất nền acid usnic theo Sơ đồ 2.1.

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất bằng phản ứng oxi hóa Dakin từ acid usnic.
2.3 Phản ứng Baeyer-Villiger
Phản ứng Baeyer-Villiger được thực hiện trên chất nền acid usnic theo Sơ đồ 2.2.

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất bằng phản ứng Baeyer-Villiger từ acid usnic.

2.4 Xác định cấu trúc
Phổ NMR của các hợp chất được ghi trên máy cộng hưởng từ hạt nhân NMR
Bruker Ultrashied 500 Plus (đo ở tần số 500 MHz cho phổ 1H–NMR và 125 MHz cho
phổ 13C–NMR) tại phòng Phân tích Trung tâm trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh (số 227 Nguyễn Văn Cừ, Quận 5, Thành phố
Hồ Chí Minh) và phịng NMR Khoa hóa học trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên (số
19 Lê Thánh Tơng – Hồn Kiếm, Thành phố Hà Nội).
2.5 Số liệu phổ định danh cơ cấu sản phẩm

2. Chất bột 1H-NMR (500 MHz, DMSO, δ ppm) δH: 13C-NMR (125 MHz, CDCl3 ,

δ ppm) δC:
17

3. Chất bột 1H-NMR (500 MHz, Acetone-d6, δ ppm) δH: 13C-NMR (125 MHz,

18


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Phản ứng oxi hóa Dakin
Trong phản ứng oxi hóa Dakin, chất nền acid usnic đã bị oxi hóa nhiều. Q trình
oxi hóa trải qua nhiều giai đoạn trung gian và tạo thành sản phẩm chính là 2, 3.
3.1.1 Cơ chế phản ứng

Sơ đồ 3.1. Cơ chế phản ứng oxi hóa Dakin tạo thành các sản phẩm 4, 5 và 6.

19