CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa Depsidone là những dẫn xuất phenol, với khung sườn gồm hai phân tử phenol được liên kết nhau qua một nối ester và một nối ether (Hình 1. Corynesidone Physodic acid Stictic acid Hình 1.1 Cấu tạo hóa học một vài hợp chất depsidone. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của depsidone cho thấy depsidone từ địa y có khả năng ngăn tia UV [7, 21], tiêu diệt hàng loạt tế bào ung thư ác tính [20]. Một số depsidone có hoạt tính chống oxy hóa [7, 9].
Những nghiên cứu mới cho thấy một số depsidone có khả năng ngăn cản quá trình phân bào, cùng với các hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và ức chế enzyme estrogen [3, 5, 13, 19].2 Phản ứng ester hóa trên depsidone Một số hợp chất depsidone có nhóm chức carboxylic acid. Nhóm chức này có thể được biến đổi thành nhóm chức ester, thực hiện bằng cách cho tác dụng với các tác chất thân hạch như diazomethane trong dung môi ether hoặc iodomethane trong môi trường kiềm. Culberson [6] thực hiện phản ứng tạo các dẫn xuất ester của physodic acid và 4-O-methylphysodic acid với tác chất diazomethane trong dung môi ether ở nhiệt độ 0–5°C (Hình 1. Đến năm 1975, Teruhisa Hirayama và các cộng sự người Nhật [10] đã điều chế dẫn xuất methyl ester của triacetylvittatolic acid cũng sử dụng tác chất diazomethane trong dung môi ether (Hình 1.
Năm 2009, Porntep Chomcheon và các cộng sự [5] đã điều chế dẫn xuất methyl 2 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE ester của corynesidone B, sử dụng tác chất là iodomethane (Hình 1. O C5H11 O C5H11 O O O CH2N2/ ether O OH HO OH HO O Làm lạnh O C5H 11 O C5H 11 O HO H 3CO Physodic acid Hiê ̣u suấ t: 70% (101 mg) (73 mg) O C5H11 O C5H11 O O O CH2N2/ ether O OH H 3CO OH H 3CO O Làm lạnh O C5H 11 O C5H 11 O HO H 3CO 4-O-methylphysodic acid Hiê ̣u suấ t: 63% (14.2 Phản ứng ester hóa của physodic acid và 4-O-methylphysodic acid với tác chất diazomethane. C3H7 O C3H7 O C C OAc CH 2 O CH2N2/ ether OAc CH 2 O O O Làm lạnh OAc AcO OAc AcO O O C5H 11 O C5H 11 O HO H 3CO Triacetylvittatolic acid Bài báo không nêu hiê ̣u suấ t Hình 1.3 Phản ứng ester hóa của triacetylvittatolic acid với tác chất diazomethane. 3 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE O CH3I (0.3 mL) O DMF (1 mL) H 3CO HO O CH3 O CH3 K2CO3 (20 mg) O O OCH 3 OH O O OH Khuấ y từ ởnhiê ̣t đô ̣ phòng OCH 3 OH trong 20 giờ OCH 3 Hiê ̣u suấ t: 75% Corynesidone B (17.4 Phản ứng ester hóa của corynesidone B với tác chất diazomethane.2 PROTOCETRARIC ACID VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA NÓ 1.3 Tổng quát Protocetraric acid (Hình 1.5), với tên khoa học 4-formyl-3,8-dihydroxy-9- hydroxymethyl-1,6-dimethyl-11-oxo-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-7-carboxylic acid, là chất bột màu trắng đục, tan kém trong methanol, acetone, chloroform, …, tan nhiều hơn trong dimethyl sulfoxide.5 Cấu tạo hóa học protocetraric acid.
Protocetraric acid được tìm thấy nhiều trong nhiều loài địa y khác nhau như địa y Parmotrema (Parmotrema dilatatum, Parmotrema lichenxanthonicum, Parmotrema sphaerospora [11],…), Parmelia (Parmelia caperata, Parmelia conspresa [17],…), Ramalina (Ramalina sp [11],…), Cladonia (Cladonia ochrochloral [3],…),… 1.4 Hoạt tính sinh học của protocetraric acid Protocetraric acid đã được thử nghiệm hoạt tính sinh học trên nhiều loại nấm, vi khuẩn, cũng như độc tính tế bào đối với nhiều loại ung thư khác nhau, kết quả được trình bày trong Bảng 1.1, dưới liều MIC (μg/mL). Hợp chất có liều MIC càng nhỏ, 4 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE hợp chất có hoạt tính càng mạnh. Kết quả Bảng 1.1 cho thấy protocetraric acid có khả năng kháng 6 dòng nấm (Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Cryprococcus var. difluens, Fusarium oxysporum, Mucor mucedo và Paecilomyces variotii), 6 dòng vi khuẩn khác nhau (B.
aureus) và không ức chế được 3 dòng tế bào ung thư (Ehrlich carcinoma, Ehrlich sarcoma và Yoshina sarcoma). Fumarprotocetraric acid (Hình 1.6), một hợp chất được cô lập nhiều từ địa y, đồng thời cũng là dẫn xuất 9’-monofumarylprotocetraric acid, đã được kiểm tra hoạt tính sinh học trên nhiều dòng vi khuẩn, nấm khác nhau [16]. Kết quả được trình bày trong Bảng 1.1 cho thấy fumarprotocetraric acid có khả năng kháng 7 chủng vi khuẩn (Aeromonas hydrophila, Bacillus cereaus, Bacillus subtilis, Listeriamono cytogenes, Proteus vulgaris, Staphylococcus aureus và Streptococcus faecalis) và 2 dòng nấm (Candida albicans và Candida glabrata). Trong khi đó, protocetraric acid không có khả năng ức chế dòng vi khuẩn Streptococcus faecalis.
Điều này cho thấy các dẫn xuất của protocetraric acid có tiềm năng hoạt tính sinh học cao. H COOH CH3 O CH3 O O CH2 O H O CH2OCH3 O HO OH HO OH O O CHO CHO H3C COOH H3C COOH Fumarprotocetraric acid 9’-O-methylprotocetraric acid Hình 1.6 Cấu tạo hóa học fumarprotocetraric acid và 9’-O-methylprotocetraric acid. 5 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE Bảng 1.1 Kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế một số chủng nấm, chủng vi khuẩn, dòng tế bào ung thư của protocetraric acid và fumarprotocetraric acid. Tên chủng nấm, chủng vi khuẩn, dòng tế Protocetraric acid Fumarprotocetraric acid bào ung thư MIC (μg/mL) MIC (μg/mL) Nấm[17,20,24] Aspergillus flavus Không có hoạt tính * Aspergillus fumigatus 500 * Candida albicans 18.1 * Fusarium oxysporum 500 * Mucor mucedo 500 * Paecilomyces variotii 500 * Penicillium purpurescens Không có hoạt tính * Penicillium verrucosum Không có hoạt tính * Trichoderma harsianum Không có hoạt tính * Vi khuẩn[11,20,24] Aeromonas hydrophila * 150.6 Esherichia coli Không có hoạt tính * Klebsiella pneumonia Không có hoạt tính * Listeria monocytogenes * 4.6 Micrococcus luteus Không có hoạt tính * Mycobacterium tuberculosis 125.5 Streptococcus faecalis Không có hoạt tính 150.0 [16] Bệnh ung thư Ehrlich carcinoma Không có hoạt tính * Ehrlich sarcoma Không có hoạt tính * Yoshida sarcoma Không có hoạt tính * (*) Không thử nghiệm 6 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE Năm 2004, Carine Bezivin và các cộng sự đã cô lập dẫn xuất 9’-O- methylprotocetraric acid (Hình 1.6) từ địa y Cladonia convoluta và đã kiểm tra hoạt tính sinh học của hợp chất này với 6 dòng tế bào ung thư khác nhau [3], kết quả được trình bày ở liều IC50 (μg/mL) (Bảng 1.2 Kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế một số dòng tế bào ung thư của 9’-O- methylprotocetraric acid.
Dòng tế bào ung thư IC50 Hoạt tính (μg/mL) Murine lympholytic leukaemia >100 Không có hoạt tính Murine Lewis lung carcinoma >100 Không có hoạt tính Human chronic myelogenous leukaemia >100 Không có hoạt tính Human brain metastasis of a prostate carcinoma >100 Không có hoạt tính Human breast adenocarcinoma >100 Không có hoạt tính Human glioblastoma >100 Không có hoạt tính 1.5 Các phản ứng đã nghiên cứu trên protocetraric acid 1.1 Phản ứng tổng hợp protocetraric acid Năm 1981, Tony Sala và Melvyn V. Sargent [22] đã đề nghị quy trình tổng hợp protocetraric acid đi từ methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethylbenzoate qua 13 giai đoạn (Sơ đồ 1. 7 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE PhCH2I (3.6 g) COOCH 3 CH3COCH3 (75 ml) COOCH 3 PhH2CO OH Khuấ y từ trong vòng 15 HO OH CH3 giờ kế t hơ ̣p đuổ i kh̉ ́ N2 CH3 (CH3)2SO4 K2CO3 CH3 Ethyl acetate ( 200 ml) CH3COCH3 COOCH 3 HCl ( 2 gio ̣t) Pd/C ( 0.5 g) CH3 HO OCH 3 COOCH 3 CH3 PhH2CO OCH 3 1.0 g) CH3 CF3COOH (75 ml), Pd/C (0.5 g) Khuấ y từ kế t hơ ̣p đun nóng trong 25 giờ 2.Đuổ i dung môi 3.H2O (200 ml), khuấ y từ trong 12 giờ 4.Đun nóng trong 15 phút CH3 CH3 K2CO3 (4.0 g) OHC COOCH 3 OHC COOCH 3 PhCH2I (2.6 g) N,N-dimethylformamide (30 ml) PhH2CO OCH 3 HO OCH 3 Khuấ y từ kế t hơ ̣p đuôi kh̉ ́ N2 ở CH3 CH3 nhiê ̣t đô ̣ phòng trong 16 giờ 1. Thêm vào dung dich ̣ 1,3-bisbenzyloxy- 1.(NCH4)2MnO4 ml CH2Cl2 3.
Thêm vào từng gio ̣t dung dich ̣ CF3COOH đô ̣ phòng trong 7 giờ (12.5 ml) pha trong 30 ml pyridine ở00C 3.Khuấ y ởnhiê ̣t đô ̣ phòng trong 2 giờ O CH3 CH3 CH 3 HOOC COOCH 3 COOCH 3 PhH2CO OCH 2Ph PhH2CO OCH 3 CH3 PhH 2CO OCH 3 CH3 CH 3 Ethyl acetate (100 ml) HCl (2 gio ̣t) 1.Thêm vào dung dich ̣ K2CO3 Pd/C ( 250 mg) (4.4 g) pha trong 140 ml H2O Khuấ y từ kế t hơ ̣p đuổ i kh̉ ́ H2 2.Thêm vào dung dich ̣ K3[Fe(CN)6] ( 1.1 g) pha trong O 65 ml H2O CH3 CH3 O 3. Khuấ y từ trong 1 giờ CH 3 CH 3 O COOCH 3 4. axit hóa bằng HCl loãng HO OCH3 HO OH O CH3 HO OCH 3 vadchiết bằng ethyl acetate CH3 H 3C COOCH 3 CH 3 Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp protocetraric acid. 8 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE CH3 O CH3I CH3 O K2CO3 O CH 3 O CH 3 N,N-dimethylformamide OCH3 H 3CO OCH3 HO O O CH3 CH3 H 3C COOCH 3 H 3C COOCH 3 1.Đun hoàn lưu kế t hơ ̣p nhỏtừ từ Br2 3.Tiế p tu ̣c đun hoàn lưu trong 5 phút 4.Sản phẩ m thô đem hòa tan trong dung dich ̣ dioxan 5.Đun hoàn lưu trong 4 giờ 1.Sả n phẩ m thô đem hòa tan trong CH3 O O CH 2OH dung dicḥ dioxan O CH 2OH 5.Đun hoàn lưu trong 4 giờ H 3CO OH O H 3CO OCH3 O CH2OH H 3C COOCH 3 CH2OH H 3C COOCH 3 1.Đểyên trong 70 giờ 3.Sả n phẩ m thô đem hòa tan trong 20 ml dung dicḥ CH2Cl2 5.Cho vào mô ̣t hổn hơ ̣p pyridinium chlorochromate (400mg) và CH3COONa (400 mg)pha trong 20 ml CH2Cl2 6.Khuấ y từ trong 4 giờ CH3 O CH3 O O O CH3COOH 50% (16 ml) O CH 2OH Khuấ y từ ở500C trong 24 giờ H 3CO O H 3CO OH O O CHO CHO H 3C COOCH 3 H 3C COOCH 3 1.Khuấ y từ kế t hơ ̣p đuổ i kh̉ 0 ́ N2 ở80 C trong 20 giờ CH3 O O CH 2OH HO OH O CHO H 3C COOH Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp protocetraric acid (tiếp theo).
9 Khóa luận tốt nghiệp HCMUE 1.2 Phản ứng điều chế các dẫn xuất của protocetraric acid a/ Năm 1933, Yasuhiko Asahina và Tyo-Taro Tukamo [2] đã thực hiện phản ứng hydrogen hóa xúc tác Pd/C để điều chế hydroprotocetraric acid từ protocetraric acid (Hình 1. Sản phẩm thu được đều được đo nhiệt độ nóng chảy và xác định cấu trúc hóa học bằng phương pháp phân tích nguyên tố và các phản ứng định tính nhóm định chức. b/ Năm 1952, Josef Klosa [12] đã điều chế một số dẫn xuất benzimidazole, phenylhydrazone của protocetraric acid. Sản phẩm thu được đều được đo nhiệt độ nóng chảy và xác định cấu trúc hóa học bằng phương pháp phân tích nguyên tố và các phản ứng định tính nhóm định chức.
Các dẫn xuất benzimidazole được điều chế bằng cách đun protocetraric acid với tác chất o-aminoaniline (Hình 1. Các dẫn xuất phenylhydrazone của protocetraric acid được điều chế bằng cách đun hoàn lưu protocetraric acid (hoặc các dẫn xuất 9’-O-alkylprotocetraric acid) với phenylhydrazine trong dung môi benzene trong 6 giờ (Hình 1.