CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 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. Thí dụ một vài hợp chất depsidone như stictic acid, physodic acid, corynedidone. Corynesidone Physodic acid Stictic acid Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của depsidone cho thấy depsidone từ địa y có khả năng ngăn tia UV, 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.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. 2 Luan van C5H11 C5H11 O C O C CH2 O CH2 O O O CH2N2/ ether HO O OH HO O OH Làm lạnh C5H11 O C5H11 O HO H3CO Physodic acid (Hiệu suất 63%) C5H11 C5H11 O C O C CH2 O CH2 O O CH2N2/ ether O H3CO O OH Làm lạnh H3CO O OH C5H11 O C5H11 O HO H3CO 4-O-methylphysodic acid (Hiệu suất 70%) 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. OAc OAc CH2 CH C3H7 CH2 CH C3H7 O C O C CH2 O CH2 O O CH2N2/ ether O AcO O OAc Làm lạnh AcO O OAc C5H11 O C5H11 O H3CO HO Triacetylvittatolic acid (Bài báo không cho biết hiệu suất) 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. Năm 2009, Porntep Chomcheon và các cộng sự[5] đã điều chế dẫn xuất methyl ester của corynesidone B, sử dụng tác chất là iodomethane.
3 Luan van O O CH3I H3CO O CH3 HO O CH3 DMF K2CO3 O O O OCH3 O OH Khuấy từ ở nhiệt OCH3 OH độ phòng OCH3 OH Corynesidone B (Hiệu suất 75%) 1. PROTOCETRARIC ACID VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦANÓ 1.Tổng quát Protocetraric acid, 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. 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.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 hoạt tính kháng nhiều loại ung thư khác nhau (Bảng 1.1), dưới liều MIC (μg/mL). Hợp chất có liều MIC càng nhỏ, 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). 4 Luan van Fumarprotocetraric acid, 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. Do hợp chất này hiện diện với số lượng nhiều trong địa y Parmotrema sp. nên chúng tôi tiến hành điều chế các dẫn xuất của protocetraric acid với hy vọng tạo được nhiều dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao.
5 Luan van Bảng 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 MIC (μg/mL) MIC (μg/mL) bào ung thư Nấm[17,19,23] Aspergillus flavus Không có hoạt tính * Aspergillus fumigatus 500 * Candida albicans 18.1 * Fusariumoxysporum 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[11,19,23] Aeromonas hydrophila * 150.6 Esherichia coli Không có hoạt tính * Klebsiella pneumoniae 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 Bệnh ung thư[16] Ehrlich carcinoma Không có hoạt tính * Ehrlich sarcoma Không có hoạt tính * Yoshida sarcoma Không có hoạt tính * (*) Không thử nghiệm 6 Luan van Năm 2004, Carine Bezivin và các đồng sự đã cô lập dẫn xuất 9’-O- methylprotocetraric acid 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 IC 50 (μg/mL) (Bảng 1. 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 7 Luan van PhCH2I K2CO3 CH3COCH3 Khuấy từ, kết hợp thổi khí N2 (CH3)2SO4 K2CO3 CH3COCH3 Ethyl acetate HCl Pd/C Khuấy từ kết hợp thổi khí H2 1/ Hexamethylenetetramine CF3COOH Pd/C Khuấy từ kết hợp đun nóng 2/ Đuổi dung môi 3/ H2O Khuấy từ 4/ Đun nóng trong K2CO3 PhCH2I N,N-dimethylformamide Khuấy từ kết hợp thổi khí N2 1/ Pyridine 2/ (NCH4)2MnO4 3/ Khuấy từ ở nhiệt độ phòng 1/ 1,3-bisbenzyloxy-2,5- dimethylbenzene pha trong CH2Cl2 2/ CF3COOH 3/ Khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ Ethyl acetate HCl Pd/C Khuấy từ kết thổi khí H2 1/ Thêm vào dung dịch K2CO3 2/ Thêm vào dung dịch K3[Fe(CN)6] 3/ Khuấy từ trong Sơ đồ 1.Tổng hợp protocetraric acid[21] 8 Luan van CH3I K2CO3 N,N-dimethylformamide 1/ CCl4 2/ Đun hoàn lưu kết hợp nhỏ từ từ Br2 3/ Tiếp tục đun hoàn lưu 4/ Sản phẩm thô đem hòa tan trong dung dịch dioxan 5/ Đun hoàn lưu 1/ CH2Cl2 2/ BCl3 3/ Khuấy từ trong 4/ Sản phẩm thô đem hòa tan trong dung dịch dioxan 5/ Đun hoàn lưu 1/ CH3C6H6SO3H.H2O 2,2-dimethylpropane N,N-dimethylformamide 2/ Để yên trong 70 giờ 3/ Thêm 2,2-dimethylpropane 4/ Sản phẩm thô đem hòa tan trong CH2Cl2 5/ Cho vào một hỗn hợp pyridinium chlorochromate và CH3COONa pha trong CH2Cl2 6/ Khuấy từ CH3COOH 50% Khuấy từ ở 50°C 1/ LiI Hexamethylphosphoric triamide 2/ Khuấy từ kết hợp thổi khí N2 ở 80°C Sơ đồ 1.Tổng hợp protocetraric acid[21] (tiếp theo) 9 Luan van 1.Các phản ứng đã nghiên cứu trên protocetraric acid 1. Phản ứng tổng hợp protocetraric acid Năm 1981, Tony Sala và Melvyn V. Sargent[21] 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. 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.
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. CH3COOH H2, Pd/C Protocetraric acid Hydroprotocetraric acid (Hiệu suất 87 %) b/ Năm 1952, Josef Klosa[12] đã điều chế một số dẫn xuất phenylhydrazone, thiosermicarbazone, benzimidazole 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 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.
10 Luan van C6H6 C6H6-NH-NH2 Đun hoàn lưu (Bài báo không nêu hiệu suất) −R= −H −R = −H −(CH2)3CH3 −(CH2)3CH3 −CH2CH(CH3)2 −CH2CH(CH3)2 −CH2CH2CH(CH3)2 −CH2CH2CH(CH3)2 Các dẫn xuất thiosemicarbazone được điều chế bằng cách đun hoàn lưu protocetraric acid (hoặc các dẫn xuất 9’-O-alkylprotocetraric acid), thiosemicarbazide trong dung môi nitrobenzene trong 3 giờ. Đun nhẹ (Bài báo không nêu hiệu suất) −R= −H −R = −H −CH(CH3)2 −CH(CH3)2 −(CH2)3CH3 −(CH2)3CH3 −CH2CH(CH3)2 −CH2CH(CH3)2 −CH2CH2CH(CH3)2 −CH2CH2CH(CH3)2 Các dẫn xuất benzimidazole cũng được Josef Klosa[12] điều chế bằng cách đun protocetraric acid với tác chất o-aminoaniline. o-C6H4(NH2)2 C6H5NO2 Đun hoàn lưu Protocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) 11 Luan van o-C6H4(NH2)2 CH3COOH Đun hoàn lưu Protocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) o-C6H4(NH2)2 EtOH C6H5NO2 Đun hoàn lưu Protocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) c/ Josef Klosa[12] đã điều chế dẫn xuất ester hóa trên nhóm chức alcol nhất cấp của protocetraric acid là dẫn xuất monopropionyl hóa. Keogh[15] tiếp tục điều chế dẫn xuất monomalonyl hóa Propionic acid Đun sôi Protocetraric acid 9’-Monopropionylprotocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) Malonic acid Dioxane Khuấy từ Protocetraric acid 9’-Monomalonylprotocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) 12 Luan van d/ Phản ứng ether hóa trên nhóm chức alcol nhất cấp đã được nhóm Yasuhiko Asahina và Tyo-Taro Tukamata,[2] Yasuhiko Asahina và Yaitiro Tanase,[1] Josef Klosa[12] nghiên cứu.
Năm 1933, Yasuhiko Asahina và Tyo-Taro Tukamata[2] đã điều chế hai dẫn xuất methyl và ethyl ether của protocetraric acid bằng cách đun hoàn lưu với alcol tương ứng. Methanol ` Đun nhẹ Protocetraric acid 9’-O-Methylprotocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) Ethanol Đun nhẹ Protocetraric acid 9’-O-Ethylprotocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) Năm 1934, Yasuhiko Asahina và Yaitiro Tanase[1] tiếp tục điều chế 3 dẫn xuất ether mới của protocetraric acid là dẫn xuất n-propyl, n-butyl và benzyl ether. ROH Đun hoàn lưu Protocetraric acid 9’-O-Alkylprotocetraric acid −R= −CH2CH2CH3 Hiệu suất 81% −CH2(CH2)2CH3 Hiệu suất 79 % −CH2C6H6 (Bài báo không nêu hiệusuất) 13 Luan van Năm 1952, Josef Klosa[12] đã thực hiện các phản ứng ether hóa protocetraric acid với hai alcol chi phương đơn chức là như isopropanol và isobutanol. CH3CH(OH)CH3 Đun hoàn lưu Protocetraric acid 9’-O-Isopropylprotocetraric acid (Hiệu suất 55 %) CH3CH(CH3)CH2CH2OH Đun hoàn lưu trong Protocetraric acid 9’-Isobutylprotocetraric acid (Bài báo không nêu hiệu suất) Năm 2014, Trần Thị Quỳnh Hoa[22] đã tiến hành điều chế một số dẫn xuất ether của protocetraric acid với một vài alcol chi phương.
