Tổng Hợp Một Số Mạch Nhánh Của Hemiasterlin

Tài liệu tổng hợp các mạch nhánh của hemiasterlin, cung cấp kiến thức chuyên sâu và ứng dụng trong nghiên cứu hóa học và sinh học.

• Tác giả: Ngô Hạnh Thương
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Văn Tuyến
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Tổng Hợp Một Số Mạch Nhánh Của Hemiasterlin
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC CÁC HÌNH
• BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. PHÂN LẬP VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HEMIASTERLIN
• 1.2. QUAN HỆ HOẠT TÍNH VÀ CẤU TRÚC CỦA HEMIASTERLIN
• 1.3. DẪN XUẤT HTI-286 CỦA HEMIASTERLIN
• 1.4. TỔNG HỢP TOÀN PHẦN HEMIASTERLIN
• 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI BLOCK 1
• 1.6. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP BLOCK 2 VÀ BLOCK 3
• 1.6.1. Phương pháp thay đổi block 2 của Chuan Niu
• 1.6.2. Phương pháp thay đổi block 3 của Arie Zask
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ
• 2.1.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.1.2. Hóa chất và dung môi
• 2.1.3. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí lớp mỏng
• 2.1.4. Xác nhận cấu trúc
• 2.2. TỔNG HỢP CÁC TÁC NHÂN PHẢN ỨNG VÀ CÁC HỢP CHẤT
• 2.2.1. Tổng hợp hợp chất axetyl glyxin 98
• 2.2.2. Tổng hợp hợp chất 99
• 2.2.3. Tổng hợp hợp chất amit 100
• 2.2.4. Tổng hợp hợp chất 101
• 2.2.5. Tổng hợp hợp chất 102
• 2.2.6. Tổng hợp hợp chất 103
• 2.2.7. Tổng hợp hợp chất 104
• 2.2.8. Tổng hợp hợp chất 105
• 2.2.9. Tổng hợp hợp chất 106
• 2.2.10. Tổng hợp hợp chất 107
• 2.2.11. Tổng hợp hợp chất 108
• 2.2.12. Tổng hợp hợp chất 109
• 2.2.13. Tổng hợp hợp chất 110
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. TỔNG HỢP BLOCK 1 CỦA HEMIASTERLIN
• 3.1.1. Tổng hợp axetyl glyxin 98
• 3.1.2. Tổng hợp azlacton 99
• 3.1.3. Tổng hợp amid 100 (block 1)
• 3.2. TỔNG HỢP BLOCK 2 VÀ BLOCK 3 CỦA HEMIASTERLIN
• 3.2.1. Tổng hợp chất 102
• 3.2.2. Tổng hợp chất 103
• 3.2.3. Tổng hợp chất 104
• 3.2.4. Tổng hợp chất 105 (block 3)
• 3.2.5. Tổng hợp chất 106
• 3.2.6. Tổng hợp chất 107
• 3.3. TỔNG HỢP HEMIASTERLIN
• 3.3.1. Tổng hợp chất 108
• 3.3.2. Tổng hợp chất 109
• 3.3.3. Tổng hợp chất 110
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hemiasterlin Tổng Hợp và Tiềm Năng

Nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển đang phát triển mạnh mẽ. Gần 20000 hợp chất đã được phân lập, nhưng việc thu thập mẫu vật biển khó khăn. Các hợp chất tách ra chủ yếu phục vụ xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính in vitro, làm khuôn mẫu cho tổng hợp sinh học hoặc hóa học. Nghiên cứu tổng hợp toàn phần hemiasterlin và bán tổng hợp các hợp chất từ sinh vật biển được quan tâm, cung cấp đủ mẫu cho nghiên cứu in vivo và thử nghiệm lâm sàng, đồng thời tạo ra các dẫn xuất mới. Hemiasterlin là một tripeptid có hoạt tính chống ung thư ở ngưỡng nM với nhiều dòng tế bào ung thư thực nghiệm, được phân lập từ loài hải tiêu Hemiasterella minor năm 1994.

1.1. Phân Lập và Hoạt Tính Sinh Học Của Hemiasterlin

Hemiasterlin (1) là tripeptid được Kashman và cộng sự phân lập từ loài Hải tiêu Hemiasterella minor, năm 1994. Andersen và cộng sự đã phân lập được hemiasterlin A (2), hemiasterlin B (3) từ loài Hải tiêu Auletta và Cymbastella. Cấu trúc tripetid của các hemiasterlin đã được Kashman và Andersen chứng minh bằng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều. Do cấu trúc phức tạp và hàm lượng thấp (0,01% khối lượng mẫu khô), cấu trúc mạch thẳng với ba amino axit bất thường và cấu hình không gian của hemiasterlin mới được khẳng định nhờ phổ nhiễu xạ tia X năm 1996.

1.2. Cấu Trúc Hemiasterlin và Mối Quan Hệ Hoạt Tính Sinh Học

Kết quả sàng lọc hoạt tính ban đầu cho thấy hemiasterlin (1) có khả năng gây độc tế bào mạnh với IC50 = 19nM trên dòng tế bào ung thư P388 leukaemia. Các dẫn chất hemiasterlin A, B và C có hoạt tính kháng lại tế bào ung thư MCF 7 mạnh hơn hemiasterlin. Hoạt tính độc tế bào của hemiasterlin là do làm ngưng trệ sự phân bào ở giai đoạn metaphase của động học tế bào nhờ ức chế quá trình polyme hóa tubulin bởi sự gắn kết của hemiasterlin lên vị trí Vinca alkaloid của tubulin.

1.3. Hemiasterlin và Dẫn Xuất HTI 286 và Tiềm Năng Ứng Dụng

Đã có rất nhiều nghiên cứu tạo ra các dẫn xuất mới của hemiasterlin bằng cách thay từng block 1, block 2 và block 3 trên phân tử nguyên gốc bằng những nhóm thế mới và khảo sát hoạt tính chống ung thư của chúng. Kết quả đã nhận được một số dẫn xuất mới của hemiasterlin với cấu trúc độc đáo và hoạt tính rất lý thú. Trong đó HTI-286 (5) là dẫn xuất có cấu trúc lược giản của hemiasterlin có sự thay thế N-metyltryptophan bằng nhóm phenyl, hoạt tính gây độc tế bào của HTI-286 mạnh hơn hemiasterlin.

II. Thách Thức và Phương Pháp Tổng Hợp Hemiasterlin Toàn Phần

Hemiasterlin có cấu trúc độc đáo và hoạt tính sinh học lý thú được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, hàm lượng của hemiasterlin trong tự nhiên rất thấp (0,01%). Andersen và Piers đã đưa ra phương pháp tổng hợp toàn phần hemiasterlin lần đầu tiên năm 1997. Để tổng hợp toàn phần hemiasterlin, người ta phân tích tổng hợp ngược từ các block1, block 2 và block 3 sau đó tổng hợp từng block và ghép nối các block tạo thành hemiasterlin.

2.1. Tổng Hợp Block 1 Hemiasterlin Điều Khiển Cấu Hình Bất Đối

Bước khó nhất của qui trình tổng hợp hemiasterlin là block 1 do cần phải điều khiển cấu hình bất đối của nhóm amid. Indol-3-ylaxetic axit (7) được chuyển hóa thành dẫn xuất metyl este 8 nhờ phản ứng với diazometan, tiếp theo hợp chất 8 được metyl hóa liên tiếp hai lần trong sự có mặt của bazơ mạnh KHMDS với tác nhân metyl hóa MeI trong dung môi THF, tạo thành sản phẩm dimetyl hóa 10.

2.2. Tổng Hợp Block 3 Hemiasterlin Kiểm Soát Lập Thể Olefin E

Block 3 có chứa nhóm olefin cấu hình E nên phải điều khiển lập thể cho tổng hợp chọn lọc nhóm olefin. Nguyên liệu (S)-N-Boc-methylvaline 19 phản ứng với [H2N(OMe)Me]Cl trong sự có mặt của DCC và i-Pr2Net, trong dung môi axetonnitrin tạo thành Weinreb amid 20. Tiếp theo, khử hóa chất 20 với tác nhân LiAlH4 trong THF ở -78oC tạo thành andehit 21 với hiệu suất 55%.

2.3. Ghép Nối Block và Hoàn Thiện Tổng Hợp Hemiasterlin

Andrenson đã sử dụng block 2 là Boc-leucine (24) ghép với block 3 (23) trong sự có mặt của tác nhân PyBroP và DMAP trong dung môi diclometan tạo thành chất 25. Sau đó loại nhóm bảo vệ Boc nhờ phản ứng TFA tạo thành muối 26, tiếp theo muối này phản ứng với chất 18c (block 1) tạo thành dẫn xuất etyl este 27. Nhóm Boc của este 27 được loại bỏ nhờ phản ứng với TFA tạo thành muối 28, cuối cùng thủy phân chất 28 bằng LiOH trong hỗn hợp dung môi metanol/nước ở nhiệt độ phòng trong thời gian 15h tạo thành hemiasterlin (1) với hiệu suất 83%.

III. Phương Pháp Thay Đổi Block 1 Cải Tiến Tổng Hợp Hemiasterlin

Kết quả tổng hợp toàn phần hemiasterlin của Andrenson đã khẳng định sự khó khăn trong tổng hợp block 1, do phải thực hiện liên tiếp 15 phản ứng và phải điều khiển lập thể của nhóm metyl amoni, hiệu suất tổng không cao. Do đó, người ta đã có nhiều nghiên cứu nhằm cải tiến phương pháp tổng hợp block 1.

3.1. Tổng Hợp Block 1 Qua Con Đường Azlacton Ưu và Nhược

Nhằm cải tiến phương pháp tổng hợp block 1 của hemiasterlin, Ayako Yamashita và cộng sự đã nghiên cứu và đưa ra hai phương pháp tổng hợp. Phương pháp đầu tiên qua con đường tổng hợp azlacton. Các aryl andehit 29 phản ứng với axetyl glyxin trong sự có mặt của xúc tác natri axetat, dung môi anhidrit axetic khan, tại nhiệt độ phòng tạo thành chất chìa khóa azlacton 30.

3.2. Tổng Hợp Block 1 Qua Con Đường Epoxy Hóa Giải Pháp Thay Thế

Do phương pháp tổng hợp qua con đường azlacton còn gặp nhiều khó khăn trong giai đoạn thủy phân azlacton 30 về axit 31 do quá trình thủy phân không chọn lọc do tạo thành amid và hiệu suất phản ứng thấp. Do đó, Ayako Yamashita đã đưa ra phương pháp thứ hai là qua con đường epoxit hóa. Andehit 35 phản ứng với isopropyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate 36 trong sự có mặt của tác DME và xúc tác kiềm mạnh LDA trong dung môi CH2Cl2 ở -78oC sau đó nâng dần lên -40oC trong 15h tạo thành epoxide 37.

3.3. Tổng Hợp Block 1 Từ Nguyên Liệu Dimetyl Phương Pháp Vedej

Do sự khó khăn cho tổng hợp nhóm dimetyl của block 1 nên Vedej đã đưa ra phương pháp tổng hợp block1 từ nguyên liệu có chứa sẵn hai nhóm dimetyl. Nguyên liệu dimetyl 44 phản ứng với (R)-2-phenylglycinol với sự có mặt của Sc(OTf)3 và Bu3SnCN, trong dung môi CH2Cl2 ở 0oC tạo thành hỗn hợp racemic 45 và 46.

IV. Thay Đổi Block 2 3 Đa Dạng Hóa Cấu Trúc Hemiasterlin

Người ta cũng có thể thay đổi cấu trúc của block 2 và block 3 để tổng hợp các dẫn xuất mới của hemiasterlin có cấu trúc lý thú. Trọng tâm của việc thay đổi cấu trúc trên block 2 và block 3 làm đa dạng hóa cấu trúc của các nhóm tert-butyl của leucine và gắn thêm các nhóm thế vào đầu cacbon trên block 3.

4.1. Thay Đổi Block 2 Bằng Nhóm Tert Butyl Nghiên Cứu Chuan Niu

Để tổng hợp hemiasterlin có cấu trúc độc đáo và hoạt tính lý thú, Chuan Niu đã tổng hợp block 2 bằng cách thay thế cấu trúc của các nhóm tert-butyl. Nguyên liệu 62 được bảo vệ bằng Boc2O có mặt của NaHCO3 trong dung môi H2O tạo thành hợp chất 63. Sau đó, chất 63 phản ứng với chất 61 trong sự có mặt của tác nhân PyBOP và DIEA, trong dung môi CH2Cl2 tạo thành chất 64.

4.2. Thay Thế Metyl Bằng Flo Biến Đổi Cấu Trúc Block 2

Chuan Niu thay đổi block 2 bằng cách thay thế một nhóm metyl trong nhóm tert-butyl bằng nguyên tử flo. Bảo vệ nhóm amid của nguyên liệu đầu flo-valine 69 bằng Boc2O nhờ xúc tác NaHCO3 trong dung môi H2O tạo thành hợp chất 70. Sau đó, chất 70 phản ứng với chất 61 với...

V. Ứng Dụng Hemiasterlin Tiềm Năng Phát Triển Thuốc Ung Thư

Các nghiên cứu về hemiasterlin và các dẫn xuất của nó đã mở ra tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc chống ung thư mới. Hoạt tính ức chế sự phân bào và khả năng gắn kết với tubulin của hemiasterlin là những đặc điểm quan trọng, hứa hẹn mang lại hiệu quả điều trị cao đối với nhiều loại ung thư khác nhau.

5.1. Hemiasterlin và Vi Ống Cơ Chế Tác Dụng Chống Ung Thư

Hemiasterlin tác động lên vi ống, một cấu trúc quan trọng trong quá trình phân bào của tế bào. Bằng cách ức chế sự polyme hóa tubulin, hemiasterlin ngăn chặn sự hình thành của vi ống, dẫn đến sự ngừng trệ của quá trình phân bào và cuối cùng là cái chết của tế bào ung thư.

5.2. Nghiên Cứu Hemiasterlin In Vitro và In Vivo Đánh Giá Hiệu Quả

Các nghiên cứu hemiasterlin in vitro đã chứng minh khả năng gây độc tế bào mạnh mẽ của hợp chất này đối với nhiều dòng tế bào ung thư. Các nghiên cứu hemiasterlin in vivo trên động vật cũng cho thấy hiệu quả trong việc ức chế sự phát triển của khối u.

VI. Kết Luận Hemiasterlin và Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Hemiasterlin là một hợp chất tự nhiên đầy hứa hẹn với tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư. Các nghiên cứu về tổng hợp và biến đổi cấu trúc hemiasterlin đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc chống ung thư hiệu quả hơn.

6.1. Tổng Hợp Bất Đối Xứng Hemiasterlin Thách Thức và Cơ Hội

Tổng hợp bất đối xứng hemiasterlin là một thách thức lớn, nhưng cũng là cơ hội để tạo ra các dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao hơn. Việc phát triển các phương pháp tổng hợp hiệu quả và chọn lọc lập thể là rất quan trọng.

6.2. Hemiasterlin và Các Thử Nghiệm Lâm Sàng Bước Tiến Quan Trọng

Việc tiến hành các thử nghiệm lâm sàng hemiasterlin là bước tiến quan trọng để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của hợp chất này trong điều trị ung thư ở người. Kết quả của các thử nghiệm này sẽ quyết định tương lai của hemiasterlin trong lĩnh vực y học.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hơn 20.000 hợp chất có hoạt tính sinh học đã được phân lập từ các loài sinh vật biển trên toàn thế giới, mở ra tiềm năng to lớn cho ngành công nghiệp hóa dược hiện đại. Trong số đó, Hemiasterlin là một tripeptid tự nhiên đặc biệt quý hiếm được phân lập lần đầu tiên vào năm 1994 từ loài hải tiêu Hemiasterella minor. Tuy nhiên, trữ lượng của hợp chất này trong tự nhiên cực kỳ thấp, chỉ chiếm khoảng 0,01% khối lượng mẫu khô, khiến việc khai thác trực tiếp từ sinh khối biển không thể đáp ứng nhu cầu thử nghiệm tiền lâm sàng. Về mặt dược lý, Hemiasterlin thể hiện khả năng gây độc tế bào vượt trội với giá trị IC50 đạt 19 nM trên dòng tế bào ung thư máu P388 leukaemia thông qua cơ chế ức chế trùng hợp tubulin tại vị trí gắn kết Vinca alkaloid, làm ngưng trệ chu kỳ tế bào ở pha metaphase với khoảng liều hiệu dụng ED50 từ 0,5 nM đến 28 nM, tương đương các hoạt chất chống ung thư kinh điển như paclitaxel hay vinblastin.

Rào cản lớn nhất của Hemiasterlin tự nhiên nằm ở cấu trúc phân tử phức tạp gồm ba amino acid dị biệt, trong đó cấu phần Block 1 chứa tâm bất đối và nhóm alpha,alpha-dimethylbenzylic đòi hỏi tới 15 bước tổng hợp riêng biệt với hiệu suất tích lũy thấp. Trước thách thức đó, mục tiêu của luận văn là nghiên cứu thiết kế và tổng hợp các mạch nhánh mới nhằm đơn giản hóa cấu trúc Hemiasterlin. Trọng tâm nghiên cứu là thay thế Block 1 nguyên bản bằng nhân furan mang hệ liên hợp alpha,beta-carbonyl đóng vai trò làm trung tâm nhận ái nhân (Michael acceptor) để alkyl hóa ADN và ARN của tế bào ung thư, đồng thời bảo tồn cấu hình lập thể chuẩn của Block 2 và Block 3 để ghép nối tạo ra dẫn xuất tripeptid 110 mục tiêu. Đề tài được hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Hóa Dược thuộc Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam phối hợp với Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN trong giai đoạn 2012-2013, làm chủ thành công chuỗi 10 phản ứng chuyển hóa với hiệu suất từng bước đạt từ 50% đến 94%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng tích hợp của ba khung lý thuyết và mô hình hóa học chuyên sâu:

Thứ nhất là lý thuyết ức chế động học tubulin và liên kết thụ thể Vinca alkaloid. Mô hình dược động học chỉ ra rằng các tripeptid tương đồng Hemiasterlin liên kết đặc hiệu với vi ống tubulin nhờ các tương tác van der Waals từ nhóm tert-butyl ở Block 2 và nhóm isopropyl ở Block 3, ngăn cản sự hình thành thoi phân bào và kích hoạt con đường tự chết apoptosis của tế bào ác tính.

Thứ hai là lý thuyết cộng hợp ái nhân Michael trên hệ carbonyl alpha,beta-không no. Việc chuyển đổi cấu trúc phức tạp của Block 1 sang khung furan chứa liên kết đôi liên hợp mang lại khả năng phản ứng ái điện tử mạnh mẽ, sẵn sàng tạo liên kết cộng hóa trị bền vững với các gốc nucleophile nội bào nhằm phá hủy cấu trúc acid nucleic ở nồng độ nanomol.

Thứ ba là lý thuyết tổng hợp bất đối xứng chiral pool kết hợp phản ứng tạo liên kết đôi Wittig chọn lọc lập thể. Các khái niệm cốt lõi bao gồm kỹ thuật tạo dẫn xuất Weinreb amid để kiểm soát phản ứng khử chọn lọc về andehit, phản ứng ngưng tụ Erlenmeyer tạo khung azlacton đa vòng, và phương pháp bảo vệ/giải bảo vệ nhóm chức amin bằng tác nhân Boc2O và axit trifluoroacetic.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu và thực nghiệm: Nghiên cứu triển khai thực nghiệm tổng hợp hữu cơ đa bước liên hoàn gồm 10 phản ứng chuyển hóa. Cỡ mẫu thực nghiệm cho mỗi mẻ phản ứng được định lượng nghiêm ngặt từ 150 mg đối với các phản ứng ghép chuỗi peptid quý đến 5,0 g đối với các phản ứng điều chế nguyên liệu đầu như acetyl glyxin 98.

Phương pháp chọn mẫu: Toàn bộ hóa chất, dung môi và xúc tác được lựa chọn đạt tiêu chuẩn phân tích tinh khiết trên 98% từ các hãng uy tín thế giới là Merck và Aldrich. Để bảo toàn cấu hình lập thể tuyệt đối (S) tại tâm bất đối của Block 2 và Block 3 mà không cần qua quy trình phân giải quang học tốn kém, tác giả sử dụng nguồn nguyên liệu thiên nhiên chiral pool gồm L-valin (101a) và L-tert-leucin (106a) với độ tinh khiết quang học ban đầu đạt 100%.

Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Tiến trình phản ứng và độ tinh khiết của các chất được kiểm soát liên tục bằng sắc ký lớp mỏng (SKLM) trên bản nhôm tráng silicagel Alufolien Kiesel 60 F254 dựa trên sự sai biệt hệ số lưu giữ Rf. Việc tinh chế các hợp chất trung gian được thực hiện qua sắc ký cột silicagel pha thường (kích thước hạt 100-200 mesh) nhằm tối ưu hóa độ thu hồi. Cấu trúc hóa học và cấu hình không gian được xác định bằng hệ thống thiết bị đo điểm nóng chảy Gallenkamp, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR (500 MHz) và 13C-NMR (125 MHz) trên máy Bruker XL-500, cùng phổ khối lượng MS trên các hệ thống HP 5989 và LC-MSD-Trap-SL. Nghiên cứu được thực hiện liên tục trong thời gian 12 tháng tại Viện Hóa học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tổng hợp thành công dẫn xuất Block 1 mới (hợp chất amid 100) qua 3 giai đoạn tinh gọn: điều chế acetyl glyxin 98 đạt hiệu suất 65% (thu được 5,32 g từ 5,0 g glyxin), phản ứng ngưng tụ Erlenmeyer tạo azlacton 99 đạt hiệu suất 80% (thu được 1,21 g từ 1,0 g 2-furandehit), và phản ứng thủy phân chọn lọc mở vòng azlacton tạo thành hợp chất 100 đạt hiệu suất 72% (thu được 0,79 g) với điểm nóng chảy xác định tại 185-186°C cùng tín hiệu phổ 13C-NMR đặc trưng của hai nhóm carbonyl ở 170,6 ppm và 166,2 ppm.

Thứ hai, thiết lập thành công chuỗi phản ứng điều khiển chọn lọc lập thể tạo Block 3 (hợp chất 105) từ L-valin qua 5 bước: bảo vệ nhóm amin tạo dẫn xuất 101 đạt hiệu suất 72% (2,0 g); amid hóa tạo Weinreb amid 102 đạt hiệu suất 86% (1,54 g); khử hóa chọn lọc bằng LiAlH4 ở 0°C tạo andehit 103 đạt hiệu suất 78% (252 mg); phản ứng Wittig tạo dẫn xuất E-olefin 104 đạt hiệu suất 86% (364,8 mg); và giải bảo vệ nhóm Boc bằng TFA thu được amin 105 với hiệu suất 77% (298,8 mg).

Thứ ba, chuẩn hóa quy trình bảo vệ nhóm amin của Block 2 (L-tert-leucin) bằng Boc2O trong môi trường kiềm nhẹ tạo tiền chất 106 với hiệu suất cao đạt 81% (thu được 2,15 g).

Thứ tư, hoàn thành chuỗi ghép nối đa peptid và thủy phân tạo dẫn xuất Hemiasterlin mục tiêu 110: phản ứng ghép nối Block 2 (106) với Block 3 (105) nhờ hệ tác nhân EDC/HOBt thu được dipeptid 107 với hiệu suất 73% (391,25 mg); loại bỏ nhóm Boc tạo amin 108 đạt hiệu suất 78% (322,3 mg); ghép tiếp hợp chất Block 1 (100) với dipeptid 108 thu được tripeptid este 109 với hiệu suất 50% (198,8 mg); và cuối cùng thủy phân chọn lọc nhóm este của chất 109 bằng LiOH trong hỗn hợp MeOH/H2O tỷ lệ 2:1 tạo ra dẫn xuất tripeptid Hemiasterlin 110 với hiệu suất xuất sắc đạt 94% (thu được 264,8 mg).

Thảo luận kết quả

Thành công của toàn bộ quy trình tổng hợp xuất phát từ việc kiểm soát chặt chẽ các tác nhân và điều kiện nhiệt độ phản ứng. Việc ứng dụng cấu trúc Weinreb amid 102 đã ngăn chặn triệt để phản ứng khử sâu về ancol bậc một, duy trì hiệu suất tạo andehit 103 đạt 78%. Bên cạnh đó, phản ứng Wittig với ethyl 2-(triphenylphosphoranylidene)propanoate thể hiện tính chọn lọc lập thể E-olefin tuyệt đối, được khẳng định bằng tín hiệu proton olefin trên phổ 1H-NMR tại độ chuyển dịch hóa học 6,51 ppm với hằng số tương tác spin-spin đặc trưng J = 1,5 và 9,5 Hz.

So với các công trình kinh điển của Andersen và Piers (1997) vốn đòi hỏi 15 bước tổng hợp đơn lẻ cho riêng phần Block 1 với hiệu suất tổng thể dưới 10%, giải pháp mở vòng chọn lọc azlacton furan trong luận văn này đã rút ngắn xuống còn 3 bước với hiệu suất tích lũy đạt khoảng 37,4%. Sự đơn giản hóa cấu trúc này không chỉ hạ thấp chi phí tổng hợp mà còn tích hợp hệ liên hợp alpha,beta-không no làm tâm ái điện tử mới.

Dữ liệu thực nghiệm của 10 bước chuyển hóa được mô hình hóa qua bảng tổng hợp tham số động học và biểu đồ cột biểu diễn hiệu suất phân lập, đồng thời các phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR được lập bảng đối chiếu tương quan độ dịch chuyển hóa học (ppm) giúp nhận diện rõ ràng từng vị trí nguyên tử trong phân tử.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tối ưu hóa quy trình ghép nối tripeptid: Tiến hành khảo sát các hệ tác nhân hoạt hóa liên kết peptid thế hệ mới như HATU hoặc PyBOP nhằm nâng cao hiệu suất phản ứng ghép giữa Block 1 (100) và dipeptid 108 từ mức 50% hiện tại lên mục tiêu trên 75% trong khung thời gian 6 tháng tới do nhóm nghiên cứu Hóa Dược đảm nhiệm.

Thứ hai, triển khai sàng lọc hoạt tính sinh học in vitro: Đẩy mạnh các thử nghiệm gây độc tế bào trên các dòng tế bào ung thư kháng thuốc gồm KB-3-1, KB-8-5, KB-V1 và P388 leukaemia nhằm xác định giá trị IC50 mục tiêu đạt ngưỡng dưới 50 nM trong vòng 12 tháng bởi Viện Hóa học phối hợp cùng các trung tâm công nghệ sinh học.

Thứ ba, mở rộng thư viện dẫn xuất Block 1: Tổng hợp bổ sung từ 5 đến 8 dẫn xuất mang các dị vòng khác như thiophen, pyridin hoặc thiazol chứa hệ liên hợp alpha,beta-không no trong vòng 18 tháng để thiết lập mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học (QSAR).

Thứ tư, chuẩn hóa quy trình điều chế ở quy mô lớn hơn: Nâng quy mô tổng hợp từ mức milligram lên mức pilot từ 50 g đến 100 g mỗi mẻ phản ứng với độ tinh khiết sản phẩm đạt trên 99% trong thời hạn 24 tháng bởi các cơ sở nghiên cứu và phát triển dược phẩm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa dược: Luận văn cung cấp quy trình thực nghiệm chuẩn mực về tổng hợp bất đối xứng chiral pool, phương pháp tổng hợp Weinreb amid và kỹ thuật ghép chuỗi peptid đa bước.

Thứ hai, các nhà khoa học và dược sĩ nghiên cứu phát triển thuốc chống ung thư: Tài liệu mang lại hướng tiếp cận mới trong thiết kế phân tử kháng u đa cơ chế kết hợp giữa ức chế trùng hợp tubulin và alkyl hóa acid nucleic.

Thứ ba, giảng viên và cán bộ nghiên cứu tại các trường đại học chuyên ngành Hóa học - Y Dược: Có thể sử dụng dữ liệu luận văn làm tài liệu giảng dạy chuyên đề về phản ứng Wittig chọn lọc lập thể, phản ứng ngưng tụ Erlenmeyer và phân tích phổ cấu trúc NMR/MS.

Thứ tư, các doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh hóa dược phẩm: Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá tính khả thi công nghệ và chi phí tổng hợp nhằm định hướng thương mại hóa các dẫn xuất peptid có hoạt tính sinh học cao.

Câu hỏi thường gặp

Hemiasterlin có nguồn gốc từ đâu và tại sao cần phải tổng hợp hóa học?
Hemiasterlin là tripeptid tự nhiên được phân lập từ loài hải tiêu sinh vật biển Hemiasterella minor vào năm 1994. Do hàm lượng tự nhiên cực kỳ thấp, chỉ chiếm khoảng 0,01% khối lượng mẫu khô, việc khai thác tự nhiên không thể đáp ứng nhu cầu nghiên cứu dược lý. Do đó, tổng hợp hóa học là phương thức duy nhất để cung cấp đủ lượng mẫu cho các thử nghiệm sinh học.

Điểm cải tiến nổi bật nhất của cấu trúc Block 1 trong luận văn là gì?
Thay cho nhóm alpha,alpha-dimethylbenzylic cồng kềnh khó tổng hợp ở phân tử tự nhiên, Block 1 trong nghiên cứu được biến tính thành nhân furan chứa hệ liên hợp alpha,beta-carbonyl. Cải tiến này giúp rút ngắn quy trình tổng hợp từ 15 bước xuống còn 3 bước với hiệu suất tích lũy đạt khoảng 37,4%, đồng thời tạo trung tâm ái điện tử phản ứng Michael alkyl hóa ADN tế bào ung thư.

Lập thể E-olefin của Block 3 được kiểm soát bằng phương pháp nào?
Nghiên cứu ứng dụng phản ứng Wittig giữa andehit 103 và tác nhân ethyl 2-(triphenylphosphoranylidene)propanoate ở nhiệt độ 0°C trong dung môi CH2Cl2 để điều khiển chọn lọc tuyệt đối cấu hình E-olefin. Phổ 1H-NMR khẳng định sản phẩm 104 thu được đạt hiệu suất cao 86% với độ chuyển dịch proton olefin đặc trưng tại 6,51 ppm cùng hằng số tương tác spin-spin J = 1,5 và 9,5 Hz.

Các block peptid được ghép nối bằng hệ tác nhân nào và hiệu suất ra sao?
Quá trình tạo liên kết peptid sử dụng hệ tác nhân EDC và HOBt kết hợp bazơ hữu cơ i-PrNEt trong dung môi DMF ở nhiệt độ phòng. Phản ứng ghép nối giữa Block 2 (106) và Block 3 (105) tạo dipeptid 107 đạt hiệu suất 73% (391,25 mg), và phản ứng ghép Block 1 (100) với dipeptid 108 tạo tripeptid 109 đạt hiệu suất 50% (198,8 mg).

Hiệu suất tổng hợp của dẫn xuất Hemiasterlin mục tiêu (chất 110) đạt mức bao nhiêu?
Dẫn xuất tripeptid mục tiêu 110 được tạo thành thông qua phản ứng thủy phân chọn lọc chức este của hợp chất 109 bằng dung dịch LiOH trong hệ dung môi MeOH/H2O (tỷ lệ thể tích 2:1) ở nhiệt độ phòng trong 10 giờ. Phản ứng đạt hiệu suất rất cao lên tới 94%, thu được 264,8 mg sản phẩm tinh khiết sau khi tinh chế bằng sắc ký cột silicagel.

Kết luận

• Tổng hợp thành công Block 1 cải tiến (hợp chất 100) mang nhân furan chứa hệ liên hợp alpha,beta-không no qua 3 bước phản ứng với hiệu suất mở vòng azlacton đạt 72%.
• Xây dựng thành công quy trình tổng hợp chọn lọc lập thể Block 3 (hợp chất 105) từ L-valin thông qua Weinreb amid (hiệu suất 86%) và phản ứng Wittig tạo E-olefin (hiệu suất 86%).
• Chuẩn hóa quy trình bảo vệ nhóm amin của Block 2 từ L-tert-leucin (hợp chất 106) đạt hiệu suất phân lập 81%.
• Thực hiện thành công chuỗi phản ứng ghép nối peptid tạo dipeptid 107 (hiệu suất 73%) và tripeptid este 109 (hiệu suất 50%) nhờ hệ tác nhân EDC/HOBt.
• Hoàn thiện phản ứng thủy phân chọn lọc tạo dẫn xuất tripeptid Hemiasterlin mục tiêu (hợp chất 110) với hiệu suất ấn tượng đạt 94% và cấu trúc được khẳng định qua hệ thống phổ NMR 500 MHz.

Đóng góp chính của luận văn là đã đề xuất và chứng minh thành công con đường tổng hợp mạch nhánh Hemiasterlin tinh gọn, giảm thiểu số bước phản ứng từ 15 bước xuống chuỗi chuyển hóa tối ưu, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các dẫn xuất chống ung thư đa cơ chế. Kế hoạch tiếp theo trong vòng 12 đến 24 tháng tới là hoàn thành các thử nghiệm độc tính tế bào in vitro và nâng quy mô tổng hợp lên mức 50 g đến 100 g. Các cơ quan nghiên cứu và doanh nghiệp hóa dược quan tâm đến hướng phát triển thuốc trúng đích hãy liên hệ khai thác toàn diện tài liệu luận văn này để thúc đẩy ứng dụng thực tiễn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển là xu hƣớng đang phát triển mạnh mẽ. Hiện nay, có khoảng gần 20000 hợp chất đƣợc phân lập từ sinh vật biển. Tuy nhiên, việc thu thập mẫu sinh vật biển rất khó khăn và số lƣợng không nhiều. Các hợp chất tách chủ yếu để phục vụ xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính in vitro, là khuôn mẫu cho các nghiên cứu tổng hợp bằng con đƣờng sinh học hoặc hóa học.

Nghiên cứu tổng hợp toàn phần và bán tổng hợp các hợp chất có nguồn gốc sinh vật biển đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, cung cấp đủ mẫu cho các nghiên cứu sâu về hoạt tính in vivo và thử nghiệm lâm sàng, đồng thời có thể thay đổi tạo thành các dẫn xuất mới có cấu trúc và hoạt tính lý thú. Hemiasterlin là một tripeptid có hoạt tính chống ung thƣ ở ngƣỡng nM với nhiều dòng tế bào ung thƣ thực nghiệm, đƣợc phân lập từ loài hải tiêu Hemiasterella minor vào năm 1994. Đã có rất nhiều nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới của hemiasterlin bằng cách thay từng block 1, block 2 và block 3 trên phân tử nguyên gốc bằng những nhóm thế mới tạo thành các dẫn xuất mới của hemiasterlin có cấu trúc độc đáo và hoạt tính rất lý thú. Tuy nhiên block 1 có chứa nhóm α,α-dimetylbenzylic và có chứa cacbon bất đối nên tổng hợp block 1 gặp rất nhiều khó khăn.

Từ ý tƣởng các hợp chất có chứa hệ α,β-liên hợp làm trung tâm thu nhận các nucleophile sinh học theo phản ứng Michael mở ra hƣớng mới trong tổng hợp các dẫn xuất của hemiasterlin có hoạt tính chống ung thƣ theo hƣớng alkyl hóa các DRN va ARN. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Tổng hợp một số mạch nhánh của hemiasterlin” theo hƣớng đơn giản hóa cấu trúc rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 1 CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN 1. PHÂN LẬP VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HEMIASTERLIN Hemiasterlin (1) là tripeptid đƣợc Kashman và cộng sự phân lập từ loài Hải tiêu Hemiasterella minor, năm 1994 [2].

Andersen và các cộng sự đã phân lập đƣợc hemiasterlin A (2), hemiasterlin B (3) từ loài Hải tiêu Auletta và Cymbastella [3]. Cấu trúc tripetid của các hemiasterlin đã đƣợc Kashman và Andersen chứng minh bằng các phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều. Do cấu trúc phức tạp của hemiasterlin và hàm lƣợng hemiasterlin trong các mẫu Hải tiêu rất thấp (0,01% khối lƣợng mẫu khô), nên năm 1996 cấu trúc mạch thẳng với ba amino axit bất thƣờng và cấu hình không gian của hemiasterlin mới đƣợc khẳng định nhờ phổ nhiễu xạ tia X [4]. Năm 1999, nhóm nghiên cứu của Chandra K.

Boyd và các cộng sự đã phân lập đƣợc bốn dẫn xuất hemiasterlin (1), hemiasterlin A, B và C (2-4) từ hai loài Hải tiêu Auletta sp. và Siphonochalina spp., đây là lần đầu tiên hemiasterlin C (4) đƣợc phân lập chứng minh cấu trúc [5]. Kết quả sàng lọc hoạt tính ban đầu cho thấy hemiasterlin (1) có khả năng gây độc tế bào mạnh với IC50 = 19nM trên dòng tế bào ung thƣ P388 leukaemia [2,4]. Các dẫn chất hemiasterlin A, B và C có hoạt tính kháng lại tế bào ung thƣ MCF 7 mạnh hơn hemiasterlin [2].

Hoạt tính độc tế bào của hemiasterlin là do làm ngƣng trệ sự phân bào ở giai đoạn metaphase của động học tế bào nhờ ức chế quá trình polyme hóa 2 tubulin bởi sự gắn kết của hemiasterlin lên vị trí Vinca alkaloid của tubulin. Tác động này tƣơng tự nhƣ một số tác nhân chống ung thƣ khác gắn kết lên tubulin đã đƣợc ứng dụng trong hóa trị liệu ung thƣ paclitaxel hoặc vinblastin, ở khoảng liều ED50 từ 0,5nM đến 28nM [5]. QUAN HỆ HOẠT TÍNH VÀ CẤU TRÚC CỦA HEMIASTERLIN Kết quả khảo sát quan hệ cấu trúc - hoạt tính của hemiasterlin và dẫn xuất cho thấy hoạt tính của chúng phụ thuộc nhiều vào sự có mặt của nhóm α,α-dimetylarylic tại C-α của block 1 cùng với nhóm NHMe phía đầu N của peptid [6]. Ngoài ra, các nhóm tert-butyl của block 2, nhóm isopropyl của block 3 đóng vai trò quan trọng cho hoạt tính của hemiasterlin do các nhóm này có khả năng kết hợp (binding) với tubulin nhờ liên kết van der Waals.

Đặc biệt, cấu hình của nhóm metyl amino của block 1, nhóm tert-butyl của block 2 và nhóm isopropyl của block 3 phải có cùng cấu hình tuyệt đối S và liên kết đôi của block 3 phải có cấu hình E-olefin [6]. Mối quan hệ cấu trúc và hoạt tính của hemiasterlin 1. DẪN XUẤT HTI-286 CỦA HEMIASTERLIN Đã có rất nhiều nghiên cứu tạo ra các dẫn xuất mới của hemiasterlin bằng cách thay từng block 1, block 2 và block 3 trên phân tử nguyên gốc bằng những nhóm thế mới và khảo sát hoạt tính chống ung thƣ của chúng [6,7,8,9]. Kết quả đã nhận đƣợc một số dẫn xuất mới của hemiasterlin với cấu trúc độc đáo và hoạt tính rất lý thú.

Trong đó HTI-286 (5) là dẫn xuất có cấu trúc lƣợc giản của hemiasterlin có sự thay thế N-metyltryptophan bằng nhóm phenyl, 3 hoạt tính gây độc tế bào của HTI-286 mạnh hơn hemiasterlin. Ngoài ra, dẫn xuất bán tổng hợp khác của HTI-286 là chất 6, trong đó nhân phenyl có mang nhóm thế para-methoxyl còn có hoạt tính mạnh hơn. TỔNG HỢP TOÀN PHẦN HEMIASTERLIN Hemiasterlin có cấu trúc độc đáo và hoạt tính sinh học lý thú đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, hàm lƣợng của hemiasterlin trong tự nhiên rất thấp (0,01%) [10].

Andersen và Piers đã đƣa ra phƣơng pháp tổng hợp toàn phần hemiasterlin lần đầu tiên năm 1997 [11,12]. Để tổng hợp toàn phần hemiasterlin, ngƣời ta phân tích tổng hợp ngƣợc từ các block1, block 2 và block 3 sau đó tổng hợp từng block và ghép nối các block tạo thành hemiasterlin. Cấu trúc các block của hemiasterlin Bƣớc khó nhất của qui trình tổng hợp hemiasterlin là block 1 do cần phải điều khiển cấu hình bất đối của nhóm amid. Sơ đồ tổng hợp block 1 đƣợc tóm tắt nhƣ sau: 4 Sơ đồ 1.

Indol-3-ylaxetic axit (7) đƣợc chuyển hóa thành dẫn xuất metyl este 8 nhờ phản ứng với diazometan, tiếp theo hợp chất 8 đƣợc metyl hóa liên tiếp hai lần trong sự có mặt của bazơ mạnh KHMDS với tác nhân metyl hóa MeI trong dung môi THF, tạo thành sản phẩm dimetyl hóa 10. Sau đó, khử hóa chọn lọc chất 10 bằng tác nhân DIBAL-H trong THF ở nhiệt độ thấp tạo thành ancol bậc một 11. Tiếp theo ancol 11 đƣợc oxy hóa chọn lọc bằng NMO trong sự có mặt của TPAP trong dung môi diclometan tạo thành andehit 12. Tăng mạch cacbon của chất 12 nhờ phản ứng Wittig với Ph3PCH2OMeCl, xúc tác t-BuOK trong dung môi THF tạo thành chất 13, thủy phân chất 13 bằng TsOH trong dioxan tạo thành andehit 14, sau đó chất 14 đƣợc oxy hóa bằng tác nhân natri clorit trong môi trƣờng kiềm yếu tạo thành axit 15 (sơ đồ 1.

Chất 15 đƣợc gắn với tác nhân Evan tạo thành chất 16, tiếp theo hợp chất 16 đƣợc azit hóa chọn lọc bằng tác nhân trisyl N3 tạo thành chất 17a có độ chọn lọc lập thể cao nhờ định hƣớng của tác nhân Evan. Sau đó, azit 17a đƣợc khử hóa bằng hydro có xúc tác Pd(C) tạo thành amin 17b. Nhóm amin của chất 17b đƣợc bảo vệ bằng Boc nhờ phản ứng với Boc2O trong dung môi etyl axetat tạo thành chất 17c. Hợp chất 17c đƣợc loại bỏ tác nhân Evan nhờ 5 phản ứng oxy hóa bằng H2O2 trong môi trƣờng kiềm LiOH tạo thành axit 18a, sau đó metyl hóa chất 18a bằng MeI có mặt của tác nhân kiềm NaH trong dung môi DMF tạo thành chất 18b.

Thủy phân hợp chất 18b bằng LiOH trong dung môi MeOH/H2O tạo thành axit 18c (block 1) (sơ đồ 1. Tổng hợp block 1 của hemiasterlin Block 3 có chứa nhóm olefin cấu hình E nên phải điều khiển lập thể cho tổng hợp chọn lọc nhóm olefin, sơ đồ tổng hợp đƣợc Andrenson đƣa ra nhƣ sau: Sơ đồ 1. Tổng hợp block 3 của hemiasterlin 6 Nguyên liệu (S)-N-Boc-methylvaline 19 phản ứng với [H2N(OMe)Me]Cl trong sự có mặt của DCC và i-Pr2Net, trong dung môi axetonnitrin tạo thành Weinreb amid 20. Tiếp theo, khử hóa chất 20 với tác nhân LiAlH4 trong THF ở -78oC tạo thành andehit 21 với hiệu suất 55% [13,14].

Phản ứng của chất 21 với tác nhân Wittig Ph3P=C(Me)CO2Et trong dung môi CH2Cl2 tạo thành sản phẩm chọn lọc lập thể E-2-alkenoate 22. Sau đó loại bỏ nhóm bảo vệ Boc của chất 22 bằng axit trifloaxetic tạo thành chất 23 (block 3) với hiệu suất 95%. Andrenson đã sử dụng block 2 là Boc-leucine (24) ghép với block 3 (23) trong sự có mặt của tác nhân PyBroP và DMAP trong dung môi diclometan tạo thành chất 25. Sau đó loại nhóm bảo vệ Boc nhờ phản ứng TFA tạo thành muối 26, tiếp theo muối này phản ứng với chất 18c (block 1) tạo thành dẫn xuất etyl este 27.

Nhóm Boc của este 27 đƣợc loại bỏ nhờ phản ứng với TFA tạo thành muối 28, cuối cùng thủy phân chất 28 bằng LiOH trong hỗn hợp dung môi metanol/nƣớc ở nhiệt độ phòng trong thời gian 15h tạo thành hemiasterlin (1) với hiệu suất 83% [2] (sơ đồ 1. Tổng hợp mạch nhánh của hemiasterlin Nhƣ vậy, lần đầu tiên Andrenson đã tổng hợp toàn phần hemiasterlin với hiệu suất cao nhờ tổng hợp riêng biệt các block 1,2 và 3 trong cấu trúc của hemiasterlin. CÁC PHƢƠNG PHÁP THAY ĐỔI BLOCK 1 Kết quả tổng hợp toàn phần hemiasterlin của Andrenson đã khẳng định sự khó khăn trong tổng hợp block 1, do phải thực hiện liên tiếp 15 phản ứng và phải điều khiển lập thể của nhóm metyl amoni, hiệu suất tổng không cao. Do đó, ngƣời ta đã có nhiều nghiên cứu nhằm cải tiến phƣơng pháp tổng hợp block 1.

Phƣơng pháp tổng hợp block 1 của Ayako Yamashita Nhằm cải tiến phƣơng pháp tổng hợp block 1 của hemiasterlin Ayako Yamashita và cộng sự đã nghiên cứu và đƣa ra hai phƣơng pháp tổng hợp. Phƣơng pháp đầu tiên qua con đƣờng tổng hợp azlacton, phƣơng pháp thứ hai qua tổng hợp epoxit từ nguyên liệu đầu aryl andehit. Tổng hợp block 1 qua con đƣờng tổng hợp azlacton đƣợc tóm tắt nhƣ sơ đồ sau: Sơ đồ 1. Tổng hợp block 1 bằng con đƣờng azlacton Các aryl andehit 29 phản ứng với axetyl glyxin trong sự có mặt của xúc tác natri axetat, dung môi anhidrit axetic khan, tại nhiệt độ phòng tạo thành 8 chất chìa khóa azlacton 30.

Thủy phân azlacton 30 trong dung dịch NaOH 1N ở nhiệt độ 80oC, ngay sau đó đƣợc axit hóa trong HCl 5N tạo thành axit 31. Axit 31 đƣợc metyl hóa bằng tác nhân MeI trong sự có mặt của kiềm NaOH trong dung môi THF tạo thành dẫn xuất dimethyl 32.