CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN 1.1 Các họp chất và hoạt tính sinh học 1.1 Hợp chất flavonoids Flavonoids là các chất chuyển hóa polyphenol tự nhiên phân bố trong thực vật và được tìm thấy với số lượng đáng kể trong trái cây, rau, ngũ cốc, quả hạch, hạt, trà và các loại dược liệu truyền thống [1-2]. Trong từng cây riêng lẻ, flavonoid xuất hiện ỏ mọi bộ phận nhưng thường tập trung ở lá và hoa [4]. Flavonoids là sắc tố thực vật có thể ăn được, chịu trách nhiệm về phần lớn màu sắc trong tự nhiên. Chúng đóng một vai trò rất quan trọng cho quá trình trao đổi chất ở thực vật, chẳng hạn như chất điều hòa sinh trưởng và bảo vệ chống lại tia cực tím, oxy hóa và nhiệt, côn trùng ăn thực vật bị ngăn cản bởi vị đắng của chúng.
Tuy nhiên, màu sắc tưoi sáng của chúng cũng giúp thu hút một số loại côn trùng khác để tạo điều kiện cho quá trình thụ phấn. Flavonoids được phát hiện bởi Albert Szent-Gyorgyi, một trong những nhà hóa học quan trọng nhất từ đầu thế kỷ 20. Ông nhận giải Nobel năm 1937 nhờ phát hiện và mô tả về vitamin c. Szent-Gyorgyi đã phát hiện ra flavonoids khi ông đang nghiên cứu sự phân lập của vitamin c [5].
ỉ Cấu trúc của flavonoids và hoạt tính sinh học Flavonoids là một nhóm hợp chất thực vật rất đa dạng và lớn, nhưng chúng có cấu trúc hóa học cơ bản giống nhau. Flavonoid là một nhóm hợp chất có cấu trúc cơ bản gồm nhân flavan chứa mười lăm nguyên tử carbon được sắp xếp thành ba vòng (C6- C3-C6) và được ký hiệu là A, B và c. Flavonoids được chia thành sáu nhóm phụ: flavons, flavonol, flavanols, flavanones, isoflavones và anthocyanin, phân loại dựa trên trạng thái oxy hóa của vòng c trung tâm, như được minh họa trong Hình 1. Sự khác biệt cấu trúc trong từng phân nhóm là do mức độ và loại hydroxyl hóa, methoxyl hóa, prenyl hóa hoặc glycosyl hóa.
Một số flavonoids phổ biến gồm quercetin, một loại flavonol có nhiều trong hành tây, bông cải xanh và táo; catechin, một loại flavanol có trong trà và một số loại trái cây; naringenin, flavanones chính trong bưởi; 3 cyanidin-glycoside, một loại anthocyanin có nhiều trong quả mọng (mâm xôi, việt quất, mâm xôi, V.); và daidzein, genistein và glycitein, các isoflavones chính trong đậu nành [6]. Vì một nhóm phenol luôn liên kết với một trong các vòng benzene nên các flavonoid, cùng với các acid phenolic và các polyphenol không phải flavonoid, thuộc nhóm polyphenol lớn hon.1 Cấu trúc cơ bản của flavonoid Flavonoids đã được tìm thấy có nhiều hoạt tính sinh học và dược lý trong các nghiên cứu in vitro. Ví dụ như: chống viêm [7-11], chống dị ứng [12], độc tế bào đối với tế bào HeLa [13], chống vi khuẩn (kháng khuẩn) [14], kháng nấm [15], kháng vi-rút [16], hoạt động chống tiêu chảy [17]. Flavonoid cũng đã được chứng minh là ức chế enzym topoisomerase [18, 19] và gây đột biến DNA trong bệnh bạch cầu dòng hỗn hợp (MLL) gen trong các nghiên cứu in vitro [20].
Flavonoids được coi là an toàn và dễ dàng có được, là ứng cử viên lý tưởng cho việc phòng ngừa ung thư hoặc các tác nhân liên quan trong điều trị lâm sàng [21-23]. Hầu hết tất cả các tác nhân nhân tạo hiện đang được sử dụng trong liệu pháp điều trị ung thư là có độc tính cao và tạo ra phản ứng phụ nghiêm trọng cho các tế bào bình thường [24, 25]. Chất chống ung thư lý tưởng sẽ gây ra tác dụng phụ tối thiểu đối với các mô bình thường với khả năng tối đa để tiêu diệt tế bào khối u hoặc ức chế sự phát triển của khối u [26, 27]. Việc ít tác dụng phụ độc cho liệu pháp lâu dài và hoạt tính sinh học vốn có của flavonoid khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho phương pháp điều trị mới [28, 29].
Vì vậy đã có rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến việc phát triển các liệu pháp hóa trị liệu dựa trên flavonoids tiềm năng để điều trị chống ung thư [30-33].2 Hợp chất polymethoxylflavonoid Polymethoxyflavonoid (PMFs) là một nhóm flavonoid tự nhiên chỉ có trong thực vật thuộc họ Rutaceae, có cấu trúc phẳng và độ phân cực thấp. Năm 1991, ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu quy định rằng polymethoxyflavonoid (PMFs) là các flavonoids có 4 hoặc nhiều nhóm methoxy gắn vói cấu trúc phenyl [36]. Hon 40 loại polymethoxyflavonoid đã được phân lập từ thực vật có múi và hàm lượng polymethoxyflavonoid trong cam quýt (Citrus reticulate Blanaco) và cam ngọt (Citrus sinensis (L. Các polymethoxyflavonoid (PMFs) trong cam quýt có nhiều dạng cấu trúc khác nhau.
Poly methoxy flavonoid trong cam quýt phân bố rộng rãi trong thực vật, chẳng hạn như cây dành dành, tử đinh hương, cỏ cà ri, cỏ tai. Các polymethoxyflavonoid (PMF) ở Gardenia chủ yếu là 5-OH-PMF và một số ít là flavonol 5-OMe. Vị trí 4',5' của polymethoxyflavonoid (PMFs) trong chi này. Một nhóm methoxy được gắn vào nó và nhóm 5'-methoxy đôi khi được thay thế bởi một nhóm hydroxyl và một vài vị trí 5-OH-PMFs, nhóm tại C6' được gắn vào một nhóm methoxy.
Có hai polymethoxy flavonoid (PMF) điển hình trong Vitex, casticin và artemetin, cả hai đều có nhóm hydroxyl và methoxy được gắn vào vị trí 5' của chúng, tương ứng. 5 Tan, 4',5,6,7,8-Pentamethoxyflavone Nob, 5,6,7,8,3',4'-hexamethoxyflavone Sin, 3',4',5,6,7-pentamethoxyflavone 5-OH-Tan, 5-OH-Nob, 5-OH-HXMF, 5-hydroxy-6,7,8,4’- 5 -hydroxy-6,7,8,3'.4'- 5-hydorxy-3,6,7,8,3’,4'- tetramethoxyflavon pcntamcthoxyflavanone hexamethoxyflavone 4'-demethylnobiletin S'^’-didemethylnobiletin 5-Ac-Tan, 5,6,7,8,4‘-pentamethoxyflavone Hình 1.2 Một số họp chất polymethoxyflavonoid Các polymethoxyflavonoid trong cam quýt có các nhóm po lymethoxyl ở C-6, và các nhóm methoxyl hoặc nhóm hydroxyl ở vị trí 3' và4', phù họp vói đặc điểm cấu trúc của các họp chất hoạt động chống ung thu đã đuợc phát hiện đang đuợc chú ý. Các flavonoid polymethoxyflavonoid có thể đuợc sử dụng làm chất đánh dấu cho các phenol có múi. Cuối cùng, polymethoxyflavonoid có thể đuợc sử dụng làm thành phần đặc trung trong việc phát hiện sự pha trộn của nuớc cam quýt[3 9].
Các phuong pháp chiết xuất và phân tách polymethoxyflavonoid bao gồm chiết xuất rưọu, chiết xuất chất lỏng CƠ2 siêu tới hạn, phuong pháp siêu âm, phuong pháp trao đổi ion, sắc ký lỏng hiệu năng cao và sắc ký phản dòng tốc độ cao. M và cộng sự[40] đã tách và điều chế nobiletin và tangeretin có cấu trúc tuong tự bằng cách sử dụng nhựa trao đổi cation có bán trên thị truòng trong môi trưòng không chứa nuớc methanol và xyclohexane. Sử dụng xyclohexane làm chất chiết ở 25 °C, các quả cam quýt chín đuợc chiết xuất và cô đặc để thu đuợc dịch chiết thô. Sau đố, dung dịch NaOH 10% chọc thêm vào dịch chiết thô, dung dịch này đuợc ố chiết bằng ether sau nhiệt độ phòng.
Pha hữu cơ được kéo thành sợi để loại bỏ ether, hòa tan lại trong cyclohexane, được tách và chuẩn bị bằng nhựa trao đổi cation. Đầu tiên, nhựa được khuấy trong 30 phút, và sau đó lớp xyclohexane được lọc, cô đặc và làm lạnh để thu được teretin. Nhựa trao đổi ion được lơ lửng trong methanol, khuấy trong 30 phút, sau đó loại bỏ dung dịch methanol, cô đặc và làm lạnh để thu được hesperidin. So với các hợp chất phenol khác trong chất nền, nhựa trao đổi cation mạnh [H +] hấp phụ chọn lọc chenperidin và cơ chế hoạt động của nó là do sự hòa tan khác nhau của chenperidin và tangeretin trong xyclohexan.
Lực van der Waals cũng khác nhau giữa sự trao đổi cation các loại nhựa. Nhựa trao đổi cation Dowex 58WX chứa các nhóm trao đổi H+. Methanol vừa là bazơ Lewis vừa là acid Lewis, có độ phân cực cao. Methanol cản trở sự tương tác giữa nhựa cây có múi và nhựa trao đổi cation, do đó cam quýt có thể bị phân giải.
Độ tinh khiết của hợp chất phân lập được theo dõi bằng cách sử dụng HPLC trên cột C-18 với phát hiện trắc quang ở bước sóng 280 nm. Cấu trúc của các hợp chất cô lập đã được xác nhận bằng NMR và khối phổ kết hợp.2 Cơ chế của phản ứng Ullmann Hiện nay người ta thường chấp nhận rằng có hai cơ chế có thể xảy ra đối với phản ứng Ullmann, phản ứng cộng oxy hóa (A) và khử khử (B).6 đường dẫn được thể hiện một người cho rằng lộ trình A là sự bổ sung oxy hóa của đồng vào aryl halogenua để tạo thành trạng thái chuyển tiếp trung gian của Cu(III); sau đó aryl halogenua chứa Cu(III) được thay the bang nucleophile và sau đó chất trung gian thu được thông qua phản ứng khử và phản ứng khử, và cuối cùng là Cu(I) Xúc tác hiệu quả để thu được sản phẩm nối; Phương pháp B tin rằng muối Cu(I) trước tiên tương tác với nucleophile / bazơ để tạo thành một phức chất và sau đó trải qua phản ứng thay thế với một aryl halogenua.3 Sơ đô có hai cơ chê phản ứng có thê xảy ra đôi với phản ứng Ullmann Không giống như ưu tiên chuyển kim loại trong phản ứng ghép chéo xúc tác Pa (0), trình tự xúc tác của phản ứng Ullmann xúc tác Cu không thể xác định được, do đó một trong hai lộ trình trong Hình 1.4 có thể xảy ra. Theo các báo cáo tài liệu gần đây, nucleophile phản ứng với chất xúc tác CuIX trước khi bổ sung chất oxy hóa. Thử nghiệm của chúng tôi cũng tình cờ xác minh điều này.
Các tác giả đã cố gắng sử dụng phương pháp một nồi. Chất xúc tác CuIX đầu tiên phản ứng với nucleophile trong môi trường kiềm và sau đó thêm apigenin 6,8-dibrom hóa. Chất xúc tác CuIX đầu tiên phản ứng với apigenin 6,8-dibrom hóa và sau đó phản ứng với nucleophile Ba trình tự bổ sung khác nhau của thuốc thử / bazơ đã được sử dụng để thử nghiệm và người ta nhận thấy rằng hiệu suất của 6,8- dimethoxyapigenin trong hai trình tự bổ sung đầu tiên là không đáng kể. Tác giả đã chọn trình tự bổ sung thứ ba và khuấy MeOH / MeONa và CuBr ở 60 °C trong vài phút.
Xúc tác CuBr có màu xanh lục trong vài giờ, dung dịch sau phản ứng chuyển sang màu xanh lam, cho thấy phức CuI-OMe đã được hình thành; DMF khan được thêm vào dưới sự bảo vệ của N2. Nguyên liệu đã được brom hóa hòa tan trong dung môi, dung dịch sau phản ứng lập tức chuyển sang màu nâu, và tăng nhiệt độ để tiếp tục phản ứng thu được 6,8-dimethoxyapigenin với hiệu suất 70%, chứng tỏ rằng phức hợp CuI-OMe có thể xảy ra với phản ứng bromoflavonoid Sn2. Ngoài ra, tốc độ phản ứng được xác định bởi hoạt động của nguyên tử halogen nhóm rời, I> Br> Cl, nhưng không liên quan gì đến hiệu suất.4 Sơ đồ các phản ứng xúc tác thông qua thay thế khung ơ 1.3 Hoạt tính sinh học của PMFs Vị trí và số lượng của các nhóm methoxy và hydroxyl ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của PMFs. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng số lượng nhóm methoxyl trong PMF tỷ lệ thuận với tốc độ chống tăng sinh chống khối u[41-44].