Khóa luận tốt nghiệp: Tổng hợp một số dẫn xuất Ester của Salazinic acid

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay, các nghiên cứu phản ứng tổng hợp dẫn xuất của salazinic acid còn ít do hạn chế về nguồn cung cấp salazinic acid từ tự nhiên. Vì vậy, với mong muốn tổng hợp một số dẫn xuất của salazinic acid, là những hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng, tác giả chọn đề tài “Tổng hợp một số dẫn xuất ester của salazinic acid” cho khóa luận này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Tổng hợp một số dẫn xuất Ester của Salazinic acid

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA HOÁ HỌC ------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT ESTER CỦA SALAZINIC ACID GVHD: TS. Phạm Đức Dũng SVTH: Mai Chí Công MSSV: 42.01.201.009 CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA HOÁ HỌC ------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT ESTER CỦA SALAZINIC ACID GVHD: TS. Phạm Đức Dũng SVTH: Mai Chí Công CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ MSSV: 42.01.201.009 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2020
Xác nhận của Hội đồng phản biện .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... KÍ TÊN VÀ DUYỆT (Kí và ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến với: Thầy Phạm Đức Dũng – Giảng viên Khoa Hoá học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã luôn nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ, quan tâm và động viên em trong quá trình học tập cũng như thời gian nghiên cứu đề tài làm khoá luận. Thầy Dương Thúc Huy – Giảng viên Khoa Hoá học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã truyền dạy những kinh nghiệm quý báu, những kiến thức mới, luôn nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như làm đề tài. Quý thầy cô và các anh chị, các bạn sinh viên Khoa Hoá học đã hỗ trợ cho em trong thời gian làm khoá luận tốt nghiệp. Gia đình đã luôn bên cạnh, động viên em để em có thể hoàn thành thật tốt khoá luận tốt nghiệp. Do còn nhiều thiếu sót về thao tác, cùng với lượng thời gian có hạn nên khóa luận này không thể tránh khỏi nhiều sai sót. Em rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý từ phía thầy, cô và mọi người. Em xin chân thành cảm ơn! Mai Chí Công i
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................i Danh mục chữ viết tắt và kí hiệu ........................................................................... iii Danh mục bảng .........................................................................................................iv Danh mục hình ảnh ................................................................................................... v Danh mục sơ đồ ........................................................................................................vi LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 2 1.1 Depsidone ................................................................................................................................ 2 1.1.1 Định nghĩa.........................................................................................................................2 1.1.2 Một số dẫn xuất depsidone ..............................................................................................2 1.1.3 Dẫn xuất ester hoá từ các chất nền có khung depsidone ..............................................4 1.2 Salazinic acid .......................................................................................................................... 4 1.2.1 Tổng quát ..........................................................................................................................4 1.2.2 Hoạt tính sinh học của salazinic acid..............................................................................6 1.2.3 Một số dẫn xuất của salazinic acid .................................................................................8 ii
Danh mục chữ viết tắt và kí hiệu Ac Acetone AcOH Acetic acid br s Mũi đơn rộng (Broad singlet) C Chloroform d Mũi đôi (Doublet) EA Ethyl acetate EtOH Ethanol H Hexane h giờ IC50 Nồng độ ức chế sự phát triển của 50% số tế bào thử nghiệm (Half Maximal Inhibitory Concentration) J Hằng số ghép cặp m multiplet (mũi đa) MIC Nồng độ tối thiểu ức chế sự phát triển của tế bào (Minimum Inhibitory Concentration) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) ORAC Nguyên lý khả năng hấp thụ oxygen (Oxygen Radical Absorbance Capacity) ppm Part per million s Mũi đơn (Singlet) δ Độ dịch chuyển hóa học (Chemical shift) UV Ultraviolet iii
Danh mục bảng Bảng 1.1 Khả năng ức chế tăng trường của dòng tế bào FemX và LS174 ................6 Bảng 1.2 Kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế một số loại vi khuẩn của salazinic acid ..............................................................................................................................7 iv
Danh mục hình ảnh Hình 1.1 Một số dẫn xuất depsidone ..........................................................................2 Hình 1.2 Một số dẫn xuất depsidone (tiếp theo) ........................................................3 Hình 1.3 Protocetraric acid .........................................................................................4 Hình 1.4 Sơ đồ ester hoá protocetraric acid bằng các tác chất khác nhau .................5 Hình 1.5 Salazinic acid ...............................................................................................5 Hình 1.6 Tổng hợp chalybaeizanic acid từ salazinic acid ..........................................8 Hình 1.7 Tổng hợp hexaacetylsalazinic acid từ salazinic acid ...................................8 v
Danh mục sơ đồ vi
LỜI MỞ ĐẦU Địa y bao gồm khoảng 18500 loài, thuộc dạng thực vật bậc thấp, có thể sống ở những nơi vô cùng khắc nghiệt như vực đá, đất đá, sa mạc, thân cây,… , do khả năng sống cộng sinh giữa nấm và tảo kết hợp với vi khuẩn lam [1–4]. Nhờ đặc tính này mà địa y có thể tạo ra những sản phẩm có hoạt tính sinh học như depside, depsidone, dibenzofuran có hoạt tính kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm, kháng ung thư, chống viêm, hạ sốt, giảm đau và gây độc tế bào như một chất điều hòa miễn dịch [4–10]. Một số chất chuyển hóa thứ cấp mang khung depside hoặc depsidone có trong địa y hoạt động như các sắc tố sàng lọc ánh sáng, hấp thụ tia cực tím mạnh mẽ chống lại các tác hại của ánh sáng UVA, UVB [7]. Trong các sản phẩm chuyển hoá thứ cấp của địa y, depsidone là một trong hai tập hợp quan trọng và đa dạng nhất, có ý nghĩa lớn về mặt hoạt tính sinh học [11] Các hợp chất thuộc khung sườn depsidone được tìm thấy trong nhiều loài địa y thuộc chi Usnea, Parmotrema reticulatum, Ramalina siliquosa [5], [6], [12]. Depsidone cho thấy khả năng kháng virus, kháng khuẩn, ức chế enzyme hoạt động, và ức chế HIV in vitro,… [7], [12], [13]. Salazinic acid là một hợp chất thuộc khung sườn depsidone. Do vậy, hợp chất này cũng có các hoạt tính sinh học đặc trưng của khung sườn depsidone như kháng khuẩn, kháng nấm và chống lại virus HIV-1 [14]. Hiện nay, các nghiên cứu phản ứng tổng hợp dẫn xuất của salazinic acid còn ít do hạn chế về nguồn cung cấp salazinic acid từ tự nhiên. Vì vậy, với mong muốn tổng hợp một số dẫn xuất của salazinic acid, là những hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng, chúng tôi chọn đề tài “Tổng hợp một số dẫn xuất ester của salazinic acid” cho khóa luận này. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Depsidone 1.1.1 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 [15]. Dẫn xuất depsidone là những chất chuyển hoá thứ cấp có trong địa y. Dẫn xuất depsidone còn được tìm thấy ở một số thực vật bậc cao, đóng vai trò trong việc bảo vệ chống côn trùng và vi khuẩn [16], [17]. Depsidone cho thấy khả năng kháng virus, kháng khuẩn, ức chế enzyme hoạt động, ức chế HIV in vitro,… [7], [12], [13]. 1.1.2 Một số dẫn xuất depsidone Hình 1.1 Một số dẫn xuất depsidone Các dẫn xuất depsidone có khả năng chống oxy hoá cao. Khả năng đó được đánh giá bởi khả năng ức chế quá trình tự oxy hoá của não chuột và oxy hoá β-carotene. Kết quả thu được trong cả hai quy trình chỉ ra rằng các chất chuyển hóa từ địa y có hoạt tính ức chế vừa phải trong khoảng nồng độ µM. Ảnh hưởng lớn nhất khi sử dụng 1- chloroparmarin trong quá trình tự oxy hóa của não chuột vơi mức bảo vệ lên đến 66% [18]. 2
Dẫn xuất depsidone còn cho kết quả cao khi sử dụng để ức chế sự phát triển của tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt DU-145. Nghiên cứu được thực hiện với sphaerophorin (depside), epiphorellic acid-1 (diarylether), và pannarin (depsidone). Kết quả chỉ ra rằng, các chất chuyển hoá từ địa y đều có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ưng thư tuyến tiền liệt DU-145 nhưng pannarin cho hiệu quả cao nhất. Sau 72h điều trị liên tục, sức sống của tế bào ung thư giảm còn 57%, 31%, 20% tương ứng với sphaerophorin, epiphorellic acid-1 và pannarin [19]. Ngoài ra, norstictic acid và protocetratic acid cho hiệu quả kháng khuẩn khả quan. Norstictic acid đã hoạt động chống Aeromonas hydrophila (MIC 0.84 mM) cũng như các vi sinh vật khác như Bacillus subtilis (MIC 3.4 mM), Listeria monocytogenes (MIC 0.42 mM), Proteus vulgaris (MIC 1.7 mM), Staphylococcus aureus (MIC 6.7 mM), Streptococcus faecalis (MIC 0.84 mM), Candida albicans (MIC 0.1 mM) và Candida glabrata (MIC 0.1 mM). Protocetraric acid cho thấy hoạt động chỉ chống lại nấm men Candida albicans (MIC 0.14 mM) và Candida glabrata (MIC 0.14 mM). Các giá trị MIC được đo khi chống lại 107 tế bào [20]. Hình 1.2 Một số dẫn xuất depsidone (tiếp theo) Ngoài tiềm năng trong hoạt động chống khối u, ức chế khả năng oxy hoá, hoạt tính kháng khuẩn, ức chế phát triển của virus HIV, các dẫn xuất depsidone còn thể hiện hoạt tính ức chế mạnh nhiều loại enzyme. Thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme β- glucuronidase và phosphodiesterase bằng phương pháp sắc kí lớp mỏng cho thấy hợp chất depsidone được tách ra từ địa y Heterodermia sp. được tìm thấy ở Labukelle, Sri 3
Lanka là lobaric acid. Trong ức chế β-glucuronidase, lobaric acid cho giá trị IC50 là 3.28 ± 0.05 µM, thấp hơn đáng kể so với tiêu chuẩn D-saccharic 1,4-lactone acid (IC50 = 48.4 ± 1.2 µM). Lobaric acid cho thấy một sự ức chế đáng kể khác là enzyme phosphodiesterase với IC50 = 313.7 ± 2.2 µM, khi so sánh với hai chất chuẩn EDTA (IC50 = 274.0 ± 0.1 µM) và cystein (IC50 = 748.0 ± 0.1 µM) [9]. Dẫn xuất depsidone cũng thể hiện độc tính tế bào tương đối đối với một số dòng tế bào ung thư. Unguinol và aspergillusidone D làm giảm sự tăng sinh tế bào trong dòng tế bào ung thư vú MDA-MB-231 [17]. 1.1.3 Dẫn xuất ester hoá từ các chất nền có khung depsidone Protocetraric acid là một chất có khung sườn depsidone. Protocetraric acid được thử nghiệm hoạt tính sinh học trên nhiều loại nấm, vi khuẩn, cũng như hoạt tính kháng nhiều loại ung thư khác nhau. Protocetraric acid có khả năng kháng 6 loại nấm (Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Cryprococcus var. difluens, Fusarium oxysporum, Mucor mucedo và Paecilomyces variotii), 6 loại vi khuẩn khác nhau (B. cereaus, B. subtilis, M. tuberculosis, P. vulgaris, S. lutea và S. aureus) [21]. Hình 1.3 Protocetraric acid Năm 2018, Q. T. Huynh cùng cộng sự đã tiếp tục tiến hành tổng hợp một số dẫn xuất ester hoá của protocetraric acid [15]. [Hình 1.4] 1.2 Salazinic acid 1.2.1 Tổng quát Salazinic acid là một chất chuyển hoá thứ cấp, có cấu trúc khung depsidone. (Hình 1.5). Salazinic acid có công thức phân tử là C18H12O10, tên khoa học là 1,4,10- trihydroxy-5-(hydroxymethyl)-8-methyl-3,7-dioxo-1,3-dihydro-7H-benzo[6,7] [1,4]dioxepino [2,3-e]isobenzofuran-11-carbaldehyd, là chất bột màu nâu, tan khá tốt 4
trong acetone hay ethyl acetate, được cô lập từ một số loại địa y như Usnea angulate, Parmelia sulcate. Hình 1.5 Sơ đồ ester hoá protocetraric acid bằng các tác chất khác nhau Hình 1.6 Salazinic acid 5
1.2.2 Hoạt tính sinh học của salazinic acid Salazinic acid được chiết xuất từ cây địa y Parmelia sulcate, Usea angulate. Salazinic acid có hoạt tính chống oxi hoá mạnh hơn cả protocetraric acid [4]. Salazinic acid có khả năng chống ung thư mạnh đối với cả 2 dòng tế bào ung thư FemX (u ác tính ở người) và LS174 (ung thư biểu mô đại tràng ở người), mạnh hơn cả protocetraric acid [4]. Giá trị IC50 được trình bày trong Bảng 1 Bảng 1.1 Khả năng ức chế tăng trường của dòng tế bào FemX và LS174 Hợp chất Giá trị IC50 (µg/mL) FemX LS174 Salazinic acid 39.52 ± 0.56 35.67 ± 1.89 Protocetraric acid 58.68 ± 2.11 60.18 ± 0.59 Salazinic acid đã được thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn trên hai mươi tám loại vi khuẩn khác nhau (Bảng 1), dưới liều MIC (µg/41.7 µL và mM). Kết quả Bảng 1.2 cho thấy khả năng chống lại Aeromonas, Bacillus cereus, Bacillus subilis, Listeria monocytogenes, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Candida albicans, Candida glabrata, Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus và Penicillium notatum của salazinic acid. Salazinic acid không cho thấy hoạt động kháng khuẩn chống lại L. monocytogenes, P. Vulgaris, Y. enteratioitica, và S. faecalis, nhưng đặc biệt cho thấy hoạt động chống lại Pseudomonas aeruginosa và Salmonella typhimurium khá hiệu quả [22]. Năm 1997, các hợp chất có khung sườn depside và depsidone đã được nghiên cứu về khả năng kháng virus HIV-1. Kết quả cho thấy, các hợp chất này đều có khả năng chống lại virus HIV-1. Trong đó, salazinic acid là hợp chất có khả năng kháng virus trung bình [12]. Hoạt tính chống oxy hóa được xác định bằng phương pháp xét nghiệm ORAC đối với một số sản phẩm thứ cấp được cô lập từ địa y. Kết quả cho thấy, salazinic aicd có khả năng chống oxy hoá tương đối [11]. Năm 2010, G. Amo de Paz cùng cộng sự đã tiến hành nghiên cứu khả năng kháng oxy hoá của salazinic acid trên dòng tế bào U373 MG có ở trong não người. Kết quả cho thấy, salazinic acid cho hiệu quả trong việc bảo 6
vệ tế bào U373 MG khỏi tác nhân gây hại là hydrogen peroxide. Salazinic acid hoạt động như một chất chống oxy hoá trong những rối loạn thoái hoá thần kinh, hỗ trợ trong việc điều trị bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson ở người [2]. Bảng 1.2 Kết quả thử nghiệm hoạt tính ức chế một số loại vi khuẩn của salazinic acid Tên vi khuẩn Giá trị MIC (chống lại 107 tế bào hoặc bào tử) µg/41.7 µl mM Aeromonas hydrophila 125 7.7 Bacillus cereus 63 3.9 Bacillus Subilis 125 7.7 Listeria monocytogenes - - Proteus vulgaris - - Yersinia enterocolitica - - Staphylococcus aureus 125 7.7 Streptococcus faecalis - - Candida albicans 500 30.8 Candida glabrata 500 30.8 Aspergillus niger 250 15.4 Aspergillus fumigatus 250 15.4 Penicillium notatum 500 30.8 Pseudomonas aeruginosa 250 15.4 Salmonella typhimurium 250 15.4 Năm 2008, Bruno Burlando cùng cộng sự đã nghiên cứu về khả năng ảnh hưởng đến sự tăng sinh tế bào và làm lành vết thương của salazinic acid, hai mục tiêu quan trọng trong việc nghiên cứu về ung thư hoặc tái tạo mô. Thí nghiệm được thực hiện trên các tế bào ung thư biểu mô ác tính MM98, tế bào ung thư biểu mô âm hộ A431 và tế bào HaCaT. Nghiên cứu cho thấy, salazinic acid gây độc tính thấp đối với các tế bào MM98 và A431, tuy nhiên salazinic acid có khả năng phục hồi vết thương trên tế bào HaCaT với hiệu quả cao, chỉ sau (±) usnic acid and gyrophoric acid [23]. 7
1.2.3 Một số dẫn xuất của salazinic acid Năm 1999, John A. Elix và Judith H. Wardlaw đã tiến hành tổng hợp một số dẫn xuất từ salazinic acid. Oxi hoá salazinic acid bằng pyridinium dichromate trong dung môi DMF thu được chalybaeizanic acid [24]. Hình 1.7 Tổng hợp chalybaeizanic acid từ salazinic acid Acetyl hoá salazinic acid bằng anhydric acetic dưới tác dụng của xúc tác H2SO4 đặc hoặc HClO4 thu được hexaacetylsalazinic acid [5], [24]. Hình 1.8 Tổng hợp hexaacetylsalazinic acid từ salazinic acid G. Selravaj và cộng sự đã nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa của salazinic acid và dẫn xuất hexaacetylsalazinic acid bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tính chất chống oxy hóa đã được nghiên cứu theo qua hoạt tính peroxid hóa lipid, hoạt tính phosphomolybdenum, hoạt tính superoxide dismutase. Salazinic acid và dãn xuất hexaacetylsalazinic đã được nghiên cứu về hoạt tính kháng oxy hóa và giá trị IC50 của chúng cũng được tính toán. Hexaacetylsalazinic acid cho thấy hiệu quả kháng oxy hoá tốt hơn [5]. Salazinic acid hiện diện với số lượng nhiều trong địa y P. dilatatum [6] và những nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất của salazinic acid chưa được thực hiện nhiều, đặc biệt là phản ứng ester hóa tại nhóm chức alcohol nhất cấp. Vì vậy, chúng tôi tiến hành điều chế 8
các dẫn xuất ester của salazinic acid dùng xúc tác AlCl3 [15], [25] với hi vọng tạo được nhiều dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao. 9