Luận án Tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu bán tổng hợp một số dẫn chất curcumin nhằm cải thiện độ tan trong nước hướng ứng dụng trong dược phẩm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:438

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là bán tổng hợp được một số dẫn chất mới của curcumin theo hướng cải thiện độ tan trong nước và thăm dò tác dụng sinh học của các dẫn chất mới tổng hợp được; Lựa chọn và xây dựng được quy trình tổng hợp dẫn chất tiềm năng ở quy mô phòng thí nghiệm; Đánh giá được hoạt tính chống viêm in vivo và độc tính cấp của một dẫn chất tiềm năng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu bán tổng hợp một số dẫn chất curcumin nhằm cải thiện độ tan trong nước hướng ứng dụng trong dược phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI PHẠM THỊ HIỀN NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT CURCUMIN NHẰM CẢI THIỆN ĐỘ TAN TRONG NƯỚC HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG DƯỢC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI PHẠM THỊ HIỀN NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT CURCUMIN NHẰM CẢI THIỆN ĐỘ TAN TRONG NƯỚC HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG DƯỢC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM & BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 62720402 Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Đình Luyện TS. Nguyễn Văn Hải HÀ NỘI, NĂM 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Đình Luyện và TS. Nguyễn Văn Hải. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác. NCS. Phạm Thị Hiền
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất GS.TS. Nguyễn Đình Luyện và TS. Nguyễn Văn Hải, hai người Thầy đã tận tình dìu dắt, chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ và có những động viên sâu sắc tôi để tôi có động lực hoàn thành được luận án này. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến GS. TS. Nguyễn Ngọc Chiến, PGS. TS. Đinh Thị Thanh Hải và toàn thể các thầy cô giáo, đồng nghiệp của tôi tại Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia và Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại Học Dược Hà Nội đã hỗ trợ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị của các Quý cơ quan: Viện Hóa học các hợp chất tự nhiên, Viện Hóa học, Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa hóa học - Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi các công tác chuyên môn trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, các Phòng chức năng, Bộ môn Chuyên ngành Công nghệ Dược phẩm và Bào chế thuốc - Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn đến các học viên cao học, các thế hệ sinh viên dược K65, K66, K67, K68, K69, K70, K71 đã cùng tôi làm việc để hoàn thành được những kết quả trong luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến chồng và hai con tôi, bố mẹ, người thân, bạn bè đã luôn là những người động viên và là động lực giúp tôi phấn đấu để hoàn thành luận án. NCS. Phạm Thị Hiền
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................3 1.1. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN .......................................................................3 1.1.1. Cấu trúc hóa học và tính chất của curcumin .................................................3 1.1.2. Độ ổn định của curcumin ..............................................................................5 1.1.3. Tác dụng sinh học của curcumin...................................................................8 1.1.4. Nghiên cứu dược động học của curcumin ..................................................11 1.1.5. Sinh khả dụng của curcumin .......................................................................13 1.2. CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC CURCUMIN ......14 1.2.1. Hướng nghiên cứu biến đổi chuỗi bên aryl .................................................15 1.2.2. Hướng nghiên cứu biến đổi cầu nối β-dicetonheptadien ............................ 25 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC CẢI THIỆN ĐỘ TAN CỦA MỘT DƯỢC CHẤT...............................................................................................................31 1.3.1. Phương pháp acyl hóa với anhydrid diacid .................................................31 1.3.2. Phương pháp phosphat hóa .........................................................................32 1.3.3. Phương pháp hydroxyethyl hóa ..................................................................34 1.3.4. Phương pháp liên hợp với L-valin ...............................................................35 1.3.5. Phương pháp sulfonat hóa ...........................................................................36 1.3.6. Phương pháp sulfat hóa ...............................................................................37 1.4. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN ...................................39 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................43 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU .......................43 2.1.1. Nguyên vật liệu ........................................................................................... 43 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ .........................................................................................45 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................47 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................47
2.3.1. Phương pháp tổng hợp hóa học...................................................................47 2.3.2. Các phương pháp đánh giá độ tinh khiết của các dẫn chất .........................51 2.3.3. Phương pháp xác định cấu trúc các dẫn chất ..............................................52 2.3.4. Phương pháp thử độ tan của các dẫn chất ...................................................52 2.3.5. Phương pháp đánh giá một số đặc tính sinh dược học của dẫn chất tiềm năng ........................................................................................................................... 53 2.3.6. Phương pháp đánh giá tác dụng sinh học của các dẫn chất ........................56 2.3.7. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống viêm in vivo của dẫn chất tiềm năng ...................................................................................................................................60 2.3.8. Phương pháp đánh giá độc tính cấp của dẫn chất tiềm năng ......................61 2.3.9. Phương pháp docking .................................................................................62 2.3.10. Phương pháp dự đoán tính giống thuốc ....................................................63 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ........................................................64 3.1. BÁN TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT MỚI CỦA CURCUMIN HƯỚNG CẢI THIỆN ĐỘ TAN TRONG NƯỚC VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG SINH HỌC CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC .....................................................................64 3.1.1. Tổng hợp dẫn chất acid carboxylic của curcumin và tạo muối natri carboxylat ..................................................................................................................64 3.1.2. Tổng hợp dẫn chất dinatri O,O′-bis(2-sulfonatoethyl)curcumin (PH5) .....67 3.1.3. Tổng hợp các dẫn chất mono-O-(2-hydroxyethyl)curcumin (PH6) và di-O- (2-hydroxyethyl)curcumin (PH7) của curcumin .......................................................69 3.1.4. Tổng hợp các dẫn chất mới của curcumin thông qua chất trung gian PH6 71 3.1.5. Tổng hợp các dẫn chất mới của curcumin thông qua chất trung gian PH7 77 3.1.6. Tóm tắt kết quả tổng hợp hóa học ...............................................................83 3.1.7. Tóm tắt kết quả phân tích phổ các dẫn chất ................................................84 3.1.8. Đánh giá sơ bộ độ tan của các dẫn chất ......................................................88 3.1.9. Đánh giá tác dụng sinh học của các dẫn chất..............................................88 3.2. LỰA CHỌN, NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DẪN CHẤT TIỀM NĂNG VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH DƯỢC HỌC .............................................................................................................................. 92 3.2.1. Lựa chọn dẫn chất tiềm năng ......................................................................92 3.2.2. Xây dựng quy trình tổng hợp dẫn chất mono-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin (PH6) .........................................................................................................................97
3.2.3. Xây dựng quy trình tổng hợp dẫn chất mono-O-(2-(succinyloxy)ethyl)- curcumin (PH9) .......................................................................................................107 3.2.4. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của dẫn chất mono-O-(2- (succinyloxy)ethyl)curcumin (PH9) và đề xuất tiêu chuẩn cơ sở ...........................113 3.2.5. Đánh giá một số đặc tính sinh dược học của dẫn chất mono-O-(2- (succinyloxy)ethyl)curcumin (PH9) .......................................................................115 3.3. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VIÊM VÀ ĐỘC TÍNH CẤP TRÊN CHUỘT CỦA DẪN CHẤT MONO-O-(2-(SUCCINYLOXY)ETHYL)- CURCUMIN (PH9) ...................................................................................................117 3.3.1. Đánh giá hoạt tính kháng viêm trên tai chuột theo đường bôi ngoài da ...117 3.3.2. Đánh giá độc tính cấp trên chuột ..............................................................118 CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN .........................................................................................121 4.1. BÀN LUẬN VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC....................................................121 4.1.1. Bàn luận về phản ứng tạo dẫn chất acid carboxylic (PH3) và muối carboxylat (PH4) .....................................................................................................121 4.1.2. Bàn luận về phản ứng tạo muối dinatri O,O′-bis(2-sulfonatoethyl)- curcumin (PH5) .......................................................................................................122 4.1.3. Bàn luận về phản ứng tạo dẫn chất hydroxyethyl của curcumin (PH6 và PH7) ........................................................................................................................124 4.1.4. Bàn luận về phản ứng tạo các dẫn chất monoester glutarat (PH8) và succinat (PH9 và PH10) .........................................................................................126 4.1.5. Bàn luận về phản ứng tạo các dẫn chất diester glutarat (PH14) và succinat (PH15) .....................................................................................................................127 4.1.6. Bàn luận về phản ứng tạo các dẫn chất phosphat PH11 và PH12 ...........129 4.1.7. Bàn luận về phản ứng tạo dẫn chất sulfat PH13 .......................................130 4.1.8. Bàn luận về phản ứng tạo liên hợp PH16 .................................................131 4.2. BÀN LUẬN VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC DẪN CHẤT ...................133 4.2.1. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH1 và PH2 .............................................133 4.2.2. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH3 ...........................................................134 4.2.3. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH4 ...........................................................136 4.2.4. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH5 ...........................................................137 4.2.5. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH6 ...........................................................138 4.2.6. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH7 ...........................................................139 4.2.7. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH8 ...........................................................141
4.2.8. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH9 ...........................................................142 4.2.9. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH10 .........................................................148 4.2.10. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH11 .......................................................149 4.2.11. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH12 .......................................................150 4.2.12. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH13 .......................................................152 4.2.13. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH14 .......................................................153 4.2.14. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH15 .......................................................154 4.2.15. Bàn luận về cấu trúc dẫn chất PH16 .......................................................156 4.3. BÀN LUẬN VỀ HOẠT TÍNH SINH HỌC IN VITRO CỦA CÁC DẪN CHẤT ..........................................................................................................................156 4.4. BÀN LUẬN VỀ DẪN CHẤT TIỀM NĂNG MONO-O-(2- (SUCCINYLOXY)ETHYL)CURCUMIN (PH9) ...................................................159 4.4.1. Bàn luận về xây dựng quy trình tổng hợp dẫn chất tiềm năng PH9 .........159 4.4.2. Bàn luận về các đặc tính sinh dược học của dẫn chất PH9 ......................161 4.4.3. Bàn luận về hoạt tính chống viêm và độc tính cấp trên chuột của dẫn chất tiềm năng PH9 .........................................................................................................163 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................165 KẾT LUẬN ............................................................................................................165 KIẾN NGHỊ ...........................................................................................................166 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ...............................................167 TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Chú giải 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon-13 Nuclear 1. C-NMR Magnetic Resonance spectroscopy) 1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-Nuclear Magnetic 2. H-NMR Resonance spectroscopy) 3. Ac Acetyl (CH3CO-) 4. AR Hóa chất tiêu chuẩn phân tích (Analytical reagent) 5. BDMC Bisdemethoxycurcumin (curcumin III) 6. COSY Phổ tương quan (Correlation spectroscopy) 7. CTCT Công thức cấu tạo 8. CTPT Công thức phân tử 9. DCC N,N′-Dicyclohexylcarbodiimid 10. DCM Dicloromethan 11. DCU N,N′-Dicyclohexylurea 12. dd Dung dịch 13. DDMC Di-O-Demethylcurcumin 14. DEPT Phổ DEPT (distortionless enhancement by polarization transfer) 15. DMAP 4-Dimethylaminopyridin 16. DMC Demethoxycurcumin (curcumin II) Môi trường nuôi cấy Dulbecco (Dulbecco′s Modified Eagle′s 17. DMEM Medium) 18. DMF Dimethylformamid 19. DMSO Dimethyl sulfoxid 20. DPPH 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl 21. đvC Đơn vị carbon 22. EPP Ethyl phenylpropiolat 23. eq Đương lượng (Equivalent) 24. Et Ethyl (C2H5-) 25. FBS Huyết thanh bào thai bò (Fetal bovine serum) 26. H% Hiệu suất phản ứng (%) Dòng tế bào ung thư tử cung ở người (Human cervix carcinoma 27. Hela cell lines) 28. HEPES Acid 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinethansulfonic Dòng tế bào ung thư gan ở người (Human hepatocellular 29. HepG2 carcinoma cell lines)
Virus gây suy giảm miễn dịch ở người (Human 30. HIV immunodeficiency virus) Dòng tế bào ung thư bạch cầu ở người (Human leukemia cell 31. HL-60 lines) Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid 32. HPLC chromatography) Phổ tương quan đa liên kết dị nhân (Heteronuclear multiple 33. HMBC bond correlation) Phổ tương quan đơn lượng tử dị nhân (Heteronuclear single 34. HSQC quantum coherence) Nồng độ ức chế 50 % đối tượng thử (Inhibition concentration at 35. IC50 50 %) 36. IPA Isopropanol 37. IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) Danh pháp Hóa học theo Liên minh Quốc tế về Hóa học thuần 38. IUPAC túy và Hóa học ứng dụng (International Union of Pure and Applied Chemistry Nomenclature) Dòng tế bào ung thư bạch cầu cấp ở người (Human 39. K562 myelogenous leukemia cell lines) 40. KL Khối lượng 41. LD100 Liều thấp nhất gây chết 100 % động vật thí nghiệm 42. LD50 Liều gây chết 50 % động vật thí nghiệm 43. L-NMMA NG-methyl-L-arginin acetat 44. logP Hệ số phân bố dầu nước 45. LPS Lipopolysaccharid Các dòng tế bào ung thư vú ở người (Human breast carcinoma 46. MCF7 cell lines) 47. Me Methyl (CH3-) 48. MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) 49. MTT 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazoli bromid 50. OD Mật độ quang học (Optical density) 51. PEG Polyethylen glycol Dimethyl 3,3-bis((E)-3-(3-methoxy-4-(2-methoxy-2- 52. PH1 oxoethoxy)phenyl)acryloyl)pentandioat (4,4,O,O′-tetra(methoxycarbonyl-methyl)curcumin) Diethyl 3,3-bis((E)-3-(4-(2-ethoxy-2-oxoethoxy)-3- 53. PH2 methoxyphenyl)acryloyl)pentandioat (4,4,O,O′-tetra(ethoxycarbonyl-methyl)curcumin)
Acid 3,3-bis((E)-3-(4-(carboxymethoxy)-3- 54. PH3 methoxyphenyl)acryloyl)pentandioic (4,4,O,O′-tetra(carboxymethyl)curcumin) Natri 3,3-bis((E)-3-(4-(carboxylatomethoxy)-3- 55. PH4 methoxyphenyl)acryloyl)pentandioat (Tetranatri 4,4,O,O′-tetra(carboxylatomethyl)curcumin) Natri 2,2'-((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2- 56. PH5 methoxy-4,1-phenylen))bis(oxy))bis(ethan-1-sulfonat) (Dinatri O,O′-bis(2-sulfonatoethyl)curcumin) (1E,6E)-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-7-(4-(2- 57. PH6 hydroxyethoxy)-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-dion (Mono-O-(2-hydroxyethyl)curcumin) (1E,6E)-1,7-bis(4-(2-hydroxyethoxy)-3-methoxyphenyl)hepta- 58. PH7 1,6-dien-3,5-dion (Di-O-(2-hydroxyethyl)curcumin) Acid 5-(2-(4-((1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5- dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethoxy)-5- 59. PH8 oxopentanoic (Mono-O-(2-(glutaryloxy)ethyl)curcumin) Acid 4-(2-(4-((1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5- dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethoxy)-4- 60. PH9 oxobutanoic (mono-O-(2-(succinyloxy)ethyl)curcumin) Natri 4-(2-(4-((1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5- dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethoxy)-4- 61. PH10 oxobutanoat (Muối dinatri mono-O-(2-(succinyloxy)ethyl)curcumin) 2-(4-((1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5-dioxohepta- 62. PH11 1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethyl dihydrophosphat (2-(curcumin-O-yl)ethyl dihydrophosphat) Natri 2-(4-((1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5- 63. PH12 dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethyl phosphat (Muối natri của 2-(curcumin-O-yl)ethyl dihydrophosphat) Muối natri 2-(4-((1E,6E)-7-(4-(2-hydroxyethoxy)-3- methoxyphenyl)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2- 64. PH13 methoxyphenoxy)ethyl sulfat (Natri 2-(O-(2-hydroxyethyl)-curcumin)ethyl sulfat)
5,5'-((((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2- methoxy-4,1-phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1- 65. PH14 diyl))bis(oxy))bis(5-oxopentanoic acid) (Di-O-(2-(glutaryloxy)ethyl)curcumin) 4,4'-((((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2- methoxy-4,1-phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1- 66. PH15 diyl))bis(oxy))bis(4-oxobutanoic acid) (Di-O-(2-(succinyloxy)ethyl)curcumin) ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2-methoxy-4,1- phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-amino-3- 67. PH16 methylbutanoat) (Di-O-(2-(ւ-valinoyloxy)ethyl)curcumin) RAW 68. Dòng đại thực bào chuột 264.7 264.7 69. Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) 70. ROS Gốc oxy hóa tự do (Reactive oxygen species) 71. RSD Độ lệch chuẩn tương đối (Relative Standard Deviation) Khả năng trung hòa/quét dọn gốc oxy hóa tự do (Scavenging 72. SA activity) Nồng độ trung hòa/quét dọn được 50 % gốc tự do (Scavenging 73. SC50 concentration at 50 %) 74. SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) 75. SKLM Sắc ký lớp mỏng 76. SOD Superoxid-dismutase 77. SP Sản phẩm 78. SRB Sulforhodamin B 79. t1/2 Thời gian bán thải 80. Boc tert-Butyloxycarbonyl 81. TCA Acid tricloroacetic 82. THF Tetrahydrofuran 83. TLTK Tài liệu tham khảo 84. tonc Nhiệt độ nóng chảy 85. UV Phổ tử ngoại (Ultraviolet spectroscopy) 86. ν̃ max Số sóng 87. V Thể tích 88. δ Độ chuyển dịch hóa học
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng giá trị pKa của phân tử curcumin ....................................................... 4 Bảng 2.1. Nguyên vật liệu và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ........................... 43 Bảng 2.2. Danh mục dụng cụ, thiết bị sử dụng ......................................................... 45 Bảng 2.3. Bảng phân loại độ tan một chất theo Dược điển Việt Nam V .................. 53 Bảng 3.1. Các kết quả tổng hợp các dẫn chất của curcumin..................................... 83 Bảng 3.2. Kết quả phổ IR các dẫn chất của curcumin .............................................. 84 Bảng 3.3. Kết quả phổ MS các dẫn chất của curcumin ............................................ 85 Bảng 3.4. Kết quả phổ 1H-NMR các dẫn chất PH6, PH8 - PH12 ........................... 85 Bảng 3.5. Các kết quả phân tích phổ 1H-NMR các dẫn chất PH1-PH4, PH5, PH7, và PH13 - PH16........................................................................................................ 86 Bảng 3.6. Kết quả phổ 13C-NMR các dẫn chất PH3, PH4, PH7, PH14 và PH15 .. 86 Bảng 3.7. Kết quả phổ 13C-NMR các dẫn chất PH6 và PH8 - PH12 ...................... 87 Bảng 3.8. Kết quả xác định độ tan các dẫn chất mới của curcumin ......................... 88 Bảng 3.9. Kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa của các dẫn chất ............................ 89 Bảng 3.10. Khả năng ức chế sản sinh NO lên dòng tế bào RAW 264.7 và tác động của mẫu nghiên cứu đến sự sống sót của tế bào RAW 264.7 ................................... 90 Bảng 3.11. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các dẫn chất (µM) .... 91 Bảng 3.12. Kết quả so sánh hoạt tính sinh học các dẫn chất được lựa chọn (µM) ... 92 Bảng 3.13. Kết quả docking Maestro trên đích COX-1 (PDB ID: 6Y3C) ............... 94 Bảng 3.14. Kết quả docking Maestro trên đích MCF-7 (PDB ID: 4XO6) ............... 95 Bảng 3.15. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng tạo PH6 ............... 99 Bảng 3.16. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng tới phản ứng tạo PH6 .............................................................................................. 100 Bảng 3.17. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi tới hiệu suất phản ứng ...... 100 Bảng 3.18. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi DMF thêm vào ................. 101 Bảng 3.19. Các thông số tốt nhất cho quy trình tổng hợp PH6 .............................. 101 Bảng 3.20. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tác nhân tới hiệu suất phản ứng ở quy mô 5 g/ mẻ..................................................................................................... 102 Bảng 3.21. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cách thức nạp tác nhân tới hiệu suất phản ứng ở quy mô 5 g/ mẻ..................................................................................... 103
Bảng 3.22. Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình tổng hợp PH6 ở quy mô 5 g/mẻ ......................................................................................................................... 104 Bảng 3.23. Bảng tóm tắt kết quả khảo sát phản ứng, xây dựng quy trình và nâng quy mô tổng hợp PH6 .................................................................................................... 105 Bảng 3.24. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol tới hiệu suất phản ứng tạo PH6 ......................................................................................................................... 108 Bảng 3.25. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng tạo PH9 ....................................... 108 Bảng 3.26. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng tạo PH9 ...................................... 109 Bảng 3.27. Bảng tổng hợp các thông số tốt nhất cho quy trình tổng hợp PH9 ...... 109 Bảng 3.28. Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình tổng hợp PH9 ở quy mô 2 g/mẻ ......................................................................................................................... 111 Bảng 3.29. Bảng tóm tắt kết quả khảo sát phản ứng, xây dựng quy trình và nâng quy mô tổng hợp PH9 .................................................................................................... 112 Bảng 3.30. Kết quả sắc ký lớp mỏng của dẫn chất PH9 thu được ở quy mô 20 g/mẻ ................................................................................................................................. 113 Bảng 3.31. Kết quả hàm lượng PH9 theo phương pháp chuẩn hóa diện tích ........ 113 Bảng 3.32. Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của PH9 ......................... 114 Bảng 3.33. Đề xuất tiêu chuẩn cơ sở của dẫn chất tiềm năng................................. 115 Bảng 3.34. Kết quả độ tan của curcumin và PH9 tại các môi trường pH khác nhau ................................................................................................................................. 115 Bảng 3.35. Kết quả log DpH của PH9 tại các môi trường pH khác nhau ................ 116 Bảng 3.36. Độ sưng phù của tai theo thời gian ........................................................... 117 Bảng 3.37. Số lượng chuột chết, biểu hiện bên ngoài khi uống mẫu ..................... 118 Bảng 3.38. Kết quả theo dõi khối lượng của chuột ở các lô ................................... 119 Bảng 4.1. Bảng kết quả phân tích phổ 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT của PH9 .... 146 Bảng 4.2. Kết quả phổ hai chiều HSQC và HMBC của dẫn chất PH9 .................. 147 Bảng 4.3. Bảng kết quả đánh giá tác dụng sinh học các dẫn chất curcumin theo vị trí biến đổi .................................................................................................................... 157
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Tổng hợp dẫn chất acid carboxylic của curcumin và tạo muối natri carboxylat .................................................................................................................. 48 Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tổng hợp muối dinatri O,O′-bis(2-sulfonatoethyl)curcumin (PH5) ................................................................................................................................... 48 Sơ đồ 2.3. Tổng hợp các dẫn chất mono-O-(2-hydroxyethyl)curcumin (PH6) và di- O-(2-hydroxyethyl)curcumin (PH7) ......................................................................... 49 Sơ đồ 2.4. Sơ đồ tổng hợp mono-O-(2-(glutaryloxy)ethyl)curcumin (PH8) ........... 49 Sơ đồ 2.5. Sơ đồ tổng hợp mono-O-(2-(succinyloxy)ethyl)curcumin (PH9) và muối natri mono-O-(2-(succinyloxy)ethyl)curcumin (PH10) ........................................... 49 Sơ đồ 2.6. Sơ đồ tổng hợp dẫn chất PH11 và tạo muối PH12 ................................. 50 Sơ đồ 2.7. Sơ đồ phản ứng tổng hợp muối sulfat PH13 từ PH7 .............................. 50 Sơ đồ 2.8. Sơ đồ phản ứng tổng hợp diester glutarat PH14 từ PH7 ........................ 50 Sơ đồ 2.9. Sơ đồ tổng hợp các diester của di-O-(2-hydroxyethyl)curcumin ............ 51 Sơ đồ 2.10. Sơ đồ tổng hợp dẫn chất lai hóa của PH7 với valin .............................. 51 Sơ đồ 3.1. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH1 ................................................................ 64 Sơ đồ 3.2. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH2 ................................................................ 65 Sơ đồ 3.3. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH3 từ PH1 ................................................... 65 Sơ đồ 3.4. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH3 từ PH2 ................................................... 66 Sơ đồ 3.5. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH4 ................................................................ 67 Sơ đồ 3.6. Sơ đồ tổng hợp muối natri 2-bromoethansulfonat ................................... 67 Sơ đồ 3.7. Sơ đồ phản ứng tổng hợp dẫn chất PH5 .................................................. 68 Sơ đồ 3.8. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH6 sử dụng tác nhân 2-bromoethanol ......... 69 Sơ đồ 3.9. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH7 với tác nhân 2-bromoethanol ................. 70 Sơ đồ 3.10. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH8 .............................................................. 71 Sơ đồ 3.11. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH9 .............................................................. 72 Sơ đồ 3.12. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH10 ............................................................ 73 Sơ đồ 3.13. Sơ đồ tổng hợp PH11 từ PH6 bằng acid phosphoric ............................ 74 Sơ đồ 3.14. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH11 từ PH6 bằng phosphoryl oxyclorid ... 75 Sơ đồ 3.15. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH12 ............................................................ 76 Sơ đồ 3.16. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH13 .............................................................. 77 Sơ đồ 3.17. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH14 ............................................................ 78
Sơ đồ 3.18. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PH15 ............................................................ 79 Sơ đồ 3.19. Sơ đồ phản ứng tổng hợp N-Boc-valin .................................................. 80 Sơ đồ 3.20. Sơ đồ tổng hợp TG3 .............................................................................. 81 Sơ đồ 3.21. Sơ đồ loại nhóm Boc từ N-Boc-valin- bis-O-(2-hydroxyethyl)curcumin ................................................................................................................................... 82
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc phân tử của curcumin ................................................................... 3 Hình 1.2. Dạng hỗ biến ceton – enol của curcumin trong dung dịch ......................... 3 Hình 1.3. Các dạng tồn tại của curcumin theo pH dung dịch ..................................... 6 Hình 1.4. Sự phân hủy curcumin trong môi trường kiềm ........................................... 6 Hình 1.5. Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của ánh sáng ............................. 7 Hình 1.6. Cấu trúc hóa học các dạng chuyển hóa của curcumin .............................. 12 Hình 1.7. Khả năng sửa đổi cấu trúc của curcumin .................................................. 15 Hình 1.8. Một số ví dụ về sử dụng phương pháp acyl hóa với anhydrid diacid làm tăng sinh khả dụng của dược chất ............................................................................. 32 Hình 1.9. Một số thuốc được gắn nhóm phosphat để tăng độ tan và sinh khả dụng 33 Hình 1.10. Một số thuốc áp dụng phương pháp hydroxyethyl hóa để tăng độ tan và sinh khả dụng ............................................................................................................ 35 Hình 1.11. Một số ví dụ về sử dụng phương pháp lai hóa với L-valin nhằm sinh khả dụng của dược chất ................................................................................................... 36 Hình 1.12. Một số ví dụ các hoạt chất chứa nhóm sulfonat để tăng độ tan .............. 36 Hình 1.13. Một số ví dụ các dược chất chứa nhóm sulfat để tăng độ tan ................. 38 Hình 1.14. Hướng biến đổi tạo dẫn chất mới của curcumin nhằm cải thiện độ tan trong nước bằng phương pháp alkyl hóa tạo dẫn chất acid carboxylic..................... 40 Hình 1.15. Hướng biến đổi tạo dẫn chất mới của curcumin nhằm cải thiện độ tan trong nước bằng phương pháp alkyl hóa tạo dẫn chất sulfonat ................................ 40 Hình 1.16. Một số biến đổi theo hướng gắn nhóm thân nước thông qua chất trung gian monohydroxyethylcurcumin ............................................................................. 41 Hình 1.17. Một số biến đổi theo hướng gắn nhóm thân nước thông qua chất trung gian dihydroxyethylcurcumin ................................................................................... 42 Hình 3.1. Sơ đồ quy trình tổng hợp PH6 ................................................................ 106 Hình 3.2. Một số hình ảnh tổng hợp PH6 ở quy mô 25 gam/ mẻ........................... 107 Hình 3.3. Sơ đồ quy trình tổng hợp PH9 ................................................................ 112 Hình 4.1. Phản ứng tổng hợp PH5 đi từ dihalogenoethylcurcumin ....................... 122 Hình 4.2. Các khả năng tạo sản phẩm phụ của phản ứng giữa dihalogenoethylcurcumin và Na2SO3 ...................................................................... 123
Hình 4.3. Các khả năng sản phẩm phụ có thể tạo thành của phản ứng tạo PH6 .... 125 Hình 4.4. Cơ chế phản ứng tổng hợp PH7.............................................................. 125 Hình 4.5. Sơ đồ cơ chế phản ứng acyl hóa tạo PH9 ............................................... 126 Hình 4.6. Các khả năng tạo tạp của phản ứng tổng hợp PH15 ............................... 128 Hình 4.7. Cơ chế phản ứng phosphoryl hóa bằng tác nhân POCl3 [162] ............... 129 Hình 4.8. Cơ chế phản ứng sulfat hóa PH7 qua trung gian DCC [18] ................... 130 Hình 4.9. Các sản phẩm có thể có ở phản ứng tổng hợp PH13 .............................. 131 Hình 4.10. Cơ chế phản ứng tổng hợp N-Boc-valin ............................................... 132 Hình 4.11. Cấu trúc PH1, PH2 và các giá trị tín hiệu proton trên phổ 1H-NMR ... 133 Hình 4.12. Cấu trúc PH3 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 134 Hình 4.13. Cấu trúc PH4 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 136 Hình 4.14. Dạng hỗ biến ceton – enol của PH5 ..................................................... 137 Hình 4.15. Cấu trúc PH6 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 138 Hình 4.16. Các dạng hỗ biến ceton - enol ............................................................... 138 Hình 4.17. Cấu trúc PH7 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 140 Hình 4.18. Cấu trúc PH8 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 141 Hình 4.19. Hai dạng hỗ biến enol của PH9 ............................................................ 142 Hình 4.20. Hình ảnh phổ IR của dẫn chất PH9 ...................................................... 143 Hình 4.21. Hình ảnh phổ 1H-NMR của dẫn chất PH9 ............................................ 144 Hình 4.22. Hình ảnh phổ 13C-NMR của dẫn chất PH9........................................... 145 Hình 4.23. Tương tác COSY (a) và một số tương tác HMBC (b) trong cấu trúc PH9 ................................................................................................................................. 147 Hình 4.24. Cấu trúc PH10 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 148 Hình 4.25. Cấu trúc PH11 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 149 Hình 4.26. Cấu trúc PH12 và các giá trị tín hiệu proton, carbon trong phân tử trên phổ NMR ................................................................................................................. 151 Hình 4.27. Các dạng hỗ biến ceton - enol của PH13 .............................................. 152
Hình 4.28. Dạng hỗ biến enol của PH14 ................................................................ 153 Hình 4.29. Dạng hỗ biến enol của PH15 ................................................................ 155 Hình 4.30. Phân tích mối liên quan cấu trúc phân tử - tính chất - tác dụng của các dẫn chất curcumin ................................................................................................... 157
ĐẶT VẤN ĐỀ Curcumin là một trong số polyphenol có tác dụng dược lý phong phú, được nhiều nhà nghiên cứu phát triển thuốc quan tâm trong thập kỷ gần đây cho tới nay. Phân tử này đang được sử dụng trong các nghiên cứu tiền lâm sàng để điều trị nhiều bệnh thuộc nhiều hệ khác nhau của cơ thể, đó là: bệnh về tim mạch, hô hấp (dị ứng, hen phế quản), tiêu hóa (viêm dạ dày, tá tràng), xương khớp (viêm khớp dạng thấp), mắt (glaucoma, khô mắt); các bệnh liên quan đến chuyển hóa và ung thư [46], [47], [134], [136]. Khi được dùng ngoài, curcumin có tác dụng kháng khuẩn, chống nấm, chóng lành vết thương và liền sẹo [6]. Ngoài ra, curcumin còn có tác dụng kháng virus, có triển vọng lớn trong điều trị viêm gan B, C, HIV...[40], [155]. Nhược điểm của curcumin là sinh khả dụng thấp (dưới 1 %) do hấp thu kém, chuyển hóa và đào thải nhanh khỏi cơ thể, trong đó yếu tố hóa - lý quan trọng ảnh hưởng đến điều này là tính tan kém trong nước của curcumin (