Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá hoạt tính sinh học các dẫn xuất hydrazone của (-)-gossypol và zerumbone

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:200

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá hoạt tính sinh học các dẫn xuất hydrazone mới của (-)-gossypol và zerumbone" là tách đồng phân (-)-gossypol từ hỗn hợp gossypol racemic; Tổng hợp các dẫn xuất mới hydrazone của (-)-gossypol; Tổng hợp các dẫn xuất mới hydrazone của zerumbone; Đánh giá hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư và kháng khuẩn của các dẫn xuất tổng hợp được.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá hoạt tính sinh học các dẫn xuất hydrazone của (-)-gossypol và zerumbone

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN VỤ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC DẪN XUẤT HYDRAZONE MỚI CỦA (-) - GOSSYPOL VÀ ZERUMBONE LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN VỤ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC DẪN XUẤT HYDRAZONE MỚI CỦA (-) - GOSSYPOL VÀ ZERUMBONE Ngành: Hóa học Mã số: 9440112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN KHẮC VŨ Hà Nội - 2022
LỜI CAM ĐOAN T ứ ủ ƣớ ự ƣớ ọ ủ PGS TS T ầ K ắ V C ố ệ ế ả ự ƣ ƣợc ai công bố ƣới bất kỳ hình thức nào ngoài tôi và t p thể ƣớng d n. H Nộ 28 10 ă 2022 Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS. TS. Trần Khắc Vũ Vũ Văn Vụ i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Khắc Vũ– là người Thầy đã tận tâm hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin g i lời cảm ơn đ n các thầy cô ộ môn H dư c và ảo vệ thực vật, ộ môn H h u cơ, các thầy cô n lãnh đ o Viện K Thuật H h c đã luôn ng hộ, t o m i điều kiện thuận l i cho tôi trong suốt quá trình h c tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn ục ảo vệ thực vật, Trung tâm Kiểm định và khảo nghiệm thuốc bảo vệ thực vật phí ắc, nơi tôi đ ng công tác đã t o điều kiện cho tôi đi h c và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng bi t ơn chân thành và sâu sắc nhất tới gi đình, b n bè và nh ng người thân đã luôn luôn qu n tâm, khích lệ, động viên tôi trong suốt quá trình h c tập và nghiên cứu. Xin trân tr ng cảm ơn! ghiên cứu sinh ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt  Các phương pháp sắc ký: CC Column chromatography Sắc ký cột YMC RP18 Reversed – phase C18 Sắ ý p ảo với chất nhồi C18 TLC Thin-layer chromatography Sắc ký lớp mỏng  Các phương pháp phổ: HR-ESI-MS High resolution electrospray Phổ khố ƣợng phân giải cao phun ionization - mass spectroscopy ù ện tử IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại 1 H-NMR Proton nuclear magnetic P ổ ộ ƣở ừ ạ p resonance spectroscopy 13 C-NMR Carbon-13 nuclear magnetic P ổ ộ ƣở ừ ạ resonance spectroscopy carbon-13 COSY Correlation spectroscopy Phổ ƣơ 2 ề ồng hạt 1 1 nhân H- H HSQC Heteronuclear single quantum Phổ ƣơ ều trực tiếp dị 1 13 correlation hạt nhân H- C HMQC Heteronuclear multipe quantum Phổ ƣơ ều liên kế coherence ƣợng tử dị hạt nhân H-13C 1 HMBC Heteronuclear multipe bond Phổ ƣơ ề ết 1 13 correlation dị hạt nhân H- C NOESY Nuclear overhauser effect Phổ NOESY spectroscopy CD Circular dichroism Phổ ƣỡng sắc tròn δH Proton chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của proton δC Carbon chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của carbon δ (ppm) Chemical shift (parts per Độ chuyển dịch hóa học (phần million) triệu) J (Hz) Coupling constant (Hertz) Hằ ố ƣơ H s singlet br broad d doublet dd double-doublet t triplet dt double-triplet q quartet dq double-quartet m multiplet  Thử hoạt tính sinh học: AChE Acetylcholinesterase GI50 Growth inhibition 50 Nồ ộ ức chế sự ƣởng của 50% tế b ƣ MIC Minimum inhibitory Nồ ộứ ế ố ểu concentration NO Nitric oxide Oxit nitric iii
OD Optical density M ộ ọ IC50 Inhibitory concentration 50 Nồ ộứ ế 50 ố ƣợ ử LD50 Lethal dose 50 Liề ế 50 ộ ử ệ Hep-G2 Human hepatocellular Dòng tế b ƣ ƣời carcinoma cell line HCT-15 Human colon cancer cell line Dòng tế bào ung ƣ ại trực tràng ở ƣời MCF-7 Human breast adenocarcinoma D ếb ƣ ƣời cell line NUGC-3 Nagoya University Gastric Dòng tế b ƣ ạ dày cancer cell line NCI-H23 Human non-small cell lung Dòng tế b ƣ p ổi carcinoma ACHN Renal cancer cell line Dòng tế b ƣ n PC-3 Prostate cancer cell line Dòng tế b ƣ ến tiền liệt MDA-MB-231 Breast cancer cell line Dòng tế b ƣ HCT116 Human colon cancer cell line Dòng tế b ƣ ại trực tràng A549 Adenocarcinomic human Dòng tế b ƣ p ổi alveolar basal epithelial cell HeLa Human Cervical cancer cell line Dòng tế b ƣ ổ tử cung ƣời DMEM Dulbecco's Modified Eagle M ƣờ ấ ế b DMEM Medium MTT 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]- Thuốc thử MTT 2,5-Diphenyltetrazolium bromide BV-2 Immortalised murine microglial Dòng tế bào thầ ệm ở chuột LPS Lipopolysaccharide  Các hóa chất, dung môi (tên của các hợp chất được viết theo nguyên bản Tiếng Anh): DMSO Dimethyl sulfoxide EtOAc Ethyl acetate DPPH 2, 2-diphenyl-1-picryhydrazyl SRB Sulforhodamine B MeOH Methanol TMS Tetramethylsilane EtOH Ethanol iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... iii MỤC LỤC .................................................................................................................. v DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ ix DANH MỤC SƠ ĐỒ................................................................................................. xi ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 4 1.1. GIỚI THIỆU VỀ HYDRAZONE .................................................................... 4 1.1.1. Cấu trúc và tính chất v t lý của hydrazone ............................................... 4 112 C ồng phân của hydrazone .................................................................. 6 1.1.3. Các hydrazone trong tự nhiên ................................................................... 7 1.1.4. C p ƣơ p p ổng hợp hydrazone ..................................................... 8 1.1.5. Hoạt tính sinh học của các hydrazone ..................................................... 12 1.1.5.1. Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn và kháng virus .......................... 12 1.1.5.2. Hoạt tính giả .................................................... 15 1.1.5.3. Hoạt tính chố ƣ .................................................................... 15 1.1.5.4. Các hoạt tính tác dụng lên hệ thầ ƣơ ......................... 16 1.1.5.5. Hoạt tính bảo vệ hệ tim mạch............................................................ 16 1.2. TỔNG QUAN VỀ GOSSYPOL .................................................................... 17 1.2.1. Giới thiệu gossypol ................................................................................. 17 1.2.2. Hoạt tính sinh học của gossypol và d n xuất của gossypol .................... 20 1.2.2.1. Hoạt tính tránh thai cho nam ............................................................. 20 1.2.2.2. Hoạt tính kháng nấm ......................................................................... 21 1.2.2.3 Hoạt tính kháng virus ......................................................................... 21 1.2.2.4 Hoạ í ƣ ..................................................................... 21 1.2.2.5 D n xuất methyl gossypol .................................................................. 22 1.2.2.6. D n xuất O-glycoside của gossypol .................................................. 23 1.2.2.7. D n xuất Schiff base ......................................................................... 24 1.3. TỔNG QUAN VỀ ZERUMBONE ............................................................... 27 1.3.1. Giới thiệu về cây gừng gió ...................................................................... 27 v
1.3.2. Các nghiên cứu về zerumbone từ Gừng gió (Zingiber zerumbet Smith) 27 1.3.3. Các chuyển hóa chính của zerumbone .................................................... 28 1.3.4. Hoạt tính sinh học của zerumbone và các d n xuất của zerumbone ....... 31 1.3.4.1. Hoạt tính kháng viêm, giả ....................................................... 31 1.3.4.2. Hoạt tính kháng khuẩn ...................................................................... 31 1.3.4.3. Hoạt tính chố ƣ .................................................................... 32 1.3.4.5. Hoạt tính ức chế yếu tố NF-кB ......................................................... 33 1.3.4.6. Cơ ế ẩy các tế b ƣ ế ƣơ ............. 33 CHƢƠNG 2: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 35 2.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ NGHIÊN CỨU ......................................................... 35 2.2. HÓA CHẤT DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU ............................................. 35 2 3 CÁC PHƢƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG TỔNG HỢP VÀ TINH CHẾ . 36 2 4 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ................................... 37 2.4.1 Phổ cộ ƣởng từ hạt nhân .................................................................... 37 2.4.2. Góc quay cực riêng ..................................................................... 37 2.4.3. Sắc ký lỏng hiệ ă HPLC ........................................................... 37 2.4.4. Phổ khố ƣợng (MS)............................................................................... 37 2 5 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP ............................................................. 37 2 6 PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC ............................ 37 2 6 1 P ƣơ p p ạ í ộc tế bào ...................................... 37 2.6.2. P ƣơ p p ạt tính kháng vi sinh v t kiể ịnh ................ 39 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM................................................................................ 41 3 1 TÁCH ĐỒNG PHẦN (-) GOSSYPOL TỪ GOSSYPOL RACEMIC .......... 41 3 1 1 Đ ều chế (-)-gossypol và (+)-gossypol diasteriomer của D-triptophan methyl ester ....................................................................................................... 41 3 1 2 Đ ều chế S-(+)-gossypol ......................................................................... 43 3 1 3 Đ ều chế R-(-)-gossypol .......................................................................... 44 3.2. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA (-) GOSSYPOL ............................ 44 3.2.1. Quy trình chung tổng hợp các Schiff bases 138a-d ................................ 44 3.2.2. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (142a-e) ................................ 47 3.2.3. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (146a-e) ................................ 52 3.3. TỔNG HỢP CÁC ZERUMBONE HYDRAZONE ...................................... 55 3.3.1. Quy trình chung tổng hợp các hydrazone (150a-f, 154a-f)..................... 55 vi
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 65 4 1 TÁCH ĐỒNG PHÂN (-) GOSSYPOL VÀ (+) GOSSYPOL TỪ GOSSYPOL RACEMIC....................................................................................... 65 4.2. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA GOSSYPOL ................................. 74 4.2.1. Tổng hợp các base Schiff của (-)-gossypol ............................................. 74 4 3 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC HYDRAZONE CỦA GOSPYPOL .......................................................................................................... 89 4.4. TỔNG HỢP CÁC HYDRAZONE CỦA ZERUMBONE 150a-f ................. 94 4.5 HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HYDRAZONE ZERUMBONE.................................................................................................... 100 4.6 LIÊN QUAN CẤU TRÚC - TÁC DỤNG VỀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HYDRAZONE ....................................................................... 102 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 106 NHỮNG CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................................ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 109 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 1 vii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Cấu trúc của các hydrazone trong nấm Gyromitra esculenta .................... 8 Bảng 1.2. Hoạt tính in vitro của các Schiff base ...................................................... 25 Bảng 1.3. Nồ ộ kháng sinh tối thiểu ức chế vi khuẩn (MIC) ............................. 31 Bảng 4.1. Hoạ í ộc tế bào của các hợp chất ............................................... 90 Bảng 4.2. Hoạt tính kháng một số chủng vi khuẩn của các hydrazone .................... 92 Bảng 4.3. Hoạ í ộc tế bào của các hydrazones 150a-f và 154a-f ............ 101 Bảng 4.4. Kết quả ộc tế b ối với nhóm thế clo (-Cl)....................................... 102 Bảng 4.5. Kết quả ộc tế b ối với nhóm thế fluoro (-F) ................................... 103 Bảng 4.6. Kết quả ộc tế b ối với nhóm thế ẩ ện tử (-CH3 ; -OCH3) ........ 104 viii
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Cấu trúc hydrazone ..................................................................................... 4 Hình 1.2. Cấu trúc hydrazone, imine và oxime .......................................................... 4 Hình 1.3. Cấu trúc phẳng hydrazone .......................................................................... 5 H 1 4 Đồng phân hình học hydrazone .................................................................. 6 Hình 1.5. Ví dụ các dạ ồng phân hydrazone ........................................................ 7 Hình 1.6. Các dạng tautomer của gossypol: dialdehyde (51a), diketone (51b) và dilactol (51c) ............................................................................................................. 18 Hình 1.7 Đồ p ối quang (a) S-(+) - gossypol và (b) R-(-)-gossypol ........... 19 Hình 1.8. Cấu trúc của zerumbone và các analog .................................................... 27 Hình 4.1. Phổ 1H NMR của (±)-gossypol racemic (51) ........................................... 66 Hình 4.2. Phổ 1H NMR của sản phẩm cộng (-)-diastereoisomer (137) ................... 68 Hình 4.3. Phổ 13C NMR của sản phẩm cộng (-)-diastereoisomer (137) .................. 68 Hình 4.4. 1H NMR của (-)-gossypol ......................................................................... 69 Hình 4.5. Phổ 13C NMR của (-)-gossypol ............................................................... 70 Hình 4.6. Phổ HPLC của Gossypol racemic ............................................................ 71 Hình 4.7. Phổ HPLC chất (-)-gossypol .................................................................... 72 Hình 4.8. Phổ HPLC chất (+)-gossypol ................................................................... 73 Hình 4.9. Các dạng tautomer của base Schiff của gossypol..................................... 74 Hình 4.11. Cân bằng enamin/iminee phụ thuộc vào bản chất của nhóm thế trên amin b c một ..................................................................................................................... 75 Hình 4.12. Phổ 1H NMR của chất 138a ................................................................... 77 Hình 4.13. Phổ giãn 1H NMR của chất 138a ........................................................... 78 Hình 4.14. Phổ giãn 1H NMR của chất 138a ........................................................... 78 Hình 4.15. Phổ 13C NMR của chất 138a .................................................................. 79 Hình 4.16. Phổ 1H NMR của chất 138b ................................................................... 80 Hình 4.17. Phổ 13C NMR của chất 138b .................................................................. 81 Hình 4.18. Phổ 1H NMR của chất 142c.................................................................... 84 Hình 4.19. Phổ 13C NMR của chất 142c .................................................................. 84 Hình 4.20. Phổ giãn 13C NMR của chất 142c........................................................... 85 Hình 4.21. Phổ 1H NMR của chất 142e.................................................................... 86 Hình 4.22. Phổ giãn 1H NMR của chất 142e ............................................................ 86 Hình 4.23. Phổ 1H NMR của hợp chất 146d ............................................................ 88 Hình 4.24. Phổ giãn 1H NMR của hợp chất 146d .................................................... 88 Hình 4.25. Phổ 13C NMR của hợp chất 146d ........................................................... 89 Hình 4.26. Phổ 1H NMR của chất 150f .................................................................... 95 ix
Hình 4.27. Phổ giãn 1H NMR của chất 150f ............................................................ 96 Hình 4.28. Phổ giãn 1H NMR của chất 150f ............................................................ 97 Hình 4.29. Phổ 13C NMR của hợp chất 150f ........................................................... 97 Hình 4.30. Phổ 1H NMR của chất 154e................................................................... 99 Hình 4.31. Phổ giãn 1H NMR của chất 154e ............................................................ 99 Hình 4.32. Phổ 13C NMR của chất 154e ............................................................... 100 x
DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ ồ 1.1. Tổng hợp 1,3-diimineoisoindolin carbohydrazide (3) .............................. 9 Sơ ồ 1.2. Tổng hợp các hydrazone 8 và 9 ................................................................ 9 Sơ ồ 1.3. Tổng hợp hydrazone 15........................................................................... 10 Sơ ồ 1.4. Tổng hợp hydrazone 19........................................................................... 10 Sơ ồ 1.5. Tổng hợp hydrazone 22, 23..................................................................... 11 Sơ ồ 1.6. Tổng hợp hydrazone carbohydrate .......................................................... 11 Sơ ồ 1.7. Chuyển hóa gossypol thành anhydrogossypol ........................................ 19 Sơ ồ 1.8. Phân giải gossypol racemic sử dụng phenylalanin methylester ............. 20 Sơ ồ 1.9. Tổng hợp d n xuất methyl hóa gossypol ................................................ 22 Sơ ồ 1.10. Chuyển hóa của gossypol thành các hợp chất tetramethyl, hexamethyl ether .......................................................................................................................... 23 Sơ ồ 1.11. Tổng hợp d n xuất O-glycoside gossypol tetraacetate ......................... 24 Sơ ồ 1.12. Tổng hợp d n xuất Schiff base.............................................................. 25 Sơ ồ 1.13: Các chuyển hóa làm biế ổi vòng zerumbone .................................... 28 Sơ ồ 1.14. Các chuyển hóa giữ nguyên vòng zerumbone ...................................... 29 Sơ ồ 1.15. Các chuyển hóa tạo thêm nhóm chức zerumbone................................. 30 Sơ ồ 1.16. Tổng hợp các d n xuất azazerumbone 133-135 .................................... 31 Sơ ồ 3.1: Phản ứng tách (-)-gossypol ra khỏi hỗn hợp racemic bằng D-tryptophan methyl ester............................................................................................................... 41 Sơ ồ 3.2. Phản ứng tạo base Schiff của (-)-gossypol 138a-d ................................. 44 Sơ ồ 3.3. Phản ứng tạo (-)-gossypol hydrazone 142a-e ......................................... 47 Sơ ồ 3.4. Phản ứng tạo các d n xuất hydrazones 146a-e ....................................... 52 Sơ ồ 3.5. Phản ứng tạo d n xuất hydrazone của zerumbone 150a-f ...................... 56 Sơ ồ 3.6. Phản ứng tạo d n xuất hydrazones của zerumbone 154a-f ..................... 60 Sơ ồ 4.1. Tách (-)-gossypol từ gossypol racemic sử dụng D-tryptophan methyl ester ........................................................................................................................... 65 Sơ ồ 4.2. Cân bằng enamin/iminee ......................................................................... 75 Sơ ồ 4.3. Tổng hợp các base Schiff của (-)-gossypol 138a-d; i) EtOH, 8 giờ, nhiệt ộ phòng; 60,7-81,8% .............................................................................................. 76 Sơ ồ 4.4. Tổng hợp (-)-gossypol hydrazone 142a-e; i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồi ƣ 12 ờ; ii) EtOH, NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 h; iii) EtOH, ZnCl2, nhiệt ộ phòng, 16 giờ, 50,4-63,0% .................................................................................. 83 Sơ ồ 4.5. Tổng hợp hydrazones 146a-e: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ 12 ờ; ii) EtOH, NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 giờ; iii) EtOH, ZnCl2, nhiệ ộ phòng, 12 giờ, 48,7-53,0% ................................................................................................... 87 xi
Sơ ồ 4.6. Tổng hợp hydrazones 150a-f: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ 12 ờ; ii) EtOH, NH2NH2 (80%), r.t, 10 giờ; iii) EtOH, CH3COOH, nhiệ ộ phòng, 8 giờ, 52-64%...................................................................................................................... 94 Sơ ồ 4.6. Tổng hợp 154a-f: i) MeOH, H2SO4, MeOH, hồ ƣ 12 ờ; ii) EtOH, NH2NH2 (80%), nhiệ ộ phòng, 10 h; iii) EtOH, CH3COOH, nhiệ ộ phòng, 8 giờ, 65-76%...................................................................................................................... 98 xii
ĐẶT VẤN ĐỀ U ƣ ă bệnh có tỷ lệ tử vong lớn chỉ sau bệnh về tim mạch. Mặc dù có rất nhiều tiến bộ trong chẩ ều trị ƣ ă bệnh gây nên 8 triệu ca tử vong mỗ ă ố ƣơ ƣơ ới khoảng 15% số ca tử vong trên toàn thế giới. Mặc dù có nhiều tiến bộ trong các biệ p p ều trị ƣ ƣ hóa trị, ph u thu t và xạ trị C p ƣơ p p n tồn tại những hạn chế. Theo dự báo của WHO, có khoảng 22 triệ ƣời có thể phát triể ƣ ă trong vòng hai th p kỷ tới và con số tử vong có thể lên 13 triệu ca mỗ ă Tại Việt Nam, theo thống kê củ GLOBOCAN ă 2020, ƣớc tính có 182.563 ca mắc mới và 122.690 ca tử ƣ Cứ 100 000 ƣời thì có 159 ƣời chẩ ắc mớ ƣ 106 ƣời tử ƣ. U ƣ phổ biến tại Việt Nam ở nam giới gồ ƣ p ổi, dạ ại trực tràng, tiền liệt tuyến là nhữ ƣ p ổ biến nhất (chiếm khoảng 65.8% tổng các loại ƣ Ở nữ giới, các bệ ƣ p ổi biến gồ ƣ p ổ ại trực tràng, dạ dày, gan (chiếm khoảng 59.4% tổng các loạ ƣ C o cả 2 giới các loạ ƣ p ổ biế ƣ p ổi, vú, dạ ại trực tràng. Bên cạnh các bệnh gây bở ƣ bệnh nhiễm khuẩ ối quan tâm lớn của nhiều quố ó ó V ệt Nam. Mặc dù sự phát triển các thuốc kháng si ƣợc ghi nh n là một trong số thành tựu lớn nhất của nền y học hiệ ại. Tuy nhiên, sự ọ ẩ ƣời trở lại thời kì mà chúng ta không thể dễ ều trị các bệnh nhiễm khuẩ ƣ p ổi, lao, l u và Salmonella. Vì v y, việc nghiên cứu phát triển các thuốc trị hiệu quả, an toàn và chọn lọc ều trị các bệ ƣ ễm khuẩ ỏi cấp bách. Các hợp chất có hoạt tính sinh học nguồn gốc thiên nhiên luôn là chất d n ƣờng rất quí và quan trọng trong nghiên cứu phát triển thuố T ó ất có nguồn gốc thiên nhiên là gossypol và zerumbone hiệ ƣợc sự quan tâm sâu rộng cả ƣớc. Nhiều d n xuất từ hai chất này thể hiện hoạt tính sinh họ ƣ ộc tế bào và kháng khuẩn, trong khi các công bố về các d n xuất ơ ở hai hợp chất d ƣờ ến nay còn khiêm tốn ở Việt Nam. 1
Các chất có cấ ƣợc báo cáo là phổ hoạt tính sinh học phong p ƣờng có trong cấu trúc của các thuốc ều trị. Hoạt tính sinh học của các chất chứ ó ƣợ b ƣ ạt tính kháng khuẩn, chống co gi t, chống trầm cảm, chống viêm, giả ống kết t p tiểu cầu, chống sốt rét, chống ƣ ấm, chố ƣ -rút, bảo vệ tim mạch [1]. Gossypol là một hợp chất polyphenol có nguồn gốc từ cây bông vải (chi Gossypium, họ Malvaceae). Trong phân tử có sáu nhóm hydroxyl phenolic và hai nhóm aldehyde làm cho gossypol có nhiều phản ứng hóa học. Gossypol có thể trải qua quá trình hình thành base Schiff, ozonolysis, oxy hóa và meth ó ể tạo thành các d n xuất gossypol. Gossypol và các d n xuất củ ó ã ƣợc nhiều tác giả nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chúng bao gồm các hoạt tính chống vô sinh, chống vi-rút, chố ƣ ống oxy hóa, kháng vi khuẩn và chống sốt rét. Do sự quay của liên kết internaphthyl bị hạn chế, gossypol là một hợp chất bấ ối, có hai ồng phân quang hoạt (+) - và (-) - gossypol. Hoạt tính sinh học của (-)- gossypol và (+)- p ƣợc nghiên cứu và kết lu n có hiệu lực sinh học khác nhau ồng phân (-)- gossypol có hoạt lự ơ ồng phân (+)- gossypol [2,3]. Zerumbone là một sesquiterpene ƣợc chiết xuất từ thân rễ của cây gừng (Zingiber zerumbut). Cấu trúc của zerumbone rấ ộ ới một ketone liên hợp chéo trong một vòng có 11 nguyên tử b C ã ƣợc nghiên cứu và chứng minh có khả ă ẩn và chố ƣ ốt [4] Z b ƣợc nghiên cứ b ó ộng với nhiều dòng tế b ƣ ƣ MCF-7), gan (HepG2), th n (A293), phổi (H1299), ruột kết (COLO205, LS174T, L8174, LS189 và COLO320DM), não (GBM8401) và máu (CEMss, WEHI-3B). Ngoài ra, b ƣợc công bố là có tác dụng chống viêm, chố ó ều hòa miễn dịch, chống viêm loét dạ dày [5]. Mục tiêu của lu n án là tổng hợp các d n xuất hydrazone mớ ơ ở các hợp chất có nguồn gố ể thử hoạt tính sinh học của chúng. Với mong muốn ƣợc những hợp chất mới có hoạt tính sinh học, ặc biệt là hoạt tí ối với các dòng tế b ƣ Vì v y ề tài lu ặt vấ ề về „N ứu tổng hợp các d n chất hydrazone mớ ơ ở một số hoạt chấ dụng sinh họ ‟‟ ới những nộ í : 2
1. T ồng phân (-)-gossypol từ hỗn hợp gossypol racemic. 2. Tổng hợp các d n xuất mới hydrazone của (-)-gossypol. 3. Tổng hợp các d n xuất mới hydrazone của zerumbone. 4. Đ ạt tính kháng một số dòng tế b ƣ ẩn của các d n xuất tổng hợp ƣợc. 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ HYDRAZONE 1.1.1. Cấu trúc và tính chất vật lý của hydrazone Hydrazone là một lớp các chất hữ ơ ặc biệt trong nhóm Schiff base có cấu trúc hữ ơ ƣ [6,7] (Hình 1.1). Hình 1.1. Cấu trúc hydrazone T ƣờng các hydrazone nh ƣợc bởi các phản ứng của hydrazine, hydrazide hoặc các d n xuất của chúng với các aldehyde hoặc ketone [6]. Cấu trúc của hydrazone cho thấy chúng thuộc nhóm chất ƣợc phân biệt với các hợp chất khác trong nhóm ƣ imine, oxime bởi sự có mặt của 2 nguyên tử nitơ nối với nhau -N-N- (Hình 1.2) Hình 1.2. Cấu trúc hydrazone, imine và oxime Tên gọi củ ƣờ ƣợc gọi tên theo các hợp chất carbonyl sinh ra chúng. Về mặt hình thái, phần lớn các hydrazone không bị thế gồm các alkyl hydrazone và một số các aryl hydrazone nhấ ị ƣ ủa các aldehyde và ketone mạch thẳ ều là những chất lỏng không màu hoặc có màu rất nhạt vớ ù ặ ƣ [8-10]. Nhiệ ộ sôi của các ă ù ới sự ă ủa khố ƣợng phân tử của các nhóm thế gắn vào R, R′, X hoặ Y tuân theo qui lu t giống các hợp chất hữ ơ ó : ếu các alkyl hydrazone có 4
cùng khố ƣợng phân tử thì hydrazone chứa gốc alkyl mạch thẳng có nhiệ ộ sôi ơ ó ốc alkyl phân nhánh. Các phenylhyrazone của các aldehyde và ketone ơ ặc dị ƣờng là các chất rắn có màu nhạt. Một vài aryl ặc biệt là 4-nitro hoặc 2,4-dinitro phenyhydrazone là các cấu trúc tinh thể màu da cam vớ ểm nóng chảy 263oC - 267oC [11]. Bởi v y, cùng với một số b b b ƣợc xem là những thuốc thử hữu hiệ ể nh n ra các hợp chất carbonyl. Cấu trúc của các hydrazone cho thấy các alkyl hydrazone và một số ƣợng nhấ ịnh các aryl hydrazone là các base và chúng có thể hình thành muối với các acid. Tuy v y, các aryl hydrazone có chứa các nhóm hút electron ở gốc phenyl sẽ làm giả ộ bền base, chẳng hạn các p- nitrophenyl hydrazone là một hợp chất có tính acid. Các 2,4-dinitrophenyl hydrazone là những acid yếu với hằng số pKa khác nhau và phụ thuộc vào các nhóm khác gắn vào (R và X) cấu trúc của hydrazone. Phân tích tinh thể của các hydrazone cho thấy các nguyên tử thuộc nhóm chức hydrazone nằm trong cùng mặt phẳng (có cấu trúc phẳng) và chỉ trong một số ƣờng hợp ặc biệ í ồng phẳng này bị phá vỡ do các phân tử bị án ngữ không gian [12]. Hình 1.3. Cấu trúc phẳng hydrazone Độ dài của liên kết imine C=N trong hydrazone phụ thuộc vào bản chất của các nhóm thế gắ R R′ X Y ƣ ộng từ 1,27-1,35 Ao ơ ới các liên kết C=N trong imine mạch thẳng 1,24-1,255Ao Đ ều này ƣợc giải thích bởi hiệu ứng liên hợp giữa cặp electron không chia của nguyên tử ơ ới liên kế C=N Bằ p ƣơ p p LCAO-MO kết hợp với các dữ liệu phổ cho thấ ộ dài thực của các liên kết C=N từ 1,8-1,9 Ao trong hydrazone. Trong cấu trúc củ ƣờ ã ị ƣợc liên kết N-N có chiều dài khoảng 1,38-1,41Ao và ngắ ơ ới liên kết N-N trong hydrazine (1,46 Ao), các nguyên tử C=N-N tạo thành góc liên kết gần với góc tiêu chuẩn (120o) [13]. 5
1.1.2. Các đồng phân của hydrazone Các hydrazone là một trong các hợp chấ ó ồng phân l p thể ồng phân cấu trúc. Trong một số ƣờng hợp, cân bằng tautome có thể ƣợc thiết l p bởi 2 th m chí là 3 dạ ã ƣợc quan sát thấy. Trong nhiề ƣờng hợp ồng phân l p thể ồng phân hình họ ồng phân quang học ồng phân vị trí (sự chuyển hóa các hydrazone thành các hợp chất azo hoặc alkenylhydrazine ều có thể hiện diện và rấ ó ể ịnh rõ ràng [14]. Tuy v ồng phân của ồng phân hình họ ó ọ ƣợc nghiên cứu nhiề ơ ả. Đồng phân hình học của các hydrazone tạo thành từ các aldehyde và ketone ối xứng là mộ ƣờng hợp ặc biệt củ ồng phân trong hệ thống hydrazone. Giống với các oxime ồng phân trong các nhóm amino bị thế hoặc không bị thế và nguyên tử hydro trong các d n xuất của aldehyde (X=H) hoặc gốc nhỏ ơ ketone (X