ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------
LÊ MINH ĐÔNG ĐIỀU CHẾ CHẤT CHÌA KHÓA TRONG
TỔNG HỢP DẪN XUẤT COENZYME Q10 BẰNG PHẢN ỨNG
CHUYỂN VỊ CLAISEN VÀ PHẢN ỨNG GHÉP CHÉO
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 60440144
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Người hướng dẫn: TS PHẠM VĂN PHONG
Hà Nội - 2016
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................... 1
Chương 1 – TỔNG QUAN .............................................................................................................. 2
1.1 Lịch sử Coenzyme Q10 ................................................................................................................ 2
1.2Cấu tạo của Coenzyme Q10 ..................................................................................................... 3
1.3 Sinh tổng hợp và chức năng Coenzyme Q10 ......................................................................... 4
1.3.1 Coenzyme Q10 trong tự nhiên........................................................................................... 4
1.3.2 Sinh tổng hợp Coenzyme Q10 ........................................................................................... 5
1.3.3 Chức năng của Coenzyme Q10 ......................................................................................... 7
1.4 Ứng dụng Coenzyme Q10 trong y học ................................................................................... 8
1.4.1 Tác dụng đối với các bệnh về tim mạch .......................................................................... 9
1.4.2 Tác dụng với bệnh đau đầu kinh niên ........................................................................... 10
1.4.3 Tác dụng trong điều trị các bệnh khác .......................................................................... 10
1.4.4 Trong mỹ phẩm .............................................................................................................. 12
1.5 Phương pháp hóa học tổng hợp Coenzyme Q10 ................................................................. 12
1.6 Mục tiêu luận văn ................................................................................................................. 16
Chương 2 – THỰC NGHIỆM ....................................................................................................... 18
2.1 Thiết bị và hóa chất .............................................................................................................. 18
2.2 Phương pháp thực nghiệm .................................................................................................. 18
Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................... 29
3.1 Tổng hợp chất chìa khóa trong tổng hợp dẫn xuất Coenzyme Q10.................................. 29
3.2 Phản ứng khử hóa ................................................................................................................ 31
3.3 Phản ứng acyl hóa ................................................................................................................ 31
3.4 Phản ứng thủy phân ............................................................................................................. 34
3.5 Phản ứng ete theo Williamson ............................................................................................ 40
3.6 Phản ứng chuyển vị Claisen ................................................................................................ 44
3.7 Phản ứng bảo vệ nhóm hydroxy ........................................................................................ 49 3.8 Phản ứng ghép chéo sử dụng xúc tác Grubbs 2nd .............................................................. 51
KẾT LUẬN ..................................................................................................................................... 60
CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .............................................................................. 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 62
PHỤ LỤC ........................................................................................................................................ 68
MỞ ĐẦU
(2,3-dimethoxy-5-methyl-6-multiprenyl-1,4-benzoquinone) Coenzyme Q10
còn gọi là (ubiquinone, ubidecarenone, CoQ10) lần đầu tiên được phân lập từ tim
bò bởi Frederick Crane (USA) năm 1957. Là một trong ba coenzyme quan trọng
trong tổng hợp nên ATP – năng lượng sinh học của cơ thể sống.Do có tính chất
chống oxy hóa mạnh, trung hòa các gốc tự do nên CoQ10 ngày càng được sử dụng
nhiều làm nguồn thực phẩm chức năng, giúp cải thiện sức khỏe và được đưa vào mỹ
phẩm làm đẹp như một chất chống oxy hóa, chống lão hóa để giúp cơ thể trẻ hóa;
ứng dụng trong y tế nhằm ngăn ngừa ung thư, điều trị nhiều bệnh về tim mạch, tiểu
đường, Parkinson, tăng hệ thống miễn dịch…
Với nhiều ứng dụng có lợi như vậy nên nhu cầu về CoQ10 ngày một tăng lên,
đặt ra yêu cầu đó là cần thực hiện được sản xuất quy mô công nghiệp bằng con
đường tổng hợp toàn phần, tạo ra được các dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học cao.
Để đáp ứng nhu cầu đó, đã có nhiều giải pháp được đưa ra như tổng hợp hóa học,
bán tổng hợp và công nghệ sinh học. Mặc dù, từ khi CoQ10 ra đời cho đến nay đã
có nhiều nhà nghiên cứu tổng hợp, tuy vậy vẫn chưa có sản phẩm CoQ10 thương
mại nào ra đời bằng con đường tổng hợp toàn phần. Hiện tại, các sản phẩm bán trên
thị trường đều được sản xuất chủ yếu bằng con đường lên men vi khuẩn như
Agrobacterium tumefaciens, Escherichia. Coli, Paracoccus denitrificans…
Ở trong nước việc nghiên cứu CoQ10 chỉ dừng lại ở việc tối ưu hóa quá trình
lên men các chủng tự nhiên hoặc cải biến chúng. Chưa có nhóm nghiên cứu nào tiến
hành nghiên cứu và tổng hợp CoQ10 hoặc dẫn xuất CoQ10. Xuất phát từ những cơ
sở lý luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài :
“Điều chế chất chìa khóa trong tổng hợp dẫn xuất coenzyme Q10 bằng
phản ứng chuyển vị Claisen và phản ứng ghép chéo”.
1
Chương 1 – TỔNG QUAN
CoenzymeQ10 (CoQ10) là một trong những coenzyme tham gia vào chuỗi vận chuyển điện tử12 bám màng ở cả prokaryote và eukaryote, được cấu tạo bởi vòng
benzoquinone và chuỗi isoprenoid kỵ nước. CoQ10 còn có tên gọi khác là
ubiquinone được đặt bởi giáo sư Morton, mang ý nghĩa là quinone tìm thấy ở mọi tế bào của cơ thể sống36. Ubiquinone có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra ATP
(adenosin triphosphat) – nguồn năng lượng sinh học của cơ thể, ước tính có đến 95%
năng lượng ATP của con người được tổng hợp bằng con đường này. Trong đó, nồng
độ CoQ10 cao nhất được tìm thấy ở các cơ quan cần nhiều năng lượng để hoạt động như tim, gan, thận46,3.
1.1 Lịch sử Coenzyme Q10
Năm 1957, Coenzyme Q10 lần đầu tiên được phân lập từ tim bò bởi Frederick
Crane và cộng sự ở viện nghiên cứu Enzyme của trường Đại học Wisconsin-
Madison. Từ dịch chiết của ty thể tim bò các nhà nghiên cứu đã phân lập được một
chất mới có các tính chất oxy hóa – khử và được đặt tên là Coenzyme Q10. Năm
1958, CoQ10 đã được xác định chính xác cấu trúc bởi Karl Forkers và có tên theo danh pháp IUPAC là 2,3-dimethoxy-5-methyl-6-decaprenyl-1,4-benzoquinone11.
Trong những năm tiếp theo, các nghiên cứu của tiến sỹ Gian Paolo Littarru và Karl
Forkers đã chỉ ra rằng những người mà mắc bệnh tim thường liên quan đến thiếu CoQ10 trong cơ thể24. Năm 1974, công ty ở Nhật Bản đã thực hiện quá trình lên
men tự nhiên và sản xuất quy mô công nghiệp chất Coenzyme Q10. Đến năm 1978,
nhà hóa sinh người Anh Peter Michell nhận giải thưởng Nobel Hóa học cho những
cống hiến của ông về CoQ10. Ông đã giải thích được chức năng vận chuyển điện tử
và khả năng chống oxy hóa của CoQ10 trong cơ thể, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguyên lý hình thành năng lượng sinh học của cơ thể sống33.Bắt đầu những năm 80
của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã tiến hành rất nhiều các thử nghiệm lâm sàng và
cho kết quả tốt. Từ đó các công ty dược phẩm của Nhật đã sử dụng CoQ10 như một
loại thuốc điều trị các bệnh về tim mạch, tiểu đường, Parkinson, tăng hệ thống miễn
dịch và ngăn ngừa ung thư. Từ khi phát hiện tìm ra Coenzyme Q10đến nay, các nhà
2
khoa học chỉ ra CoQ10 đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe con người.
Coenzyme Q10 đóng vai trò quan trọng trong cơ thể nên việc nghiên cứu về CoQ10
được triển khai ở nhiều nước. Ít nhất đã có hơn 10 hội nghị khoa học quốc tế, và các
diễn đàn khoa học đề cập đến dược tính và việc ứng dụng CoQ10 trong y học. Cho
đến nay đã xuất hiện nhiều loại thuốc chứa CoQ10, trong đó có viên Coenzyme Q10
của hãng dược phẩm chức năng Thụy Điển viết quảng cáo với tiêu đề: “Viên ngọc
của tuổi trẻ” vì mang lại năng lượng hằng ngày và giúp “giữ mãi thời gian” (chống
lão hóa). Hiện tạicó rất nhiều thực phẩm chức năng chứa chất CoQ10 được sản xuất
và sử dụng.
1.2 Cấu tạo của Coenzyme Q10
Đến nay, đã có nhiều loại Coenzyme Q được phân lập và tìm ra, chúng chỉ
khác nhau ở số lượng đơn vị isoprenoid ở phần đuôi.Thí dụ Coenzym Q6 có mạch R
gồm 6 đơn vị isopren (tìm thấy ở một số vi sinh vật), và Coenzym Q10 có mạch R
gồm 10 đơn vị isopren (ở ty thể của động vật), ở thực vật có chất tương tự là
plastoquinon. Ở người chỉ có CoQ10, các Q6 – Q9 khi theo thức ăn vào cơ thể sẽ
được biến đổi thành Q10.Khả năng sinh tổng hợp CoQ10 của cơ thể còn tùy thuộc
vào sự có mặt đầy đủ của các acid amin, vitamin và các yếu tố vi lượng; nên nếu
thiếu các yếu tố này thì lượng CoQ10 trong cơ thể bị giảm sút. CoQ10 hiện diện ở
mọi tế bào của cơ thể, là yếu tố không thể thiếu được, vì nó cùng với 3 enzyme khác
tổng hợp nên ATP ở ty thể -cung cấp năng lượng trong tế bào. Ubiquinone là hợp
chất kỵ nước, tan tốt trong dung môi phân cực, có những tính chất tương tự như vitamin32,35. Cấu trúc hóa học của ubiquinone gồm một vòng quinone liên kết với
chuỗi mạch bên isoprenoid. Coenzyme Q10 có công thức phân tử C59H90O4.
Coenzyme Q10 có thể tồn tại dưới 3 trạng thái: dạng khử ubiquinol (CoQH2),
dạng trung gian (CoQH·), và dạng oxy hóa ubiquinone (CoQ). Coenzyme Q10 được
xác định chủ yếu nằm ở lớp màng trong ty thể của sinh vật nhân chuẩn và màng
plasma của sinh vật nhân sơ. CoQH2 là một phần tử rất kỵ nước nằm ở giữa lớp
phospholipid kép. Phần đầu cấu trúc quione, nó có thể chuyển giao điện tử và đuôi
3
là chuỗi isopreneoid dài bên trong màng ty thể hay màng tế bào chất của các sinh
vật, chính phần đuôi này giúp cho phân tử CoQ10 có thể khuếch tán dễ dàng trong
lớp màng lipid.
Hình 1. Các trạng thái oxy hóa CoQ10
1.3 Sinh tổng hợp và chức năng Coenzyme Q10
1.3.1 Coenzyme Q10 trong tự nhiên
CoQ10 hiện diện trong tự nhiên với số lượng nhỏ trong nhiều loại thực phẩm,
nhưng mức độ đặc biệt cao trong các loại nội tạng như tim, gan, thận cũng như thịt
bò, dầu đậu nành. Một số loài có chất béo như cá thu, cá trích là những tài nguyên chứa hàm lượng dầu và CoQ10 cao trong mô và cơ của chúng42,45. Ngoài ra CoQ10 cũng có trong trái cây, cây thuốc lá và rau quả nhưng với hàm lượng rất nhỏ53. Tuy
có thể tách chiết từ động vật và thực vật nhưng nồng đồ CoQ10 trong tế bào rất thấp
không thể chiết tách ở quy mô công nghiệp, bởi vì hiệu suất thấp và chi phí cao.
Thông thường nguồn nguyên liệu của CoQ10 chủ yếu đến từ lên men sinh vật.
1.3.1.1 Coenzyme Q10 từ nấm
Một số loại nấm men đã được nghiên cứu về khả năng sinh tổng hợp CoQ10,
trong đó một vài giống có hàm lượng CoQ10 cao như Cyptococcus,Trichosporon,
Dexomyces, Rhdoporium. Bên cạnh đó còn có chủng vi sinh vật khác có khả năng
sinh tổng hợp CoQ10, nhưng với hàm lượng thấp hơn như:Bullera, Candida,
4
Rhodoturola, Sporobolomyces, Utilago1,2. Schizosaccharomyces pombe cũng là một hệ thống phổ biến để sản xuất protein và chất CoQ106. Saccharomyces cerevisiae cũng đã được đưa vào nghiên cứu, tối ưu quá trình sản xuất CoQ1038. Trong một số
loài nấm mốc khác cũng gây chú ý như Neurospora crassa và Aspergillus fumigatus
về khả năng sinh tổng hợp CoQ10 nhưng với hàm lượng thấp.
1.3.1.2 Coenzyme Q10 từ vi khuẩn
CoQ10 từ vi khuẩn đã được hai nhà khoa học là Carr và Exell nghiên cứu từ năm 19655. Đặc biệt, các nghiên cứu đã chọn lọc các chủng có khả năng sinh CoQ10 cao, và đã tìm được các loài A. tumefaciens8, Rhodopseudomonas spheroids và P. denitrificans31. CoQ10 cũng được tìm thấy ở một số vi khuẩn quang hợp như R sphaeroides, R.sulfidophilus51, Rhodospirillum rubrum49. Trong đó hàm lượng
CoQ10 đạt cao nhất trong R. Rubrum đạt 10 mg/l. Ngoài ra CoQ10 cũng được thu nhận từ vi khuẩn Sphingomnas sp59, Rhizobium radiobacter44, P. dentrificans56, P.
seudomonas. Các loài A. tumefaciens, R. sphaeroides, P. denitrificans đã được sử dụng cho sản xuất CoQ10 ở quy mô công nghiệp và đạt nồng độ từ 30÷130 mg/l19,51.
Trong số các chủng vi sinh vật thì vi khuẩn A. tumefaciens là một trong những vi
khuẩn đang được sử dụng để sản xuất CoQ10 hiện nay do chúng có nhiều ưu điểm
như có hàm lượng CoQ10 tương đối cao so với các vi sinh vật khác, hơn nữa chúng
chỉ tổng hợp CoQ10, môi trường nuôi đơn giản thích nghi với các môi trường khác nhau, rẻ tiền, phù hợp sản xuất ở quy mô công nghiệp7,9,18.
1.3.2 Sinh tổng hợp Coenzyme Q10
Con đường sinh tổng hợp CoQ10 từ sinh vật bao gồm 2 phần: tổng hợp mạch
vòng quinonoid và biến đổi vòng quinonoid; Tổng hợp mạch nhánh decaprenyl
diphosphate.
- Tổng hợp vòng quinonoid
Sự tạo thành 4-hydroxybenzoate (p-HBA) từ chorismate là bước đầu tiên trong
quá trình sinh tổng hợp. Phản ứng được xúc tác bởi enzyme chorismate
pyruvatelyase được mã hóa bởi gen ubiC.
5
Ở E.coli p-HBA, tiền chất của vòng quinonoid thu được tạo thành từ con
đường shikimate, đây là con đường quan trọng để tổng hợp các acid amin thơm
thông qua chorismate, p-HBA được sử dụng cho quá trình prenyl hóa và biến đổi
vòng.
Ở động vật có vú, p-HBA được tạo thành từ acid amin tyrosine do thiếu con
đường shikimate.
- Tổng hợp mạch nhánh (decaprenyl diphosphate)
Isopentyl diphosphate (IPP) và đồng phân dimethylallyl diphosphate (DMAPP)
là tiền chất quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp CoQ10, con đường sinh tổng hợp ở động vật là : con đường mevalonate16(MVA).
6
Sơ đồ 1. Sinh tổng hợp IPP theo con đường MEV
Quá trình kéo dào mạch isoprenoid (6-10 đơn vị isoprene) được tổng hợp từ
ngưng tụ FPP và phân tử IPP với xúc tác chuyển pha trans-prenyl, thu được 100% cấu hình trans50. Bước tiếp theo là phản ứng ngưng tụ giữa chuỗi polyisoprenoid và
4-hydroxybenzoate, thực hiện bởi enzyme polyprenyl-4-hydroxybenzoate. Ngoài ra,
quá trình tổng hợp vòng quinone có thể đi từ tyrosine hoặc là phenylalanine.Hai
phản ứng đầu tiên đều xảy ra ở trong màng lưới nội chất và peroxisomes ở tế bào
động vật. Sau khi thực hiện phản ứng ngưng tụ, là quá trình biến đổi vòng quinone,
ở đây xảy ra các phản ứng: phản ứng C-hydroxylation, decarboxylation, O-
methylation và C-methylation. Quá trình sinh tổng hợp này trong tế bào cần 12 gen
và quan trọng nhất là enzyme HMG-CoA reductase.
1.3.3 Chức năng của Coenzyme Q10
Như chúng ta đã biết, hầu hết các chuyển hóa trong cơ thể, trong tế bào của
người đều cần sự xúc tác của các loại enzym khác nhau. Để tạo điều kiện cho các
enzym này hoạt động có hiệu quả thì cần có các chất hỗ trợ (coenzyme). CoQ10 là
một trong nhiều loại coenzyme có trong cơ thể người. Các nhà khoa học đã chứng
minh CoQ10 là yếu tố kết hợp (cofactor) của ít nhất 3 enzyme tại ty thể của mỗi tế
bào để tạo ra ATP cung cấp cho tế bào. Coenzyme Q10 có hai chức năng quan trọng
nhất: vận chuyển điện tử (electron transport chain –ETC) cho quá trình sản xuất năng lượng sinh học ở ty thể của tế bào; chức năng chống oxy hóa28.
Trong thời gian gần đây, Coenzyme Q10 được biết đến với nhiều chức năng
khác trong quá trình đồng hóa và dị hóa. Ở trong lớp màng ty thể, điện tử từ NADH
(Nicotinamide adenine dinucleotide) và succinate thông qua chức năng ETC kết
hợp với oxy, từ đó tách ra một phân tử nước (trong chu trình Krebbs). Chức năng vận chuyển điện tử đó đưa ion H+ đi qua màng tế bào và từ đó kết hợp với enzyme
ATP synthase để tổng hợp nên năng lượng sinh học của cơ thể sống là ATP.
Chức năng sinh học quan trọng thứ 2 đó là khả năng chống oxy hóa28, được
phát hiện bởi nhà hóa sinh người Anh Peter Michell. Coenzyme Q10 ức chế
7
peroxide lipid bằng cách ngăn chặn sự tạo raperoxide lipid gốc (LOO·), ngoài ra CoQH2 khử hóa chất gốc perferryl4, sản phẩm của quá trình là hình thành
ubisemiquinone và hydro- peroxide. Cơ chế của quá trình: ức chế và ngăn chặn hình
thành chất gốc perferryl, từ đó làm ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid. Ngoài ra, một
số nghiên cứu mới đây còn chỉ ra rằng, CoQ10 không chỉ ngăn chặn quá trình oxy
hóa ở lipid mà còn ở protein. Bên cạnh đó, chất khử CoQ· còn ảnh hưởng đến việc
hình thành và sinh tổng hợp vitamin E bằng việc tái chế gốc α-tocopheroxyl. Hơn
nữa, dạng oxy hóa CoQ tương tác với hydroperoxide và các ion kim loại, gắn chặt
vào DNA và tạo ra các hydroxy gốc. CoQ10 còn hiệu quả trong việc ngăn chặn các
tác nhânphá hủy bazơnitơtrong DNA, đây là chức năng quan trọng của của CoQ10
đối với DNA, từ đó dễ dàng bảo vệ DNA và giúp DNA sửa lỗi trong quá trình sao
chép. Khả năng chống oxy hóa mạnh của CoQ10 góp phần quan trọng hỗ trợ cơ thể
trong việc chống các gốc tự do; nó có tác dụng hiệp đồng với các chất chống oxy
hóa khác như beta caroten, vitamin E, vitamin C…Do tác dụng này, CoQ10 có tác
dụng làm chậm sự lão hóa của cơ thể, cải thiện khả năng làm việc và kéo dài tuổi thọ,
tăng cường hệ miễn dịch, giúp cơ thể phòng chống được nhiều loại bệnh tật. Từ hơn
10 năm trở lại đây, trên thế giới có nhiều nước đã sử dụng CoQ10 bào chế dưới dạng
viên nang mềm với một số tên biệt dược dùng như chất bổ sung dinh dưỡng và trị liệu.
1.4Ứng dụng Coenzyme Q10 trong y học
Coenzyme Q10 có vai trò đặc biệt quan trọng đối với mọi tế bào ở trong cơ thể
sống, để sản xuất ra năng lượng sinh học cho sự duy trì và phát triển của tế
bào.Nồng độ CoQ10 trong cơ thể chịu ảnh hưởng bởi môi trường sống và các yếu
tố cuộc sống như tình trạng stress, nồng độ hormon, tuổi tác, bệnh tật, và các hoạt
động thể lực… Khi CoQ10 trong cơ thể bị giảm sút sẽ làm giảm năng lượng, đồng
thời hạn chế sự hoạt động của các cơ quan và tuyến nội tiết. Thiếu CoQ10 thì
trước hết tim bị ảnh hưởng, vì CoQ10 có nồng độ cao nhất là ở tim - trái tim chứa CoQ10 nhiều gấp 10 lần các mô khác14. Tim hoạt động liên tục nên lượng oxy tiêu
thụ cũng rất lớn. Trong các bệnh tim mạch, bệnh nhân thường bị thiếu hụt nghiêm
trọng CoQ10 - giảm đến 75% so với cơ tim bình thường. Nhiều nghiên cứu trên
8
thế giới cho thấy người bệnh tim nếu sử dụng đều đặn CoQ10 dạng viên nang
30mg/viên, 1-2 viên ngày sẽ giảm được triệu chứng như: phù, gan to, sung huyết
tĩnh mạch, đánh trống ngực và cải thiện thông số tim (phân suất tống máu, cung
lượng tim, chỉ số thể tích tâm trương…).Lợi ích của Coenzyme Q10 không chỉ cho
tim mạch mà còn có rất nhiều lợi ích khác.
1.4.1 Tác dụng đối với các bệnh về tim mạch
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng lợi ích của việc bổ sung CoQ10 giúp
cải thiện chức năng của tim mạch thông qua tăng cường sản xuất năng lượng, cải
thiện sự co bóp của cơ tim và đặc biệt ngăn ngừa sự oxy hóa của lipoprotein LDL
(Cholesterol xấu). Yalcin và cộng sự (2004) đã chỉ ra mối liên quan giữa nồng độ
CoQ10 trong huyết tương thấp và bệnh động mạch vành, vì họ thấy rằng nồng độ
CoQ10 ở những bệnh nhân bị bệnh động mạch vành (0,43 μmol/L) thấp hơn so với nhóm kiểm chứng (0,77 μmol/L)55. Munkholm và cộng sự (1999) đã điều trị bệnh
nhân bị suy tim sung huyết với 200 mg CoQ10/ngày và thấy rằng có thể làm giảm nguy cơ về bệnh tim mạch37. Langsjoen và cộng sự (1999) cho rằng việc duy trì
nồng độ CoQ10 trong huyết tương (> 3,5 μg/mL) cùng với cách bổ sung CoQ10 có thể cải thiện chức năng của tim21. Ngoài ra, Conklin (2000) cũng chứng minh trong
quá trình hóa trị liệu, bệnh nhân cần được cung cấp Coenzyme Q10 bổ sung để ngăn chặn doxorubicin gây ra các bệnh về tim10. Nghiên cứu cũng cho thấy khi sử dụng
CoQ10 kết hợp với fenofibrate làm giảm đáng kể huyết áp tâm thu và huyết áp tâm
trương, giảm glycosylated hemoglobin (HbA1C), cải thiện rõ rệt chức năng nội mô
của động mạch cánh tay là yếu tố liên quan đến nguy cơ bệnh tim mạch.
Trong một nghiên cứu khác22, tiến sĩ Langsjeon quan sát 424 bệnh nhân với
các hình thức khác nhau của bệnh tim mạch trong khoảng thời gian tám năm (1985-
1993).Ngoài các loại thuốc họ đã dùng theo đơn, nhóm nghiên cứu đã cho thêm
Coenzyme Q10 vào phác đồ điều trị của họ. Trong số 424 bệnh nhân, 58% cho thấy
mức độ cải thiện rõ rệt của bệnh lý, 28% đã khỏi bệnh khi dùng cả 2 loại thuốc này,
và chỉ 3% số bệnh nhân đã khảo sát là khỏi bệnh nếu chỉ dùng độc lập thuốc điều trị
9
bệnh đau tim. Những bệnh nhân này sau khi dùng kết hợp CoQ10 đã có thể giảm số
lượng thuốc đặc trị bệnh tim, từ đó có thể giảm giá thành trong quá trình điều trị.
1.4.2 Tác dụng với bệnh đau đầu kinh niên
Nhóm nghiên cứu ở Canada đã tiến hành thí nghiệm trên32 bệnh nhân (26 nữ,
6 nam giới) có lịch sử đau nửa đầu, tiến hành điều trị bằng 150 mg/ngày (thuốc chứa Coenzyme Q10)30,41. Phần lớn số bênh nhân sử dụng thuốc (61,3%) giảm triệu
chứng đau nửa đầu. Trung bình, những bệnh nhân này có tiền sử đau nửa đầu nhiều
hơn 7ngày trên mỗi tháng, và kết quả đã giảm xuống chỉ còn đau đầu ít hơn 3
ngày/tháng.Sau 3 tháng điều trị tần suất đau nửa đầu so với sau1 tháng điều trị là
13,1% và tăng lên 55,3% sau 3 tháng sử dụng thuốc điều trị. Điều đặc biệt hơn,
trong quá trình khảo sát không có bệnh nhân nào có biển hiện phản ứng phụ với
Coenzyme Q10. Các bác sỹ tham gia vào nghiên cứudựa trên kết quả điều tra kết
luận rằng:Coenzyme Q10có khả năng phòng ngừa chứng đau nửa đầu tốt.
1.4.3 Tác dụng trong điều trị các bệnh khác
Với chức năng là chất vận chuyển điện tử ở trong ty thể, từ đó làm cho CoQ10 có tác dụng trong điều trị một số bệnh như: bệnh tiểu đường48, bệnh về thần kinh47.
Một số nghiên cứu cho thấy nồng độ CoQ10 ở các bệnh nhân tiểu đường type II
thường thấp hơn so với người bình thường và bằng cách bổ sung CoQ10 có thể dùng để điều trị bệnh cơ tim – đái tháo đường lâm sàng34,52.
Từ hoạt tính chống oxy hóa giúp cho CoQ10 có khả năng tăng cường chức
năng miễn dịch của tế bào,dựa vào tăng cường hoạt động của đại thực bào và làm
tăng sinh bạch cầu hạt. Barbieri và cộng sự (1999) đã chỉ ra rằng hàm lượng kháng
thể của nhóm đối tượng sử dụng 90 mg và 180 mg CoQ10/ngày cao hơn so với nhóm dùng thuốc an thần43. Trong một nghiên cứu ở động vật, thí nghiệm sử dụng
150 – 750 μg CoQ10/ngày trên chuột cũng cho thấy sự miễn dịch của tế bào tăng lên, hàm lượng kháng thể đã được cải thiện một cách đáng kể19. Sự giảm nồng độ
CoQ10 trong máu đã được phát hiện ở các bệnh nhân mắc hội chứng suy giảm miễn dịchAIDS40,58. Tức là, những người bị nhiễm HIV dương tính có nồng độ CoQ10
10
trong máu thấp hơn những người bình thường. Nồng độ CoQ10 chỉ thấp hơn với
các bệnh phức tạp liên quan đến sự phát triển bệnh AIDS (ARC) và suy giảm hơn
nữa khi phát triển thành AIDS. Zhang và cộng sự (1997) cho rằng, việc bổ sung 200
mg CoQ10/ngày có thể trì hoãn sự phát triển từ ARC tới AIDS và làm tăng tỷ lệ tế
bào lympho T4/T8. Dựa trên những phát hiện trên cho thấy Coenzyme Q10 có thể
làm tăng cường chức năng miễn dịch ở người, kéo dài tuổi thọ cho những người
nhiễm virut HIV.
Một số nhà nghiên cứu đã tìm hiểu khảo sát về khả năng chống ung thư26,27.
Đến nay đã có những thử nghiệm lâm sàng về khả năng chữa trị ung thư. CoQ10 có
vai trò quan trọng đối với hoạt động hô hấp và chức năng của tế bào. Bất kỳ sự
thiếu hụt hoặc suy giảm quá trình sinh tổng hợp CoQ10 có thể làm ảnh hưởng chức
năng tế bào. Do đó, điều mà chúng ta có thể theo dõi được đó là sự phân chia bất
thường của tế bào sẽ gây nên bệnh ung thư. Hodges và cộng sự (1999) cũng đã chỉ
ra rằng nồng độ CoQ10 ở những bệnh nhân bị ung thư vú, ung thư phổi và ung thu
tuyến tụy thấp hơn so với những người bình thường. Một số báo cáo chứng minh
rằng sử dụng liều lượng 390mg/ngày làm suy thoái khối u di căn và làm biến mất
khối u từ 1 đến 3 năm sau đó, tùy từng trường hợp, di căn có thể không xuất hiện
trở lại. Có thể cơ chế của CoQ10 trong điều trị bệnh ung thư bao gồm tăng cường
hệ thống miễn dịch và các hoạt động chống oxy hóa. Hiệp hội ung thư Hoa kỳ công
bố: ubiquinone có thể làm giảm, thậm chí có thể không phải dùng phương pháp hóa
xạ trị liệu trong điều trị ung thư.
Trong báo cáo của tổ chức phi chính phủ Cochrane Collaboration đề cập đến việc sử dụng CoQ10 với những người mắc chứng bệnh Parkinson25. Đối với những
người bị bệnh Parkinson thì hàm lượng CoQ10 ở trong máu, tiểu cầu ở ty thể và
huyết tương có sự suy giảm đáng kể. Một số thử nghiệm đối với những người bị
bệnh Parkinson bổ sung CoQ10 hàng ngày với liều cao từ 1.200 - 3.300 mg kết hợp
với 1.200 IU vitamin E cho thấy nồng độ CoQ10 bổ sung hàng ngày là 2.400 mg có
thể là liều hiệu quả tối đa trong điều trị bệnh Parkinson. Ngoài ra hoạt động của tiểu
11
cầu ở ty thể của các phức hợp I và III đã được tăng lên đáng kể đối với những bệnh
nhân có sử dụng CoQ10 so với đối chứng.
1.4.4 Trong mỹ phẩm
CoQ10 được bổ sung vào mỹ phẩm có tác dụng ngăn ngừa các nếp nhăn. Thí
nghiệm đã chứng minh rằng CoQ10 có thể hoạt động như một chất chống oxy hóa
chống lại tác động của hydroperoxide và tia UVA trong quá trình nuôi cấy tế bào
biểu bì sừng và nguyên bào sợi da.
CoQ10 có hiệu quả trong việc bảo vệ các tế bào sừng bởi sự phá hủy của tia
UVA. CoQ10 cũng có hiệu quả đáng kể trong việc giảm sự lão hóa cơ thể người
bằng cách làm giảm nếp nhăn thông qua khả năng làm tăng cường sức đề kháng của
da, giảm sự lão hóa da và dọn dẹp gốc tự do. Một nhóm nghiên cứu của Đức thấy
rằng CoQ10 cũng ức chế collagenase, một enzyme gây hại của các mô liên kết của
da. CoQ10 có thể xâm nhập vào lớp biểu bì, nơi mà có sự biến đổi từ dạng oxy hóa
sang dạng khử và hoạt động như một chất chống oxy hóa. Như chúng ta đã biết lớp
biểu bì có hàm lượng tương đối cao NADPH quinone reductase – tiền đề sản sinh ra
CoQ10 dạng khử. Vì vậy, CoQ10 có thể bảo vệ tế bào khỏi tác hại của tia UVA và
khi sử dụng CoQ10 thì không có tác dụng phụ như dị ứng. Hiện nay CoQ10 được
kết hợp với retinoic acid dùng để điều trị bệnh lão hóa. Tóm lại, những kết quả
nghiên cứu CoQ10 biến thành một chất mỹ phẩm độc đáo để bảo vệ da khỏi lão hóa sớm, sự hình thành nếp nhăn và tăng cường hoạt động của tế bào15.
1.5 Phương pháp hóa học tổng hợp Coenzyme Q10
Như chúng ta đã biết có 3 phương pháp chính để thu được Coenzyme Q10 đó
là: lên men nấm, tách chiết từ động thực vật và tổng hợp hóa học. Phương pháp lên
men hiện tại vẫn đang được áp dụng trong sản xuất CoQ10 quy mô công nghiệp,
với các ưu điểm giá thành rẻ, sản lượng lớn. Đối với phương pháp tách chiết từ
động thực vật, phù hợp trong quá trình nghiên cứu, vì chi phí sản xuất quá cao, sản
phẩm tinh chế phức tạp. Để sử dụng CoQ10 có hiệu quả hơn cho những ứng dụng
trong y học, mỹ phẩm và hiểu rõ hơn những đặc tính của CoQ10, việc sản xuất
12
CoQ10 với chi phí thấp là một yêu cầu cấp thiết. Giảm chi phí sản xuất CoQ10 bằng
cách tối ưu hóa các giai đoạn trong tổng hợp CoQ10, từ đó có thể ứng dụng sản xuất
ở quy mô công nghiệp.
Chúng tôi tin rằng, trong tương lai phương pháp tổng hợp toàn phần hay bán
phần với những ý tưởng mới trong nghiên cứu có thể áp dụng vào sản xuất ở quy
mô công nghiệp, và chi phí sản xuất có thể cạnh tranh với quá trình lên men sinh
học. Hơn nữa, tính ưu việt của phương pháp tổng hợp hóa học: có thể tìm ra các dẫn
xuất mới mang hoạt tính sinh học cao, đáp ứng với nhu cầu thực tế của con người
trong điều trị các bệnh y học mới, và trong ngành thực phẩm chức năng tương lai.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, đã và đang có rất nhiều nhà hóa học trên thế
nghiên cứu, phát triển các phương pháp tổng hợp mới tạo ra các dẫn xuất có hoạt
tính sinh học cao, khắc phục những nhược điểm của các nghiên cứu trước đó.Sử
dụng các phản ứng kinh điển: phản ứng ghép chéo với xúc tác Ni(0), phản ứng cơ
Grinha,…tất cả mục đích là tạo liên kết C–C của vòng quinone và chuỗi
polyisoprene.
Dưới đây là một số phương pháp tổng hợp Coenzyme Q10 tiêu biểu được các
nhà hóa học công bố trước đây.
13
Sơ đồ 2.Quy trình tổng hợp ngược trong tổng hợp CoQ10
Phương pháp I, tổng hợp toàn phần CoQ10 được thực hiện bởi nhóm nghiên
cứu Bruce H.Lipshutz. Giai đoạn quan trọng nhất trong phương pháp này, đó là thực hiện phản ứng alkyl hóa sử dụng xúc tác nikel23. Bên cạnh đó, tác giả đã sử
dụng phản ứng Negishi carboalumination của ankin đầu mạch để thu được chất 3 - một chất trung gian quan trọng39. Việc sử dụng dụng xúc tác Cp2ZrCl2 (dichloro-
cyclopentadienyl-zirconium) tăng khả năng lựa chọn cấu hình của sản phẩm. Sơ đồ
phản ứng của nhóm nghiên cứu Bruce H.Lipshuitz được trình bày dưới đây.
14
Sơ đồ 3. Phương pháp tổng hợp của B.H Lishutz
Tóm lại, Bruce H.Lipshutz đã thực hiện phản ứng cross coupling liên kết giữa
isoprene và quinone bằng sử dụng xúc tác nikel(0) với lựa chọn cấu hình cao. Tuy
nhiên, hạn chế của phương pháp làphản ứng được tiến hành ở điều kiện khắc nghiệt,
giá thành chi phí quá cao khi sản xuất ở quy mô công nghiệp.
Phương pháp thứ II, nhóm tác giả Fen-Er Chen đã nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp hiệu quả CoQ1057. Phản ứng chìa khóa ở đây: từ chất 4 thực hiện
ghép chéo với {[(2E)-4-bromo-2-methylbut-2-enyl]oxy}(tert-butyl)dimethylsilane
với xúc tác là cơ lithinium thu được sản phẩm 5, sau đó thêm 2 bước tổng hợp thu
được chất trung gian quan trọng 6. Sơ đồ phản ứng được thể hiện dưới đây:
Sơ đồ 4. Phương pháp tổng hợp của Fen-er Chen
Phương pháp tổng hợp của Fen sử dụng dẫn xuất của silan và đạt được hiệu
suất cao với khả năng khống chế cấu hình tốt (E/Z=99/1). Tuy nhiên, phản ứngthực
hiện với nhiều bước và trong điều kiện khó khăn, hiệu suất của cả quá trình thấp và
15
kết quả nghiên cứu chỉ thích hợp trong quy mô nghiên cứu phòng thí nghiệm, khả
năng ứng dụng trong thực tế thấp.
Sơ đồ 5. Tổng hợp CoQ10 sử dụng xúc tác Lewis
Phương pháp nghiên cứu III, nhóm tác giả Sangho Koo đã tổng hợp thành
công Coenzyme Q10 sử dụng xúc tác Lewis acid cho phản ứng allylic chlorde C5 ghép chéo với vòng quinone13. Quá trình tổng hợp đi từ chất đầu đã được thương
mại hóa là tetramethoxytoluen, hiệu suất tổng quá trình lên đến 53%. Tuy nhiên sự
lựa chọn cấu hình thấp (Z/E=10/1), sản phẩm tinh chế phức tạp.
Hiện nay, vẫn còn rất nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu phương
pháp, con đường tổng hợp dẫn xuất Coenzyme Q10 với hoạt tính sinh hoạt cao, để
đáp ứng nhu cầu của con người.
1.6 Mục tiêu luận văn
Từnhững chức năng quan trọng và lợi ích Coenzyme Q10 trong lĩnh vực y học,
chúng tôi mong muốn tạo ra được các dẫn xuất CoQ10 có hoạt tính sinh học cao,
đáp ứng được nhu cầu trong tình hình mới hiện nay. Mục tiêu của luận văn:
- Nghiên cứu tổng quan Coenzyme Q10, xây dựng phương pháp tổng hợp mới,
hạn chế những nhược điểm của các phương pháp nghiên cứu trước đó.
- Chúng tôi nghiên cứu và tiến hành tổng hợp thành công bước trung gian
quan trọng của dẫn xuất CoQ10 bằng phương pháp tổng hợp mới.
16
- Xác định cấu trúc sản phẩm bằng các phương pháp phân tích hiện đại:
phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C.
- Tối ưu hóa các điều kiện phản ứng, nghiên cứu và ưu tiên sử dụng các phản
ứng hóa học đơn giản, hiệu suất cao.
17
Chương 2 – THỰC NGHIỆM
2.1 Thiết bị và hóa chất
2.1.1 Thiết bị
- Máy khuấy từ gia nhiệt (IKA – Đức)
- Cân phân tích độ chính xác ± 0,0001g (Sartorious – Đức)
- Đèn soi UV (CAMAG – Thụy sỹ)
- Máy cất quay áp suất thấp (Buchi – Thụy sỹ).
- Máy chụp phổ cộng hưởng từ 500Hz (Brucker Advance 500 spectrometer-
Khoa Hóa học, trường đại học Khoa học Tự nhiên).
2.1.2 Hóa chất sử dụng
- Hóa chất: 2-methyl-1,4-naphthoquinone, 2,3,5-trimethyl hydro- quinone,
allyl bromide…( Sigma Aldrich, Đức).
- Các chất xúc tác sử dụng: NaH, K2CO3, Grubbs 2nd…(Sigma Aldrich, Đức).
- Dung môi: methanol, ethanol, n-hexane, ethyl acetate…(Tây Long, Trung
Quốc), được chưng cất lại trước khi sử dụng.
- Giấy sắc ký bản mỏng (Merck – Đức).
- Silica gel (Trung Quốc) sấy khô và làm sạch trước khi sử dụng.
2.2 Phương pháp thực nghiệm
Quy trình tổng hợp chất trung hai dẫn xuất Coenzyme Q10 từ những chất đơn
giản ban đầu là menadione và 2,3,5-trimethyl hydroquinone. Sau khi nghiên cứu
tổng hợp các tài liệu, nhóm đã sử dụng các phản ứng acyl hóa, phá bảo vệ chọn lọc,
phản ứng ete – Williamson, chuyển vị Claisen và hoán vị olefin sử dụng xác tác
Grubbs, thu được sản phẩm trung gian quan trọng trong tổng hợp các dẫn xuất
CoQ10.
18
Sơ đồ tổng hợp chất trung gian dẫn xuất Coenzyme Q10:
Sơ đồ 6. Phương pháp tổng hợp chất trung gian 8
19
Sơ đồ 7. Tổng hợp chất trung gian15
2.2.1 Tổng hợp 1,4-hydroxy-2-methylnaphthalene
Sơ đồ phản ứng:
Cho chất rắn 2-methyl-1,4-naphthoquinone (8,2g, 47,6 mmol) vào bình
cầu 50 ml, thêmethyl acetate (100ml) hòa tan hoàn toàn chất rắn, sau đó đưa nhiệt độ trong bình cầu về 0oC. Sau khi chất rắn tan hoàn toàn, nhỏ từ từ 100ml dung dịch
Na2S2O4 (40g, 230mmol). Phản ứng được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ phòng và
trong môi trường khí nitơ. Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng,
sau khoảng thời gian 10 giờ dừng phản ứng, sản phẩm được chiết bằng ethyl acetate.
Sản phẩm được rửa lại bằng nước muối bão hòa, làm khô bằng Na2SO4. Tiến hành
cô quay áp suất thấp tách dung môi thu được chất rắn màu tím 2 (8,24g, 47,6mmol); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 8,08 (d, J = 9.3 Hz, 2H); 7,74 – 7,71 (m, 1H);
7,49 – 7,47 (m, 1H); 6,64 (s, 1H); 4,86 (s, 1H); 4,68 (s, 1H); 2,36 (s, 3H).
20
2.2.2 Tổng hợp 1,4-diacetate-2-methylnaphthalene
Sơ đồ phản ứng:
Cho 1,4-dihydroxy-2-methyl- naphthalene (8,24g, 47,6mmol) vào bình
cầu, sau đó cho nhỏ từ từ acetic anhydride (23ml, 244mmol), tiếp tục nhỏ 1ml
sulfuric acid vào hỗn hợp phản ứng. Hỗn hợp khuấy đều, phản ứng thực hiện ở
nhiệt độ phòng, thời gian 1 giờ. Sau đó dừng phản ứng bằng cách cho đá lạnh vào
hỗn phản ứng, tạo thành kết tủa rắn màu trắng, lọc và rửa vài lần với nước cất lạnh.
Chất rắn thô thu được đem kết tinh lại trong ethanol,thu được sản phẩm dưới dạngtinh thể màu trắng3 (10,7g, 41,4 mmol, đạt hiệu suất 87%); 1H NMR (500
MHz, CDCl3) δppm: 7,81 (d, J = 10,8 Hz, 1H); 7,75 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7,50 (m, J = 16,3; 6,9; 1,2 Hz, 2H); 7,15 (s, 1H); 2,47 (d, J = 13,7 Hz, 6H); 2,33 (s, 3H); 13C
NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,39; 168,86; 144,11; 142,13;, 127,90; 127,08;
126,48; 126,16; 126,02; 121,45; 121,15; 120,70; 20,98; 20,57; 16,49.
2.2.3 Tổng hợp 4-hydroxy-2-methylnaphthaleny-1-acetate
Hòa tan chất rắn 3 (3,62g, 14mmol) trong methanol ở nhiệt độ 45oC, sau khi chất rắn tan hoàn toàn giảm nhiệt độ về 35oC. Hòa tan hỗn hợp chất rắn K2CO3
(0,97g, 7 mmol) và Na2S2O5 (1,825g, 9mmol) trong 5ml nước cất, thu được hỗn hợp A. Cho từ từ hỗn hợp A vào bình phản ứng. Đun hồi lưu ở nhiệt độ 40oC, theo dõi
phản ứng bằng sắc ký bản mỏng, phản ứng thực hiện trong khoảng thời gian 1 giờ.
Sau đó, dừng phản ứng vàlàm lạnh từ từ về nhiệt độ phòng, cho 50g đá lạnh vào
bình phản ứng, trung hòa về pH = 7 bằng acid acetic. Hỗn hợp sản phẩm được tách
21
chiết với dung môi ethyl acetate, sản phẩm được làm khô bằng Na2SO4, và cô quay
tách loại dung môi thu được chất rắn màu trắng. Chất rắn thô được kết tinh lại trong
hệ dung môin- hexane:ethyl acetate, cho tinh thể màu trắng 4 (1,87g, 0,87mmol, đạt hiệu suất 62%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 7,97 (d, J = 8,4 Hz, 1H); 7,64
(d, J = 8,4 Hz, 1H); 7,48 (t, J = 7,6 Hz, 1H); 7,38 (t, J = 7,6 Hz, 1H); 6,31 (s, 1H); 6,13 (s, 1H); 2,49 (s, 3H), 2,16 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 170,55;
149,49; 137,38;127,50; 126,92; 126,41; 124,55; 123,89; 122,17; 120,27; 110,94;
20,64; 16,26.
2.2.4 Tổng hợp 4-allyloxy-2-methylnaphthalenyl-1-acetate
Sơ đồ phản ứng:
Tinh thể rắn màu trắng4 (3g, 13,9mmol) được hòa tan trong 40ml DMF, đưa nhiệt độ bình phản ứng về 0oC, quá trình phản ứng được thực hiện trong môi trường khí nitơ.Khi nhiệt độ bình về 0oC, cho từ từ NaH (0,5g, 20,8 mmol), khuấy mãnh
liệt cho đến khi thoát hết bọt khí trong bình cầu (thời gian khoảng 30 phút), sau đó nhỏ từ từ allyl bromide (1,5ml, 17,4mmol), thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 40oC.Quá
trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng (khoảng 12 giờ dừng phản ứng),
hỗn hợp phản ứng làm lạnh về nhiệt độ phòng, cô quay tách loại dung môi DMF.
Phân lập hỗn hợp sản phẩm bằng cột sắc ký nhồi silicagel (dung môi chạy cột n-
hexane:ethyl acetate = 50:1 v/v), thu được chất rắn màu trắng 4-allyloxy-2-methyl- naphthalenyl-1-1acetate (2, 9g, đạt hiệu suât 82%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ
ppm: 8,26 (d, J = 8,3 Hz, 1H); 7,67 (d, J = 8,4 Hz, 1H); 7,52 – 7,41 (m, 2H); 6,65 (s,
1H); 6,21 – 6,11 (m, 1H); 5,52 (dd, J = 17,3, 1,5 Hz, 1H); 5.34 (dt, J = 6,8, 3,4 Hz, 1H); 4,70 (d, J = 5,1 Hz, 2H); 2,45 (s, 3H); 2,30 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz,
CDCl3) δ ppm: 169,43; 152,12; 137,79; 133,22; 127,72; 127,09; 126,12; 125,11;
124,83; 122,41; 120,41; 117,44; 107,57; 69,19; 20,59; 16,83.
22
2.2.5 Tổng hợp 4-hydroxy-3-allyl-2-methylnaphthalenyl-1-acetate
Sơ đồ phản ứng:
Tinh thể rắn 5 (2,9g, 11,3 mmol) được hòa tan hoàn trong 50ml dung môi 1,2 dichlorobenzene. Phản ứng được đun hồi lưu ở nhiệt độ 180oC trong môi trường khí
trơ nitơ. Quan sát phản ứng bằng sắc ký bản mỏng, khoảng thời gian sau 24 giờ
dừng phản ứng, hỗn hợp sản phẩm sauphản ứng có thể đưa trực tiếp lên cột silicagel
để phân lập (dung môi chạy cột n-hexane:ethyl acetate = 20:1 v/v), thu được sản phẩm là chất rắn màu vàng nhạt 6 (1,6g, đạt hiệu suất 55%); 1H NMR (500 MHz,
CDCl3) δ ppm: 8,13 – 8,09 (m, 1H); 7,67 – 7,64 (m, 1H); 7,50 – 7,41 (m, 2H); 6,07
– 5,98 (m, 1H); 5,36 (s, 1H); 5,19 – 5,06 (m, 2H); 3,59 (dt, J = 5,6, 1,7 Hz, 2H); 2,47 (s, 3H);2,25 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,56; 147,55;
138,24; 134,87; 126,53; 126,39; 126,32; 125,11; 123,87; 121,59; 120,69; 118,02;
116,53; 31,24; 20,62; 13,30.
2.2.6 Tổng hợp 1,4-diacetate-3-allyl-2-methylnaphthalene
Sơ đồ phản
ứng:
Chất rắn màu vàng6 (1,6g, 6,2 mmol) được hòa tan bởi 10ml pyridine trong bình cầu 25 ml, đưa nhiệt độ bình phản ứng về 0oC trong môi trường khí nitơ. Sau
đó, thêm anhydride acetic (1,34 ml, 12 mmol) vào bình phản ứng, duy trì phản ứng ở điều kiện nhiệt độ 0oC. Tiếp tục thêm từ từ xúc tác 4-dimethyl pyridine (0,16g,
1,3 mmol), thực hiện phản ứng ở nhiệt độ phòng và trong môi trường khí nitơ. Theo
23
dõi phản ứng bằng sắc ký bản mỏng, trong thời gian khoảngmột giờ dừng phản ứng.
Cho 30ml nước cất vào hỗn phản ứng, dùng 10 ml ethyl acetate chiết hỗn hợp sản
phẩm và thực hiện chiết trong 3 lần.Tiếp tục làm sạch sản phẩm với 20ml nước
cấtvà dung dịch 20ml CuSO4 bão hòa 2 lần(tách loại được pyridine), sau đó dùng
nước muối bão hòa tiếp tụcrửa hỗn hợp. Sản phẩm thô được làm khô bằng Na2SO4,
tách sản phẩm bằng cột sắc ký silicagel (dung môi chạy cột n-hexane:ethyl acetate =
20:1), thu được sản phẩm tinh khiết màu trắng 7 (1,66g, 5,58 mmol, hiệu suất đạt 90%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 7,75 – 7,69 (m, 1H); 7,68 – 7,63 (m, 1H);
7,51 – 7,43 (m, 2H); 5,89 (ddt, J = 16,1, 10,2, 5.9 Hz, 1H); 5,08 – 4,93 (m, 2H); 3,48 (s, 2H); 2,48 (d, J = 8,5 Hz, 5H); 2,27 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ
ppm: 169,49; 168,47; 142,75; 142,63; 134,56; 128,25; 126,97; 126,54; 126,52;
126,31; 126,13; 121,47; 121,21; 116,19; 31,98; 20,72; 20,62; 13,03.
2.2.7 Tổng hợp (E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3-methylnaphthalene
-1,4-diyl diacetate
Sơ đồ phản ứng:
Cho chất 7 (31mg, 0,1 mmol) và methyl methacrylate (0.11ml, 1mmol) vào
bình phản ứng, thêm 6 ml dung môi dichloromethane, tiếp tục cho xúc tác Grubbs 2nd (8,7mg, 0,01mmol) vào bình phản ứng. Phản ứng tiến hành hồi lưu trong thời gian 24 giờ ở nhiệt độ 40oC, trong môi trường khí nitơ. Cô quay áp suất thấp tách
loại dung môi của hỗn hợp sau phản ứng, tách hỗn hợp sản phẩm bằng cột sắc ký
nhồi silicagel (dung môi n-hexane: ethyl acetate = 9:1 v/v), thu được chất rắn màu trắng 8 (17 mg, 0,049 mmol, hiệu suất 40,7%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm:
24
6,58 (td, J = 6,8, 1,4 Hz, 1H); 3,69 (d, J = 5,4 Hz, 3H); 3,36 (s, 2H); 2,33 (d, J = 16,3 Hz, 6H); 2,05 (d, J = 10,6 Hz, 9H); 1,96 (d, J = 1,1 Hz, 3H); 13C NMR (126
MHz, CDCl3) δ ppm: 168,24; 145,99; 145,57; 139,30; 128,56; 128,15; 127,83;
127,22; 51,74; 27,47; 20,55; 20,50; 13,24; 12,84; 12,65.
2.2.8 Tổng hợp 2,3,5-Trimethyl-1,4-hydroquinone diacetate
Phương trình phản ứng:
Cho 2,3,5-trimethyl hydroquinone (10g, 66 mmol) vào bình cầu 100ml, sau đó
thêm anhydride acetic (21,85ml, 198 mmol), nhỏ 1ml sulfuric acid vào hỗn hợp phản ứng. Hỗn hợp được khuấy đều, phản ứng thực hiện ở nhiệt độ 100oC trong môi
trường khí trơ nitơ. Theo dõi phản ứng bằng sắc ký bản mỏng (thời gian phản ứng
khoảng1 giờ) dừng phản ứng. Sau đó cho đá lạnh vào hỗn hợp phản ứng, thu được
kết tủa rắn, lọc chất rắn và rửa sản phẩm bẳng nước lạnh cho đến khi dung dịch rửa
có pH = 7. Chất rắn thô, được kết tinh lại trong n-hexane:ethyl acetate, thu được tinh thể màu trắng 10 (14,9g, 63 mmol,hiệu suất 90%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 6,75 (s, 1H); 2,34 (s, 3H); 2,31 (s, 3H); 2,11 (s, 3H); 2,06 (d, 6H); 13C NMR
(126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,52; 168,93; 146,48; 145,72; 130,23; 128,28; 127,45;
121,20; 20,82; 20,47; 16,28; 13,16; 12,81.
2.2.9 Tổng hợp 4-hydroxy-2,3,6-trimethylphenyl acetate
Phương trình phản ứng:
25
Hòa tan chất rắn 10 (9,73g, 41,22 mmol) bằng20 ml methanol trong bình cầu 100ml ở nhiệt độ 45oC, khuấy đều cho đến khi chất rắn tan hoàn toàn,đưa nhiệt độ bình cầu về 35oC. Hòa tan hỗn hợp chất rắn K2CO3 (2,8g, 20,3 mmol) và Na2S2O5
(5g, 26,5 mmol) trong 15ml nước cất, thu được hỗn hợp A. Cho từ từ hỗn hợp A vào bình phản ứng, tiến hành đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 40oC. Tiến
trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng,sau thời gian khoảng 1 giờ thì
dừng phản ứng vàlàm lạnh về nhiệt độ phòng. Tiếp tụccho 50g đá lạnh vào bình
phản ứng, trung hòa về pH = 7 bằng acetic acid. Hỗn hợp sản phẩm được tách bằng
ethyl acetate, sản phẩm thô được làm khô bằng Na2SO4 và cô quay tách loại dung
môi, thu được chất rắn màu trắng. Chất rắn thô được kết tinh lại trong dung môin-
hexane:ethyl acetate, cho tinh thể màu trắng 11 (4,56 g, 23,5 mmol, hiệu suất 57%);1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 6,39 (s, 1H); 4,96 (s, 1H); 2,32 (s, 3H); 2,08 (s, 3H); 2,04 (s, 3H); 2,02 (d, 3H); 13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ ppm: 170,56;
151,98; 141,76; 130,14; 127,58; 121,81; 114,9; 20,96; 16,61; 13,46; 12,27.
2.2.10 Tổng hợp 1-acetyloxy-4allyloxy-2,3,6-trimethylbenzene
Phương trình phản ứng:
Tinh thể màu trắng 11 (2g, 10,3 mmol) ở trên được hòa tan trong 40ml DMF, đưa nhiệt độ bình về 0oC, tiến trình phản ứng được thực hiện trong môi trường khí
nitơ. Sau đó, cho từ từ NaH (0,52g, 20,2 mmol), khuấy mãnh liệt cho đến khi bọt
khí ngừng thoát ra từ dung dịch phản ứng (thời gian khoảng 30 phút), nhỏ từ từ allyl bromide (1,2ml, 13,9 mmol), tiến hành phản ứng nhiệt độ 40oC. Sau thời gian 12
giờ dừng phản ứng, đưa về nhiệt độ phòng và cô quay tách loại dung môi DMF. Sản
phẩm thu được chạy sắc ký cột nhồi silicagel (dung môi chạy cột n-hexane:ethyl
26
acetate = 50:1 v/v) thu được chất lỏng màu vàng 12 (2,02g, 8,65 mmol, hiệu suất đạt 84%);1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 6,56 (s, 1H); 6,07 (m, 1H); 5,40 (s, 1H); 5,26 (s, 1H); 4,49 (s, 2H); 2,33 (s, 3H); 2,16 (s, 3H); 2,11 (s, 3H); 2,05 (s, 3H);13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,45; 154,09; 141,74; 133,72; 129,64;
127,03; 124,20; 116,80; 111,53; 69,33; 20,47; 16,57; 13,02; 12,00.
2.2.11 Tổng hợp chất 3-Allyl-4-hydroxy-2,5,6-trimethylphenyl acetate
Phương trình phản ứng như sau:
Chất lỏng 12 (0,5g, 2,13 mmol) cho vào bình cầu chứa 30ml dung môi 1,2- dichlorobenzene. Phản ứng được đun hồi lưu ở nhiệt độ 180oC trong môi trường khí
trơ nitơ. Sau thời gian 1 ngày phản ứng, hỗn hợp sản phẩmđược đưa trực tiếp lên
cột silicagel để tách hỗn hợp sản phẩm (dung môi chạy cột n-hexane:ethyl acetate =
20:1 v/v), thu được chất rắn màu vàng nhạt 13 (0,19g, 1,67 mmol, hiệu suất 78%);1H NMR (500 MHz, CDCl3 ) δ ppm: 5,96 (s, 1H); 5,08 (s, 2H); 4,78 (s, 1H); 3,41 (s, 2H); 2,34 (s, 2H); 2,16 (s, 5H); 2,05 (s, 3H); 2,11 (s, 3H); 2,05 (s, 3H) ;13C
NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,62; 150,04; 141,77; 135,40; 127,53; 127,53;
126,311; 121,60; 115,90; 31,11; 20,37; 13,14; 12,66; 12,16.
2.2.12 Tổng hợp chất 2-Allyl-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene diacetate
Phương trình phản ứng:
Chất rắn 13 (0,5g, 2,13 mmol) được hòa tan bằng 5ml pyridine trong bình cầu 25ml, hạ nhiệt độ bình phản ứng về 0oC và trong môi trường khí nitơ. Sau đó, thêm
27
anhydride acetic (0,4 ml, 4 mmol) vào bình phản ứng, duy trì phản ứng ở điều kiện nhiệt độ 0oC. Tiếp tục thêm từ từ xúc tác 4-dimethyl pyridine (0,16g, 1,3 mmol) vào
bình phản ứng, phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ phòng trong môi trường khí nitơ.
Theo dõi phản ứng bằng sắc ký bản mỏng (sau thời gian 4giờ thì dừng phản ứng),
thêm 15ml nước cất vào hỗn hợp phản ứng, dùng 10 ml ethyl acetate để chiết, thực
hiện chiết3 lần. Làm sạch hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng với 20ml nước và dung
dịch CuSO4 bão hòa (2x20ml) (tách loại được pyridine), sau đó dùng nước muối
bão hòa để rửa hỗn hợp. Làm khô hỗn hợp bằng Na2SO4, tách sản phẩm bằng cột
sắc ký silicagel (dung môi chạy cột n-hexane:ethyl acetate = 20:1), thu được sản phẩm tinh khiết màu trắng 14 (0,53g, 1,9 mmol, hiệu suất đạt 90%);1H NMR (500
MHz, CDCl3 ) δ ppm: 5,82 (s, 1H); 5,00 (d, 2H); 3,29 (d, 2H); 2,36 (d, 6H); 2,08 (d, 9H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ ppm: 169,27; 169,15; 145,99; 145,75; 134,88;
128,54; 128,11; 127,72; 127,53; 115,73; 31,82; 29,78; 20,55; 13,35; 13,30; 12,67.
2.2.13 Tổng hợp chất (E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-
trimethyl-1,4-phenylene diacetate
Sơ đồ phản ứng sau:
Cho chất 14 (20mg, 0,072 mmol) và methyl methacrylate (0,11ml, 1mmol)
vào bình cầu 25ml, thêm 6 ml dung môi dichloromethane vào bình phản ứng, tiếp tục cho xúc tác Grubbs 2nd (8,7mg, 0,01mmol) vào bình phản ứng. Phản ứng tiến hành hồi lưu trong thời gian24 giờ ở nhiệt độ 40oC và trong môi trường khí nitơ. Cô
quay tách loại dung môi của hỗn hợp sau phản ứng, tách sản phẩm với cột sắc ký
silicagel (dung môi n-hexane: ethyl acetate = 9:1 v/v), thu được chất rắn màu vàng nhạt 15 (17 mg, 0,049 mmol, 67,6%); 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ ppm: 6,58 (td,
J = 6,8, 1,4 Hz, 1H); 3,69 (d, J = 5,4 Hz, 3H); 3,36 (s, 2H); 2,33 (d, J = 16,3 Hz,
28
6H), 2,05 (d, J = 10,6 Hz, 9H), 1,96 (d, J = 1,1 Hz, 3H); 13C NMR (126 MHz,
CDCl3) δ ppm: 168,24; 145,99; 145,57; 139,30; 128,56; 128,15; 127,83; 127,22;
51,74; 27,47; 20,55; 20,50; 13,24; 12,84; 12,65.
Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Tổng hợp chất chìa khóa trong tổng hợp dẫn xuất Coenzyme Q10
Trong luận văn, chúng tôi đã nghiên cứu điều chế thành công chất chìa khóa
trong tổng hợp Coenzyme Q10 bằng phương pháp đơn giản và hiệu quả. Sơ đồ phản
ứng được trình bày ở sơ đồ 8:
29
Sơ đồ 8. Tổng hợp ngược chất chìa khóa trongđiều chế dẫn xuất Coenzyme Q10
Tổng hợp chất trung gian của dẫn xuất Coenzyme Q10 đi từ chất đầu đơn giản
menadion 1 và trimethyquinone 9, qua các phản ứng khử hóa, bảo vệ nhóm chức,
phá bảo vệ chọn lọc, và phản ứng tạo ete theo Williamson thu được chất 5 và 12.
Sau khi có được sản phẩm ete, tiếp tục thực hiện phản ứng chuyển vị Claisen thu
được các chất 7 và 14. Phản ứng chuyển vị Claisen là phương pháp đơn giản, hiệu
quả và hiệu suất cao,là bước rất quan trọng để tổng hợp nên chất chìa khóa trong
tổng hợp dẫn xuất Coenzyme Q10. Để thu được chất trung gian 8 và 15, nhóm nghiên cứu đã thực hiện phản ứng hoán vị olefin với xúc tác Grubbs 2nd. Mục đích
sử dụng xúc tác để tạo ra sản phẩm có độ chọn lọc cấu hình cao, quy trình thực
nghiệm đơn giản, hiệu suất cao. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp được 2 chất
chìa khóa quan trọng trong tổng hợp dẫn xuất CoQ10. Với việc sử dụng hai phản
ứng kinh điển chuyển vị Claisen và phản ứng ghép chéo Grubbs, đây là phản ứng
chìa khóa trong tổng hợp các dẫn CoQ10, đó cũng làtính mới của đề tài.
30
3.2 Phản ứng khử hóa
Chất 1,4-dihydroxy-2-methylnapthoquinone thu được từ phản ứng khử 2-
methyl naphthalene-1,4-dione1 trong dung môi ethyl acetate và môi trường khí trơ.
Tối ưu hóa quá trình khử hóa bằng việc khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tác nhân
sodium dithionite đến hiệu suất của phản ứng, thay đổi tỷ lệ mol phản ứng
menadion: sodium dithionite ta có bảng sau:
Bảng 1. Ảnh hưởng của Na2S2O4 tới hiệu suất phản ứng
Phản ứng 1 2 3 4 5
Tỷ lệ 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5
Hiệu suất (%) - 22 37 60 58
Từ bảng 1 có thể nhận thấy ở tỷ lệ menadion: sodium dithionite = 1:1 thì phản
ứng không xảy ra, khi tăng hàm lượng tác nhân Na2S2O4thì hiệu suất phản ứng tăng
dần và đạt hiệu suất cao nhất tại tỷ lệ mol menadion:sodium dithionite = 1:4. Điều
này cho ta thấy rằng, khi hàm lượng tác nhân thấp, sự tương tác giữa các chất trong
phản ứng thấp, dẫn đến thời gian cũng như hiệu suất phản ứng không cao. Tuy
nhiên khi tăng tỷ lệ quá cao, trong quá trình phản ứng sinh nhiệt lớn, khó khống chế
được tiến trình phản ứng, dẫn đến sản phẩm dễbị oxy hóa trở lại, từ đó ảnh hưởng
đến hiệu suất phản ứng. Vậy phản ứng cho hiệu suất cao nhất khi tỷ lệ mol phản
ứng là 1:4.
Ngoài ra, sản phẩm sau khi loại cô quay tách loại dung môi có thể sử dụng
ngay cho phản ứng acyl hóa, mà không cần phân lập thu sản phẩm tinh khiết.
3.3 Phản ứng acyl hóa
Từ 1,4-dihydroxy-2-methylnapthoquinone và trimethyquinone 9 thực hiện
phản ứng acyl hóa thu được chất 3 và chất 10 tương ứng.Trong bướcphản ứng này,
chúng tôi đã khảo sát dùng 2 xúc tác khác nhau,kết quả thu được ở bảng 2.
Đầu tiên sử dụng xúc tác acid (sulfuric acid) cho phản ứng acyl hóa, hiệu suất
phản ứng cao hơn trên 90%, thao tác thực hiện đơn giản. Tuy nhiên, trong quá trình
31
phản ứngban đầu có hiện tượng tỏa nhiệt cao, dẫn đếnkhó tiến hành ở quy mô sản
xuất công nghiệp.
Sau đó, nhóm nghiên cứu thực hiện thay đổi xúc tác acid bằng xúc tác DMAP
(4-dimethyl amino pyridine). Kết quả cho thấy, với DMAP cho hiệu suất sản phẩm
thấp hơn so với sulfuric acid, thao tácphân lập phức tạp hơn. Tuy vậy, phản ứng với
xúc tác DMAP xảy ra êm dịu hơn, dễ dàng khi thực hiện với lượng lớn, vì phản ứng
thực hiện ở nhiệt độ thấp và không có hiện tượng tỏa nhiệt mạnh trong giai đoạn
đầu phản ứng. Vì vậy, ở giai đoạn acyl hóa này, chúng tôi đã sử dụng xúc tác acid.
Bên cạnh đó,ở giai đoạnkhác khi cần thực hiện phản ứng trong điều kiện êm dịu
hơn, thì có thể sử dụng xúc tác bazơ DMAP.
Bảng 2. Ảnh hưởng xúc tác đến hiệu suất acyl hóa
Xúc tác Chất 2 (%) trimethyquinone 9 (%)
Sulfuric acid 90 95
DMAP 85 87
Kết quả sản phẩm 3 và 10 được chứng minh qua phổ cộng hưởng hạt nhân 1H
và 13C dưới đây;
Hình 2. Phổ cộng hưởng từ 1H của chất 3
32
Từ hình 2 trên, ta có bảng phân tích các tín hiệu trong phổ cộng hưởng từ 1H
chất 3 dưới đây như sau:
Bảng 3.Phân tích phổ 1H của chất 3
δ (ppm) 7,81 7,75 7,15 2,47 2,33 7,5
Độ bội d d s d s m
Số H 1H 1H 1H 6H 3H 2H
Nhóm CH vòng CH vòng CH vòng CH vòng CH3 acyl CH3
thơm thơm thơm thơm
Từ bảng trên có thể dễ dàng nhận thấy: ở vị trí tín hiệu δ (ppm): 7,15 (s, 1H) là
tín hiệu singlet của nhóm -CH- vòng thơm, 2,47 (d, 6H) là tín hiệu của nhóm -
COCH3,sản phẩm là kết quả của phản ứng acyl hóa với số H trên hợp chất tăng thêm là 6H.Bên cạnh đó, kết quả dữ liệu phổ cộng hưởng 13C ở các vị trí δ (ppm):
169,39 và 168,86 là tín hiệu đặc trưng của các bon –CO–; 20,98 và 20,57 là tín hiệu các bon của –CH3 nhóm acyl.Vậy qua phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C đã
chứng minh được cấu trúc của chất 3phù hợp với mục tiêu tổng hợp.
Hình 3. Phổ cộng hưởng từ 1H của chất 10
33
Từ kết quả hình 3 phổ 1H cộng hưởng từ chất 10 ta có kết quả phân tích
phổdưới bảng sau:
Bảng 4.Phân tích phổ 1H của chất 10
δ (ppm) 6,75 2,34 2,31 2,11 2,06 2,06
Độ bội s s s s s s
Số H 1H 3H 3H 3H 3H 3H
Nhóm CH vòng CH3 acyl CH3 acyl CH3 CH3 CH3
Từ bảng giải phổ cộng hưởng từở trên nhận thấy ở vị trí δ (ppm): 2,34 và 2,31
đặc trưng cho độ chuyển dịch của -CH3 trong nhóm acyl. Bên cạnh đó, trên dữ liệu phổ cộng hưởng từ 13C ở các vị trí δ (ppm): 169,52 và 168,93 là tín hiệu đặc trưng
của các bon trong liên kết –CO–; 20,82 và 20,47 là tín hiệu các bon của –CH3 nhóm acyl. Vậy chất mục tiêu đã được chứng minh cấu trúc qua phổ1H và 13C cộng hưởng
từ hạt nhân.
3.4 Phản ứng thủy phân
Sản phẩm chất 4 và chất 11 thu được từ phản ứng phá bảo vệ nhóm acyl ở vị
trí ít cản trở không gian hơn.Để giải thích cho cơ chế thủy phân chọn lọc, nhóm
nghiên cứu người Brazil đã sử dụng phần mềm Gauss và tính toán lượng tử, từ đó
tính được năng lượng liên kết–C–O–ở vị trí 4 thấp hơn ở vị trí 1 (khoảng 3 kcal/mol) của chất menadion34. Điều này chứng minh rằng, năng lượng liên kết ởvị trí 4 kém
bền hơn ở vị trí 1 (dễ dàngtham gia phản ứng hóa học ở vị trí 4), hay nói cách khác
phản ứng thủy phân ở vị trí 4 dễ dàng hơn ở vị trí 1.
Đầu tiên, nghiên cứu khảo sát phản ứng thủy phân với xúc tác acid, tuy nhiên
phản ứng xảy ra mãnh liệt. Thu được sản phẩm hiệu suất rất thấp, thậm chí không
thu được sản phẩm vì sản phẩm chính là chất đầu tương ứng lần lượt: 1,4-
34
dihydroxy-2-methylnapthoquinone và trimethyquinone. Quan sát phản ứng bằng sắc
ký bản mỏng, thấy quá trình phá bảo vệ cả 2 nhóm diễn ra trong thời gian ngắn, gần
như không thể khống chế phản ứng theo mong muốn.
Tiếp tục thay đổi xúc tác, sử dụng xúc tác là bazơ, phản ứng xảy ra êm dịu hơn,
dễ dàng khống chế tốc độ cũng như thời gian phản ứng.Theo dõi phản ứng liên tục
bằng sắc ký bản mỏng, khi thấy sản phẩm xuất hiện vết của chất đầu 2,ngay lập tức
dừng phản ứng. Sau đó, hỗn hợp phản ứng được tiến hành phân lập bằng cột sắc ký.
Với xúc tác tìm được, tiến hành tối ưu hóa điều kiện phản ứng, kết quả như sau:
Bảng 5. Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến hiệu suất chất 4
Thời gian (giờ) Hiệu suất (%) nchất đầu:nK2CO3
1 : 0,1 - 1
1 : 0,1 12,7 2
1 : 0,1 10,3 3
1 : 0,5 62,1 1
1 : 0,5 1,5 65,4
1 : 0,5 55,7 2
1 : 0,5 48,3 3
1 : 1 53,4 1
1 : 1 27,6 2
1 : 1 13,5 3
Từ kết quả bảng 5, với tỷ lệ mol phản ứng là nchất đầu:nK2CO3:nNa2S2O5= 1:0,5:0,5
thời gian phản ứng là 1,5 giờ thì hiệu suất của phản ứng thủy phân đạt hiệu suất cao
nhất 65,4%. Thời gian phản ứng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phản ứng, khi thời
gian kéo dài hiệu suất phản ứng giảm, nguyên nhân có thể do sản phẩm tạo ra tiếp
tục bị thủy phân nhóm chức còn lại thu được sản phẩm là menadion không mong
muốn. Ngoài ra, đây là phản ứng thuận nghịch sản phẩm, phản ứng nếu tiến hành
trong thời gian dài sẽ làm cho phản ứng xảy theo chiều không mong muốn. Bên
cạnh đó, tỷ lệ giữa hỗn hợp K2CO3 : Na2S2O5 và nước cũng ảnh hưởng đến tốc độ
35
phản ứng. Trên thực tế, khi hỗn hợp dung dịch bão hòa thì tốc độ phản ứng nhanh
nhất, nếu quá dư nước sẽ làm cho giảm tốc độ phản ứng.
Ngoài ra, tỷ lệ các chất đầu cũng đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến hiệu
suất của phản ứng. Khi tăng hàm lượng xúc tác, hiệu suất phản ứng cũng tăng lên,
thời gian phản ứng giảm xuống. Tiếp tục tăng hàm lượng xúc tác, phản ứng xảy ra rất
nhanh, quan sát và khống chế phản ứng khó khăn hơn. Từ đó làm cho hiệu suất phản
ứng giảm xuống, do sản phẩm thu được ngay lập tức phá bảo vệ nhóm chức ở vị trí còn
lại. Vậy với tỷ lệ mol phản ứng là nchất đầu:nK2CO3: nNa2S2O5= 1:0,5:0,5 thời gian phản ứng
là 1,5 giờ, thì hiệu suất phản ứng thủy phân chọn lọc đạt hiệu suất tối ưu.
Phản ứng sau đó được phân lập bằng cột sắc ký,sản phẩm được chứng minh cấu trúc bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C kết quả thu được dưới hình sau:
Hình 4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của chất 4
Từ hình 4 ta có bảng phân tích tín hiệu trong phổ proton dưới bảng sau:
Bảng 6. Phân tích vị trí các peak chất 4
δ (ppm) 7,97 7,64 7,48 7,38
Độ bội d d t t
36
Số H 1H 1H 1H 1H
Nhóm CH vòng thơm CH vòng thơm CH vòng thơm CH vòng thơm
δ (ppm) 6,31 6,13 2,49 2,16
Độ bội s s (rộng) s s
Số H 1H 1H 3H 3H
-OH Nhóm CH vòng thơm CH3 acyl CH3
Trong bảng 6 có peak đặc trưng δ(ppm): 6,13 (s, 1H) chân peak rộng là peak
đặc trưng của phổ proton nhóm -OH. Ngoài ra có thể nhận thấy rằng nhóm so sánh
với chất 3 không thấy peak của nhóm COCH3.
Phổ cộng hưởng từ13C của chất 4thu được dưới đây:
Hình 5. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của chất 4
Từ hình 5, ta có kết quả phân tích phổ 13C của hợp chất 4 như sau:
δ(ppm) 170,55 Bảng 7. Phân tích tin hiệu phổ của chất 4 126,92 149,49 137,38 127,50 126,41 124,55
Vị trí C -C=O C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng
δ(ppm) 123,89 122,17 120,27 110,94 20,64 16,26
37
Ví trí C C vòng C vòng C vòng C vòng -COCH3 -CH3
Từ bảng 6, ta có tổng số tín hiệu peak cácbon của chất 4-hydroxy-2-
methylnaphthaleny-1-acetate là 13. Trong đó có đặc trưng ở vị trí δ: 170,55 (ppm)
là tín hiệu của các bon cacbonyl. Ngoài ra, tại vị trí cacbon vòng thơm liên kết trực
tiếp với nhóm hidroxy làm cho thay đổi độ chuyển dịch hóa học tăng lên từ 142 ppm lên đến 149,49 ppm. Trong phổ 13C trên chỉ còn 2 tín hiệucác bon của nhóm
CH3( -COCH3và -CH3 liên kết với vòng thơm).Kết hợp 2 phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C đã chứng minh được cấu trúc của sản phẩm 4, phù hợp với mục tiêu của quá
trình tổng hợp.
Tương tự, phân tích phổ cộng hưởng từ 1H của chất 11
Hình 6. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của chất 11
Từ hình 6, ta có bảng phân tích phổ proton dưới bảng sau:
Bảng 8. Phân tích vị trí các peak của chất 11
38
δ (ppm) 6,39 4,96 2,32 2,08 2,04 2,02
Độ bội s s (rộng) s s s d
Số H 1H 1H 3H 3H 3H 3H
OH Nhóm CH vòng CH3 nhóm CH3 CH3 CH3
thơm acyl
Từ hình 6 của phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và bảng 8, dễ dàng nhận thấy ở
vị trí δ(ppm): 4,96 (singlet, 1H) chân peak rộng là đặc trưng của nhóm hydroxy.
Ngoài ra, phổ proton mất đi tín hiệu(singlet, 3H) của nhóm -COCH3, từ đó có thể
chứng minh được phản ứng đã phá bảo vệ một nhóm chức ở vị trí 4 của vòng thơm.
Vậy sản phẩm có cấu hình phù hợp với cấu trúc ban đầu.
Phân tích phổ cộng hưởng từ 13C của chất11
Hình 7. Phổ cộng hưởng hạt nhân 13C của chất 11
Từ phổ cộng hưởng từ 13C hình 10 trên ta có bảng giải phổ các pick đặc trưng
của chất 4-hydroxy-2,3,6-trimethylphenyl acetate.
39
Bảng 9. Phân tích vị trí các pick chất 11
δ(ppm) 169,94 151,12 141,48 129,58 127,41 121,26 114,49
Vị trí C -C=O C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng
δ(ppm) 20,52 16,17 13,02 11,83
Ví trí C -COCH3 -CH3 -CH3 -CH3
Từ bảng 9, dễ dàng nhận thấy được tổng số cacbon sản phẩm là 11 phù hợp
với số nguyên tử cácbon trong công thức 4-hydroxy-2,3,6-trimethylphenyl acetate.
Trong đó có các tín hiệu đặc trưng của cácbon cacbonyl –C=O là 169,94 ppm, tín
hiệucác bon đặc trưng cho liên kết giữa cácbon thơm và nhóm –OH: 151,12 ppm. Kết hợp giữa 2 phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C đã chứng minh được cấu trúc
chính xác của sản phẩm 11.
3.5 Phản ứng ete theo Williamson
Phản ứng Williamson là một trong những phản ứng hữu cơ điển hình tạo ete từ
dẫn xuất halogen và rượu (xúc tác phản ứng là các bazơ hữu cơ như các alkoxide).
Phản ứng điều chế ete bằng phương pháp trên được tìm ra bởi nhà khoa học Alexander Williamson vào năm 185054. Đây là phản ứng quan trọng trong hóa hữu
cơ, vì phản ứng này có thể tạo ra được các ete quan trọng cho tổng hợp hóa hữu cơ
– hóa dược. Bên cạnh đó, phương pháp đơn giản, hiệu quả và được sử dụng rộng rãi
ở trong phòng thí nghiệm cũng như ở quy mô công nghiệp.
Trong đó, phản ứng giữa ion alkoxy và dẫn xuất halogen bậc một theo cơ chế
phản ứng SN2. Ở đây, nhóm alkoxy có thể từ rượu bậc 1, bậc 2 ,thậm chí là rượu
bậc 3. Tuy vậy dẫn xuất halogen (-Cl, -Br, -I) ở đây thường dùng nhất là dẫn xuất
của brome bậc 1. Với các dẫn xuất bậc 2, bậc 3 phản ứng tạo ra sản phẩm phụ nhiều
hơn hoặc làm giảm hiệu suất phản ứng. Nguyên nhân trong phản ứng xúc tác
thường là các bazơ hoặc alkoxy, phản ứng ngoài cơ chế SN2 còn bị cạnh tranh bởi
phản ứng tách E2 tạo ra sản phẩm phụ là các alken tương ứng. Xúc tác trong phòng
thí nghiệm với phản ứng Williamson thường là các muối cácbonat kim loại kiềm,
hydroxide kiềm hay phổ biến nhất là các alkoxide kiềm. Ở quy mô công nghiệp, xúc
40
tác thường dùng là các xúc tác chuyển pha. Dung môi dùng cho phản ứng tạo ete
thường là các dung môi phân cực, nguyên nhân tạo ra nhiều các nucleophil tự do
hơn, tăng tốc độ phản ứng và hiệu suất phản ứng.
Cơ chế phản ứng:
Sơ đồ 9. Cơ chế phản ứng Williamson
Trong luận văn đã nghiên cứu các bazơ khác nhau thực hiện deproton nhóm
hydroxy và tiến hành alkyl hóa với dẫn xuất halogen bậc 1 (Allyl bromide).
Bảng 10. Ảnh hưởng xúc tácđến hiệu suất phản ứng Williamson
Base/solvent Sản phẩm 5(%) Sản phẩm 12(%)
NaH/ (DMF) 82 84
70 78 K2CO3 /(acetone)
62 58 Na2CO3/(acetone)
Từ bảng trên có thể thấy rằng với xúc tác là natri hidrua trong dung môi DMF thì phản ứng đạt hiệu suất cao nhất. Nguyên nhân là ion âm H- dễ dàng deproton tăng tính nucleophil của nhóm RO–, thuận lợi cho phản ứng SN2. Tuy vậy trong quá trình sử dụng NaH cần phải chú ý an toàn, do phân tử khối nhỏ hơn không khí nên
có thể dễ dàng tạo ra bụi khi chúng ta mở nắp sử dụng.Hơn nữa, NaH phản ứng
mãnh liệt khi gặp nước nên trong quá trình phản ứng các hóa chất phải khan tuyệt
đối. Bên cạnh đó, quá trình deproton sinh ra khí hidro nên khi hoạt hóa nhóm chức
rượu (trước khi phản ứng) cần phải thực hiện trong môi trường khí trơ và tiến hành ở nhiệt độ dưới 0oC.Quan sát khí ở trong bình cầu thoát ra hoàn toàn rồi mới bắt đầu
nhỏ giọt từ từ allyl bromide.
41
Sau khi tiến hành phân lập, sản phẩm được chứng minh bằng phổ cộng hưởng từ:
Hình 8. Phổ cộng hưởng từ chất 5
Quan sát phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H ta có bảng giải phổ của chất 4-
allyloxy-2-methylnaphthalenyl-1-acetate như sau:
Bảng 11. Kết quả phân tích phổ chất 5
δ (ppm) 8,26 7,67 7,47 6,65 6,17
Độ bội d d m s m
Số H 1H 1H 2H 1H 1H
δ (ppm) CH vòng CH vòng CH vòng CH vòng CH lk π
4,7 2,45 Nhóm 5,52 5,34 2,3
Độ bội dd dt d s s
Số H 1H 1H 2H 3H 3H
Nhóm CH2 lk π CH2 lk π CH2 CH3 acyl CH3
Từ kết quả phổ cộng hưởng từ nhận thấy, chất 5 là sản phẩm của phản ứng tạo
ete theo Williamson. Sản phẩm chứa các tín hiệu đặc trưng của nhóm allyl: 6,17
ppm là pick của nhóm CH trong liên kết –CH=CH2; 5,52 ppm và 5,34 ppm là tín
hiệu của nhóm =CH2; 4,7 ppm là tín hiệu của nhóm –OCH2–. Tóm lại, với các tín
42
hiệu đặc trưng trên, có thể chứng minh được sản phẩm thu được từ phản ứng allyl
hóa có cấu trúc phù hợp với mục tiêu.
Hình 9. Phổ cộng hưởng từ 1H của chất 12
Từ hình 9 trên, ta có bảng phân tích các tín hiệu đặc trưng của chất 1-
Acetyloxy-4-allyloxy-2,3,6-trimethylbenzene dưới đây:
Bảng 12. Kết quả phân tích phổ chất 12
δ (ppm) 6,57 6,07 5,43 5,26 4,49
Độ bội m m m m m
Số H 1H 1H 2H 1H 2H
Nhóm CH vòng CH lk π CH của CH2 CH của CH2 -OCH2
δ (ppm) 2,33 2,16 2,12 2,06
Độ bội dt d s s
Số H 3H 3H 3H 3H
Nhóm CH3 acyl CH3 CH3 CH3
Thật vậy, từ bảng giải phổ chất 12, dễ dàng nhận thấy các tín hiệu đặc trưng
của nhóm allyloxy: ở vị trí 6,07 ppm của CH trong liên kết –CH=CH2; vị trí 5,43
ppm và 5,26 ppm là 2 tín hiêu của 2H trong liên kết =CH2; vị trí 4,49 ppm của
nhóm – OCH2–. Ngoài ra, so với chất 11 thì chất 12 không còn peak chân rộng đặc
43
trưng của nhóm hydroxy. Kết luận, phổ cộng hưởng từ 1H đã chứng minh được
công thức cấu tạo của chất 1-Acetyloxy-4-allyloxy-2,3,6-trimethylbenzene.
3.6 Phản ứng chuyển vị Claisen
Sau khi thực hiện phản ứng ete theo Williamson, sản phẩm tiếp tục tiến hành
phản ứng chuyển vị Claisen. Phản ứng chuyển vị Claisen là một trong những phản ứng kinh điển quan trọng trong hóa hữu cơ17. Từ phản ứng này tạo ra liên kết C–C
mới được phát triển bởi nhà khoa học Rainer Ludwig Claisen. Trong đó dung môi
có vai trò quan trọng quyết định đến hiệu suất của phản ứng, dung môi tốt nhất thực
hiện chuyển vị là các dung môi hữu cơ phân cực. Cơ chế phản ứng:
Tính ưu việt của phản ứng là nếu không sử dụng thêm chất xúc tác, thì phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ (thường lớn hơn 100oC)và dung môi thích hợp có
thể tạo ra sản phẩm mới. Ngược lại muốn giảm nhiệt độ phản ứng, người ta thêm
bước phản ứng tạo ra nhóm hút điện tử vào vị trí cácbon liên kết với oxy. Quá trình
phân lập sản phẩm chính đơn giản, hiệu quả, và có thể áp dụng trong quy mô công
nghiệp. Sử dụng phản ứng chuyển vị Claisen với mục đích kéo dài mạch C-C là một
trong những tính mới của luận văn. Đây là phản ứng chìa khóa để thực hiện phản
ứng ghép chéo, từ đó thu được chất trung gian quan trọngtrong quá trình tổng hợp
dẫn xuất Coenzyme Q10.
44
Sơ đồ 10. Phản ứng chuyển vị Claisen
Như đã phân tích ở trên, phản ứng chuyển vị phụ thuộc vào nhiệt độ và dung
môi thích hợp, chúng tôi thực hiện khảo sát các điều kiện trên, từ đấytối ưu hóa điều
kiện để thu đượchiệu suất phản ứng cao nhất. Đầu tiên,chúng tôithực hiện phản ứng chuyển vị chất 5sử dụng dung môi DMF ở nhiệt độ 160oC trong điều kiện khí trơ.
Tuy nhiên, phản ứng không xảy ra, nguyên nhân do nhiệt độ phản ứng thấp chưa thể
phá vỡ năng lượng liên kết giữa O–C và hình thành nên liên C-C mới. Sau khi
nghiên cứu tài liệu tham khảo, chúng tôi thay đổi dung môi sử dụng 1,2- dichlorobenze và thực hiện phản ứng ở 180oC, phản ứng chuyển vị xảy ra. Phản ứng
thực hiện trong môi trường khí trơ nitơ, sau thời gian 24 giờ phản ứng,quan sát phản
ứngbằng sắc kýbản mỏng, từ phổ cộng hưởng từ hạt nhân cho thấy hiệu suất chuyển
hóađạt 100%. Với điều kiện khảo sát trên, tiếp tục thực hiện phản ứng chuyển vị với
chất 12, theo dõi phản ứng bằng sắc ký bản mỏng nhận thấy phản ứng chuyển hóa
hoàn toàn,nhưng trongthời gian ngắn hơn là 18 giờ.Hỗn hợp sau phản ứng,dễ dàng
phân lập bằng sắc ký cột silicagel.
Sản phẩm sau phản ứng được chứng minh bởi phổ cộng hưởng từ 1H và 13C.
45
Hình 10. phổ cộng hưởng từ 1H của chất 6
Từ hình 10, ta có bảng giải phổ cộng hưởng từ 1H của chất 4-hydroxy-3-allyl-
2-methylnaphthalenyl-1-acetate dưới đây:
Bảng 13. Kết quả phân tích cộng hưởng từ 1H của chất 6
δ (ppm) 8,10 7,66 7,46 6,03 5,36
Độ bội m m m m s
Số H 1H 1H 2H 1H 1H
Nhóm CH vòng CH vòng CH vòng CH lk π -OH
δ (ppm) 5,13 3,59 2,47 2,25
Độ bội m d s s
Số H 2H 2H 3H 3H
Nhóm CH2 lk π -OCH2- CH3 acyl CH3
Thật vậy, từ bảng giải phổ cộng hưởng từ chất 6 ta thấy rằng, tín hiệu singlet
đáy rộng ở vị trí 5,36 ppm, là tín hiệu đặc trưng của –OH gắn với vòng thơm; vị trí
6,03 ppm đặc trưng của nhóm -CH trong liên kết π của -CH=CH2. Điều đó chứng
minh, phản ứng chuyển vị Claisen đã thực hiện thành công.
46
Hình 11.Phổ cộng hưởng từ hạt nhân13C chất 6
Quan sát hình 11, ta có bảng giải phổ cộng hưởng từ 13C dưới đây:
Bảng 14. Phân tích vị trí các tín hiệu phổ của chất 6
δ(ppm) 169,56 147,55 138,24 134,87 126,53 126,39 126,32 125,11
Vị trí C C=O C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng C(CH lk π)
δ(ppm) 123,87 121,59 120,69 118,02 116,53 31,24 20,26 13,3
CH3 Ví trí C C vòng C vòng C vòng C vòng C(CH2 lk π) CH3 acyl C (CH2)
Từ kết quả giải phổ ta thấy ở vị trí: 169,56 ppm là tín hiệu đặc trưng của
cácbon cacbonyl; 134,87 ppm là tín hiệu đặc trưng cácbon CH của liên kết -
CH=CH2; 116,53 ppm là tín hiệu đặc trưng của cácbon -CH2- trong liên kết -
CH=CH2. Kết hợp với phổ proton ở trên, đã chứng minh được cấu trúc của sản
phẩm6 phù hợp với mục tiêu tổng hợp.
Tương tự cấu trúc của sản phẩm13 được chứng minh bởi phổ cộng hưởng từ
hạt nhân 1H và 13C.
47
Hình 12.Phổ cộng hưởng từ 1H chất 13
Từ hình 12, phổ proton của chất 3-Allyl-4-hydroxy-2,5,6-trimethylphenyl
acetate ta có bảng giải phổ dưới đây.
Bảng 15. Kết quả phân tích cộng hưởng từ 1H của chất 13
δ (ppm) 5,94 5,06 4,78 3,42 2,33 2,16 2,05
Độ bội m m s d s s s
Số H 1H 2H 1H 1H 3H 3H 6H
-OH Nhóm CH lk π CH2 lk π -OCH2 -CH3acyl -CH3 -CH3
Từ kết quả bảng 15, ta thấy không còn tín hiệu đặc trưng của proton 1H trong
vòng thơm, ở vị trí 4,78 ppm (singlet, 1H) là đặc trưng của nhóm –OH, vị trí 5,94
ppm đặc trưng của nhóm -CH trong liên kết π của -CH=CH2. Đây là những vị trí khác với phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của sản phẩm 12, từ đó chứng minh được
chất đã cho là sản phẩm của chuyển vị Claisen.
Tương tự phân tích phổ cộng hưởng từ 13C của chất 13 dưới đây:
48
Hình 13.Phổ cộng hưởng từ 13C chất 13
Quan sát hình 13 trên, ta có bảng giải phổ sau:
Bảng 16. Phân tích vị trí các tín hiệu phổ chất 13
δ(ppm) 169,6 150 141,7 135,38 127,51 126,29 121,58
Vị trí C C=O C vòng C vòng C vòng
δ(ppm) 121,23 C vòng C vòng C(CH lk π) 20,52 115,94 31,3 13,12 12,64 12,14
CH3 CH3 CH3 Ví trí C C vòng C(CH2 lk π) C (CH3 acyl) C (CH2)
Thật vậy, kết hợp hai phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C, có thể dễ dàng
chứng minh được cấu trúc củasản phẩm 13 (3-Allyl-4-hydroxy-2,5,6-
trimethylphenyl acetate).
3.7 Phản ứng bảo vệ nhóm hydroxy
Để thực hiện phản ứng ghép chéo xảy ra thuận lợi, chúng ta phải bảo vệ nhóm
–OH trong các sản phẩm 6 và 13. Chúng tôi đã phân tích ở mục 3.3 về phản ứng
acyl hóa, ở giai đoạn này không sử dụng xúc tác acid cho phản ứng acyl hóa, và
thay bằng xúc tác bazơ DMAP. Mặc dù phản ứng cho hiệu suất thấp hơn, nhưng
49
phản ứng xảy ra êm dịu, thực hiện ở nhiệt độ phòng, hạn chế được sản phẩm phụ.
Thu được sản phẩm lần lượt là 7 và 14, sản phẩm được chứng minh cấu trúc bởi phổ cộng hưởng từ 1H và 13C dưới đây:
Hình 14. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân1H chất 7
Từ hình 14, ta có bảng giải phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H như sau:
Bảng 17. Kết quả phân tích cộng hưởng từ 1H của chất 7
δ (ppm) 7,72 7,66 7,47 5,89 5,04 3,48 2,48 2,27
Độ bội m m m ddt m s d s
Số H 1H 1H 2H 1H 2H 2H 6H 3H
Nhóm CH lk π =CH2 - CH2 -CH3 CH vòng CH vòng CH vòng -CH3 acyl
So sánh với phổ cộng hưởng từ 1H chất 6 đã phân tích ở trên ta thấy: chất 7
hơn 3H của nhóm –COCH3 (phản ứng acyl hóa). Từ đó đã chứng minh được cấu
trúc của chất 7 là 1,4-diacetate-3-allyl-2-methylnaphthalene.
Tương tự như trên, từ phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H chất 14 có thể chứng
minh được cấu trúc của sản phẩm.
50
Hình 15. Phổ cộng hưởng từ 1H của chất 14
Quan sát và phân tích phổ hình 15 trên, ta có bảng giải phổ như sau:
Bảng 18. Kết quả phân tích cộng hưởng từ 1H của chất 14
δ (ppm) 5,79 4,97 3,28 2,33 2,05
Độ bội m dd d d d
Số H 1H 2H 2H 6H 9H
Nhóm -CH lk π =CH2 -CH2- -COCH3 -CH3
Từ bảng 18, ta có thể nhận thấy rằng chất 14 xuất hiện thêm 3H của nhóm -
COCH3, vậy trong sản phẩm không còn tín hiệu của nhóm –OH. Điều đó chứng
minh cấu trúc của sản phẩm chất 14 (2-Allyl-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene
diacetate) là phù hợp với mục tiêu tổng hợp.
3.8 Phản ứng ghép chéo sử dụng xúc tác Grubbs 2nd
Hinh 16. Cấu trúc xúc tác Grubbs thế hệ 2
51
Xúc tác Grubbs được biết đến là các phức của kim loại chuyển tiếp và cacben,
được dùng phổ biến trong phản ứng hoán vị olefiin. Người đầu tiên tìm ra và tổng hợp thành công là nhà hóa học Robert H. Grubbs29. Điển hình nhất là hai thế hệ xúc tác: Grubbs 1st và Grubbs 2nd. Ngược lại với các xúc tác hoán vị olefin khác, xúc tác
Grubbs không ảnh hưởng đến các nhóm chức khác trong alkene, phản ứng êm dịu
có thể thực hiện ở môi trường không khí và đặc biệt là sử dụng được trong nhiều
loại dung môi khác nhau. Chính vì thế, xúc tác Grubbs đã trở nên phổ biến trong tổng hợp hữu cơ. So với xúc tác Grubbs 1st (RuCl2(PPh3)3), thì xúc tác Grubbs 2nd
(dựa trên N-heterocyclic carben bão hòa -1,3-bis(2,4,6-
trimethylphenyl)dihydroimidazole) được sử dụng rộng rãi hơn bởi vì: hoạt tính cao
hơn, bền hơn ở trong môi trường không khí ẩm, và dễ dàng bảo quản trong phòng
thí nghiệm.
Phản ứng ghép chéo olefin là một trong những bước quan trọng nhất trong quá
trình tổng hợp chất chìa khóa của dẫn xuất Coenzyme Q10. Phản ứng ghép chéo được tiến hành thực nghiệm với xúc tác Grubbs 2nd trong dung môi CH2Cl2.Nguyên
nhân do trong quá trình phản ứng, thoát ra 1 đương lượng khí etylen, nên khi sử
dụng trong quy mô công nghiệp phải hết sức chú ý để tránh hiện tượng tăng áp suất
quá lớn, gây mất an toàn khi tiến hành phản ứng. Tuy vậy, sản phẩm sau phản ứng
có thể dễ dàng phân lập bằng phương pháp kết tinh lại. Bên cạnh đó, việc sử dụng
xúc tác trên đã cho kết quả ngoài mong đợi, định hình lựa chọncấu hình 100% là E,
điều mà các phương pháp nghiên cứu công bố trước đó chưa làm được. Đây cũng là
tính ưu việt của phương pháp nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất Coenzyme Q10 với phản ứng hoán vị olefin sử dụng xúc tác Grubbs 2nd.
Cơ chế phản ứng:
- Giai đoạn đầu tiên
52
- Gia đoạn hai của phản ứng
Sơ đồ 11. Cơ chế phản ứng Grubbs 2nd
Trong luận văn, đã tiến hành khảo sát tối ưu hóa các điều kiện để tăng hiệu
quả trong phản ứng ghép chéo olefin.
Bảng 19. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng
Dung môi
STT Xúc tác (%mol) 5 1 Sản phẩm 8 (%) - Sản phẩm 15 (%) - CH2Cl2
2 10 35,2 46,5 CH2Cl2
3 20 32,7 37,1 CH2Cl2
4 10 45,4 67,6 Methyl methacrylate
Quan sát kết quả khảo sát ở trên ta nhận thấy: nếu hàm lượng xúc tác so với
chất đầu tăng lên thì hiệu suất cũng tăng lên. Tuy nhiên khi hàm lượng hơn 10% so
với chất đầu thì hiệu suất giảm xuống, nguyên nhân có thể do hiện tượng dimer hóa,
hàm lượng xúc tác lớn thì thuận lợi cho phản ứng tạo dimer từ đó làm giảm hiệu
suất của phản ứng. Ngoài ra, điều đặc biệt khi không sử dụng dung môiCH2Cl2 mà
sử dụng trực tiếp methyl methacrylate (chất phản ứng) dư làm dung môi phản ứng,
thì hiệu quả phản ứng tăng lên đáng kể. Kết luận với lượng hàm lượng xúc tác 10%
(mol), và dùng lượng dư chất đầu methyl methacrylate thì hiệu suất phản ứng ghép
53
chéo olefinxúc tác Grubbs 2nd đạt hiệu quả cao nhất, sản phẩm 8đạt hiệu suất 45,4%,
sản phẩm 15 đạt hiệu suất 67,6%.
Cấu trúc của sản phẩm 8 và 15 được chứng minh thông qua phổ cộng hưởng
từ hạt nhân 1H và 13C dưới đây.
Hình 17. Phổ cộng hưởng hạt nhân 1H chất 8
Quan sát và phân tích hình 17 trên, ta có bảng giải phổ các tín hiệu đặc trưng
trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân trên.
Bảng 20.Các tín hiệu đặc trưng của chất 8
δ (ppm) 7,70 7,48 6,67 3,69 3,56 2,48 2,24 2,01
Độ bội m m td s d d s s
Số H 2H 2H 1H 3H 2H 6H 3H 3H
Nhóm CH CH CH lk -OCH3 -CH2- -CH3 -CH3 lk -CH3
vòng vòng π acyl CH=CH
Từ kết quả bảng 20, ta thấy được các tín hiệu đặc trưng ở vị trí: 6,67 ppm là
của H trong liên kết –CH=; 3,69 ppm (singlet – 3H) của nhóm -OCH3; 3,56 ppm
(doublet – 2H) chân rộng của –CH2–; 2,24 ppm (singlet – 3H) của nhóm –CH3 liên
kết với liên kết –CH=CH–.
54
Phân tích với phổ cộng hưởng từ 13C chất 8[(E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-
en-1-yl)-3-methylnaphthalene -1,4-diyl diacetate] dưới đây.
Hình 18. Phổ cộng hưởng từ 13C chất 8
Quan sát và phân tích phổ 13C ở hình 18, ta có bảng kết quả giải phổ dưới đây:
Bảng 21. Kết quả giải phổ 13C chất 8
δ(ppm) 169,21 168,14 142,79 142,67 138,70 128,41 127,91
Vị trí C CO 2CO C vòng C vòng C vòng C vòng C vòng
δ(ppm) 126,8 126,68 126,53 126,48 126,14 121,45 121,28
Vị trí C C vòng C vòng C vòng C vòng C lk π C vòng C lk π
δ(ppm) 51,8 27,71 20,64 20,61 13,28 12,75
Vị trí C -OCH3 CH2 CH3acyl CH3acyl CH3lkπ CH3
Từ kết quả phân tích trên và kết quả phổ cộng hưởng từ 1H chất 8, đã chứng
minh được sản phẩm có cấu trúc phù hợp với mục tiêu tổng hợp.Bên cạnh đó, để
chứng minh sản phẩm ghép chéo cấu hình tuyệt đối của sản phẩm, ta sử dụng phổ
NOESY dưới đây.
55
Hình 19. Phổ NOESY chất 8
Thật vậy, từ kết quả hình 19 ở trên ta thấy rằng tín hiệu đặc trưng của nhóm -
CH2 chỉ tương tác với với 2 tín hiệu (nhóm -CH3 trong liên kết π và nhóm -CH3
liên kết trực tiếp với vòng thơm) cho 2 tín hiệu nhỏ ở trên phổ. Ngoài ra không thấy
tín hiệu tương tác nào khác, điều đó chứng minh được cấu hình của chất 8[(E)-2-(4-
methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3-methylnaphthalene -1,4-diyl diacetate] là 100%
cấu hình E.
Đối với sản phẩm 15 cũng với cách chứng minh cấu trúc dựa vào phổ cộng
hưởng từ 1H, 13C và phổ NOESY ta có:
56
Hình 20. Phổ cộng hưởng từ 1H của chất 15
Từ phổ proton hình 20, ta có bảng giải phổ cộng hưởng từ 1H 15 [(E)-2-(4-
methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene diacetate] như sau:
Bảng 22. Kết quả phổ cộng hưởng từ 1H chất 15
δ (ppm) 6,58 3,69 3,36 2,33 2,05 1,96
Độ bội td d s d d d
Số H 1H 3H 2H 6H 9H 3H
Nhóm CH lk π -OCH3 -CH2- -CH3 acyl -CH3 -CH3
Từ kết quả bảng 22, ta thấy được các peak đặc trưng ở vị trí: 6,58 ppm là của
H trong liên kết –CH=; 3,69 ppm (singlet – 3H) của nhóm -OCH3;3,56 ppm
(doublet – 2H) chân rộng của –CH2–. Thấy các tín hiệu phù hợp với cấu trúc chất
15 [(E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene
diacetate].
57
Hình 21. Phổ cộng hưởng từ 13C chất 15
Quan sát và phân tích phổ 13C ở hình 21 ta có bảng kết quả chất 15 [(E)-2-(4-
methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene diacetate] dưới đây:
Bảng 23. Kết quả giải phổ 13C chất 15
δ(ppm) 168,24 145,99 145,57 139,30 128,56 127,83 127,22
Vị trí C 3CO C vòng C vòng C vòng 2C vòng CH lk π C vòng
δ(ppm) 51,74 27,48 20,55 20,5 13,24 12,84 12,65
Vị trí C OCH3 CH2 CH3 acyl CH3 acyl CH3 CH3 CH3
Từ kết quả phân tích trên và kết quả phổ cộng hưởng từ 1H chất 15 [(E)-2-(4-
methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene diacetate], đã chứng
minh được sản phẩm có cấu trúc đúng với mục tiêu tổng hợp.
58
Hình 22. Phổ NOESY chất 15
Thật vậy, từ kết quả hình 22 ở trên ta thấy rằng tín hiệuđặc trưng của nhóm -
CH2 chỉ tương tác với với 2 tín hiệu đặc trưng khác (CH3 trong liên kết π và CH3
liên kết với vòng thơm) cho 2 tín hiệu nhỏ ở trên phổ. Từ đó kết luận được rằng,
chất 15 (E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-
phenylenediacetate có 100% cấu hình E.
59
KẾT LUẬN
Coenzyme Q10 có vai trò hết sức quan trọng đối với sức khỏe con người, được
sử dụng phổ biến như một loại thuốc chống các bệnh về tim mạch. Mặc dù
Coenzyme Q10 đã được sản xuất bằng lên men vi sinh đã được áp dụng trên quy mô
công nghiệp, tuy nhiên vẫn chưa có sản phẩm thương mại nào đi từ con đường tổng
hợp toàn phần. Với mong muốn có thể sản xuất quy mô công nghiệp bằng con
đường tổng hợp, chúng tôi đã nghiên cứu thành công phương pháp tổng hợp chất
chìa khóa của dẫn xuất Coenzyme Q10sử dụng 2 bước phản ứng quan trọng đó là: Chuyển vị Claisen, và phương pháp hoán vị Olefin sử dụng xúc tác Grubbs 2nd.
Chúng tôi đã tổng hợp được 2 dẫn xuất Coenzyme Q10 với cấu hình tuyệt đối
là 100% E. Cấu trúc hóa học của hợp chất 8[(E)-2-(4-methoxy-3-methylbut-2-en-1-
yl)-3-methylnaphthalene -1,4-diyl diacetate] và chất 15 [(E)-2-(4-methoxy-3-
methylbut-2-en-1-yl)-3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene diacetate] được chứng minh bởi dữ liệu cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C và NOESY. Hiệu suất của tổng của 2 quá
trình đối với chất 15 là 20,4%, chất 8 là 10,2%.Đã công bố 01 bài báo trên tạp chí
khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội.
Trong thời gian tới, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứutối ưu hóa các điều kiện
phản ứng để tăng được hiệu suất quá trình tổng hợp, khảo sát và thử hoạt tính sinh
học của các dẫn xuất này. Từ đó có thể nâng quy mô phòng thí nghiệm lên thành
quy mô công nghiệp, mục tiêu đưa chúng trở thành sản phẩm thương mại (những
dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao), phục vụ cho sức khỏe của con người.
60
CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
Le Minh Dong, Nguyen Thu Trang, Pham Van Phong, Mac Dinh Hung,
(2016), Synthesis of Key Intermediate of Coenzyme Q10 Analogues. VNU Journal
of Science, 32 (3), 235-239.
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đào Thị Lương, Trần Thị Lệ Quyên (2009) Tuyển chọn và nghiên cứu đặc
điểm
phân loại của các chủng nấm men sinh CoQ10, phân lập ở Việt Nam. Tạp chí
Di truyền học và ứng dụng, Chuyên san Công nghệ Sinh học số 5, pp. 8-14.
2. Trần Thị Lệ Quyên, Đào Thị Lương (2010) Phân loại và nghiên cứu điều
kiện nuôi thích hợp cho sinh trưởng và tổng hợp Coenzyme Q10 ở chủng nấm
men PL5-2. Tạp chí Di truyền học và ứng dụng - Chuyên san Công nghệ sinh
học sô 6, pp.7-13.
Tiếng Anh
3. Aberg F, Appelkvist E.L, Dallner G, Ernster L. (1992),Distribution and redox
state of ubiquinone in rat and human tissue. Archives of Biochemistry and
Biophysics, 295(2), pp. 230-234.
4. B Min, D.U.Ahn.(2005), Mechanism of lipid peroxidation in meat and meat
products. Food Science Biotechnology, 14, pp. 152-163.
5. CarrG, ExellG. (1965), Ubiquinone concentrations in Athiorhodaceae grown
under various environmental conditions. Biochemistry, 96, pp. 688-692
6. Cheng B, YuanQ. P, LiW. (2010), Enhanced Production of Coenzyme Q10 by
Overexpressing HMG-CoA Reductase and Induction with Arachidonic Acid
in Schizosaccharomyces pombe. ApplyBiochemistry technology, 160, pp. 523–
531.
7. CheongS.R, Sang Y.K, JungK, HyeonX, SukJ.H. (2008), Fermentation
process for preparing Coenzyme Q10 by the recombinant Agrobacterium
Tumefaciens. Patent Application Publication.
8. ChoiG.S, KY.S, SeoJ. H, RyuY.W.(2005), Restricted electron flux increases
Coenzyme Q10 productionin Agrobacterium tumefaciens ATCC4452. Process
Biochemistry 40, pp. 3225–3229.
62
9. ChoiJ, Ri Y, ParkY, SeoJ. (2009), Synergistic effects of chromosomal ispB
deletion and dxs overexpression on coenzyme Q 10 production in
recombinant Escherichia coli expressing Agrobacterium tumefaciens dps
gene. Journal Biotechnology 144(1), pp. 64 – 69.
10. ConklinK. A.(2000), Dietary antioxidant during cancer chemotherapy: impact on chemotherapeutic effectiveness and development of side effects.
Nutrient Cancer 37(1), pp. 1–18.
11. Donald E.W, Carl H.H, Nelson R.T, Byron H.A, Clifford H.S, Bruce O.L,
James F.M, Folkers K.(1958), Coenzyme Q.I. Structure studies on the
coenzyme Q group. Journal American ChemistrySociety, 80, pp. 4752-4752.
12. Ernster L, Dallner G. (1995),Biochemical, physiological and medical aspects of
ubiquinone function. Biochimica et Biophysica Acta, 1271(1), pp. 195-204.
13. Eun-Taek Oh, Sangho Koo, et al.(2012)Synthesis of Coenzyme Q10.
European Journal of Organic Chemistry, 26, pp. 627-637.
14. Folkers K, Vadhanavikit S,Mortensen S.A.(1985),Biochemical rationale and
myocardial tissue data on the effective therapy of cardiomyopathy with
coenzyme Q10. Proceeding of the National Academy of Sciences USA, 82(3),
pp. 901-904.
15. FredZ, Esther B, DanielS. (2006),Preparation and Properties of Coenzyme
Q10 Nanoemulsions. Cosmetic Science Technology.
16. Goldstein G.T, Brown M.S. (1990), Regulation of the mevalonate pathway.
Nature. 343, pp. 425-430.
17. Gozzo F.C, Fernandes S.A, Rodrigues D.C, Eberlin M.N, Marsaioli A.J.
(2003),Regioselectivity in Aromatic Claisen Rearrangements. Journal of
chemistry, 68, pp. 5493-5499.
18. HaS.J, Ka S.Y, Seo J.H, Moon H.J, LeeK.M, LeeJ.K. (2007b), Controlling
the sucrose concentration increases Coenzyme Q10 production in fed-batch
culture of Agrobacterium tumefaciens. Applied Microbiology and
Biotechnology 76, pp. 109-116.
63
19. HaS.J, Ka S.Y, Seo J.H, Ho D.K, Lee J.K. (2007a), Optimization of culture
conditions and scale-up to pilot and plant scales for Coenzyme Q10
production by Agrobacterium tumefaciens. Apply Microbiol Biotechnol, 74,
pp. 974-980
20. HoppeU, BergemannaJ, DiembeckaW.(1999), Coenzyme Q10, a cutaneous
antioxidant and energizer. BioFactors, 9, pp. 371–378.
21. Langsjoen P.H, Langsjoen P.H, WillisR, Folkers K. (1994), Treatment of
essential hypertension with Coenzyme Q10. The Molecular Aspects of
Medicine, Vol. 15 (Supplement), pp S287-S294.
22. LangsjoenP.H, LangsjoenA.(1999), Overview of the use of CoQ10 in
cardiovascular disease. Biofactors, 9(2–4), pp. 273–84.
23. Lipshutz B.H, MollardP, Pfeiffer S.S, Chrisman W.(2002). Improved
synthesis of the “Miracle Nutrient”. Journal American ChemistrySociety, 124,
pp. 14282-14283.
24. Littarru G.P, Ho L, Folkers K. (1972),Deficiency of Coenzyme Q10 in human heart
disease.International Journal for Vitamin and Nutrition Research, 42(2), pp. 291-
292.
25. LiuJ, Wang L.N, Zhan S.Y, XiaY. (2012), "WITHDRAWN: Coenzyme Q10 for
Parkinson's disease". Cochrane Database Syst Rev. 5: CD008150.
26. Lockwood K, Moesgaard S, Folkers K.(1994),Partial and Complete
Regression of Breast Cancer in Patients in Relation to Dosage of Coenzyme
Q10. Biochemical and Biophysical Research Communications, 99, pp. 1504–
1508.
27. Lockwood K, Moesgaard S, Yamamoto T, Folkers K.(1994), Progress on
the regression of therapy of breast cancer with vitamin Q10 and
metastases.Biochemical and Biophysical Research Communications, 212, pp.
172–177.
28. Lonnrot K, Metsa K.T, Molnar G, Ahonen J.P, Latvala M, Peltola J, Pietila T,
Albo H.(1996), The effect of ascorbate and ubiquinone supplementation on
64
plasma and CSF total antioxidant capacity. Free Radical Biology and Medicine, 21,
pp. 211-217.
29. Love J.A, Sanford M.S, Day M.W, Grubbs R.H.(2003),Synthesis, Structure,
and Activity of Enhanced Initiators for Olefin Metathesis.Journal American
ChemistrySociety, 125, pp. 10103-10109.
the mitochondrial 30. Mark H.G. (2012),Coenzyme Q10 and riboflavin:
connection Headache Review, 52(2), pp.81-88.
31. MatsumuraM, KobayashiT, AibaS. (1983), Anaerobic production of
ubiquinone-10 by Paracoccus dentrificans. EuropeanMicrobiology
Biotechnology, 17, pp. 85–89.
32. MichaelR.S (2010) Coenzyme Q10 Biosynthesis in Plants. A dissertation
submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University in
partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.
33. Mitchell P.(1976),Possible molecular mechanisms of the protonmotive
function of cytochrome systems.Journal of Theoretical Biology, 62, pp. 327-367.
34. MiyakeY, ShouzuA, NishikawaM.(1999), Effect of treatment with 3-hydroxy-
3-methylglutaryl coenzyme A reductase inhibitors on serum Coenzyme Q10 in
diabetic patients. Arzneimittelforschung, 49, pp. 324-329.
35. MolyneuxS.L. (2006) Development of assays for Coenzyme Q10 and their
application in clinical trials. A thesis submitted in partial fulfilment of the
requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Chemistry in the
University of Canterbury.
36. Morton R.A, Wilson G.M, Lowe J.S, Leat W.M.F. (1957), Ubiquinone. In:
Chemical Industry, pp. 1649-1653.
37. MunkholmH, HansenH, RasmussenK. (1999) Coenzyme Q10 treatment in
seriousheart failure. Biofactors 9, pp. 285–289.
38. NarendraK.S, PusphaA, SujataA.S, BhavanaB.K. (2012), Fermentation,
media optimization studies for Coenzyme Q10 production by Saccharomyces
cerevisiae. International research journal of pharmacy ISSN pp. 2230 – 8407
65
39. Negishi E.(1987), Acc. Chem. Res, 20, pp 65; Van Horn D.E, Negishi E.
(1978),Selective carbon-carbon bond formation via transition metal catalysts.
Controlled carbometalation. Reaction of acetylenes with organoalane-
zirconocene dichloride complexes as a route to stereo- and regio-defined
trisubstituted olefins. Journal American Chemistry Society, 100, pp. 2252-2254.
40. PapasA. M. (1999), Other antioxidants”. Antioxidant status, diet, nutrition,
and health. New York: CRC Press LLC, pp. 231–48.
41. Pringsheim T, Davenport W, Mackie G, Worthington I, Aube M, Christie S.N,
Gladstone J, Becker W.J.(2012), Canadian Headache Society guideline for
migraine prophylaxis. Cancer Journal Neurol Science, 39(2), pp. 1-59.
42. SauchetN, LaplanteS.(2006),Coenzyme Q10 Contents in Foods and Fortification
Strategies. Journal Food CompositeAnalysis, 20, pp. 403-410.
43. ScaglioneF, BarbieriB, LundstromB, LundB (1999), Coenzyme Q10
administration increases antibody titer in hepatitis B vaccinated volunteers–A
single blind placebo–controlled and randomized clinical study. Biofactors, 9,
pp. 351–357.
44. SeoM.J, KimS.O. (2010), Effect of Limited Oxygen Supply on Coenzyme Q10
Production and Its Relation to Limited Electron Transfer and Oxidative
Stress in Rhizobium radiobacter T6102. Journal Microbiology Biotechnology,
20(2), pp. 346–349
45. SergeL, NathalieS, Piotr B.(2009),Lipids composition of different regions of the
human brain during aging.European Journal Lipid of Science and Technology,
111, pp.135–141.
46. Shindo Y, Witt E, Han D, Epstein W, Packer L.(1994),The Journal of
Investigative Dermatology, 102(1), pp.122-126.
47. Shults C.W.(2003),Coenzyme Q10 in neurodegenerative diseases. Current
Medicinal Chemistry, 10, pp. 1917-1921.
66
48. Shults C.W, Flint Beal M, Song D, Fontaine D. (2004),Pilot trial of high
dosage of coenzyme Q10 in patients with Parkinson’s disease. Exp. Neurol,
188, pp. 491-494.
49. Tian Y. (2010), Improvement of cultivation medium for enhanced production
of Coenzyme Q10 by photosynthetic Rhodospirillum rubrum. Biochemical
Engineering Journal, 51, pp. 160–166.
50. Tran U.C, Clarke C.F. (2007), Endogenous synthesis of coenzyme Q in
eukaryotes, Mitochondrion 7S, pp. 62-67.
51. UrakamiT, YoshidaT. (1993), Production of ubiquinone and bacterio chloro-
phyll a by Rhodobacter sphaeroides and Rhodobacter sulfidophilus.Journal of
Ferment Bioeng, 76(3), pp. 191-194.
52. WattsG.F, PlayfordD.A, CroftK.D. improves (2002),Coenzyme Q10
endothelial dysfunction of the brachial artery in Type II diabetes mellitus.
Diabetologia, 45, pp. 420-426.
53. WeberC, Bysted A, HolmerG. (1997), Coenzyme Q10 content of the average
Danish diet. International Journal for Vitamin and Nutrition Research, 67, pp. 123–
129.
54. Williamson A.(1850), Philosophical Magazine S3, 37(251), pp. 350-356.
55. YalcinA, KilincE, SagcanA, KultursayH. (2004), Coenzyme Q10 concen-
trations in coronary artery disease. Clinical Biochemistry, 37, pp. 706–9
56. YoshidaH, KotaniY. (1998), Production of ubiquinone-10 using bacteria.
ournal of General and Applied Microbiology, 44, pp. 19–26.
57. Yu X.J, Dai H.F, Chen F.E.(2007), An Improved C5 + C45 Approach to the
Stereoselective Synthesis of Coenzyme Q10 via Metal – Halogen Exchange
Strategy. Helvetica Chimica Acta, 90, pp. 967-971.
58. ZhangZ, InserraP.F, WatsonR.R. (1997), “Antioxidants and AIDS”.
Antioxidants and disease prevention. New York, CRC Press LLC, pp. 31–43.
59. ZhongW, FangJ, Liu.H, WangX. (2009), Enhanced production of CoQ10 by
newly isolated Sphingomonas sp. ZUTEO3 with a coupled fermentation–
67
extraction process. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 36,
pp. 687–693.
H ì n h
1
.
P h ổ
c ộ n g
h ư ở n g
t ừ 1 3
PHỤ LỤC
C c h ấ t 3
68
H ì n h 2
.
P h ổ
c ộ n g
1 0
h ư ở n g
t ừ 1 3
C c h ấ t
69
H ì n h 3
.
P h ổ
c ộ n g
h ư ở n g
t ừ 1 3
C c h ấ t 5
70
H ì n h 4
.
P h ổ
c ộ n g
h ư ở n g
t ừ 1 3
C c h ấ t 1 2
71
H ì n h 5
.
P h ổ
c ộ n g
h ư ở n g
t ừ 1 3
C c h ấ t 7
72
H ì n h 6
.
P h ổ
c ộ n g
h ư ở n g
t ừ 1 3
