Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Phân tích cấu trúc một số dẫn chất chứa Triecpenoit và AZT bằng các phương pháp phổ hiện đại

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm sử dụng các phương pháp phân tích phổ hiện đại: 1H-NMR, 13CNMR, IR, MS để xác định cấu trúc của một số dẫn xuất chứa tritecpenoit và AZT. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của Luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Phân tích cấu trúc một số dẫn chất chứa Triecpenoit và AZT bằng các phương pháp phổ hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC –––––––––––––––––––––– NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CHỨA TRITECPENOIT VÀ AZT BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC –––––––––––––––––––––– NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CHỨA TRITECPENOIT VÀ AZT BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI Chuyên ngành: Hoá Phân tích Mã số : 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG THỊ TUYẾT ANH THÁI NGUYÊN - 2017
LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến và T.S Đặng Thị Tuyết Anh đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Hóa Dược và các em sinh viên phòng Hóa Dược đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành luận văn. Em xin cảm ơn các thầy cô khoa Hóa Học - Trường Đại Học Khoa Học Thái Nguyên đã trang bị cho em kiến thức để tiếp cận với các vấn đề nghiên cứu khoa học, và các anh chị, các bạn học viên lớp K9B- lớp Cao học Hóa đã trao đổi và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi, bạn bè và đồng nghiệp của tôi - những người đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này. Hà nội, ngày 15 tháng 5 năm 2017 Học viên Nguyễn Thị Bích Thủy a
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... a MỤC LỤC ......................................................................................................... b DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................... d DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ............................................................. e MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 1 1.1. Tổng quan về một số phương pháp phân tích phổ hiện đại ....................... 2 1.1.1. Phân tích cấu trúc các hợp chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR.................................................................... 2 1.1.2. Phân tích cấu trúc của hợp chất bằng phương pháp phổ khối lượng (MS) ....................................................................................................... 3 1.1.3. Phân tích của trúc của một chất bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) ......................................................................................................... 5 1.2. Tổng quan về lớp chất tritecpenoit và các thuốc chống HIV .................... 6 1.2.1. Hợp chất tritecpenoit ............................................................................... 6 1.2.2. Nhóm các thuốc chống HIV /AIDS ........................................................ 8 1.2.3. Tổng hợp các hợp chất lai tritecpen-triazole với AZT ........................... 9 Chương 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................ 14 2.1. Hóa chất và thiết bị .................................................................................. 14 2.1.1.Hóa chất và dung môi ............................................................................ 14 2.1.2. Thiết bị xác định cấu trúc ...................................................................... 14 2.1.3. Xác định cấu trúc của các sản phẩm tổng hợp được ............................ 15 2.2. Tổng hợp một số dẫn chất lai của tritecpenoit với AZT qua cầu nối amit-triazole .................................................................................................... 15 2.2.1 Tổng hợp chất 54.................................................................................... 15 2.2.2. Tổng hợp chất 55................................................................................... 16 b
2.2.3. Tổng hợp chất 57................................................................................... 17 2.2.4. Tổng hợp chất 58................................................................................... 19 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 21 3.1. Tổng hợp cấu trúc lai của axit betulinic với AZT qua cầu amit-triazole..21 3.1.1. Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất amit 54 .......................... 22 3.1.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất chứa acid betulinic và AZT.. 24 3.2. Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất chứa dẫn xuất triterpenoit 57 và AZT .................................................................................... 27 3.2.1 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất amit 57 ........................... 28 3.2.2 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hợp chất lai giữ triterpenoit 57 và AZT ............................................................................................................ 29 KẾT LUẬN .................................................................................................... 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 34 c
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 13 C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (13C Nuclear Magnetic Resonance) 1 H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic Resonance) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) MS Phổ khối lượng va chạm điện tử (Electron Impact-Mass Spectrometry) H, C Độ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon ppm Phần triệu ( parts per million ) s Singlet dd Double doulet m multiplet t triplet Hep-G2 Ung thư gan người DCC N,N’-dicylclohexylcarbodiimide HOBt 1-hydroxybenzotriazole DIPEA N,N-diisopropylethylamine t-BuOH tert-Butanol DMF Dimethylformamide DMSO Dimethyl sulfoxide TMS Tetrametyl Silan (chất chuẩn) EtOAc Ethylacetat h Giờ NRT 2’,3’-Dihydroxynucleozit d4T Stavudin AZT Azidothymidine 3TC Lamivudin ddI Didanosin d
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình: Hình 1.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat ................................ 3 Hình 1.2. Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2) ................................... 5 Hình 1.3. Phổ hồng ngoại của benzyl ancol...................................................... 6 Hình 3.1: Phổ 1H-NMR của chất 54 ............................................................... 24 Hình 3.2: Phổ 13C-NMR của chất 54 .............................................................. 24 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của chất 55 ............................................................... 25 Hình 3.4: Phổ 13C-NMR của chất 55 .............................................................. 26 Hình 3.5: Phổ 1H-NMR của chất 58 ............................................................... 31 Hình 3.6: Phổ 13C-NMR của chất 58 .............................................................. 32 Sơ đồ: Sơ đồ 1.1.......................................................................................................... 10 Sơ đồ 1.2.......................................................................................................... 10 Sơ đồ 1.3.......................................................................................................... 11 Sơ đồ 1.4.......................................................................................................... 12 Sơ đồ 1.5.......................................................................................................... 13 Sơ đồ 3.1.......................................................................................................... 22 Sơ đồ 3.1,1....................................................................................................... 22 Sơ đồ 3.1.2....................................................................................................... 25 Sơ đồ 3.2 ......................................................................................................... 28 Sơ đồ 3.2.1....................................................................................................... 28 Sơ đồ 3.2.2....................................................................................................... 30 e
MỞ ĐẦU Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp các thuốc có cấu trúc lai, chứa hai thuốc có cơ chế tác dụng khác nhau hoặc hai hợp chất có hoạt tính sinh học khác nhau nhằm tạo ra hợp chất lai có tính năng vượt trội hơn so với các chất ban đầu. Gần đây, xuất hiện một số công trình nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư và HIV của các hợp chất có cấu trúc lai bao gồm một thuốc ức chế enzym phiên mã ngược và một thuốc loại ức chế HIV proteaza, hoặc một thành phần nucleozit ức chế HIV phiên mã ngược (NRTI) và phần thuốc không phải là nucleozit ức chế enzym phiên mã ngược (NNRTI). Rất nhiều hợp chất tổng hợp có hoạt tính chống HIV cao hơn nhiều so với các thuốc ban đầu. Nhóm các thuốc chống HIV/AIDS ức chế enzym phiên mã ngược nucleozit có chứa 2’,3’-dihydroxynucleozit (NRT) là nhóm chất quan trọng nhất của các chất chống HIV/AIDS, gồm có zidovudin (AZT), stavudin (d4T), didanosin (ddI), lamivudin (3TC).... Các tritecpenoit như là axit betulinic, betulin, axit oleanoic và axit ursolic có hoạt tính chống HIV rất tốt. Một số dẫn xuất tritecpenoit đã được nghiên cứu lâm sàng. Việc tổng hợp các hợp chất có chứa một thuốc chống HIV(AZT) và một tritecpenoit có hoạt tính chống HIV như đã nói ở trên là vấn đề hết sức lý thú, mới mẻ và có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao. Hiện nay trên thế giới mới chỉ có một vài công trình nghiên cứu về lớp chất này. Trong nước có nhóm nghiên cứu của GS Nguyễn Văn Tuyến và TS Đặng Thị Tuyết Anh đã có một vài công bố về lớp chất này. Tiếp theo các công trình nghiên cứu trước đây, luận văn của chúng tôi đã tiến hành lựa chọn đề tài: “Phân tích cấu trúc một số dẫn chất chứa Triecpenoit và AZT bằng các phương pháp phổ hiện đại ”. Đây là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Mục tiêu chính của luận văn: Sử dụng các phương pháp phân tích phổ hiện đại: 1H-NMR, 13C- NMR, IR, MS để xác định cấu trúc của một số dẫn xuất chứa tritecpenoit và AZT. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về một số phương pháp phân tích phổ hiện đại 1.1.1.Phân tích cấu trúc các hợp chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (CHTHN) [1-2] là phương pháp vật lý hiện đại nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất hữu cơ. Phương pháp phổ biến được sử dụng là phổ 1H-NMR và 13C-NMR. Hạt nhân của nguyên tử 1H và 13 C có momen từ. Nếu đặt proton trong từ trường không đổi thì moment từ của nó có thể định hướng cùng chiều hay ngược chiều với từ trường. Đó là spin hạt nhân có tính chất lượng tử với các số lượng tử +1/2 và -1/2 . Độ chuyển dịch hóa học : Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt nhân 1H và 13C trong phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau. Đặc trưng cho các hạt nhân 1H và 13C trong phân tử có độ chuyển dịch hóa học δ; đối với hạt  TMS  x 6 nhân 1H thì:   .10 ( ppm) o Trong đó: νTMS, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn TMS và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ. Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyển dịch hóa học được định nghĩa một các tổng quát như sau:  chuan  x 6  .10 ( ppm) o Trong đó: νchuan, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ. Hằng số chắn σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao quanh hạt nhân nguyên tử, do đó tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H và 13C trong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó khác nhau dẫn đến chúng có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó độ chuyển dịch hóa học của mỗi hạt nhân khác nhau. Theo đó proton nào cộng hưởng ở trường yếu hơn sẽ có độ chuyển dịnh hóa học lớn hơn. 2
Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có mặt trong chất được khảo sát. Giá trị độ chuyển dịch hóa học không có thứ nguyên mà được tính bằng phần triệu (ppm). Đối với 1H-NMR thì δ có giá trị từ 0-12 ppm, đối với 13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm. Hình 1.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat Hằng số tương tác spin-spin J: Trên phổ NMR, mỗi nhóm hạt nhân không tương đương sẽ thể hiện bởi một cụm tín hiệu gọi và vân phổ, mỗi vân phổ có thể bao gồm một hoặc nhiều hợp phần. Nguyên nhân gây nên sự tách tín hiệu cộng hưởng thành nhiều hợp phần là do tương tác của các hạt nhân có từ tính ở cạnh nhau. Tương tác đó thể hiện qua các electron liên kết. Giá trị J phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân tương tác, số liên kết và bản chất các liên kết ngăn giữa các tương tác. Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa các hợp phần của một vân phổ. Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta có thể rút ra kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân có tương tác với nhau. 1.1.2. Phân tích cấu trúc của hợp chất bằng phương pháp phổ khối lượng (MS) Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số khối z = m/e. Sau 3
đó phân tách các ion này theo số khối và ghi nhận được phổ khối lượng. Dựa vào phổ khối này có thể xác định phân tử khối và cấu tạo phân tử của chất nghiên cứu [1-2]. Để phá vỡ phân tử người ta có nhiều phương pháp: bắn phá bằng dòng electron (EI), phương pháp ion hóa hóa học (CI), phương pháp bắn phá nguyên tử nhanh (FAB)… Dùng dòng eclectron có năng lượng cao để bắn phá phân tử là phương pháp hay được sử dụng nhất. Khi bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa sẽ trở thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặc bị phá vỡ thành các ion và các gốc theo sơ đồ: ABC 2e (1) > 95% ABC e 2 ABC 3e (2) ABC- Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm hơn 95%, còn lại là các ion mang điện tích +2 và điện tích âm (-). Năng lượng bắn phá các phân tử thành ion phân tử khoảng 10 eV. Nhưng với năng lượng cao thì ion phân tử có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+), hoặc các ion gốc, các gốc, hoặc phân tử trung hòa nhỏ hơn, nên người ta thường thực hiện bắn phá các phân tử ở mức năng lượng 70 eV. ABC A BC ABC AB B AB A B Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá. Quá trình này gọi là quá trình ion hóa. Các ion ion dương hình thành đều có khối lượng m và mang điện tích e, tỉ số m/e được gọi là số khối z. Bằng cách nào đó tách các ion có số khối khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng, rồi vẽ đồ thị biểu diễn mối liên quan giữa xác suất có mặt (hay cường độ I) và số khối z thì đồ thị này được gọi là phổ khối lượng (Hình 1.2). 4
Hình 1.2. Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2) Như vậy, khi phân tích phổ khối lượng người ta thu được khối lượng phân tử của chất nghiên cứu, từ các pic mảnh ion trên phổ đồ có thể xác định được cấu trúc phân tử và tìm ra qui luật phân mảnh. Đây là một trong những thông số quan trọng để qui kết chính xác cấu trúc phân tử của một chất cần nghiên cứu khi kết hợp nhiều phương pháp phổ với nhau. 1.1.3. Phân tích của trúc của một chất bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại cho nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất [1-2]. Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng bước sóng khoảng 10-4 đến 10-6 m. Nó nằm giữa vi sóng và ánh sáng khả kiến. Phần của vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu trúc nằm trong giữa 2,5x10-4 và 16x10-6 m. Đại lượng được sử dụng nhiều trong phổ hồng ngoại là số sóng (cm-1), ưu điểm của việc dùng số sóng là chúng tỷ lệ thuận với năng lượng . Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạ hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng thái dao động cao hơn. Có 2 lại dao động khi phân tử bị kích thích là dao động hóa trị và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm thay đổi độ dài liên kết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi góc liên kết. 5
Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sóng của bức xạ hồng ngoại được gọi là phổ hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụ ứng với những dao động đặc trưng của nhóm nguyên tử hay liên kết nhất định, (Hình 1.3). Hình 1.3. Phổ hồng ngoại của benzyl ancol Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc trưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết trong phân tử. Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại của các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vân ngón tay. Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng ngoại thường được làm dẫn chứng cho hai hợp chất giống nhau. Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu được chủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng. Các pic nằm trong vùng từ 4000 – 1600 cm-1 thường được quan tâm đặc biệt, vì vùng này chứa các dải hấp thụ của các nhóm chức, như OH, NH, C=O, C≡N… nên được gọi là vùng nhóm chức. Vùng phổ từ 1300 – 626 cm-1 phức tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định nhóm chức. Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chất này đến hợp chất khác, vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được gọi là vùng vân ngón tay . 6
1.2. Tổng quan về lớp chất tritecpenoit và các thuốc chống HIV 1.2.1. Hợp chất tritecpenoit Trong tự nhiên, lớp chất tecpenoit là một trong những lớp chất trao đổi thứ cấp tồn tại phổ biến và có cấu trúc đa dạng nhất. Hiện nay đã phát hiện được hơn 40.000 hợp chất và rất nhiều chất mới được phát hiện mỗi năm. Các hợp chất tecpenoit có mặt phổ biến trong tự nhiên và có thể tìm thấy trong tất cả các sinh vật từ sinh vật nhân sơ cũng như sinh vật nhân chuẩn. Tuy nhiên, phần lớn các tecpenoit có hoạt tính sinh học thường được tìm thấy trong các thực vật bậc cao. Hoạt tính sinh học của các tecpenoit rất đa dạng bao gồm: hoạt tính chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, chống ký sinh trùng, kháng virus, chống dị ứng , chống co thắt, kháng viêm và các đặc tính điều hòa miễn dịch hoặc thuốc bổ. Ngoài ra, một số tecpenoit còn có thể được sử dụng như chất kháng côn trùng. Các tritecpenoit như betulin (1), axit betulinic (2), axit ursolic (3) và axit oleanoic (4)... có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, chống ung thư da, đặc biệt là hoạt tính chống HIV rất tốt. Một số dẫn xuất tritecpenoit đã được nghiên cứu lâm sàng. H H OH OH H H O HO HO 1 2 betulin axit betulinic OH OH H H O O H H HO HO 3 4 Axit ursolic axit oleanoic 7
Betulin (lup-20(29)-ene-3β,28-diol) (1) là một tritecpenoit được phân lập từ nhiều loài thực vật bậc cao và được phát hiện lần đầu tiên năm 1788, có thể có hàm lượng lên đến 30% so với khối lượng khô ở một số loài thực vật bậc cao [3], những nghiên cứu hoạt tính sinh học gần đây cho biết betulin có hoạt ức chế nhiều loại tế bào ung thư theo nguyên tắc làm chết tế bào ung thư theo lập trình (apotosis) [4], do có hoạt tính sinh học mạnh lại có hàm lượng lớn trong tự nhiên nên betulin được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu chuyển hóa thành nhiều dẫn xuất khác nhau nhằm tìm kiếm các cấu trúc hóa học mới và hoạt tính sinh học lý thú. Axit betulinic, axit (3β)-3-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic (2) , là triterpenoid pentacyclic có nhiều trong tự nhiên, được tìm thấy ở nhiều loài thực vật như cây bạch dương, cây chân chim. Có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra axit betulinic có khả năng kháng virus, chống sốt rét [5, 6], chống virut HIV-1 [7], chống viêm [8, 9]. Axit betulinic cũng được chứng minh có khả năng chống ung thư theo cơ chế ức chế enzym topoisomerase [10], có thể ức chế hoàn toàn sự phát triển khối u ác tính của người trên chuột thí nghiệm [11]. Có nhiều nghiên cứu nhằm chuyển hóa axit betulinic thành các dẫn xuất khác nhau nhờ phản ứng của nhóm OH ở C-3 và axit cacboxylic tại C-28 [12- 13], trong đó dẫn xuất bevirimat được sử dụng làm thuốc chống HIV [14]. Gần đây xuất hiện một số công trình nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư và HIV của các hợp chất có mạch nhánh 1,2,3-triazole của axit betulinic, các hợp chất tổng hợp thể hiện hoạt tính chống HIV mạnh [15-16]. Đây là cấu trúc lai giữa hai hợp phần chống HIV là axit betulinic và AZT, là xu hướng đang phát triển mạnh của tổng hợp hóa dược [15-17]. 1.2.2. Nhóm các thuốc chống HIV /AIDS Hiện nay, nhóm các thuốc chống HIV/AIDS ức chế enzym phiên mã ngược nucleozit có chứa 2’,3’-dihydroxynucleozit (NRT) là nhóm chất quan trọng nhất của các chất chống HIV/AIDS, gồm có stavudin (d4T) (5), 8
zidovudin (AZT) (6), didanosin (ddI), lamivudin (3TC) (7).... Các nucleozit này được phosphat hoá nhờ enzym kinase tạo thành 5’-triphosphat và được gắn vào mạch ADN của virus nhờ enzym phiên mã ngược của HIV. Do C-3’ của các chất này vắng mặt nhóm OH nên không thể kéo dài mạch ADN của virut, ngăn chặn quá trình mã hoá ngược ARN thành ADN, vì thế virus ngừng phát triển . O O NH2 HN HN N O O N O N N O HO O O HO HO S N3 Stavudin (5) Zidovudin (6) Lamivudin (7) Các bệnh nhân phải điều trị lâu dài với các nhóm thuốc chống HIV/AIDS ở trên sẽ dẫn đến sự nhờn thuốc, liệu pháp mới để điều trị HIV là dùng tổ hợp 3 thuốc phối hợp hay còn gọi là “cotail”. Bao gồm một thuốc ức chế enzym phiên mã ngược nucleozit (d4T, AZT, 3TC) và một thuốc loại ức chế HIV proteaza, hoặc một thành phần không phải nucleozit ức chế HIV phiên mã ngược để kéo dài sự sống của bệnh nhân bị nhiểm HIV [28]. Dựa trên ý tưởng này các nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp các thuốc mới có cấu trúc lai của một trong các thuốc chống HIV nói trên nhằm tìm kiếm các thuốc mới có hoạt tính cao hơn và hạn chế sự kháng thuốc. 1.2.3. Tổng hợp các hợp chất lai tritecpenoit –triazol với AZT Các hợp chất chứa dị vòng ba nitơ 1,2,3-triazole có nhiều hoạt tính sinh học lý thú do làm tăng độ bền, tăng momen lưỡng cực làm tăng khả năng tương tác với các trung tâm sinh học [18] nên được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [19-20]. Mặt khác các nghiên cứu sàng lọc hiện nay, người ta đã phát hiện được AZT không chỉ là thuốc chống HIV mạnh mà còn là tác 9
nhân chống ung thư đáng chú ý, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra khả năng chống ung thư của AZT nên được nhiều là khoa học quan tâm nghiên cứu [21-22]. Sự gắn kết của các các triazole với các tritecpenoit vốn đã có các hoạt tính sinh học mạnh sẽ chờ đợi được các hợp chất hóa học mới có hoạt tính sinh học lý thú. Phản ứng Click là phương pháp hiệu quả để tổng hợp các dẫn xuất triazol, đặc biệt là tổng hợp các chất lai có cầu nối triazol. R N O N O sodium ascorbate, CuSO4 N t-BuOH: H2O (2:1), 45 O O O O 9, R=2-Br 10, R=2-Cl 8 11, R=2-OMe Sơ đồ 1.1 Dựa trên ý tưởng này nhóm nghiên cứu của S.Rashid đã tổng hợp thành công nhiều hợp chất lai mới của axit usolic với các triazole, trong đó nhiều hợp chất mới được tổng hợp thể hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư mạnh, hợp chất 9, 10 và 11 thể hiện hoạt tính chống ung thư cao trên hai dòng tế bào ung thư vú và ung thư máu [28]. 10
Sơ đồ 1.2 Gần đây, nhóm nghiên cứu của R. Majeed và các cộng sự đã chuyển hóa nhóm chức OH của axit betulinic thành nhóm ete với gốc propagyl sau đó đóng vòng triazole với các azit có nhân thơm nhận được các dẫn xuất tritecpenoit-triazole mới. Các hợp chất này đã được nghiên cứu thử hoạt tính chống ung thư trên 9 dòng tế bào ung thư ở người. Kết quả thử nghiệm trên 9 dòng tế bào ung thư cho thấy axit betulinic có hoạt tính ở nồng độ 30M nhưng không có hoạt tính ở nồng độ 10M, trong khi đó các dẫn chất 5, 7, 13, 15, 17, 18 có hoạt tính trên dòng tế bào HL-60 và 19 có hoạt tính trên dòng tế bào THP-1 và HL-60 cùng ở nồng độ 10M [28] (Sơ đồ 1.2). 11
Sơ đồ 1.3. Tác nhân và điều kiện: (a) i) TBTU, DIEA, THF, nhiệt độ phòng 24h; ii) 2- propynylamine, Na2CO3, DMF, nhiệt độ phòng, 20 phút; (b) CuSO4, Na-L-ascorbate, THF-H2O (1:1, v/v); (c) H2, Pd/C,300 kPa, MeOH. Trên ý tưởng tương tự về con đường tổng hợp các triazole thông qua phản ứng Click , nhóm nghiên cứu của Han Wang và các cộng sự đã tổng hợp thành công nhiều hợp chất có cấu trúc lai giữa các dẫn xuất của tritecpen pentacyclic có hoạt tính sinh học cao như axit betulinic (2), axit echinocystic (32), axit oleanolic (4), axit ursolic (3) với các dẫn xuất của axit ascobic (Sơ đồ 1.3) Trong đó, các hợp chất lai tổng hợp được 34-42, 44 thể hiện hoạt tính sinh học cao, đặc biệt hợp chất 45 được tìm thấy có khả năng chống virus cúm với nồng độ EC50 là 8,7M và nhận thấy nó không gây độc đối với tế bào MDCK [28]. 12
(a) H N COOH (b) O HO HO 2 43 N N OH H N O N O (b) O RO OR HO 44: R = CH3 45: R = CH2cC6 H5 46: R= H Sơ đồ 1.4. Tác nhân và điều kiện: (a) i) TBTU, DIEA, THF, to phòng 24h; ii) 2- propynylamin, Na2CO3, DMF, to phòng, 20 phút; (b) CuSO4, Na-L-ascorbate, THF-H2O (1:1, v/v); (c) H2, Pd/C, 300 kPa, MeOH. H H H a OTBS OTBS OH H H H HO R HO Betulin (1) 47 48. R= O (b) 49. R= OC(O)O (c) d H g OH O H HN H R OH OTBS O N H O 52. R= O 53. R= OC(O)O R N N N 50. R= O 51. R= OC(O)O Sơ đồ 1.5 a) TBSCl, DMF/THF (1:1), DMAP, DIPEA, 0°C; b) Propargyl bromit, NaH, THF; c) triphosgene, pyridin, THF và propargyl alcohol, pyridin, THF; d) TBAF, THF; g) AZT, Cu, CuSO4, H2O, t-BuOH. 13