TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
NGUYỄN THỊ TÂM
TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA AXIT
BETULINIC VỚI ANHYDRIT AXIT
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
GS. TS. NGUYỄN VĂN TUYẾN
HÀ NỘI – 2016
LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này đƣợc hoàn thành tại phòng Hóa Dƣợc - Viện
Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Bằng tấm lòng trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành
cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng, các thầy cô giáo trong khoa Hóa Học –
Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện cho em đƣợc làm khóa
luận tốt nghiệp tại phòng Hóa Dƣợc - Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Văn Tuyến ngƣời đã tạo
điều kiện cho chúng em đƣợc làm thực nghiệm tại phòng Hóa Dƣợc, các cô
chú và anh chị tập thể phòng Hóa Dƣợc - Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện để em học tập và hoàn
thành tốt khóa luận này.
Em cảm ơn GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến,TS. Lục Quang Tấn ngƣời đã
tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt thời gian học tập, hƣớng dẫn, giúp
chỉnh sửa và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn ngƣời thân và bạn bè đã không ngừng chia
sẻ, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm và hoàn thành khóa luận.
Mặc dù em đã có nhiều cố gắng hoàn thiện khóa luận này bằng tất cả sự
nhiệt tình và hiểu biết của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu
sót. Rất mong nhận đƣợc những đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 05 tháng 05 năm 2016
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu đƣợc trình bày trong
khóa luận: “Tổng hợp một số dẫn xuất của axit betulinic với anhydrit axit”
dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến là hoàn toàn trung thực và
không trùng với kết quả của tác giả khác.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Thị Tâm
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài ..................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................4
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ..........................................................................................5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................6
1. Tổng quan về axit betulinic .................................................................................6
1.1. Công thức cấu tạo........................................................................................6
1.1.2. Tên gọi : ....................................................................................................6
1.2. Tình hình nghiên cứu hợp chất tritecpenoit khung lupan ................................7
1.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất tritecpenoit khung lupan ......................................7
1.2.2. Hoạt tính chống HIV/AIDS của tritecpenoit khung lupan......................22
1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp nghiên cứu trong tổng hợp hữu cơ..............24
1.3.1. Phƣơng pháp sắc kí bản mỏng ................................................................24
1.3.2. Chiết ........................................................................................................25
1.3.3. Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp .............................................................26
1.3.4. Sắc kí cột .................................................................................................26
1.3.5. Phƣơng pháp nhồi cột huyền phù............................................................26
1.3.6. Phƣơng pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc kí .........27
1.4. Tổng quan về các phƣơng pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ ..............31
1.4.1.Điểm nóng chảy (Mp) ..............................................................................31
1.4.2. Độ quay cực ([α]D) ..................................................................................31
1.4.3. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy,
NMR) ................................................................................................................32
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................................34
2.1. Mục tiêu của khóa luận ..................................................................................34
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu, nguyên liệu và thiết bị ..........................................34
2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu.........................................................................34
2.2.2. Hóa chất và dung môi .............................................................................34
2.2.3. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc
kí lớp mỏng .......................................................................................................37
2.2.4. Định lƣợng phản ứng ..............................................................................38
2.2.5. Xác nhận cấu trúc ....................................................................................38
2.2 Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................39
2.2.1. Chiết tách axit betulinic từ cây Ficus depressa B1. (cây Da) .................39
2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65a ...............................................39
2.2.3. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65b ...............................................39
2.2.4. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65c ...............................................40
2.2.5. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65d ...............................................41
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................41
2.4. Địa điểm nghiên cứu ......................................................................................42
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................43
3.1. Chiết tách axit betulinic từ cây Ficus depressa B1 (cây Da) .........................43
3.2. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65a ......................................................45
3.2.1. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65b ...............................................48
3.2.2. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65c ...............................................48
3.2.3. Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65d ...............................................49
KẾT LUẬN ...............................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................53
DANH MỤC VIẾT TẮT
[α]D
Độ quay cực Specific Optical Rotation
1
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton
H-NMR
13
C – NMR
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân cacbon 13
DMF
Dimethylfomamide
EI – MS
Phổ khối lƣợng va chạm elctron
ESI – MS
Phổ khối lƣợng phun mù điện tử
Electron Spray ionizasion Mass Spectra
HMBC
Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity
HMQC
Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence
IR
Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy
MS
Phổ khối lƣợng Mass Spectroscopy
TCL
Sắc kí lớp mỏng Thin Layer Chromatography
HPLC
High Performance Liquid Chromatography
UV
Phổ tử ngoại
Rf
Hệ số di chuyển
MeOH
Rƣợu Metylic
GC-MS
Gas Chromatography Mass Spectometry
LC-MS
Liquid Chromatograph
PBMCs
Peripheral blood mononuclear cells
THF
Tetrahydrofuran
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Các thiết bị chính sử dụng trong phòng thí nghiệm. ..................... 35
Bảng 2.2: Các dụng cụ chính sử dụng trong phòng thí nghiệm...................... 36
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1: Este hóa axit betulinic ở vị trí 3-OH ................................................ 9
Sơ đồ 2: Este hóa axit dihidrobetulinic ở vị trí 3-OH. .................................... 9
Sơ đồ 3: Chuyển hóa các dẫn xuất của betulin .............................................. 10
Sơ đồ 4: Tổng hợp các dẫn xuất 10-13 .......................................................... 11
Sơ đồ 5: Tổng hợp các dẫn xuất 14 và 15 ..................................................... 11
Sơ đồ 6: Chuyển hóa các dẫn xuất cacbamat của axit betulinic .................... 12
Sơ đồ 7: Chuyển hóa các dẫn xuất cacbamat của betulin .............................. 13
Sơ đồ 8: Chuyển hóa nhóm 3-OH của axit betulinic thành xeton, amin. ..... 14
Sơ đồ 9: Tổng hợp axit betulinic từ betulin .................................................... 14
Sơ đồ 10: Tổng hợp các dẫn xuất 36-39 ......................................................... 15
Sơ đồ 11: Tổng hợp các dẫn xuất amit ở 28-COOH của axit betulinic .......... 16
Sơ đồ 12: Tổng hợp các dẫn xuất amit ở mạch nhánh của axit betulinic ...... 16
Sơ đồ 13: Tổng hợp các dẫn xuất của betulinic amit với các mono este diaxit.
......................................................................................................................... 17
Sơ đồ 14: Tổng hợp dẫn xuất 47a và 47b ....................................................... 18
Sơ đồ 15: Tổng hợp dẫn xuất 48a-48p ............................................................ 18
Sơ đồ 16: Khử hóa nối đôi 20(29) của axit betulinic và betulin. ................... 19
Sơ đồ 17: Oxy hóa nối đôi 20(29) của axit betulinic thành andehyt .......... 20
Sơ đồ 18: Oxy hóa nối đôi 20(29) của axit betulinic thành xeton .................. 20
Sơ đồ 19: Tổng hợp các dẫn xuất 58-61 ......................................................... 21
Sơ đồ 20: Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65a....................................... 39
Sơ đồ 21: Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65b ...................................... 40
Sơ đồ 22: Tổng hợp dẫn xuất của axit betulinic 65c....................................... 40
Sơ đồ 23: Tổng hợp các dẫn xuất của axit betulinic 65d ................................ 41
DANH MỤC HÌNH-BIỂU ĐỒ
Hình: 1 Cấu trúc của Axit Betulinic ........................................................................... 6
Hình 2 : Phổ DEPT của chất 1 ........................................................................ 44
Hình 3: Phổ 1H-NRM của chất 1..................................................................... 45
Hình 5: Phổ 13C-NMR của dẫn xuất 65a ....................................................... 47
Hình 6: Phổ 1H – NMR của 65d...................................................................... 50
Hình 7: Phổ 13C – NMR của 65d .................................................................... 50
Biểu đồ 1: Số phát hiện HIV/AIDS và tử vong qua các năm……. .................. 1
Biểu đồ 2: So sánh tỷ lệ nhiễm HIV trên 100.000 dân của cả nƣớc
và các khu vực ................................................................................................... 1
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay đại dịch HIV/AIDS là một đại dịch nguy hiểm, là mối hiểm
họa đối với tính mạng, sức khỏe, con ngƣời và tƣơng lai nòi giống của các
quốc gia, các dân tộc trên toàn cầu. Nó tác động mạnh mẽ đến sự phát triển về
kinh tế, văn hóa, an ninh trật tự và an toàn xã hội đe dọa sự phát triển bền
vững của tất cả các quốc gia trên thế giới. Đáng lo ngại hơn là HIV/AIDS
đang lan tràn mạnh mẽ ở khắp các vùng miền từ thành thị đến nông thôn, từ
miền núi đến hải đảo xa xôi của đất nƣớc cũng nhƣ ở khắp nơi trên thế giới.
Tính đến hết 30/11/2013, số lũy tích các trƣờng hợp báo cáo hiện
nhiễm HIV là 216.254 trƣờng hợp, số bệnh nhân AIDS là 66.533 và đã có
68.977 trƣờng hợp tử vong do AIDS. Riêng trong 11 tháng đầu năm 2013, đó
5.493 bệnh nhân AIDS và 2.097 ngƣời tử vong do AIDS (biểu đồ 1). Tỷ lệ
nhiễm HIV toàn quốc theo báo cáo giám sát là 248/100.000 dân. Điện Biên
vẫn là tỉnh có tỷ lệ nhiễm HIV trên 100.000 dân cao nhất cả nƣớc (1029), tiếp
đến là Thành phố Hồ Chí Minh (682), thứ 3 là Thái Nguyên (632). So sánh tỷ
lệ nhiễm HIV/100.000 dân theo khu vực thấy tỷ lệ tại miền Đông Nam Bộ cao
nhất cả nƣớc (408/100.000), tiếp đến là khu vực miền núi phía Bắc:
357/100.000 dân (biểu đồ 2).[4]
1
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
Theo số liệu thống kê của Cục phòng chống HIV/AIDS trực thuộc Bộ y
tế, tính đến ngày 17/4/2013 trên cả nƣớc có 210.612 trƣờng hợp nhiễm
HIV/AIDS. Trong đó có 54.361 trƣờng hợp đã chuyển sang giai đoạn AIDS
và đã có 54.485 ngƣời tử vong.
Riêng tại Đồng Nai, theo Trung tâm phòng chống HIV/AIDS trực thuộc
Sở y tế Đồng Nai thì: Tính đến tháng 4 năm 2013, đã có 6.169 trƣờng hợp
nhiễm HIV/AIDS. Trong đó có 2.423 trƣờng hợp đã chuyển sang giai đoạn
AIDS và đã có 1.428 ngƣời tử vong;
Và theo dự báo, nếu chúng ta không có những biện pháp hữu hiệu, thì
đến năm 2020, số ngƣời lây nhiễm HIV/AIDS có thể lên đến 700.000
ngƣời…Và cứ mỗi ngày trôi qua trên đất nƣớc Việt Nam, lại có thêm 100
ngƣời phải sống chung với căn bệnh thế kỉ HIV/AIDS.
Ca bệnh AIDS đầu tiên được thừa nhận xảy ra tại Mỹ vào đầu những
năm 80 thế kỷ trước. Mặc dù là quốc gia đầu tiên phát hiện bệnh nhưng
hậu quả nặng nề mà HIV/ AIDS để lại lại không xảy ra nặng nề ở Mỹ
mà rơi vào những nước nghèo và những nước kém phát triển như: các
nước Châu Phi, các nước Mỹ La Tinh, các nước thuộc vùng Caribbean, các
nước Đông Âu- Trung Á, các nước Châu Á Thái Bình Dương…
Trường hợp nhiễm HIV đầu tiên phát hiện ở Việt nam vào cuối tháng
12/1990, cho đến ngày 31/5/2015, số người nhiễm HIV phát hiện mới là
3.204, số người nhiễm HIV chuyển sang giai đoạn AIDS là 1.326, số người
nhiễm HIV đã tử vong là 438. Lũy tích đến tháng 5/2015, số người nhiễm
HIV hiện đang còn sống là 227.114 người, số bệnh nhân AIDS là 71.115 và
đã có 74.442 trường hợp tử vong do AIDS.
Trong 5 tháng đầu năm 2015 đã phát hiện thêm 35 xã có người
nhiễm HIV được phát hiện, như vậy toàn quốc có 90,8% xã và 98,9%
huyện có người nhiễm HIV.
2
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
Hình thái dịch HIV/AIDS có thay đổi, mặc dù dịch HIV đã giảm tốc độ
gia tăng, nhưng vẫn còn ở mức cao, (12.000 người nhiễm HIV mới, 2.0003.000 người nhiễm HIV tử vong mỗi năm), có trên 226.000 người nhiễm
HIV cần được chăm sóc thường xuyên, liên tục và suốt đời. Yếu tố nguy cơ
diễn biến phức tạp, khó can thiệp (tỷ lệ nữ tăng cao hơn các năm trước.
Tỷ lệ nhiễm HIV phát hiện mới đa số thuộc độ tuổi từ 20-40). Những năm
gần đây lây nhiễm HIV chủ yếu qua đường quan hệ tình dục.
Loại bệnh nguy hiểm không kém HIV đó chính là bệnh ung thư. Ung
thƣ là một nhóm bệnh gây ra các tế bào trong cơ thể thay đổi và phát triển ra
khỏi kiểm soát. Tăng trƣởng tế bào ung thƣ là khác nhau từ sự tăng trƣởng tế
bào bình thƣờng. Thay vì sắp chết, các tế bào ung thƣ tiếp tục phát triển và
hình thành các tế bào ung thƣ mới.Các tế bào ung thƣ có thể phát triển thành
(xâm nhập) mô khác, một cái gì đó mà các tế bào bình thƣờng không thể làm
đƣợc. Trong hầu hết các trƣờng hợp,các tế bào ung thƣ tạo thành một khối
u. Nhƣng một số bệnh ung thƣ, nhƣ ung thƣ máu, hiếm khi hình thành các
khối u. Thay vào đó, các tế bào ung thƣ đang trong máu và tủy xƣơng . Tế
bào ung thƣ thoát khỏi nhiều cơ chế cân bằng nội môi điều khiển sự tăng sinh
bình thƣờng.Chúng xâm nhập các mô xung quanh, vào hệ thống tuần hoàn
của cơ thể và thiết lập các khu vực tăng sinh đi từ vị trí sự xuất hiện ban đầu
của chúng. Ngày nay ung thƣ là bệnh quan trọng thứ hai dẫn đến tử vong ở cả
nƣớc phát triển và nƣớc đang phát triển. Gánh nặng toàn cầu của bệnh ung
thƣ tiếp tục tăng chủ yếu là do sự lão hóa và tăng trƣởng của dân số thế giới
cùng với việc áp dụng ngày càng tăng của hành vi gây ung thƣ, đặc biệt là hút
thuốc, trong kinh tế các nƣớc đang phát triển . Một lƣợng lớn các gánh nặng
mắc bệnh ung thƣ trên toàn thế giới có thể đƣợc phòng ngừa thông qua việc
áp dụng các kiến thức kiểm soát ung thƣ hiện có và bằng cách thực hiện các
chƣơng trình kiểm soát thuốc lá, tiêm phòng (đối với gan và ung thƣ cổ tử
3
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
cung), và phát hiện sớm và điều trị, cũng nhƣ các chiến dịch sức khỏe cộng
đồng, thúc đẩy hoạt động thể chất và một chế độ ăn uống lành mạnh. Các bác
sĩ, chuyên gia y tế công cộng, và các nhà hoạch định chính sách có thể thực
hiện một vai trò tích cực trong việc đẩy nhanh việc áp dụng các biện pháp can
thiệp nhƣ vậy trên toàn cầu .
Các gốc tự nhiên triterpenoid pentacyclic, axit betulinic đã đƣợc chứng
minh là có hoạt tính chống tumoural và khắc phục tính kháng do gây chết tế
bào trong một loạt các bệnh ung thƣ của con ngƣời. Khả năng gây độc chọn
lọc chống lại bệnh ung thƣ đã đƣợc miêu tả lần đầu tiên trên khối u ác tính
của con ngƣời cả in vitro và in vivo. Kể từ đó nghiên cứu ban đầu,axit
Betulinic đã đƣợc báo cáo là có hiệu quả trên một số lƣợng lớn các bệnh ung
thƣ của con ngƣời, bao gồm cả những ngƣời trong phổi, đại tràng, tuyến tiền
liệt, và buồng trứng, trong khi các tế bào bình thƣờng không bị ảnh hƣởng bởi
điều trị axit Betulinic. Điều thú vị là,axit Betulinic cũng đã đƣợc áp dụng
thành công trong ống nghiệm trong ung thƣ trẻ em, cụ thể là u nguyên bào
tủy, u nguyên bào xốp, Ewing sarcoma, neuroblastoma, và bệnh bạch cầu [2]
Xuất phát từ thực tế trên và gần đây đã có một số công trình nghiên cứu
tổng hợp các dẫn xuất của axit betulinic và anhydrit axit và hoạt tính chống
HIV của nó. Khóa luận cũng quan tâm nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của
axit betulinic và anhydrit axit để tìm kiếm các chất mới có hoạt tính chống
HIV và dùng các dẫn xuất này để làm nguyên liệu cho các phản ứng tiếp theo.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp thành công và xác định cấu trúc của một số dẫn xuất
của axit betulinic và anhydrit axit. Từ đó tạo cơ sở cho những nghiên cứu tiếp
theo trong lĩnh vực tổng hợp các hợp chất hữu cơ nói chung và nâng cao hoạt
tính sinh học cho các dẫn chất của axit betulinic anhydrit axit nói riêng, góp
4
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
phần vào sự phát triển của y học thế giới cũng nhƣ y học Việt Nam hiện đại
về lĩnh vực chống HIV.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài (các đề tài, bài
báo cáo khoa học, các công trình khoa học đã làm thành công về đề tài).
- Nghiên cứu các hƣớng tổng hợp, các cơ chế và dự đoán các hƣớng sản
phẩm của các phản ứng.
- Tổng hợp một số dẫn xuất của axxit betulinic với các anhidrit axit.
- Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng
hợp.
5
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Tổng quan về axit betulinic
1.1. Công thức cấu tạo
Hình: 1 Cấu trúc của Axit Betulinic
1.1.2. Tên gọi
-Danh pháp IUPAC : axit (3β)-3-hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic
-Vài cái tên khác: axit Betulic , Mairin
1.2.3 Công thức phân tử : C 30 H 48 O 3
1.2.4. Tính chất lý hóa :
Các hợp chất tinh khiết của acid betulinic xuất hiện nhƣ một tinh thể
rắn màu trắng, tan chảy tại 295-297 0C. Nó đƣợc phân lập từ cây Tràm gió có
tên khoa học là Melaleuca cajuput và bị sắc ký trên một cột silica gel sử dụng
chloroform làm dung môi . Nó thể hiện tính hòa tan hạn chế trong rƣợu hữu
cơ nhƣ methanol và ethanol,chloroform, ete và và có khả năng hòa tan thấp
trong nƣớc, ete dầu khí, dimethyl formamid, dimethyl sulfoxide, và benzen
. Tuy nhiên, nó hòa tan cao trong pyridin và axit axetic. Khó quan sát thấy nó
6
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
trên tấm sắc ký lớp mỏng dƣới tia cực tím (254 và 365 nm) nhƣng dễ dàng
quan sát sau khi tiếp xúc với hơi iốt,anisaldehyde, anisaldehyde - axit sulfuric,
hoặc vanilin - sulfuric thuốc thử phun acid [2].
Dƣợc động học và sự phân phối tế bào của axit betulinic đƣợc nghiên
cứu trên CD-1 con chuột. Kết quả cho thấy sau ip 250 và 500 mg / liều Kg,
nồng độ huyết thanh đạt đỉnh tƣơng ứng tại 0.15 và 0.23h. Các liều ip 250 và
500 mg / axit betulinic Kg đã đƣợc tìm thấy có tách ra nửa cuộc đời của 11,5
và 11.8h và tổng cộng 13,6 và 13,5 l / Kg / h, tƣơng ứng [2].
Gần đây, một thử nghiệm mạnh mẽ dựa trên sắc ký lỏng / khối phổ
đƣợc phát triển để tiến hành định lƣợng phân tích acid betulinic ở chuột,
chuột và chó plasma. Ở tuổi 15 và 25 mg / mL ở chuột, chuột hoặc con chó
plasma, axit betulinic là 99,99% gắn kết với protein huyết thanh, và, vào lúc
5 mg / ml, axit betulinic là> hoặc = 99,97% ràng buộc ip sau hoặc tiêm tĩnh
mạch trong cơ thể.[11]
1.2. Tình hình nghiên cứu hợp chất tritecpenoit khung lupan
1.2.1. Tổng hợp các dẫn xuất tritecpenoit khung lupan
Bên cạnh những thuốc truyền thống trong điều trị HIV nhƣ NRT,
d4T,3TC…các nhà khoa học trên thế giới hiện nay đang rất quan tâm đến các
hợp chất có chứa khung lupan cụ thể là axit Betulinic và các dẫn chất của
nó.Đó là do hoạt tính sinh học rất có giá trị của các hợp chất khung lupan
đƣợc phát hiện trong thiên nhiên [1] nên đã có hàng loạt các công trình nghiên
cứu về các chuyển hóa hóa học đối với các hợp chất này. Các dẫn xuất điển
hình của tritecpenoit có khung lupan nhƣ axit betulinic (1), betulin (2) có ba
nhóm chức OH, COOH, nối đôi
20(29)
trong phân tử nên khả năng chuyển
hóa của chúng rất phong phú. Các chuyển hoá đƣợc thực hiện qua ba nhóm
chức trên để thu đƣợc những lớp chất mới phục vụ cho mục đích nghiên cứu
hoạt tính.
7
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
H
H
OH
OH
H
H
H
HO
O
H
HO
H
H
Betulin (2)
Axit betulinic (1)
1.2.1.1. Chuyển hóa của nhóm OH
Các chuyển hóa ở nhóm OH chủ yếu là chuyển hóa tạo thành este,
xeton, amin.
* Chuyển hóa nhóm OH thành este
Các este ở vị trí C-3 đƣợc tạo thành bằng cách cho axit betulinic tác
dụng với các anhydrit axit hoặc các axit clorua trong pyridin. Nhà khoa học
ngƣời Nhật Kashiwada và các cộng sự đã tổng hợp đƣợc các dẫn xuất este đi
từ axit betulinic và axit dihydrobetulinic khi cho tác dụng với các anhydrit
axit khác nhau trong pyridin nhận đƣợc chất 3a- 3c và 4d- 4f [1] (sơ đồ 1 và
sơ đồ 2). Nghiên cứu hoạt tính sinh học cho thấy hai chất là axit 3-O-(3',3'dimetylsuccinyl)
betulinic
(3a)
và
axit
3-O-(3',3'-dimetylsuccinyl)
dihydrobetulinic (4a, DSB, PA-457) có hoạt tính kháng HIV mạnh với giá trị
EC50 3,5 10-4 M và độ chọn lọc TI > 20,000. Trong đó chất PA - 457 đã
đƣợc nghiên cứu lâm sàng trong giai đoạn 2 [3].
COOH
(RCO)2O/ Pyridin
HO
COOH
RCOO
1
3
a.R = -CH(CH3)2COOH
b.R = -CH2C(CH3)2CH2COOH
c.R = -CH2OCH2COOH
8
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
Sơ đồ 1: Este hóa axit betulinic ở vị trí 3-OH
COOH
(RCO)2O/ Pyridin
COOH
RCOO
HO
4
1
d.R = -CH2(CH3)2COOH
e.R = -CH2C(CH3)2CH2COOH
f.R = -CH2OCH2COOH
Sơ đồ 2: Este hóa axit dihidrobetulinic ở vị trí 3-OH.
Hợp chất betulin với hai nhóm OH ở vị trí C-3 và C-28 đã đƣợc chuyển
hóa qua các phản ứng để tạo thành các este 5, 6, 7, 8 (sơ đồ 3) ở cả hai vị trí
C-3 và C-28 bởi nhóm các nhà khoa học ngƣời Nga Oxana B. Kazakova vào
năm 2010 [4]. Kết quả nghiên cứu hoạt tính ức chế virut Papilloma của các
dẫn xuất nhận đƣợc, cho thấy hợp chất 5 và 6 kháng lại chủng virut ung thƣ
cổ tử cung HPV-11. Riêng hợp chất 5 còn có hoạt tính bảo vệ gan, chống loét,
chống viêm, hoạt tính điều hòa miễn dịch và hoạt tính kháng HIV.
9
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
a. p-metoxycinnamoyl clorua,
pyridin, DMAP, 73%
R
CH2OH
b i. Tác nhân Jone;
ii. NaBH4, i-PrOH, 25oC, 2h
iii. axit nicotinic hidrocloric ,
pyridin, DMAP, 115oC, 4h, 85%
HO
2
HO
O
a. axit 2-clo nicotinic, pyridin,
DMAP, 115oC, 4h, 90%
6R=
b. i. CH2CHCN, C6H5CH2N(C2H5)3Cl,
40% KOH, 1,4-dioxin,rt,19h
ii. H2, Ni-Raney, MeOH, 80 oC, 100 atm, 12h;
iii. axit nicotinic hydrocloric
8R=
H2CO
C C
H H
OCH3
CH2O(CH2)3NH(CH2)2CN
O
5R=
H2CO
R
N
O
O
7 R = COOH
N
Sơ đồ 3: Chuyển hóa các dẫn xuất của betulin
Ngoài các chuyển hóa tạo thành este, các nhà khoa học quan tâm đến
chuyển hóa tạo thành cacbamat ở cả hai vị trí OH là C-3 và C-28.
Năm 2010, nhóm các nhà khoa học ngƣời Tây Ban Nha và Bồ Đào
Nha, Rita C.Santos và cộng sự đã tổng hợp hàng loạt các dẫn xuất cacbamat
và N-axylheterocyclic của axit betulinic và nghiên cứu hoạt tính gây độc tế
bào. Các hợp chất 10, 11 và 13 đƣợc tổng hợp lần lƣợt từ axit betulinic và axit
3-oxo-betulinic (9) khi cho tác dụng với 1,1’-cacbonylbis(2’-metylimidazole)
(CBMI) trong THF khan. Axit betulinic tác dụng với 1,1’-cacbonyl-di(1,2,4triazole) (CDT) trong THF khan nhận đƣợc chất 11. Tƣơng tự hợp chất 14 và
15 cũng đƣợc tổng hợp theo cách trên (sơ đồ 4 và 5). Kết quả nghiên cứu hoạt
tính gây độc tế bào cho thấy hợp chất 11 và 14 có khả năng gây độc trên dòng
10
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt PC-3 ở ngƣời với nồng độ ức chế tối thiểu IC50
lần lƣợt là 1,1 và 1,8 µM [9].
O
CBMI
OH
THF khan, N2,
O
R2
R1
HO
1
CD
TH
F,
T
CH3
10: R1
OCON
2,
O
T¸ c nh©n Jone,
aceton, 0oC
O
N N
; R2
OH
N
N
CH3
11: R1
N N
O
OCON
N
;R2
N
N
12
N
O
CBMI, THF,
OH
N2,
O
CH3
N
O
N
O
9
13
Sơ đồ 4: Tổng hợp các dẫn xuất 10-13
11
CH3
N
Trường ĐHSP Hà Nội 2
Khóa luận tốt nghiệp
O
O2, t-BuOK, t-BuOH, 40oC
O
HO
OH
CDT, THF,
OH
O
O
N2,
CBMI, THF,
N2,
9
O
O
H3C
N
HO
O
N N
O
OH
N
O
O
N
14
15
Sơ đồ 5: Tổng hợp các dẫn xuất 14 và 15
Ngoài ra, Harish Komera và các cộng sự cũng đã tổng hợp các dẫn xuất
cacbamat bằng phƣơng pháp khác là cho axit betulinic và betulin phản ứng
với etyl isocyanat và phenyl isocyanat trong dung môi clorofom, phản ứng
đƣợc thực hiện ở nhiệt độ 60oC trong 48h nhận đƣợc chất 17-25 (sơ đồ 6 và 7)
. Nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào của 8 dẫn xuất mới trên 15 dòng tế bào
ung thƣ, cho thấy hợp chất 22 và 24 có hoạt tính diệt tế bào ung thƣ phổi.
O
OH
CH2N2
O
OCH3
ete, 25oC
HO
HO
1
16
etyl/phenyl isocyanat,
clorofom, 60oC, 48h
etyl/phenyl isocyanat,
clorofom, 60oC, 48h
O
O
O
R
N
H
O
OH
R
O
N
H
OCH3
O
19 R = CH3CH2
20 R= C6H5
17 R = CH3CH2
18 R= C6H5
Sơ đồ 6: Chuyển hóa các dẫn xuất cacbamat của axit betulinic
12
- Xem thêm -