Tải bản đầy đủ

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu tổng hợp các chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm benzamide và hydroxamate

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐINH THỊ CÚC
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA MỘT SỐ
TRITERPENOID CÓ CHỨA NHÓM BENZAMIDE VÀ
HYDROXAMATE

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội-2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM


HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐINH THỊ CÚC
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA MỘT SỐ
TRITERPENOID CÓ CHỨA NHÓM BENZAMIDE VÀ
HYDROXAMATE
Chuyên ngành : Hóa hữu cơ
Mã số

: 9.44.01.14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: GS.TS.Nguyễn Văn Tuyến
2: TS.Lê Nhật Thùy Giang

Hà Nội-2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi và
các cộng sự. Các kết quả trong luận án này có nguồn gốc rõ ràng và công bố
theo đúng quy định. Đây là các kết quả do tôi tự nghiên cứu, phân tích và trình
bày một cách trung thực khách quan, phù hợp với yêu cầu của một luận án tiến
sĩ về Hóa học. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ luận án
nào.

Nghiên cứu sinh

Đinh Thị Cúc


LỜI CẢM ƠN
Với tấm lòng chân thành và biết ơn sâu sắc, em xin được cảm ơn
GS.TS.Nguyễn Văn Tuyến, TS.Lê Nhật Thùy Giang, TS.Đặng Thị Tuyết Anh
những người thầy vô cùng tận tậm và nhiệt huyết đã định hướng và giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Viện Hóa Học.
Tôi cũng xin được cảm ơn các anh, chị, các bạn và các em là cán bộ và


nghiên cứu sinh của phòng Hóa dược và phòng Hóa sinh môi trường - Viện Hóa
Học, nơi tôi học tập và công tác đã cùng tôi chia sẻ công việc cũng như động
viên tôi về tinh thần để tôi vượt qua những khó khăn vất vả trong suốt thời gian
nghiên cứu và học tập.
Đặc biệt, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới
toàn thể gia đình, bạn bè và những người thân trong gia đình tôi. Mọi người
không chỉ là nguồn động lực mà còn là chỗ dựa vật chất và tinh thần, là nguồn
tiếp sức mạnh lớn nhất giúp tôi vượt qua mọi khó khăn để có thể hoàn thiện
được luận án này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng ….. năm …..

Đinh Thị Cúc



i

MỤC LỤC

MỤC LỤC ........................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................................iii
DANH MỤC SƠ ĐỒ ......................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .............................................................................. 3
1.1. Tổng hợp và hoạt tính sinh học của các dẫn xuất triterpenoid ................... 3
1.1.1. Tổng hợp betulin và hoạt tính sinh học các dẫn xuất của betulin ....... 3
1.1.2. Một số hợp chất lai của triterpenoid và hoạt tính chống HIV, chống
ung thư ........................................................................................................... 7
1.2. Tổng hợp và hoạt tính sinh học của các hợp chất benzamide ................... 11
1.3. Tổng hợp và hoạt tính sinh học của các hợp chất hydroxamate ............... 15
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM....................................................................... 27
2.1. Hóa chất và dung môi................................................................................ 27
2.2. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí
lớp mỏng........................................................................................................... 27
2.3. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu .......................................................... 27
2.4. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư................................................ 28
2.5. Tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm benzamide
.......................................................................................................................... 28
2.5.1. Tổng hợp các dẫn xuất ester của betulin (76a-f) .............................. 28
2.5.2. Quy trình tổng hợp các hợp chất trung gian 79a-b và 69 ................. 32
2.5.3. Quy trình tổng hợp các hợp chất trung gian 81, 82 và 86 ................ 34
2.5.4. Quy trình tổng hợp các hợp chất 77a-e, 80, 83a, 84, 85, 87 và 88a . 36
2.5.5. Quy trình tổng hợp các hợp chất 83b và 88b .................................... 45
2.6. Tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm
hydroxamate ..................................................................................................... 47


ii

2.6.1. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất amide trung gian 91, 93 và 95 ...... 47
2.6.2. Quy trình tổng hợp các hợp chất lai có chứa nhóm hydroxamate 89ah, 90a-b, 92a-b, 94a-b, 96a-b ...................................................................... 49
2.7. Hoạt tính chống ung thư của các hợp chất lai có chứa nhóm benzamide và
hydroxamate ..................................................................................................... 60
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 63
3.1. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm
benzamide......................................................................................................... 65
3.1.1. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của betulin có chứa nhóm benzamide
qua cầu nối ester .......................................................................................... 67
3.1.2. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của diacid pentacyclic triterpenoid
có chứa nhóm benzamide ............................................................................ 78
3.1.3. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của betulinic acid có chứa nhóm
benzamide .................................................................................................... 84
3.1.4. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid khác có
chứa nhóm benzamide ................................................................................. 86
3.2. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm
hydroxamate ..................................................................................................... 92
3.2.1. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của betulin có chứa nhóm
hydroxamate qua cầu nối ester .................................................................... 92
3.2.2. Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid khác có
chứa nhóm hydroxamate qua cầu nối amide ............................................. 101
3.3. Hoạt tính chống ung thư của các hợp chất lai ......................................... 109
KẾT LUẬN .................................................................................................... 113
NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................... 114
CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN ..................................... 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 116


iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

 (ppm)

Độ dịch chuyển hóa học (phần triệu)

13

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-Nuclear

C-NMR

Magnetic Resonance)
1

H-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-Nuclear
Magnetic Resonance)

J

Hằng số tương tác (Hz)

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrometry)

MS

MS Phổ khối lượng (Mass Spectrometry)

CDI

Carbonyl diimidazole

DBU

1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene

DCC

N,N'-Dicyclohexyl carbodiimide

DCM

Dichloromethane

DIEPA

N,N-Diisopropylethylamine

DMAP

4-Dimethylaminopyridine

DMF

Dimethylformamide

DMSO-d6

Dimethylsulfoxide deutri hóa

HNMeOH.HCl

N-methylhydroxylammonium hydrochloride

HNMeOMe.HCl

N,O-dimethylhydroxylammonium hydrochloride

EDC.HCl

1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide. HCl

HOBt

1-hydroxybenzotriazole

TEA

Triethylamine (Et3N )

TFA

Trifluoroacetic acid

THF

Tetrahydrofuran

TSA

Trichostatin A

HRMS

high resonance mass spectrometry (phổ khối phân giải
cao)


iv

EC50

Half maximal effective concentration (Nồng độ ức chế
50% )

IC50

The half maximal inhibitory concentration

EGFR

Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì

HDAC

Histon deaxetylase

rfx

Reflux (hồi lưu)

rt

Room temperature (nhiệt độ phòng)

h

Giờ

H

Hiệu suất

toC

Nhiệt độ nóng chảy

3TC

Lamivudine

d4T

Stavudine

AZT

Zidovudine

US-FDA

Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ

AML

Ung thư bạch cầu tủy bào cấp

ALL

Ung thư bạch cầu cấp

MDS

Hội chứng loạn sản tủy

MGC-803

Ung thư dạ dày

PC3

Ung thư tiền liệt tuyến

Bcap-37

Ung thư biểu mô cổ tử cung

A375

Ung thư da

MCF-7

Ung thư vú

KB

Ung thư biểu mô

Hep-G2

Ung thư gan

SW620

Ung thư đại tràng

CTPT

Công thức phân tử


v

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1: Tổng hợp dẫn xuất ester của betulin và nicotinic acid .................... 4
Sơ đồ 1.2: Tổng hợp dẫn xuất ester 8-13 ........................................................... 5
Sơ đồ 1.3: Tổng hợp dẫn xuất amide 14…………………………………….....5
Sơ đồ 1.4: Tổng hợp một số dẫn xuất ester-amide 16a-c .................................. 6
Sơ đồ 1.5: Tổng hợp một số dẫn xuất carbamate 18-21 .................................... 7
Sơ đồ 1.6: Tổng hợp chất lai 23, 25a-b của betulin và AZT qua liên kết ester . 8
Sơ đồ 1.7: Tổng hợp chất lai 26a-b của betulin và 3TC qua liên kết ester........ 8
Sơ đồ 1.8: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối ester-triazole . 9
Sơ đồ 1.9: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối amide-triazole
.......................................................................................................................... 10
Sơ đồ 1.10: Tổng hợp các hợp chất benzamide 42a-f...................................... 13
Sơ đồ 1.11: Tổng hợp các dẫn chất benzamide 40a-c ..................................... 13
Sơ đồ 1.12: Tổng hợp các hợp chất benzamide 52a-j...................................... 14
Sơ đồ 1.13: Tổng hợp các hợp chất hydroxamate 57a-d ................................. 17
Sơ đồ 1.14: Tổng hợp các hợp chất 59a-g ....................................................... 17
Sơ đồ 1.15: Tổng hợp các hợp chất 61a-o ....................................................... 19
Sơ đồ 1.16: Tổng hợp các hợp chất 64a-e ....................................................... 20
Sơ đồ 1.17: Tổng hợp các hợp chất 67a-e ....................................................... 21
Sơ đồ 1.18: Tổng hợp các hợp chất 70a-d, 71a-k ........................................... 22
Sơ đồ 1.19: Tổng hợp các hợp chất 73a-h ....................................................... 24
Sơ đồ 1.20: Tổng hợp các hợp chất hydroxamate 75a-c.................................. 25
Sơ đồ 3.1: Chiến lược tổng hợp của luận án .................................................... 64
Sơ đồ 3.2: Cơ chế hình thành liên kết –CONH ............................................... 68
Sơ đồ 3.3: Tổng hợp các hợp chất 77a-e ......................................................... 67
Sơ đồ 3.4: Cơ chế hình thành hợp chất 77c ..................................................... 82
Sơ đồ 3.5: Tổng hợp hợp chất 80 ..................................................................... 85
Sơ đồ 3.6: Tổng hợp các hợp chất 83a-b ......................................................... 87
Sơ đồ 3.7: Tổng hợp các hợp chất 84 và 85 ..................................................... 87


vi

Sơ đồ 3.8: Tổng hợp hợp chất 87 ..................................................................... 94
Sơ đồ 3.9: Tổng hợp các hợp chất 88a-b ....................................................... 103
Sơ đồ 3.10: Tổng hợp các hợp chất 89a-b ..................................................... 103
Sơ đồ 3.11: Cơ chế hình thành sản phẩm 89a ................................................ 104
Sơ đồ 3.12: Tổng hợp các hợp chất 90a-b, 92a-b…………………………..102
Sơ đồ 3.13: Tổng hợp các hợp chất 94a-b…………………………...…..…102
Sơ đồ 3.14: Tổng hợp các hợp chất 96a-b………………………...………..103


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc một số hợp chất triterpenoid ................................................ 3
Hình 1.2: Cấu trúc một số hợp chất triterpenoid-AZT qua cầu triazole-ester và
triazole-amide có hoạt tính sinh học cao .......................................................... 11
Hình 1.3: Cấu trúc một số hợp chất benzamide ............................................... 11
Hình 1.4: Cấu trúc một số hợp chất hydroxamate ........................................... 16
Hình 3.1: Cấu trúc của các chất ức chế HDAC ............................................... 69
Hình 3.2: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của các hợp chất 76a-f
.......................................................................................................................... 70
Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của betulin (1) ........................................................... 70
Hình 3.4: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 76a ............................................... 71
Hình 3.5: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 76e ................................................ 70
Hình 3.6: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 77c ................................................ 74
Hình 3.7: Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 77c............................................... 73
Hình 3.9: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của các hợp chất 77a-e
.......................................................................................................................... 77
Hình 3.10: Phổ 1H-NMR của hợp chất 80 ....................................................... 80
Hình 3.11: Phổ 13C-NMR của hợp chất 80 ...................................................... 80
Hình 3.12: Phổ LC-MS/MS của hợp chất 80 ................................................... 80
Hình 3.13: Cấu trúc hóa hoc và đặc trưng vật lý của các hợp chất 80, 83a-b . 81
Hình 3.14: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của hợp chất 84, 85 . 86
Hình 3.15: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của hợp chất 87, 88a-b
.......................................................................................................................... 88
Hình 3.16: Phổ 1H-NMR của hợp chất 87 ....................................................... 88
Hình 3.17: Phổ 13C-NMR của hợp chất 87 ...................................................... 89
Hình 3.18: Phổ LC-MS/MS của hợp chất 87 ................................................... 90
Hình 3.19: Phổ 1H-NMR của hợp chất 89a ..................................................... 94
Hình 3.20: Phổ 13C-NMR của hợp chất 89a .................................................... 94
Hình 3.21: Phổ LC-MS/MS của hợp chất 89a ................................................. 96


viii

Hình 3.22: Phổ 1H-NMR của hợp chất 89b ..................................................... 97
Hình 3.23: Phổ 13C-NMR của hợp chất 89b .................................................... 97
Hình 3.24: Phổ LC-MS/MS của hợp chất 89b ................................................. 98
Hình 3.25: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của hợp chất 89a-h.. 99
Hình 3.26: Phổ 1H-NMR của hợp chất 91 ..................................................... 101
Hình 3.27: Phổ 1H-NMR của hợp chất 92a ................................................... 104
Hình 3.28: Phổ 13C-NMR của hợp chất 92a .................................................. 104
Hình 3.29: Phổ LC-MS/MS của hợp chất 92a ............................................... 105
Hình 3.30: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của các hợp chất 90a-b,
92a-b, 94a-b, 96a-b ......................................................................................... 67
Hình 3.31: Cấu trúc hóa học một số hợp chất lai có hoạt tính tốt.................. 112


ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất hydroxamate 70a-d, 71ak ........................................................................................................................ 23
Bảng 3.1: Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của các hợp chất 76a-f ................. 70
Bảng 3.2: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 1H-NMR của các hợp chất 77a-e ........ 74
Bảng 3.3: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 13C-NMR của các hợp chất 77a-e ....... 77
Bảng 3.4: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 13C-NMR của các hợp chất 80, 83a .... 82
Bảng 3.5: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 1H-NMR của các hợp chất 80, 83a-b . 83
Bảng 3.6: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 1H-NMR của hợp chất 87, 88a-b........ 90
Bảng 3.7: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 13C-NMR của hợp chất 87, 88a .......... 90
Bảng 3.8: Kết quả phân tích phổ khối của các hợp chất lai có chứa nhóm
benzamide......................................................................................................... 91
Bảng 3.9: Tín hiệu đặc trưng trên phổ 1H-NMR của các hợp chất 89a-h ..... 100
Bảng 3.10: Kết quả phân tích phổ khối của các hợp chất 89a-h, 90a-b, 92a-b,
94a-b và 96a-b. .............................................................................................. 107
Bảng 3.11: Kết quả thử hoạt tính của các hợp chất lai có chứa nhóm benzamide
........................................................................................................................ 109
Bảng 3.12: Kết quả thử hoạt tính của các hợp chất lai có chứa nhóm
hydroxamate ................................................................................................... 110


1

MỞ ĐẦU
Ung thư là một trong những căn bệnh nguy hiểm nhất thế giới. Toàn cầu
ước tính có 8,2 triệu người chết vì ung thư vào năm 2012, bệnh ung thư phổi
(ung thư phế quản và khí quản) tăng đáng kể nên trở thành nguyên nhân tử vong
đứng hàng thứ 5 năm 2012 giết chết 1,1 triệu nam giới và 0,5 triệu phụ nữ [1].
Chi phí cho các loại thuốc liên quan đến ung thư đã tăng từ 80,8 tỷ đô la Mỹ
năm 2010 lên 100,2 tỷ Đô la Mỹ năm 2014 [2]. Mặc dù trong những thập kỷ
gần đây, đã có nhiều nghiên cứu phát triển các loại thuốc chống ung thư mới
nhưng vẫn chưa đáp ứng được cho thực tiễn. Nhiều bệnh vẫn chưa thể chữa trị
triệt để. Vì vậy xu hướng nghiên cứu tìm kiếm, phát triển các loại thuốc mới và
thuốc cải tiến để nhắm mục tiêu ức chế các tế bào ung thư vẫn đang là một nhu
cầu thực sự bức thiết.
Hiện nay, các thuốc có cấu trúc lai ngày càng được các nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu và tổng hợp nhằm tạo ra các hợp chất lai có hoạt tính sinh
học cao vượt trội hơn so với các chất ban đầu. Việc kết hợp các hợp phần có
hoạt tính sinh học để lai tạo thành các cấu trúc mới với những hoạt tính lý thú
hiện đang là một hướng nghiên cứu thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học.
Triterpenoid là nhóm hợp chất tự nhiên hoặc các dẫn xuất của nó nhận
được sự quan tâm nghiên cứu đáng kể của các nhà khoa học trong những năm
gần đây. Nhiều hợp chất tritecpenoid như betulin, betulinic acid, ursolic acid,
oleanolic acid được công bố là có hoạt tính chống HIV, kháng khuẩn, kháng
nấm, chống viêm và chống ung thư. Trong đó, betulinic acid có hoạt tính gây
độc trên nhiều loại tế bào ung thư theo cơ chế ức chế quá trình sinh tổng hợp
protein p53 [3-6]. Nhiều hợp chất lai của betulin, betulinic acid, ursolic acid với
AZT, 3TC đã được tổng hợp và nghiên cứu hoạt tính sinh học cho thấy có hoạt
tính ức chế tế bào ung thư tốt hơn so với các thành phần ban đầu.
Bên cạnh đó, các hợp chất benzamide như MS-275, MGCD-0103 là
những hợp chất có hoạt tính sinh học lý thú, đã được Cục quản lý thực phẩm và
dược phẩm Mỹ (US-FDA) phê duyệt trong điều trị tạng đặc, ung thư bạch cầu,


2

u hắc sắc tố ác tính di căn giai đoạn muộn [7-11]. Các hợp chất hydroxamic như
vorinostat hay còn gọi là zolinza (SAHA) cũng được FDA phê duyệt vào năm
2006 trong điều trị u lympho da tế bào T, trichosatin A (TSA) và belinostat
(PXD-101) sử dụng trong điều trị tặng đặc và ung thư máu, panobinostat (LBH589) trong điều trị tạng đặc, AML, ALL, MDS [12-16].
Tuy nhiên, các hợp chất lai của triterpenoid có chứa nhóm benzamide và
hydroxamate còn chưa được nghiên cứu nhiều. Hướng nghiên cứu tổng hợp các
hợp chất lai của triterpenoid có chứa nhóm benzamide, nhóm hydroxamate và
thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính
chống ung thư là hướng nghiên cứu mới. Xuất phát từ những ý tưởng như vậy
nên chúng tôi đã chọn đề tài: ‘‘Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất lai của một
số triterpenoid có chứa nhóm benzamide và hydroxamate ” là vấn đề mới,
lý thú và có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao.
Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất lai của một số
triterpenoid có chứa nhóm benzamide và nhóm hydroxamate nhằm tìm kiếm
các hợp chất lai có hoạt tính sinh học cao, làm cơ sở khoa học cho những nghiên
cứu tiếp theo để tạo ra thuốc chống ung thư góp phần chăm sóc sức khỏe cho
cộng đồng.
Nội dung luận án bao gồm:
1. Tổng hợp và phân lập các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm
benzamide và nhóm hydroxamate bằng các phương pháp sắc ký.
2. Xác định cấu trúc hoá học các hợp chất tổng hợp được bằng các phương pháp
vật lý và hóa học.
3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất lai tổng hợp được trên hai
dòng tế bào KB và Hep-G2.


3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng hợp và hoạt tính sinh học của các dẫn xuất triterpenoid
Một số hợp chất triterpenoid như betulin (1), betulinic acid (2), ursolic
acid (3), oleanolic acid (4), 3β-acetoxy-21-oxolup-18-ene-28-oic acid (5) là
những hợp chất có hoạt tính chống ung thư da, kháng khuẩn, kháng nầm, chống
viêm, chống HIV….[17-23]. Đã có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp các
dẫn xuất của các chất này nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học
cao.

Hình 1.1: Cấu trúc một số hợp chất triterpenoid
1.1.1. Tổng hợp betulin và hoạt tính sinh học các dẫn xuất của betulin
Betulin hay 20(29)-lupene-3,28-diol (1), lần đầu tiên được phân lập
vào năm 1788 từ loài Betula alba (Betulaceae), là một trong các hợp chất thiên
nhiên phổ biến thuộc nhóm triterpenoid khung lupan. Betulin được tìm thấy ở
nhiều loài thực vật, nhiều nhất là trong thành phần vỏ cây bạch dương (chiếm
tới 30% trọng lượng khô của dịch chiết từ vỏ của loài B. verrucosa). Ngoài ra,
betulin cũng được tìm thấy ở nhựa của loài cây này [17] và được phát hiện có
nhiều hoạt tính như hoạt tính gây độc tế bào đối với tế bào ung thư da, ung thư
não và nhiều dòng tế bào ung thư ở người. Chính vì betulin có nhiều hoạt tính
sinh học lý thú, nên betulin ngày càng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên


4

cứu chuyển hóa thành các dẫn xuất khác nhau nhằm tìm kiếm các cấu trúc hóa
học mới và hoạt tính sinh học lý thú của chúng.
Betulin có hai nhóm chức OH liên kết với C-3 và C-28 và một nối đôi
20(29) của nhánh isopropylenyl tại C-19. Đây là các trung tâm hoạt động rất
dễ bị thay thế hoặc chuyển hóa trong các phản ứng hóa học mà vẫn giữ được
nguyên khung triterpenoid, chính vì thế nên khả năng chuyển hóa của betulin
rất phong phú. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng việc chuyển hóa nhóm
chức OH ở C-3 hoặc C-28 của hợp chất betulin đã cho các dẫn xuất có hoạt tính
sinh học tốt. Dưới đây là một số dẫn xuất có hoạt tính sinh học của betulin.
Dẫn xuất ester của betulin:
Năm 2010 nhà khoa học người Nga Oxana B. Kazakova và các cộng sự
của ông đã nghiên cứu chuyển hóa thành công hai nhóm OH ở vị trí C-3 và C-28
của betulin qua một loạt các phản ứng để tạo thành các dẫn xuất ester, các dẫn
xuất ester với nicotinic acid 6 và 7 có hoạt tính kháng lại chủng virut ung thư
cổ tử cung HPV-11. Ngoài ra, hợp chất 6 còn có hoạt tính điều hòa miễn dịch,
kháng HIV, bảo vệ gan, chống viêm, chống loét (sơ đồ 1.1) [24].

Sơ đồ 1.1: Tổng hợp dẫn xuất ester của betulin và nicotinic acid
Một số dẫn xuất ester của betulin và các acid cacboxylic thơm cũng đã
được tổng hợp và được thử hoạt tính kháng khuẩn. Kết quả cho thấy hợp chất 14


5

và 15 có hoạt tính kháng khuẩn tốt trên nhiều dòng vi khuẩn với đường kính vô
khuẩn từ 10 – 13 mm (sơ đồ 1.2) [25].

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp dẫn xuất ester 8-13
Dẫn xuất amide của betulin:

Sơ đồ 1.3: Tổng hợp dẫn xuất amide 14
Đầu tiên là oxi hóa nhóm 3β-OH của betulin thành ketone, C-28 thành
nhóm COOH, sau đó là khử chọn lọc bằng tác nhân NaBH4 thu được betulinic


6

acid (2), sau đó cho phản ứng với các amino acid khác nhau sẽ thu được các dẫn
xuất amide [26].
Dẫn xuất ester- amide của betulin:
Năm 2015, tác giả Sheng-Jie Yang và các cộng sự đã nghiên cứu tổng
hợp thành công các dẫn xuất ester-amide ở C-28 của betulin bừng cách cho betulin
phản ứng với các anhydrid acid khác nhau thu được các dẫn xuất ester – acid, sau đó cho
các dẫn xuất này phản ứng với các tác nhân amine khác nhau bằng dung môi DCM thu
được các dẫn xuất ester-amide 16a-c. Các hợp chất này sau đó được nghiên cứu
thử hoạt tính chống ung thư trên các dòng tế bào ung thư ở người như MGC803 (ung thư dạ dày), PC3 (ung thư tiền liệt tuyến), Bcap-37 (ung thư biểu
mô cổ tử cung), A375 (ung thư da) và MCF-7 (ung thư vú). Kết quả cho thấy,
hợp chất 15 và 16a-c có hoạt tính tốt với giá trị IC50 từ 4-18 M. Riêng hợp chất
16c có chứa nhóm piperidin trong nhóm chức amide thể hiện hoạt tính tốt nhất
đối với 5 dòng tế bào trên với giá trị IC50 tương ứng lần lượt là 4,3 μM; 4,5 μM;
5,2 μM; 7,5 μM, và 5,2 μM (sơ đồ 1.4) [27].

Sơ đồ 1.4: Tổng hợp một số dẫn xuất ester-amide 16a-c

Dẫn xuất carbamate của betulin:


7

Nưm 2010, Harish Komera và các cộng sự đã cho betulin phản ứng với
ethyl isocyanate và phenyl isocyanate trong dung môi DCM ở 600C trong 48
giờ, thu được các dẫn xuất carbamate 18-21 theo sơ đồ 1.5. Hợp chất 18 và 20
thể hiện hoạt tính diệt tế bào ung thư phổi A549 [28].

Sơ đồ 1.5: Tổng hợp một số dẫn xuất carbamate 18-21
Hướng nghiên cứu lai hóa các hợp chất có hoạt tính sinh học để tạo ra các
hợp chất có hoạt tính sinh học tính mạnh hơn, chọn lọc hơn là một hướng nghiên
cứu được nghiên cứu nhiều mà các nhà khoa học luôn mong đợi.
1.1.2. Một số hợp chất lai của triterpenoid và hoạt tính chống HIV, chống
ung thư
Năm 2012, tác giả Nguyễn Văn Tuyến và cộng sự đã tổng hợp nhiều hợp
chất lai giữa betulin với Zidovudine (AZT), betulin với dẫn xuất của Lamivudine
(3TC) bằng cách cho betulin (1) phản ứng với ethyl chloroformate trong dung môi
DCM và bổ sung thêm triethyl amine thu được dẫn xuất 22, 24 sau đó cho phản
ứng với AZT, 3TC trong dung môi DCM ở 250C trong 24 giờ thu được các dẫn
xuất 25a-b, 26a-b theo các sơ đồ 1.6 và 1.7 [29].


8

Sơ đồ 1.6: Tổng hợp chất lai 23, 25a-b của betulin và AZT qua liên kết ester

Sơ đồ 1.7: Tổng hợp chất lai 26a-b của betulin và 3TC qua liên kết ester
Các dẫn xuất lai giữa AZT và các triterpenoid 25a và 25b và hai dẫn
xuất lai giữa 3TC và betulin 26a và 26b được thử hoạt tính chống virut HIV và


9

được so sánh với các thuốc kháng HIV truyền thống AZT, 3TC và d4T với gía trị
EC50 tương ứng của d4T, AZT và 3TC trong phép thử đối chứng này là 7,3 µM;
0,47 µM và 3,3 µM. Kết quả cho thấy các hợp chất 25a và 25b có hoạt tính
kháng HIV cao hơn nhiều so với các thuốc truyền thống với các giá trị EC50 từ
0,1 µM tới 0,3 µM. Riêng hai dẫn xuất lai 26a và 26b thì lại có hoạt tính kháng
HIV thấp hơn một chút so với các thuốc truyền thống 3TC và d4T với giá trị
EC50 lần lượt là 10 µM (26a) và 10 µM - 25 µM (26b).
Ngoài ra, tác giả Nguyễn Văn Tuyến và các cộng sự còn nghiên cứu tổng
hợp thành công các hợp chất lai của triterpenoid với AZT qua cầu nối ester và
amide bằng cách cho các triterpenoid phản ứng với các propagyl bromide và
propagyl amine để tạo các dẫn xuất ester và amide, sau đó cho các dẫn xuất này
phản ứng với AZT thu được các các hợp chất lai 29 và 31 có hoạt tính chống
ung thư KB và Hep-G2 cao [30, 31] (sơ đồ 1.8, sơ đồ 1.9).

Sơ đồ 1.8: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối ester-triazole


10

Sơ đồ 1.9: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối amide-triazole
Kết quả thử hoạt tính chống ung thư cho thấy cả hai hợp chất 29 và 31
đều có hoạt tính cao đối với dòng tế bào Hep-G2 với giá trị IC50 lần lượt là 8,55
µM và 5,91 µM, riêng hợp chất 31 còn có hoạt tính mạnh đối với dòng tế bào
KB (IC50 = 8,1 µM).


11

Hình 1.2: Cấu trúc một số hợp chất triterpenoid-AZT qua cầu triazole-ester và
triazole-amide có hoạt tính sinh học cao
1.2. Tổng hợp và hoạt tính sinh học của các hợp chất benzamide
Năm 1999, Suzuki và các cộng sự đã bắt đầu công bố các dẫn chất
benzamide khi nó có tác dụng ức chế HDAC in vitro và in vivo [32]. Một số hợp
chất thuộc nhóm này phải kể đến như MS-275, CI-994, MGCD-103, CS005.

Hình 1.3: Cấu trúc một số hợp chất benzamide
Hợp chất chidamide (CS055) đã được FDA phê duyệt vào năm 2015 để
điều trị ung thư hạch tế bào T ngoại vi [33]. Các hợp chất Tacedinaline (CI994)
[34], Entinostat (MS-275) [35], Mocetinostat (MGCD0103) [36] (hình 1.3) hiện
đang trải qua các thử nghiệm lâm sàng khác nhau để điều trị các loại ung thư
khác nhau. Riêng hợp chất MS-275 không những ức chế HDAC1 và HDAC3
với giá trị IC50 lần lượt là 0,51 μM và 1,7 μM, mà nó còn làm giảm sự acetyl
hóa quá mức của histon trong nhiều loại ung thư, giảm sự biểu thị quá mức của
p21WAF1/CIP1 và gelsolin. CI-994 có tác dụng ức chế HDAC 1, 2, 3 và 8 ở người
với giá trị IC50 lần lượt là 0,9; 0,9; 1,2 và > 20 μM. Ngoài ra, nó cũng đã được
chứng minh có tác dụng trên tế bào ung thư ở người và chuột. Nghiên cứu in
vitro cho thấy CI-994 có tác dụng thúc đẩy sự chết tế bào theo chương trình trên
các tế bào lympho chuột, ức chế sự tăng trưởng của tế bào BCLO bệnh bạch cầu
chuột với IC50 là 2,5 μM. Một ưu điểm lớn nữa của CI-994 được quan tâm nhiều
đó là nó được xem như một loại thuốc chống phân bào đường uống [37]. Dựa


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×