nghiên cứu tổng hợp và thăm dò hoạt tính sinh học một số dẫn xuất của axit ursolic tách chiết từ cây sơn tra poilan

Điều chế các dẫn xuất ñi từ các chất có hoạt tính phân lập từ nguồn thực vật với hàm lượng lớn là một trong các con ñường hiệu quả ñể tìm kiếm các chất có hoạt tính sinh học cao và lý th

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH TÂM

Đà Nẵng – Năm 2011

Tôi cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng

ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

PHAN VĂN HÀ

Trang TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC KÍ HIỆU CÁC CÔNG THỨC HÓA HỌC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1- TỔNG QUAN 4

1.1 CÁC HỢP CHẤT TRITECPEN 4

1.1.1 Khái niệm chung 4

1.1.2 Một số khung tritecpen chính 5

1.1.2.1 Tritecpen mạch thẳng 5

1.1.2.2 Tritecpen khung dammaran 6

1.1.2.3 Tritecpen khung hopan 7

1.1.2.4 Khung lupan 9

1.1.2.5 Tritecpen khung oleanan 12

1.1.2.6 Tritecpen khung friedelan 14

1.1.2.7 Tritecpen khung taraxeran (friedooleanan) 17

1.1.3 Sinh tổng hợp các tritecpen 19

1.1.4 Hoạt tính sinh học 19

1.1.4.1 Hoạt tính chống ung thư và khối u 21

1.1.4.2 Hoạt tính chống vi rút và kháng khuẩn 22

1.1.4.3 Hoạt tính chống viêm 24

1.2 TỔNG QUAN VỀ AXIT URSOLIC VÀ CÁC DẪN XUẤT CỦA

NÓ 31

1.2.1 Axit ursolic 31

1.2.2 Một số nghiên cứu về tổng hợp các dẫn xuất của axit ursolic 33

Chương 2- THỰC NGHIỆM 36

2.1 CHIẾT TÁCH AXIT URSOLIC 36

2.2 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT Ở VỊ TRÍ C3-OH CỦA AXIT URSOLIC 37

2.2.1 Tổng hợp dẫn xuất axit 3-oxo-urs-12-en-28-oic 87 37

2.2.2 Tổng hợp dẫn xuất axit 3-hydroxyimino-urs-12-en-28-oic 88 40

2.2.3 Tổng hợp dẫn xuất axit 3-acetoxyimino-urs-12-en-28-oic 89 40

2.2.4 Tổng hợp dẫn xuất axit 3-hydrazono-urs-12-en-28-oic 90 40

2.3.TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT Ở VỊ TRÍ C17-COOH CỦA AXIT URSOLIC 41

2.3.1.Tổng hợp chất axit 3β-axetyl ursolic 91 42

2.3.2.Tổng hợp dẫn xuất Methyl N-(3β-acetoxy-urs-12-en-28-oyl]-11- amino undecanoate 92 42

2.3.3.Tổng hợp dẫn xuất axit N-(3β-Hydroxy-urs-12-en-28-oyl]-11-

amino undecanoic 93 43

2.3.4.Tổng hợp dẫn xuất N-(3β-acetoxy-urs-12-en-28-oyl)-1,7-diaminoheptane 94 43

Chương 3-KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

3.1 CHIẾT TÁCH AXIT URSOLIC 45

3.2 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA AXIT URSOLIC 49

3.2.1 Phản ứng ở nhóm C3-OH của axit ursolic 49

3.2.1.2 Tổng hợp axit 3-hydrazono-urs-12-en-28-oic 90 57 3.2.2 Phản ứng ở nhóm C17-COOH của axit ursolic 57 3.2.2.1.Tổng hợp axit N-(3β-Hydroxy-urs-12-en-28-oy)]-11-amino undecanoic 93 57 3.2.2.2.Tổng hợp các dẫn xuất N-(3β-acetoxy-urs-12-en-28-oyl)-1,7-diaminoheptane 94 64 3.3 NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CÁC DẪN XUẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BuOH : Butanol

13

C-NMR : 13C- Nuclear Magnetic Resonance

DEPT : Distortionless Enhancement by Porlarisation Transter EI-MS : Electron Impact Mass Spectroscopy

ESI-MS : Electrospray Ionization Mass Spectrometry

FTIR : Fourier Transform Infrared

1

H-NMR : 1H- Nuclear Magnetic Resonance

HPLC : High Pressure Liquid Chromatography

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

3.2 Kết quả thử hoạt tính gây ñộc tế bào của axit

Số hiệu hình Tên hình Trang

Hình 3.18 Phổ 1H-NMR của chất 93 67

49 Dẫn xuất axetyl ñiamit-hidro 26

75 Axit 3-O-palmitoyl ursolic 33

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn ñề tài

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của xã hội loài người, các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, viêm gan B cũng gia tăng một cách ñáng báo ñộng Việc tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính cao, các phương pháp chữa bệnh mới ngày càng trở nên cần thiết Nhiều hợp chất tự nhiên có hoạt tính ñã

ñược ứng dụng vào thực tế ñể sản xuất thuốc phòng và chữa bệnh Điều chế các dẫn xuất ñi từ các chất có hoạt tính phân lập từ nguồn thực vật với hàm

lượng lớn là một trong các con ñường hiệu quả ñể tìm kiếm các chất có hoạt

tính sinh học cao và lý thú

Axit ursolic là một tritecpen tồn tại khá phổ biến trong nhiều loài thực vật khác nhau Axit ursolic và các dẫn xuất có tác dụng hỗ trợ chữa bệnh ung thư, kháng viêm, kháng khuẩn, kháng HIV và là thành phần chính trong mỹ phẩm ñể phòng ngừa và chống lại bệnh ung thư da tại Nhật Bản

Do có tính chất sinh, dược học thú vị, nên tritecpen này cũng như dẫn xuất của nó ñã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nhằm

tìm kiếm các chất mới có hoạt tính sinh học cao hơn

Khi nghiên cứu thành phần hóa học cây Sơn Trà Poilan của Việt Nam,

chúng tôi ñã phân lập ñược axit ursolic với hàm lượng khá cao (0.32% so với

mẫu khô) Vì vậy, ñể tận dụng nguồn nguyên liệu này và góp phần tìm kiếm những dẫn xuất có hoạt tính lý thú của axit ursolic, ñề tài ñịnh hướng tổng hợp một số dẫn xuất amin, amit vào các nhóm thế hydroxy ở vị trí C-3 và carboxyl ở C-28

2 Mục ñích của ñề tài

-Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất amin, amit từ các nhóm chức OH, COOH của axit ursolic phân lập ñược từ cây Sơn Trà Poilan của Việt Nam

-Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp ñược như hoạt tính gây ñộc tế bào, kháng khuẩn, kháng nấm…

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

-Mẫu lá cây Sơn Trà Poilan thu hái tại rừng quốc gia Bì Dúp, Núi Bà thuộc tỉnh Lâm Đồng vào tháng 3 năm 2009 ñược sấy khô, nghiền nhỏ và chiết tách lấy axit ursolic

-Sau khi tách ñược axit ursolic, chúng tôi ñã tiến hành tổng hợp các dẫn xuất amin, amit ở các nhóm thế hydroxy ở vị trí C-3 và cacboxyl ở C-28

* Phạm vi nghiên cứu

-Thu hái mẫu thực vật Chiết tách, tinh chế axit ursolic ñể sử dụng làm nguyên liệu ñầu

-Tổng hợp các dẫn xuất mới từ axit ursolic tách ñược

-Thử hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp ñược

4 Phương pháp nghiên cứu

-Thu hái mẫu thực vật Xử lý mẫu, sấy khô, xay nhỏ rồi ngâm chiết ở nhiệt ñộ phòng với các dung môi khác nhau ñể thu ñược các dịch chiết khác nhau

- Để tách và tinh chế axit ursolic từ dịch chiết cũng như chất tổng hợp

ñược dùng các phương pháp sắc kí như sắc kí lớp mỏng (TLC), sắc kí cột

thường (CC), sắc kí cột nhanh (FC), sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), các phương pháp kết tinh ñược sử dụng

-Tìm ñiều kiện phản ứng thích hợp, sử dụng các phản ứng hữu cơ tiêu chuẩn ñể tổng hợp các dẫn xuất mới từ các chất tách ñược có hàm lượng cao

từ lá cây này

-Xác ñịnh cấu trúc các chất sạch bằng các phương pháp phổ hiện ñại như phổ khối lượng (MS), phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân

một chiều (1D NMR): 1H NMR, 13C NMR

-Thử hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp ñược như hoạt tính gây

ñộc tế bào, hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm ñịnh, kháng oxy hóa…

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

Trong khuôn khổ ñề tài này, chúng tôi ñã sử dụng axit ursolic tách

ñược từ cây Sơn Trà Poilan ñể tiến hành nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất

mới nhằm tìm kiếm các chất có hoạt tính lý thú, từ ñó có thể tìm ra các thuốc phòng và chữa bệnh mới ñể nâng cao sức khỏe, cuộc sống của con người Vì vậy, kết quả của ñề tài sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 81 trang, trong ñó có 02 bảng và 24 hình Phần mở ñầu gồm 03 trang, kết luận gồm 01 trang và tài liệu tham khảo 09 trang Nội dung của luận văn chia làm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan- 35 trang

Chương 2: Thực nghiệm- 09 trang

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận- 27 trang

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 CÁC HỢP CHẤT TRITECPEN

1.1.1 Khái niệm chung

Tecpenoit là một trong những lớp chất trao ñổi thứ cấp tồn tại phổ biến trong thiên nhiên và có cấu trúc ña dạng nhất Các tecpen ñược tạo thành từ các ñơn vị isopren (C5H8) Căn cứ vào số ñơn vị isopren hợp thành người ta phân biệt tecpen thành các monotecpen (10C), sesquitecpen (15C), ditecpen (20C), sestertecpen (25C), tritecpen (30C), tetratecpen (40C) và polytecpen

Về mặt cấu trúc hoá học, tritecpenoid có công thức tổng quát C30Hn,

ñược tạo bởi 6 ñơn vị isopren hợp với nhau bởi 2 mảnh C15 nối với nhau ở

giữa theo cách ñầu nối với ñầu Hợp chất hexa-en squalen (1) với cấu hình

toàn trans là tiền thân của tất cả các tritecpenoit

Hexa-en squalen 1

Nhóm các chất steroid thường có khung cơ bản 1,2-cyclo pentano

phenanthren (2) và chứa từ 18 - 29 nguyên tử cacbon, R = (0 -10 C), ñược coi

là một phân nhóm phụ của lớp chất tritecpenoid Bởi vì về mặt sinh tổng hợp chúng ñược tạo thành từ các tiền chất tritecpen

1,2-cyclo pentano phenanthren 2

9 10

14 8 7 6

5 4

D C

B

17

15

16 13

12 11

3 2 1

R

C

Trong những thập kỷ gần ñây với sự phát triển và ứng dụng nhanh chóng các phương pháp phân lập chất như sắc ký lỏng trung áp (MPLC), sắc

ký lỏng cao áp (HPLC) pha thuận và pha ngược cùng với các phương pháp phân tích hiện ñại như GC-MS, HPLC-MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-

và 13C-NMR 1 chiều và 2 chiều, phổ khối (MS), phổ khối phân giải cao MS), nhiễu xạ tia X (X-ray)…, có nhiều tritecpen ñược phân lập và xác ñịnh cấu trúc từ các nguồn khác nhau trong tự nhiên Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới tóm tắt các kết quả nghiên cứu về tritecpen Mahato

(HR-và cộng sự ñã ñề cập ñến các phương pháp mới dùng ñể phân lập (HR-và nhận dạng chúng Các nghiên cứu về sự biến ñổi hóa học cũng như các phản ứng tổng hợp các tritecpen Nhiều tritecpenoid có khung mới ñã ñược phân lập hoặc tổng hợp từ năm 1977 ñến năm 2005 Hoạt tính sinh học lý thú của các tritecpenoit này cũng ñã ñược mô tả [6], [32], [51], [52]

Nghiên cứu tổng quan về tritecpenoit cho thấy có gần 200 bộ khung tritecpen khác nhau có nguồn gốc từ tự nhiên, phần lớn các tritecpenoid có cấu trúc 4 vòng giáp nhau (6-6-6-5) hoặc 5 vòng giáp nhau (6-6-6-6-5 hoặc 6-6-6-6-6), nhưng cũng tồn tại một số ít các tritecpenoit dưới các dạng mạch hở, một vòng, 2, 3 hoặc 6 vòng giáp [48]

Một trong những cách phân loại các tritecpenoit là dựa vào sự khác nhau về bộ khung tritecpen Một số khung tritecpen chính là: tritecpen mạch thẳng, tritecpen khung hopan, khung lupan, khung friedelan, khung dammara n, khung oleanan, khung ursan, khung lanostan,…[40], [48], [52]

1.1.2 Một số khung tritecpen chính

1.1.2.1 Tritecpen mạch thẳng

Hợp chất tritecpen mạch thẳng tiêu biểu nhất là squalen (1) và oxidos- -qualen (3) Hai chất này ñược phát hiện ở một số loài ñộng, thực vật như trong dầu gan cá và một số dầu thực vật như dầu cọ, dầu bông, dầu cải Ngoài

ra, chúng còn có thể thu ñược bằng con ñường tổng hợp Sự ñóng vòng của squalen và oxidosqualen theo các dạng khác nhau sẽ thu ñược các tritecpen

cóbộ khung khác nhau [48], [52]

Axit turbinaric (4), một dẫn xuất của secosqualen có ñộc tính với tế bào

ñã ñược phân lập từ loài Turbinaria ornata [17]

Oxidosqualen 3

Axit turbinaric 4

1.1.2.2 Tritecpen khung dammaran

Khung dammaran (5) có cấu trúc khung như các steroit, với các nhóm

thế metyl ở vị trí C-4α và β, C-8β, C-10β, C-14 α và một mạch nhánh isooct-

-yl ở C-17β Cấu hình khung dammaran ñều ở dạng transi-trans-trans Trong

cấu hình dạng trans-anti-trans là dạng phổ biến và bền hơn cả về mặt năng lượng Nhóm thế isooctyl ở C-20 có cấu hình là R hay β Ở C-3 hay gặp các nhóm thế -OH, =O hoặc -OR với cấu hình α hoặc β Trong danh pháp các hợp chất steroit và tritecpen, các ký hiệu α, β ñược dùng ñể phân biệt vị trí không gian của một nhóm thế nào ñó trong vòng Nếu nhóm thế nằm trên mặt phẳng của vòng thì có cấu hình β; ngược lại, nếu nhóm thế nằm dưới mặt phẳng của vòng thì có cấu hình α Ký hiệu α hay β chưa cho biết nhóm thế

26 21

30

29 28

27 19

H

H

18 1

2

6 7 8

9 10 11

12 13

16 17 20

22 23 24 25

Betula, Alnus (Betulaceae), Cleome (Capparidaceae), Notholaema -ae), Sativa (Compositae), Panax (Araliaceae), Pilocarpus (Rutaceae), Phyll- -anthus (Euphobiacea) [51], [67]

(Pteridace-1.1.2.3 Tritecpen khung hopan

Về mặt cấu trúc hóa học tritecpen khung hopan (6) là những chất ñược

tạo thành bởi 5 vòng (6-6-6-6-5) bao gồm một vòng cyclopentan E giáp với

hệ vòng crisen (A, B, C, D) Các nhóm thế thường là các nhóm metyl ở vị trí C-4α và β, C-8β, C-10β, C-14α, C-18α, và một nhóm isopropyl ở vị trí C-

21α Cấu hình của khung hopan ñều ở dạng trans-trans

Khung hopan 6

Trong thiên nhiên các tritecpen khung hopan ñược tìm thấy trong các

chi Polypodium (Polypodiaceae), Swertia (Gentianaceae), Ficus (Moraceae), Salacia (Celastraceae), … [9], [32], [40], [51], [52]

Năm 1976 từ loài Mallotus paniculatus, W-H Hui và cộng sự ñã phân

lập ñược một nor-tritecpen khung hopan là 21α-H-22(29)-hopen-3β,30-diol

(7) [28] Một hopan tritecpen là 29-nor-21α-H-hopan-3,22-dion (8) cũng

ñược nhóm tác giả này phân lập từ cây Rhodomyrtus tomentosa [27]

Từ loài Dương xỉ Cheiropleuria bicuspis, N Tanaka và cộng sự ñã

phân lập ñược 3 hopan tritecpen Đó là 22,25-dihydroxyhopan-1-on (9),

1α,11α,22-trihydroxyhopan (10), và 1α,11α,22,25-tetrahydroxyhopan (11)

[10]

Mới ñây, nhóm nghiên cứu của Guan Ye ñã phân lập và nhận dạng

ñược một hopan tritecpen mới từ loài Dipentodon sinicus (Celastraceae) ở

Trung Quốc ñó là axit 3β-hydroxy-21(22)-hopen-30-oic (12) [20]

21α-H-22(29)-hopen-3β,30-diol 7

29-nor-21α-H-hopan-3,22-dion 8

R1 = O; R2 = OH; R3 = H: 22,25-dihydroxyhopan-1-on 9

R1= H, α-OH; R2 = H; R3 = OH: 1α,11α,22-trihydroxyhopan 10

R1= H, α-OH; R2 = R3 = OH: 1α,11α,22,25-tetrahydroxyhopan 11

Axit 3β-hydroxy-21(22)-hopen-30-oic 12

1.1.2.4 Tritecpen khung lupan

Các tritecpen khung lupan tồn tại tương ñối phổ biến trong tự nhiên Về

mặt cấu trúc hóa học, các tritecpen khung lupan (13) tương tự như khung

hopan, cũng có hệ vòng pentacyclic (6-6-6-6-5) với các nhóm thế thường là các nhóm metyl ở các vị trí C-4α và β, C-8β, C-10β, C-14α nhưng khác với khung hopan, nhóm thế isopropyl của khung lupan ở vào vị trí C-19α

còn trong khung hopan ở vị trí C-21, và thay vì nhóm metyl thường ở vị trí C-18α trong khung hopan thì trong khung lupan nó thường xuất hiện ở vị trí C-17β

Các tritecpen khung lupan tồn tại tương ñối phổ biến trong những loài thực vật thuộc các họ sau ñây: Celastraceae, Moraceae, Betulaceae, Asclep- -iadaceae, Apocynaceae, Combretaceae, Araliaceae, Leguminosae, Ebenaceae,

Rhamnaceae, [19], [45], [58]

Khung lupan 13

Cây chân chim (Schefflera octophylla), ñược dùng trong dân gian làm

thuốc bổ, chữa các bệnh về gan Từ lá cây này, một tritecpen diaxit khung lupan là axit 3α-hydroxy-lup-20(29)-en-23,28-dioic 14 có hàm lượng cao

(chiếm tới 5-7% trọng lượng lá khô) ñã ñược phân lập và xác ñịnh cấu trúc bằng các phương pháp phổ và hoá học [2]

Axit 3α-hydroxy-lup-20(29)-en-23,28-dioic 14

Betulin hay 20(29)-lupen-3β,28-diol (15) là một hợp chất ñặc trưng cho

khung lupan, ñược phân lập lần ñầu tiên vào năm 1988 Đây là một tritecpen

có mặt trong nhiều loài thực vật thuộc các họ khác nhau Các nghiên cứu cho

thấy betulin có nhiều hoạt tính như: hoạt tính gây ñộc tế bào, hoạt tính chống

HIV, có tác dụng bảo vệ gan và làm giảm khả năng gây ñộc của CdCl2 ở nồng

ñộ thấp [19], [21], [64]

R1 = β-OH, R2 =H, R3 =CH2OH: Betulin 15

R1 = β-OH, R2 =CH3, R3 = COOH: Axit betulinic 16 Axit betulinic (16), một tritecpen khung lupan ñược phân lập từ thiên

nhiên hoặc bán tổng hợp từ betulin, và các dẫn xuất của nó là những hợp chất

có hoạt tính chống ung thư và kháng HIV cao hiện ñang ñược quan tâm nghiên cứu về mặt dược lý [35], [42]

Các tritecpen khung lupan ñược phân lập rất nhiều từ các loài thuộc chi

Salacia Từ loài Salacia beddome có 5 chất ñược phân lập ñó là:

20,29-epoxylupan-3,21-dion (17), 6β-hydroxy-20(29)-lupen-3,21-dion (18), -n-3,21-dion (19), 21β-hydroxy-20(29)-lupen-3-on (20) và 20(29)-lupen-3-on (21)

20(29)lupe-[24], [25]

20,29-epoxylupan-3,21-dion 17

6β-hydroxy-20(29)-lupen-3,21-dion 18

R = O: 20(29)lupen-3,21-dion 19

R = H, β-OH: 21β-hydroxy-20(29)-lupen-3-on 20

R = H2: 20(29)-lupen-3-on 21

1.1.2.5 Tritecpen khung oleanan

Khung oleanan (22) tiêu biểu cho các tritecpen 5 vòng trong ñó cả 5

vòng (A,B,C,D,E) ñều là cyclohexan Trong khung này các nhóm thế (thường

là metyl) ở các vị trí 4α và β, 8β, 10β, 14α, 17β, 20α, β Cấu hình khung oleanan có dạng: trans-trans-trans-cis Cấu hình giữa khung A/B là trans, B/C: trans, C/D: trans, D/E: cis

Các tritecpenoit khung oleanan ñã ñược phát hiện thấy trong các họ

Leguminosae (chi Abrus, Glycyrrhiza, Acacia, Erythrina), Rubiaceae -tia, Timonius, Chiococea), Compositae (Aster, Asterella, Atractylis), Verben- -aceae (Lantana) và một số họ khác như Rutaceae, Sapindaceae, Cucurbitace-

(Aliber-H H

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10

11

12 13 14 15 16 17 18

ra như edema, sốt, sưng tấy Các dẫn xuất phtalat của 18-β

-oleanan-12-en-3β,30-diol; 18β-oleanan-9(11)12-dien-3β,30-diol và 3-β,30-diol ñã có tác dụng ức chế mạnh edema trên tai chuột Hợp chất oleanan-12-en-3β,30-diol có tác dụng chống khối u, chống viêm và chống dị

oleana-11,13-(18)di-en-ứng trên chuột tốt hơn so với axit glycyrhetinic khi dùng làm chất ñối choleana-11,13-(18)di-en-ứng

[51], [52]

R1 = α -OAc, H; R2 = CH3; R3 = H; R4 = COOH; R5 = H,H: Axit

3α-acetoxy-α-boswellic 23

R1 =α -OAc,H; R2 = H; R3 = CH3; R4 = COOH; R5 = H,H: Axit

1.1.2.6 Triterpen khung friedelan

Các friedelan tritecpen tồn tại khá phổ biến trong thiên nhiên, về mặt

cấu trúc hóa học tritecpen khung friedelan (26) có cấu tạo là hệ pentacylic

(6-6-6-6-6) Trong khung này các nhóm thế, thường là các nhóm metyl, ở các vị trí C-4β, C-5β, C-9β, C-13α, C-14β, C-17β, C-20α và β

Khung friedelan 26

Người ta ñã phân lập ñược các tritecpen khung friedelan từ những loài

thực vật thuộc các họ: Celastraceae (chi Salacia, Catha, Elaeodendron, -na, Prionostemma, Acanthothammus…), Cucurbitaceae (Momordica), Buxac- -eae (Pachysandra), Euphorbiaceae (Euphorbia, Phyllanthus), Flacourtiaceae (Coloncoba, Phyllobotryon), Dimocarpaceae (Dimocarpus),… [4], [29], [40],

Kokoo-[51], [52]

Bốn tritecpen khung friedelan là 1-friedelen-3-on (27), friedelan-1,3-dio- -n-7α-ol (28), friedelan-1,3-dion-24-al (29), và 7,24-oxido-friedelan-1,3-dion (30) ñã ñược Tewari và cộng sự phân lập và xác ñịnh cấu trúc hóa học lần ñầu

tiên vào những năm 70 từ loài Salacia prenoides D.C [56], [57]

1-friedelen-3-on 27

Friedelan-1,3-dion-7α-ol 28

Friedelan-1,3-dion-24-al 29

7,24-oxido-friedelan-1,3-dion 30

Trong lá và vỏ rễ của cây Maytenus aquifolium (Celastraceae) và Sala- -cia campestris (Celastraceae) chứa rất nhiều friedelan Enzym cyclaza chứa

trong lá cây này có tác dụng chuyển ñổi chất cơ bản oxidosqualen thành

tritecpen friedelin (31) và 3β-friedelanol (32) [31] Hợp chất (32) cũng ñã

ñược phân lập từ loài Vitis trifolia vào năm 2000 và ñược phát hiện có hoạt

tính chống ung thư [37]

Friedelin 31

3β-friedelanol 32

Năm 2001, Vieira Filho và cộng sự ñã phân lập ñược hai tritecpen mới

từ lá của cây Austroplenckia populnea (Celastraceae) ñó là axit

3,4-seco-28-hydroxyfriedelan-3-oic (33) và axit 3,4-secofriedelan-3-oic (34) [59]

1 2 4 5 6

25 7

9 10

11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Năm 2003, từ rễ của cây Phyllanthus oxyphyllus, Somyote

Sutthivaiya kit và cộng sự ñã phân lập ñược axit

29-nor-3,4-seco-friedelan-4(23),20(30)-dien-3-oic (35) có tác dụng chống oxi hóa mạnh [54]

Axit 29-nor-3,4-seco-friedelan-4(23),20(30)-dien-3-oic 35

1.1.2.7 Triterpen khung taraxeran (friedooleanan)

Tương tự như khung friedelan cấu trúc hóa học của các tritecpen khung

taraxeran (36) cũng là hệ 5 vòng (6-6-6-6-6) Trong khung này các nhóm thế

(thường là các nhóm metyl) ở các vị trí 4α, β, 8β, 10β, 13α, 17β, 20α, β

Cấu hình khung taraxeran có dạng: trans-trans-trans-cis Cấu hình giữa khung A/B là trans, B/C: trans, C/D: trans, D/E: cis

Khung taraxeran 36

Các tritecpen khung taraxeran ñược tìm thấy trong một số loài:

Bosistoa brassi (Rutaceae), Tamarix aphylla (Tamaricaceae) [41]

Seco-3,4-taraxeron (37) phân lập từ cặn clorofoc của lá loài Alchornea

latifolia có hoạt tính gây ñộc tế bào trên 2 dòng Hep-G2 và A-431 [60]

Seco-3,4-taraxeron 37

3α-hydroxy-D-friedoolean-5-en 38

Năm 1997 từ loài Adhatoda vasica Nees, Atta-Ur-Rahman và cộng sự

-edoolean-5-en (38) và epitaraxerol (39) [5] Một nghiên cứu khác ñã phát hiện ra khả năng chữa bệnh alzheimer của hợp chất (39) có hoạt tính ức chế

AchE với giá trị IC50 là 79µM [46]

Epitaraxerol 39

1.1.3 Sinh tổng hợp các triterpen

Trong tự nhiên, các tritecpen ñược tạo thành bởi sự ñóng vòng trực tiếp

từ squalen (1) hay oxidosqualen (3) Với sự ñóng vòng của các chất này theo

các cấu dạng khác nhau, ở các vị trí khác nhau sẽ tạo nên các cacbocation Tiếp theo ñó là sự dịch chuyển các proton và các nhóm metyl khi có mặt các xúc tác H+ hoặc OH- theo các cách khác nhau sẽ tạo thành các tritecpen với

các bộ khung khác nhau Hình1.1 mô tả một trong những con ñường sinh tổng

hợp các tritecpen từ squalen [6], [48], [76]

1.1.4 Hoạt tính sinh học

Các hợp chất tritecpen với cấu trúc ña dạng và phân bố rộng rãi ñang ngày càng thu hút ñược sự quan tâm nghiên cứu, ñánh giá hoạt tính sinh học của chúng Nhiều loài cây chứa một lượng lớn hợp chất tritecpen trong mủ và nhựa cây và ñược cho rằng có chức năng bảo vệ hoá học chống lại các ñộng vật ăn cỏ và các tác nhân gây bệnh Vì vậy, người ta cũng hy vọng rằng các tritecpen có thể chống lại các tác nhân gây bệnh cho người và ñộng vật

Trong những thập kỷ gần ñây, song song với việc ngày càng nhiều hợp chất tritecpen ñược phân lập và xác ñịnh cấu trúc, hoạt tính sinh học của chúng cũng ñược nghiên cứu rất sâu rộng Các nghiên cứu dược lý ñã cho thấy hợp chất tritecpen thể hiện phổ hoạt tính ña dạng như kháng khuẩn, chống ung thư, khối u, chống oxy hoá, vi rút, viêm nhiễm, trừ sâu, trị các

bệnh về gan, hô hấp và tiêu hoá, thấp khớp, ho, nấm và hạn chế sinh tổng hợp cholesterol

Hình 1.1: Sự hình thành các tritecpen từ squalen 1.1.4.1 Hoạt tính chống ung thư và khối u

Đã có rất nhiều tritecpen thể hiện hoạt tính chống lại các tế bào ung thư

Axit betulinic là một tritecpen khung lupan ñược tìm thấy từ nhiều loài

Betula (Betulaceae) Ở nồng ñộ 5 µM, axit betulinic ñã ức chế ñáng kể sự phát triển của TPA(2,5 µg) khi ñược kích thích bởi 50 µg 7,12-dimethylbenzanthracen [67]

Axit 3-oxofriedelan-29-oic (40), axit 3-oxofriedelan-oic (41) và -,29-dihydroxyfriedelan-3-on (42) có khả năng gây ñộc ñối với các tế bào ung

28-thư biểu mô phổi dòng A-549 với giá trị ED50 = 0,21; 1,18 và 0,64µg/ml

Ngoài ra hợp chất (42) còn thể hiện hoạt tính gây ñộc ñối với cả 2 dòng tế bào

ung thư L-1210 (ED50 = 2,95 µg/ml) và KB (ED50 = 3,7µg/ml) [51]

R1=COOH; R2 =H: Axit 3-oxofriedelan-29-oic 40

R1 = H; R2 = COOH: Axit 3-oxofriedelan-28-oic 41

28,29-dihydroxyfriedelan-3-on 42

Betulin (15), một tritecpen có mặt trong nhiều loài thực vật thuộc các

họ khác nhau lại thể hiện hoạt tính gây ñộc tế bào trên 2 dòng HeLa và Hep-2 với cùng giá trị IC50 là 40µg/ml Betulin cũng thể hiện hoạt tính chống HIV với giá trị IC50 là 6,1µg/ml Các nghiên cứu của Miura còn cho thấy betulin có tác dụng bảo vệ gan và làm giảm khả năng gây ñộc của CdCl2 ở nồng ñộ thấp 0,1µg/ml Cơ chế có thể là do betulin thúc ñẩy sự tổng hợp các protein có tác dụng bảo vệ các tế bào khỏi ảnh hưởng của CdCl2 [14], [44]

Nghiên cứu gần ñây của Moriarity D M cho thấy lupeol (43) có hoạt

tính gây ñộc ñối với các dòng tế bào Hep-G2, A-431, H-4IIE với giá trị IC50lần lượt là 77; 101 và 77,6µM Ngoài ra, lupeol còn ñược ứng dụng trong mỹ phẩm bảo vệ da do có tính chất chống oxi hoá và kháng viêm [15]

Hai hợp chất axit koetjapic và axit katonic ñược phân lập từ loài

Sandoricum koetjape thể hiện hoạt tính gây ñộc tế bào dòng P-388 với các giá

Các axit ursolic, axit betulinic, axit salaspermic và axit pomolic cũng

ñã thể hiện hoạt tính kháng vi rút HIV ở các giai ñoạn phát triển khác nhau

Trong ñó hoạt tính kháng vi rút HIV của axit betulinic ñược biết ñến từ năm

1976, kết quả này thúc ñẩy việc bán tổng một loạt dẫn xuất mới của axit betulinic thông qua việc biến ñổi các nhóm chức 3-hydroxyl, 17-COOH, C-20 oxo-metylen, ñể tìm ra những chất mới có hoạt tính kháng HIV cao hơn Kết quả ñã có hàng loạt các dẫn xuất mới ra ñời trong ñó có axit 3-O-(3’,3’-

dimetylsuccinyl) betulinic (44) và axit 3-O-(3’,3’-dimetylsuccinyl) dihydrobet- -ulinic (45) có hoạt tính kháng HIV rất mạnh với giá trị EC50< 3,5.10-4µM trong trường hợp tế bào lympho H9 bị nhiễm cấp [23], [35], [36], [42]

Cho ñến nay, các hợp chất tritecpen trong thiên nhiên chưa thể hiện khả năng vượt trội so với các loại thuốc hiện tại về mặt dược lý, nhưng với những cấu trúc phong phú, chúng ñóng một vai trò là các hợp chất dẫn ñường tốt cho việc phát triển các loại thuốc mới

Axit 3-O-(3’,3’-dimetylsuccinyl) betulinic 44

Axit 3-O-(3’,3’-dimetylsuccinyl) dihydrobetulinic 45

1.1.4.3 Hoạt tính chống viêm

Các hợp chất tritecpen 5 vòng ñược phân bố rộng rãi trong các loài thực vật, rất nhiều hợp chất ñã ñược sử dụng làm thuốc kháng viêm trong dân gian Dạng và cách thức kháng viêm của tritecpen 5 vòng cũng ñã ñược nghiên cứu chi tiết [50]

Một hợp chất tritecpen mới 2α,3β,23-trihydroxyolean-12-en ñã ñược thử nghiệm bằng ñường uống trên chuột, kết quả cho thấy có hoạt tính kháng viêm và giảm ñau Với cùng một liều lượng 100 mg/kg thì khả năng giảm ñau trên chuột của tritecpen này là 37% trong khi ñó aspirin là 85% [16]

Các hợp chất taraxasterol axetat, moretenol acetate, moretenol và lupanol cũng ñược phát hiện có hoạt tính kháng viêm mạnh [52]

neu-Hay 4 chất ñược phân lập từ hạt của loài Vitex negundo (Verbenaceae):

Axit 3β-acetoxyolean-12-en-27-oic; axit 2α, oic; axit 2β, 3α-diacetoxy-olean-dien-28-oic và axit 2α, 3β-diacetoxy-18-hyd- -roxyolean-5,12-dien-28-oic cũng thể hiện hoạt tính kháng viêm khá mạnh [51]

3α-dihydroxyolean-5,12-dien-28-1.1.5 Một số nghiên cứu về tổng hợp các dẫn xuất của các tritecpen

Trong những năm gần ñây ñã có rất nhiều nghiên cứu về các hoạt tính sinh học như khả năng kháng viêm, kháng vi rút, kháng HIV và chống ung thư của các tritecpen khung lupan Trong quá trình sàng lọc các hợp chất thiên

nhiên có hoạt tính sinh học người ta ñã phát hiện thấy axit betulinic (16), một

hợp chất tách ra từ các loài thuộc chi Betula, họ Betulaceae, có hoạt tính ức

chế chọn lọc ñối với tế bào ung thư hắc tố da hoặc ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư ở người [49]

Tồn tại rộng rãi trong tự nhiên với hàm lượng khá cao, và có nhiều hoạt tính thú vị, nhiều dẫn xuất mới của axit betulinic có hoạt tính lý thú hơn ñã

ñược tổng hợp Sự chuyển hóa các nhóm chức hydroxyl ở C-3 và nhóm

cacbonyl ở C-28 của axit betulinic tạo thành dãy các dẫn xuất mới có hoạt

tính sinh học lý thú hơn Ví dụ, hợp chất 47 và 48 thể hiện hoạt tính kháng

HIV ức chế NL4-3 trong dòng tế bào MT-4 với các giá trị EC50= 0,01µmol/L (IC50=12,2 µmol/L) và EC50= 0,007µmol/L (IC50=11 µmol/L) [12] Các sản phẩm từ phản ứng este hóa và amit hóa nhóm hydroxyl cùng nhóm cacboxyl của axit betulinic ñều có hoạt tính sinh học cao hơn so với axit betulinic, như

dẫn xuất mới 49 và 50 ñều cho thấy khả năng ức chế mạnh sự sinh trưởng của

vi rút HIV với các nồng ñộ tác dụng EC50= 0,0047µmol/L (IC50>10 µmol/L)

và EC50= 0,0026µmol/L (IC50=8 µmol/L) [38] Đặc biệt, trong các dẫn xuất

mới của axit betulinic 51, có tác dụng ức chế sự sinh trưởng của vi rút HIV và

hiện tại ñang trong tiến trình thử nghiệm lâm sàng giai ñoạn 2b [12]

R = CH3: Axit betulinic 16

R = CH2OH, axit 23-hydroxy betulinic 46

R= Cl: Axit 2-chloro-3-oxo-lup-1,20(29)-dien-28-oic 52 R= CHO: Axit metyl 2-formyl-3-oxo-lup-1,20(29)-dien-28-oic 53