NGHIÊN cứu TỔNG hợp, KHẢO sát HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN – KHÁNG nấm một số dẫn XUẤT từ HESPERETIN và DIOSMETIN

Hesperetin và diosmetin là hai trong số những hợp chất flavonoid có nhiều ứng dụng trong y học như chữa trị ung thư, các bệnh về tim mạch, kháng viêm và điều trị loãng xương … Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành tổng hợp 3 dẫn xuất của hesperetin và diosmetin( bao gồm: 3’,5,7 – triallyl – 4’ – methoxyflavone – kí hiệu DTAL;3,4’,6’–triallyl–4 – methoxy – 2’ – hydroxychalcone – kí hiệu HTAL; 3’,7 – tributylisocyanate – 5 – hydroxyl – 4’ – methoxyflavanone – kí hiệu HTBI) vàkhảo sátvề hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của chúng trên các dòng tế bào vi khuẩn S. aureus, E. coli và nấm Candida albicans. Quy trình tổng hợp được thực hiện bằng phản ứng ether hóa của Williamson và carbamate hóa đều cho hiệu suất khá cao.Các phổ IR, HRMS, HPLC, 1HNMR, 13CNMR, DEPT được dùng để xác định cấu trúc của sản phẩm. Các dẫn xuất được tiến hành khảo sát hoạt tính bằng phương pháp khuếch tán qua đĩa giấy. Kết quả xác định hoạt tính cho thấy các dẫn xuất vừa tổng hợp không có hoạt tính kháng khuẩn – kháng nấm riêng rẽ cũng như phối hợp với kháng sinh.Nhưng kết quả hoạt tính cũng cho thấy các dẫn xuất không đề kháng với kháng sinh phối hợp.

Đ i H c Qu c Gia Thành ph H Chí Minh ạ ọ ố ố ồ

Tr ng Đ i H c Bách Khoa ườ ạ ọ Khoa Kỹ Thu t Hóa H c ậ ọ

VÀ DIOSMETIN

SVTH: PHANG NG C XUÂN Ọ

MSSV: 60802718 CBHD: TS HOÀNG TH KIM DUNG Ị

Đ i H c Qu c Gia Thành ph H Chí Minh ạ ọ ố ố ồ

Tr ng Đ i H c Bách Khoa ườ ạ ọ Khoa Kỹ Thu t Hóa H c ậ ọ

B môn Kỹ Thu t H u C ộ ậ ữ ơ



LU N VĂN T T NGHI P Đ I H C Ậ Ố Ệ Ạ Ọ

NGHIÊN C U T NG H P, KH O SÁT HO T TÍNH KHÁNG Ứ Ổ Ợ Ả Ạ KHU N – KHÁNG N M M T S D N XU T T HESPERETIN Ẩ Ấ Ộ Ố Ẫ Ấ Ừ

VÀ DIOSMETIN

SVTH: PHANG NG C XUÂN Ọ

MSSV: 60802718 CBHD: TS HOÀNG TH KIM DUNG Ị

THÀNH PH H CHÍ MINH 1/2012Ố Ồ

ÔN KỸ THUẬT HỮU CƠ

HỌ VÀ TÊN

NGÀNH PHANG NGỌC XUÂN KỸ THUẬT HỮU CƠ MSSVLỚP 60802718 HC08CHC

Đại học Quốc Gi a Tp.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-

Số: _ /BKĐT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ M 1 Đầu đề luận án: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN -KHÁNG NẤM MỘT SỐ DẪN XUẤT TỪ HESPERETIN VÀ DIOSMETIN 2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): Tổng hợp một số dẫn xuất của hesperetin và diosmetin Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của những dẫn xuất trên 3 Ngày giao nhiệm vụ luận án: 2 / 2012 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/12/2012 5 Họ tên người hướng dẫn Phần hướng dẫn TS Hoàng Thị Kim Dung

………

………

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN

CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên)

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:

Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết:

Nơi lưu trữ luận án:

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học cùng với sự nổ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự hỗ trợ và giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả.

Trước hết, em xin chân thành cảm ơn:

 TS Hoàng Thị Kim Dung – Phó Viện trưởng Viện Công nghệ Hóa học đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.

 ThS Trịnh Thị Thanh Huyền, KS Lý Thị Tú Uyên đã chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ em rất nhiều để hoàn thành tốt luận văn.

 Các thầy cô bộ môn hóa Hữu cơ đã truyền đạt cho em những kiến thức chuyên ngành hữu ích trong quá trình học tập tại trường.

 Các thầy cô trong hội đồng bảo vệ luận văn đã xem qua và đưa ra những nhận xét quí giá để em hoàn thiện hơn.

 Chị Hưởng, chị Chi cùng các anh chị phòng Công nghệ Hữu cơ cao phân tử - Viện Công Nghệ Hóa học đã nhiệt tình chỉ bảo và hỗ trợ em trong suốt thời gian làm luận văn.

 Bạn Ngô Hoàng Vương – người cộng sự đã giúp đỡ và chia sẻ những kinh nghiệm học tập cũng như thực hành trong thời gian thực hiện luân văn.

 Và tất cả những người bạn đã giúp đỡ, động viên tôi suốt quá trình học tập và làm luận văn này.

Sau cùng, con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với gia đình, đặc biệt là ba mẹ, anh hai.Mọi người luôn là nguồn động viên và chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt quá trình học tập và phát triển sự nghiệp.

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

ii

TÓM TẮT

Hesperetin và diosmetin là hai trong số những hợp chất flavonoid có nhiều ứngdụng trong y học như chữa trị ung thư, các bệnh về tim mạch, kháng viêm và điều trịloãng xương … Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành tổng hợp 3 dẫn xuất củahesperetin và diosmetin( bao gồm: 3’,5,7 – triallyl – 4’ – methoxyflavone – kí hiệuDTAL;3,4’,6’–triallyl–4 – methoxy – 2’ – hydroxychalcone – kí hiệu HTAL; 3’,7 –tributylisocyanate – 5 – hydroxyl – 4’ – methoxyflavanone – kí hiệu HTBI) vàkhảo sátvềhoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của chúng trên các dòng tế bào vi khuẩn S aureus,

E coli và nấm Candida albicans

Quy trình tổng hợp được thực hiện bằng phản ứng ether hóa của Williamson vàcarbamate hóa đều cho hiệu suất khá cao.Các phổ IR, HRMS, HPLC, 1HNMR,

13CNMR, DEPT được dùng để xác định cấu trúc của sản phẩm Các dẫn xuất đượctiến hành khảo sát hoạt tính bằng phương pháp khuếch tán qua đĩa giấy Kết quả xácđịnh hoạt tính cho thấy các dẫn xuất vừa tổng hợp không có hoạt tính kháng khuẩn –kháng nấm riêng rẽ cũng như phối hợp với kháng sinh.Nhưng kết quả hoạt tính cũngcho thấy các dẫn xuất không đề kháng với kháng sinh phối hợp

iii

Hesperetin and diosmetin are two of the flavonoid compounds that have manyapplications in medicine such as treatment of cancer, cardiovascular disease,inflammation and osteoporosis In this study, we have conducted syntheticthreederivatives of hesperetin and diosmetin (including3’,5,7 – triallyl – 4’ – methoxyflavone(DTAL);3,4’,6’–triallyl–4 – methoxy – 2’ – hydroxychalcone (HTAL); 3’,7 –tributylisocyanate – 5 – hydroxyl – 4’ – methoxyflavanone (HTBI))and surveyed aboutthe antimicrobioalactivity of them on S aureus, E coli and Candida albicans

Synthetic processes are carried out by Williamson ether reaction and carbamatereation which are high yield The IR, HRMS, HPLC, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPTspectra were used to determine the structures And the derivatives examined theantimicrobioal activityby the paper disk difusion method The result showed thatthesederivatives hadn’t antinmicrobial activities and didn’t coordinate with antibioticsbut weren’t unresistant to antibiotics

iv

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương I: TỔNG QUAN 2

1.1 FLAVONOID 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Phân bố 3

1.1.3 Phân loại 3

1.1.4 Vai trò của flavonoid 13

1.2 DIOSMETIN 17

1.2.1 Nguồn gốc tự nhiên 17

1.2.2 Tên gọi cấu tạo 17

1.2.3 Tính chất vật lý 17

1.2.4 Ứng dụng 17

1.3 HESPERETIN 19

1.3.1 Nguồn gốc tự nhiên 19

1.3.2 Tên gọi và cấu tạo 19

1.3.3 Tính chất vật lý 20

1.3.4 Ứng dụng 20

1.4 DẪN XUẤT TỪ HESPERETIN VÀ DIOSMETIN 22

1.4.1 Tổng hợp 3’,5,7 – Triallyl – 4’ – methoxyflavone 23

1.4.2 Tổng hợp 3,4’,6’–Triallyl–4 – methoxy – 2’ – hydroxychalcone 24

1.4.3 Tổng hợp 3’,7 – Tributylisocyanate – 5 – hydroxyl – 4’ – methoxyflavanone .24 1.5 HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM 25

1.5.1 Ảnh hưởng của vi khuẩn và nấm mốc Error! Bookmark not defined. 1.5.2 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm Error! Bookmark not defined 1.5.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm Error! Bookmark not defined 2 Chương II : THỰC NGHIỆM 27

2.1 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 28

2.1.1 Dụng cụ 28

2.1.2 Thiết bị 28

2.1.3 Hóa chất 28

2.2 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 28

2.2.1 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 28

v

2.2.2 Sắc ký cột 29

2.2.3 Kết tinh phân đoạn nhiều lần 29

2.3 TỔNG HỢP DẪN XUẤT 29

2.3.1 Tổng hợp dẫn xuất 3’,5,7–triallyl– 4’ – methoxy flavone 29

2.3.2 Tổng hợp 3,4’,6’–triallyl–4–methoxy–2’–hydroxy chalcone 30

2.3.3 Tổng hợp 3’, 7 – tributylisocyanate – 5 – hydroxyl – 4’ – methoxyflavanone .32 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM 33

2.4.1 Xác định bằng phổ IR 33

2.4.2 Xác định bằng phổ sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC 33

2.4.3 Phổ sắc ký khối phổ với độ phân giải cao (HPLCHRMS 34

2.4.4 Xác định bằng phổ NMR 34

2.5 PHƯƠNG PHÁP THỬ VI SINH VẬT 34

2.5.1 Thiết kế khảo sát 34

Chương III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37

3.1 DẪN XUẤT 3’,5,7 – TRIALLYL – 4’ – METHOXYFLAVONE 37

3.1.1 Cơ chế phản ứng 37

3.1.2 Vai trò của xúc tác và dung môi 37

3.1.3 Xác định cấu trúc sản phẩm và bàn luận 37

3.2 TỔNG HỢP 3,4’,6’ – TRIALLYL – 4 – METHOXY – 2’ – HYDROXY CHALCONE 40 3.2.1 Cơ chế phản ứng 40

3.2.2 Vai trò của xúc tác và dung môi 41

3.2.3 Xác định cấu trúc của sản phẩm và bàn luận 41

3.3 TỔNG HỢP 3’,7 – TRIBUTYLISOCYANATE – 5 – HYDROXYL – 4’ – METHOXYFLAVANONE 44

3.3.1 Cơ chế phản ứng 44

3.3.2 Vai trò của xúc tác và dung môi 45

3.3.3 Xác định cấu trúc của sản phẩm và bàn luận 45

3.4 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM RIÊNG RẼ VÀ PHỐI HỢP VỚI KHÁNG SINH 48

3.4.1 Kết quả đo hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của HTAL 48

3.4.2 Kết quả đo hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của DTAL 48 3.4.3 Kết quả đo hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của HTBIError! Bookmark not

defined.

3.4.4 So sánh hoạt tính Error! Bookmark not defined.

vi

Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

5.1 KẾT LUẬN 50

5.2 KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC

vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ACAT Acetyl – Coenzyme A Acyltransferase

CHCl3 Chloroform

13C-NMR Carbon (13) Nuclear Magnetic Resonance

DEPT Detortionless Enhancement by Polarization TransferDMSO Dimethyl sulfoxide

DNA Acid Deoxyribo Nucleic

DTAl 3’,5,7-triallyloxy-4’-metoxyflavone

FIC Fractional Inhibitory Concentration

HRMS High Resolution Mass Spectrometry

HPLC HighPerformance Liquid Chromatography

MIC Minimum Inhibitory Concentration

NADH Nicotiamide Adenine Dinucleotidecoenzyme

TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng

viii

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠĐỒ

Danh mục hình

Hình1.1:Cấu trúc flavonoid ………2

Hình 1.2:Cấutrúchóahọccủadiosmetin………18

Hình 1.3:Cấutrúchóahọccủahesperetin………21

Hình 1.4:CấutrúchóahọccủaDTAL ……….24

Hình 1.5:CấutrúchóahọccủaHTAL ……….25

Hình 1.6:Cấutrúchóahọccủa HTBI ……… 25

Hình 3.1: các kiểu tương tác giữa 2 chất kháng nấm khi dung phương pháp khuếch tán……… ……… 36

Hình 3.2: DTAL……… ……… 38

Hình 3.3: HTAL……… ……… 42

Hình 3.3: HTBI ……… ………48

Danh mục sơ đồ Sơ đồ 2.1 Quy trình thực nghiệm……… 27

Sơ đồ 2.2Quy trình tổng hợp DTAL……….30

Sơ đồ 2.3 Quy trình tổng hợp HTAL……….31

Sơ đồ 2.4 Quy trình tổng hợp HTBI……… 33

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1– Kết quả phổ NMR của DTAL ………39

Bảng 3.2– Kết quả phổ NMR của HTAL ………43

Bảng 3.3– Kết quả phổ NMR của HTBI ……….47

Bảng 3.3– Kết quả hoạt tính kháng khuẩn – kháng nấm riêng rẽ………47

Bảng 3.3– Kết quả khả năng sàng lọc phối hợp với kháng sinh……… 47

x

Phụ lục 6.1Phổ DEPT của DTAL

Phụ lục 6.2 Phổ dãn DEPT của DTAL

Phụ lục13.1 Phổ 13C của HTAL

Phụ lục13.2 Phổ dãn 13C của HTAL

Phụ lục13.3 Phổ dãn 13C của HTAL

Phụ lục 14.1 Phổ DEPT của HTAL

Phụ lục 14.2 Phổ dãn DEPT của HTAL Phụ lục 15Phổ IR của HTBI

Phụ lục20.1 Phổ DEPT của HTAL

Phụ lục20.2 Phổ dãn DEPT của HTAL Phụ lục 21.1Phổ 1H-NMR của HT

Một trong những họ chất đang được ứng dụng nhiều trong dược phẩm hiện nayphải nhắc đến họ flavonoid, chúng có nhiều ứng dụng trong ngăn ngừa và chữa trị một sốbệnh như ung thư, tim mạch, viêm gan, Trên cơ sở hesperetin và diosmetin, đại diệntiêu biểu dạng aglycol của họ flavonoid, có mặt trong thành phần của các cây họ camquýt - một họ cây có sẵn và trồng nhiều ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành tổng hợp mộtvài dẫn xuất đồng thời khảo sát hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của những hợp chấtvừa tìm được Từ đó làm nền tảng để thực hiện những bước tổng hợp các dẫn xuất kháctiếp theo trong những nghiên cứu sâu hơn về flavonoid.

xiii

Flavonoid có cấu trúc cơ bản là 1,3- diphenylpropane nghĩa là 2 vòng benzene A

và B nối với nhau qua một dây có 3 carbon, hay nói cách khác là cấu tạo khung kiểu C6 –

C3 –C6

Cách đánh số tùy theo dây C3 đóng hay hở. Nếu dây C3 đóng, thì đánh số bắt đầu

từ dị vòng với dị tố oxygen mang số 1 rồi đánh tiếp đến vòng A, còn vòng B đánh số phụ.Nếu dây C3 hở, thì đánh số chính trên vòng B và đánh số phụ trên vòng A

Hình 1.1 - Cấu trúc flavonoid

Thường các flavonoid có mang một hoặc nhiều nhóm OH ở vị trí 5 và 7 trên nhân

A và ở vị trí 3, 4, 5 trên nhân B Các flavonoid có thể hiện diện ở dạng tự do hoặc dạngglycosid Các đường thường gặp nhất là đường Dglucose kế đó là DgalactoseLArabinose DXylose DApiose và acid Uronic

Trong đa số trường hợp thì mạch 3 carbon đóng vòng với vòng A và tạo nên dịvòng C có chứa oxy Dị vòng C có thể là dihydroxy pyran, pyron, dihydro  pyron,pyrilium

xiv

Tại các vòng có đính một hoặc nhiều nhóm hydroxyl tự do hoặc đã thay thế mộtphần, vì vậy về bản chất chúng là các polyphenol có tính acid Các polyphenol có thểphản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxyl để tạo thành các phân tử phức tạp hơn hoặc cóthể liên kết với các hợp chất khác trong cây như các ose ( dạng glycoside) hoặc protein.

Động vật không tổng hợp được flavonoid nhưng trong một vài loài bướm khi phântích thấy có flavonoid là do chúng lấy từ thức ăn thực vật

1.1.3 Phân loại

Người ta phân loại các flavonoid dựa vào vị trí gốc aryl vòng B và các mức độoxy hóa của mạch 3 carbon (theo cấu tạo) Theo cách phân loại này ta có 4 nhóm chính.1.1.3.1 Euflavonoid

 Flavone

xv

Có cấu trúc chung có 2 vòng benzene A, B Vòng B gắn vào vòng C(pyran) qua dây nối ở C2

Flavone thường gặp nhất là Apigenin và Luteolin

Apigenin Luteolin

Đã phát hiện ra khoảng 300 hợp chất flavone có nhóm thế OH và/ hoặcOCH3, 460 chất flavone ở dạng glycoside, 45 dẫn chất flavone dạng sulfate

 Flavonol ( hoặc flavone 3-ol)

Khác với flavone ở chỗ có thêm nhóm -OH ở C3

Flavonol rất phổ biến trong thực vật.Cho đến năm 1992 đã có 380 chấtflavonol có nhóm thế hydroxyl và/hoặc methoxy đã được biết.Hiện nay đãphát hiện gần 900 flavonol glycoside.Ba chất quan trọng nhất thường gặp làKaempferol, Quercetin, Mirixetin

xvi

Kaempferol Quercetin

Mirixetin

 Flavanone

Khác với flavone ở chỗ flavanone thiếu nối đôi ở C2 và C3

Trong tự nhiên chúng thường xuất hiện bên cạnh flavone tươngứng.Flavanone có nhiều trong các họ Rosaceae, Fabaceae, Asteraceae.3chất thường gặp nhất là hesperetin, naringenin

Ba chất tiêu biểu cho họ này là catechin, epicatechin, proanthocyanidin.

Catechin Epicatechin

Proanthocyanidin Dimer

 Flavan 3,4-diol ( hoặc leucoanthocyanidin )

Khác flavan 3-ol ở chỗ có thêm gốc OH ở C4

Phần lớn các flavan 3,4-diol tồn tại trong tự nhiên ở dạng dimer, được gọi

là protoanthocyanidin Chưa phát hiện các flavan 3,4-diol ở dạng glycoside

 Anthocyanidin ( hoặc 2-phenylbenzopyrilium)

xviii

Trong hầu hết các sắc tố anthocyanidin ở dạng glucoside nằm trong dịch tếbào.Sau khi thủy phân chúng cho ra phần aglycol là các anthocyanindin.

Về cấu trúc, anthocyanin khác các flavonoid khác ở chỗ không có nhómC=O ở C4 Có 3 chất điển hình của nhóm này là pelargonidin, cyanidin,delfinidin

Delfinidin

Số lượng các chất anthocyanin đã được biết cấu trúc cho đến nay khoảng

300, hầu hết gặp ở thực vật hạt kín và chủ yếu là ở hoa

Những chất này ít gặp trong tự nhiên.Thu được qua quá trình khửchalcone.

 Isoflavane

xx

( Hoặc MeO ) ( Hoặc OH )

Glabridin (cam thảo)

Nhóm chất này có cấu trúc cơ bản gồm 4 vòng, là dẫn xuất củaisoflavanone Đánh số của khung carbon ở nhóm này không theo qui tắcchung

Đã biết 75 chất rotenoid, chúng có tác dụng diệt sâu bọ, do khả năng hạnchế việc thu nhận oxy của sâu bọ, trong đó quan trọng nhất là rotenone

Rotenone (cây thuốc cá)

 Pterocarpane

Erythrabyssin II (rễ cây Vông nem)

 Coumestane

xxii

Chỉ có giới hạn trong một số loại thực vật.

 4-aryl- chroman

Brazilin (tô mộc)

 4-aryl- coumarin

xxiv

Calophylloid (hạt cây mù u)

 Dalbergion

Là neoflavonoid có vòng C dạng mạch hở

(R và S) – 4 – methoxy dalbergion1.1.3.4 Bifavonoid và triflavonoid

Những hợp chất này có cấu trúc dạng dimer hoặc trimer tạo thành từ flavanone,flavone, dihydroflavanol, chalcone, aurone, isoflavone

Chất biflavone điển hình là amentoflavone được tạo thành từ 2 phân tử apigeninnối theo dây nối C-C ở vị trí 3’

Amentoflavone

xxv

Một vài triflavone cũng được tìm thấy ví dụ như triflavone tạo thành từ 3 đơn vịluteolin.

1.1.4 Vai trò của flavonoidv

1.1.4.1 Vai trò của flavonoid đối với cây cỏ vi, vii

Các flavonoid đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển

và tự vệ của cây

 Đối với các phản ứng sinh hóa

Các nhóm phenol của flavonoid có vai trò trong sự hòa tan các chất vì di chuyển

dễ dàng qua các màng sinh lý

Một số flavonoid có tác dụng như một chất chống oxy hóa, bảo vệ acid ascorbic,một thành phần quan trọng trong tế bào thực vật.Một số có tác dụng ức chế các enzyme

và các chất độc của cây

 Vai trò ức chế và kích thích sinh trưởng

Nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây củaflavonoid.Nhóm chức hydroxy có vai trò quyết định về tác dụng này.Ví dụ trong cây ổi,các flavonoid có nhóm -OH ở vị trí 4 làm tăng cường hoạt tính của enzyme trong khi cácflavonoid có -OH ở 3 và 4 lại có tính ức chế

Flavonoid còn tham gia vào sự hô hấp quang hợp

xxvi

 Vai trò tạo màu sắc

Flavonoid còn đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây, góp phần thúc đẩy sựsinh tồn của cây và phát triển hoa, quả.Sâu bọ, nhờ hệ thống thị giác đặc biệt, chúng rấtnhạy cảm đối với màu sắc của cây cỏ Do đó, chúng sẽ tác động đến quá trình sinh tồn vàphát triển của cây cỏ

Trong việc tạo màu, các flavone, flavonol, aurone, chalcone cho màu vàng trongkhi các anthocyanin cho các màu hồng, đỏ, tím hoặc xanh thẫm

 Vai trò một chất bảo vệ cây

Một số flavonoid không màu trong lá đóng vai trò một chất bảo vệ cây, ngăn trởđối với các động vật ăn cỏ Vị đắng và khó chịu của flavonoid làm cho động vật khi ănphải mất cảm giác ngon và không thích ăn các loại cây cỏ này Ví dụ, quercetin với nồng

độ rất thấp đã có cảm giác mất ngon, nhưng với liều 0.2% sẽ gây ức chế sự bài tiết nướcbọt

Ngoài ra do khả năng hấp thụ mạnh tia UV mà các flavonoid giúp bảo vệ câychống lại các tác hại của tia UV, nhiệt độ,… Chúng còn giúp cây chống lại một số vikhuẩn, nấm,…

1.1.4.2 Vai trò của flavonoid trong y học viii, ix

Các flavonoid là các chất kháng oxy hóa tự nhiên.Các flavonoid có khả năng bắtcác gốc oxy hóa như superoxide anion, các gốc hydroxyl, peroxy.Chúng có thể dập tắtcác oxy singlet

Nghiên cứu của Tournaire 1993 kết luận rằng sự có mặt của nhóm catechol ởvòng B cũng như sự hiện diện của nhóm 2hydroxyl là nhân tố chính của flavonoid trongviệc dập tắt O Các nghiên cứu đã chứng tỏ flavonol, flavone cũng như các anthocyanin

có hoạt tính kháng oxy hóa chủ yếu dựa trên khả năng bắt gốc oxy

xxvii

 Tác nhân chống ung thư x

Các dẫn chất flavonoid có khả năng dập tắt các gốc tự do như HO, ROO Các gốcnày sinh ra trong tế bào bởi nhiều nguyên nhân và khi sinh ra cạnh DNA thì sẽ gây nguyhại như gây biến dị, huỷ hoại tế bào, gây ung thư, tăng nhanh sự lão hoá Trong những

năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu ở mức độ in vitro và in vivo cũng như các nghiên

cứu về dịch tễ học đề cập đến vai trò của flavonoid trong việc ngăn ngừa ung thư trongkhẩu phần ăn hằng ngày Vì vậy, một sự kết hợp trong điều trị đã được ứng dụng đối vớithực phẩm giàu flavonoid như sử dụng đậu nành với ung thư vú thời kỳ tiền mãn kinh, tràxanh với ung thư bao tử, hành với ung thư phổi…

Ngoài ra, bên cạnh các flavonoid tự nhiên thì các flavonoid tổng hợp là những ứng

cử viên cho các loại thuốc chống ung thư trong tương lai, một số các hợp chất này đang ởgiai đoạn thăm dò lâm sàng như flavopiridol, 5,6dimethylxanthenone4acetic acid,phenoxodiol hay silybin, …

 Khả năng kháng viêm, chống loét

Thực nghiệm đã chứng minh flavonoid có khả năng kháng viêm, chống loét.Chúng có khả năng ức chế quá trình sinh tổng hợp các chất trung gian của quá trình viêmnhư prostaglandins, leukotrienes hoặc nitric oxide…

Người ta đã sử dụng rutin, citrin, leucodelphinidin, quercetin để điều trị ban đỏ,viêm da, tổn thương da và màng nhày

Các flavanone và chalcone glycoside của rễ cam thảo đã được ứng dụng để chữađau dạ dày.Ngoài ra, một số dẫn chất khác như catechin, 3- O – methyl catechin,naringenin cũng cho thấy tác dụng chống loét

 Vai trò trong phòng ngừa và điều trị bệnh tim mạch

Flavonoid cùng với acid ascorbic tham gia trong qua trình hoạt động của enzymeoxy hóa – khử Flavonoid còn ức chế tác động của hyaluronidase, enzyme làm tăng tínhthấm của mao mạch Khi thừa enzyme này sẽ gây hiện tượng xuất huyết dưới da mà y

xxviii

học gọi là bệnh thiếu vitamin P Tác dụng này đã được phát hiện ở một số dẫn xuất như

‘Daflon’, ‘Diosmil’chiết từ các loài Citrus và lá bạc hà

Flavonoid được dùng trong các trường hợp rối loạn chức năng tĩnh mạch, tĩnhmạch bị suy yếu, giãn tĩnh mạch, trĩ, chảy máu do đặt vòng trong phụ khoa, các bệnhtrong nhãn khoa như sung huyết kết mạc, rối loạn tuần hoàn võng mạc

Các flavonoid kháng oxy hóa đều có khả năng ức chế quá trình oxy hóa của LDL

lowdensity lipoprotein – lipoprotein tỷ trọng thấp Khi lượng LDL tăng nhiều trongmáu sẽ dẫn đến sự lắng đọng ở thành mạch máu (đặc biệt ở tim và não) và gây nên mảng

xơ vữa động mạch Mảng xơ vữa này được hình thành dần dần gây hẹp, tắc mạch máuhoặc có thể làm vỡ mạch máu đột ngột dẫn đến những bệnh nguy hiểm như nhồi máu cơtim hoặc tai biến mạch máu não Các nghiên cứu cho thấy rượu vang đỏ và các loại thựcphẩm giàu flavonoid làm giảm nguy cơ gây các bệnh về tim mạch

Trên hệ tim mạch, nhiều flavonoid thuộc các nhóm flavonol, flavan 3-ol,anthocyanidin như quercetin, rutin, myricetin,… có tác dụng làm tăng biên độ co bóp vàtăng thể tích phút của tim, làm hồi phục tim khi bị ngộ độc bởi CHCl3, quinin, methanol

Một số flavonoid thử nghiệm cho thấy khả năng ức chế các enzyme – nhân tố thenchốt cho sự hô hấp của các ty thể, cụ thể như ức chế NADH Nicotiamide adeninedinucleotide.Đây là enzyme có mặt ở các phản ứng oxy hóa khử trong cơ thể như quátrình hô hấp của tế bào, chuyển hóa năng lượng…

Một số flavonoid còn có khả năng ức chế enzyme oxy hóa xanthine - enzyme xúctác cho quá trình oxy hóa xanthine và hypoxanthine thành acid uric

 Tác dụng thông tiểu

Trên hệ tiết niệu, nhiều flavonoid thuộc nhóm flavone, flavanone, flavonol có tác

dụng thông tiểu, chẳng hạn như Scoparoside trong Sarothamnus scoparius, lespecapiloside trong Lespedeza capitata, quercitrin trong lá diếp cá, flavonoid của cây

râu mèo

xxix

 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm xi

Nhiều nghiên cứu cho thấy, tác dụng kháng khuẩn – kháng nấm của một số hợpchất là do thành phần flavonoid trong chúng quyết định Một số ví dụ cụ thể được nêu ranhư:

- Quercetin ở môi trường pH = 6.5 có tác dụng ức chế hoàn toàn Staph aureus,

Staph Albus, Brucella abortus, Aerobacillus polymyxa ở nồng độ 0.075 – 0.10

mg/ml Aerobacter aerogenes, E coli, Proteus sp., P.tabaci, Salmonella

Diosmetin thường được tổng hợp bằng con đường thủy phân để loại bỏ gốc đườngcủa diosmin

xxx

1.2.2 Tên gọi cấu tạo15, 16

Các tên thường gọi: diosmetin; 5,7,3-trihydroxy-4-methoxyflavone; luteolin4'-methyl ether; 5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)chromen-4-one

Công thức phân tử: C16H12O6

Khối lượng phân tử: 300.26

Công thức cấu tạo

1.2.4.1 Tác dụng chống ung thư trên tiến trình chu kỳ tế bào và sự gia tăng của tế bào

ung thư xii

Diosmetin là một trong số những hợp chất polyphenolic, có tính chất phòng ngừaung thư Một vài nghiên cứu khoa học đã tiến hành xem xét khả năng của diosmetin cóthể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú MDA – MB – 468 và tế bào vú bìnhthường MCF-10A

Nghiên cứu phát hiện ra rằng, hợp chất này có khả năng ức chế chọn lọc sự pháttriển tế bào ung thư, phát hiện này được chứng minh bằng sự ngộ độc nhẹ các tế bào vú

xxxi

bình thường Diosmetin có sự trao đổi chất để chuyển hóa tạo thành cấu trúc tương tựluteolin trong các tế bào MDA – MB – 468, mà quá trình này không xảy ra trong các tếbào vú bình thường MCF-10A Diosmetin đã ngăn chặn sự nhân đôi tế bào tại nồng độ 10microM trong các tế bào MDA – MB – 468 sau 48 giờ điều trị, trong khi hiệu ứng nàykhông quan sát thấy trong các tế bào MCF – 10A.

1.2.4.2 Các hợp chất của diosmetin có tác dụng trong phòng ngừa và chữa trị các bệnh lý

về huyết khối xiii

Đã có sáng chế đề cập đến việc sử dụng một dẫn xuất của diosmetin đó là6,8-diallyl-2-(2-allyl-3-hydroxy-4-methoxyphenyl)-5,7-dihydroxy-4H-1-benzo-pyran-4-one trong các dược phẩm để phòng chống và điều trị các bệnh lý về huyết khối, cụ thể là

ức chế sự kết tập tiểu cầu, làm giãn mạch máu, giúp huyết áp được kiểm soát

1.2.4.3 Các hợp chất của diosmetin có tác dụng trong phòng ngừa và chữa trị các bệnh

suy tĩnh mạch xiv

Nhiều dẫn xuất của diosmetin được sử dụng trong phòng ngừa và điều trị các bệnh

về tĩnh mạch, đặc biệt là bệnh tĩnh mạch mãn tính trong tất cả các giai đoạn của nó (đau,giãn mao mạch, giãn tĩnh mạch, phù nề, rối loạn dinh dưỡng, loét)

Chúng cũng phòng ngừa hoặc điều trị các hội chứng nghẽn mạch máu, biến chứngmạch máu liên quan với bệnh tiểu đường, cao huyết áp, xơ vữa động mạch, hội chứngviêm, trao đổi chất, liên quan tới béo phì, đau thắt ngực, bệnh viêm động mạch chi dưới,tai biến mạch máu não, chữa lành các vết thương mãn tính bao gồm chủ yếu là tĩnh mạchhoặc loét chân và bàn chân bị tiểu đường

Các hợp chất diosmetin cũng có hiệu quả trong điều trị hoặc phòng ngừa bệnh trĩ,loét do sức ép và các bệnh đa xơ cứng

1.2.4.4 Là một nhân tố đầy tiềm năng để điều trị loãng xương xv

Xương là một mô rất năng động bao gồm hai chất vô cơ và hữu cơ được sản xuấtbởi các tế bào chuyên biệt, trong đó quan trọng nhất là tế bào tạo xương và tế bào hủyxương Do đó, sự tồn tại của các tế bào tạo xương là một trong những yếu tố quyết định

xxxii

sự phát triển của xương Sự mất cân đối giữa hai quá trình tạo xương và hủy xương sẽdẫn đến nguy cơ loãng xương

Đã có một nghiên cứu về khả năng kích thích sự biệt hóa của diosmetin trên cácdòng tế bào tạo xương MG-63, hFOB, và MC3T3-E1 và chất nền dòng tế bào tủy xươngM2-10B4 Kết quả cho thấy diosmetin ảnh hưởng đến sự trưởng thành và sự biệt hóa tếbào tạo xương thông qua việc làm tăng hoạt hệ enzyme PKCdelta-Rac1-MEK3/6-p38 vàPKCdelta–Rac1–MEK1/2–ERK1/2–Run2 Hệ enzyme này gồm những enzyme thamgia vào quá trình tăng sinh và quá trình biệt hóa trên các dòng tế bào xương Từ kết quảnghiên cứu, ta thấy diosmetin có tiềm năng trong điều trị loãng xương

Hesperetin là 1 hợp chất thuộc họ flavanone của nhóm bioflavonoid Nó tồn tạidạng aglycol của hesperidin – một hợp chất có nhiều trong vỏ của quả các loại cây họcitrus như cam, quýt, …

Hesperetin cũng được tổng hợp bằng con đường thủy phân như diosmetin để loại

bỏ gốc đường của hesperidin

1.3.2 Tên gọi và cấu tạoxvi, xvii

Các tên thường gọi: Hesperetin; 4-methyl ester cianidanon; 3’,5,7- methoxyflavon; (S)-2,3-dihydro-5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)-4-H-1-benzopyran-4-one

trihydroxy-4-Công thức phân tử: C12H14O6

Khối lượng phân tử: 320.27

Công thức cấu tạo:

xxxiii

Hình1.3 -Cấutrúchóahọccủahesperetin

1.3.3 Tính chất vật lý11, xviii

Hesperetin có dạng tinh thể hình kim hoặc lục giác, màu trắng, không mùi, không

vị Hesperetin ít tan trong nước, chloroform, benzene nhưng tan trong methanol, acetone

Peroxynitrite là chất oxy hóa, hoạt động do 2 tác nhân oxy hóa: superoxide (●O2-)

và nitric oxide (●NO) Nó có thể oxy hóa các thành phần của tế bào như: các ADN,protein thiết yếu, thiol đặc hiệu trên aminoacid ở protein thiết yếu, protein tỷ trọng thấp,màng nhầy phospholipid Peroxynitrite là một trong số những nguyên nhân làm phát sinhcác bệnh nguy hiểm như đột quỵ, bệnh tim, xơ vữa động mạch do thiếu enzyme nội sinh

để ngăn cản hoạt động của gốc (ONOO)- Hesperetin có khả năng làm sạch hiệu quả gốc(ONOO)-, đồng thời nó cũng chứng tỏ khả năng bảo vệ tế bào tránh khỏi tác nhân gây hại

từ (ONOO)-

1.3.4.2 Hesperetin có tác dụng làm giảm nguy cơ ung thư xx, xxi

Hesperetin có tác dụng làm giảm nguy cơ gây ung thư Tác dụng này được các nhàkhoa học phát hiện được ở một số bioflavonoid Tác dụng này có được thông qua khả

xxxiv

năng ức chế enzyme cytochrome P450 1B1- một loại enzyme có khả năng kích hoạt cácprocarcinogen (có trong khói thuốc, thuốc trừ sâu,…) thành những chất sinh ung thư khichúng đi vào cơ thể người và gây hậu quả nghiêm trọng (có thể dẫn đến ung thư vú, ungthư tuyến tiền liệt, giảm hormone sinh dục nữ) Phát hiện này mở ra một hướng mới choviệc lựa chọn thay thế hesperetin trong chữa trị bằng hóa trị liệu.

1.3.4.3 Hesperetin có khả năng chữa trị các bệnh về da xxii

Hesperetin là một trong số những dược phẩm được chứng nhận an toàn và chữa trịhiệu quả đối với các bệnh viêm tuyến nhờn dưới da, mụn trứng cá, … Hesperetin tácđộng trực tiếp lên sự bài tiết bã nhờn dưới da, làm giảm lượng bã nhờn - dầu mà không

gây tác dụng phụ Ngoài ra, hesperetin có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn P.acnes

gây mụn trứng cá

1.3.4.4 Hesperetin ảnh hưởng lên sự chuyển hóa xương xxiii, xxiv

Đã có nghiên cứu cho thấy hesperetin và hesperidin có khả năng kích thích sự hìnhthành xương và ức chế sự thoái hóa xương.Hoạt tính của phosphatase alcalin trongchuyển hóa tạo hình xương khi có mặt của hesperidin và hesperetin sẽ được kíchthích.Theo đó, hesperidin và hesperetin vừa là nguồn dinh dưỡng, vừa là dược phẩm quantrọng trong việc phát triển xương và phòng chống bệnh loãng xương

1.3.4.5 Hesperetin giúp ngăn ngừa các bệnh về gan xxv

Nhiều nghiên cứu cho thấy các flavonoid làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chứcnăng gan tránh khỏi các tác nhân độc hại Flavonoid ổn định ngưỡng acid ascorbic đồngthời làm tăng lượng glycogen trong gan Sự tích lũy glycogen có ý nghĩa quan trọng trongchức năng giải độc gan Theo hướng này, một nghiên cứu gần đây cho thấy, hesperidin vàhesperetin cũng có chức năng này và chúng đang được nghiên cứu để đưa vào sử dụngcho phòng ngừa và chữa trị bệnh gan như: viêm gan, xơ gan, ung thư gan

xxxv

1.3.4.6 Hesperetin giúp ngăn ngừa và chữa trị các bệnh về timxxvi

Theo nhiều nghiên cứu, hesperetin và hesperidin có khả năng làm giảm nguy cơphát triển của bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch, tăng huyết áp, … gây ra bởi enzymeHMG-CoA reductase (tác nhân gián tiếp tổng hợp ra acid mevalonic - hợp chất trunggian trong quá trình tổng hợp sterol hoặc isoprenoid làm tăng lượng cholesterol trongmáu), thông qua việc ức chế enzyme này

Ngoài ra, hesperetin và hesperidin còn có tác dụng ức chế hoạt tính của enzymeACAT (một enzyme có chức năng đẩy mạnh sự ester hóa của cholesterol trong máu, làmphát triển các đại thực bào lipid ở thành mao mạch tạo nên chứng xơ vữa đông mạch),góp phần đẩy lùi nguy cơ mắc phải các bệnh về tim mạch

1.4 DẪN XUẤT TỪ HESPERETIN VÀ DIOSMETIN xxvii, xxviii, xxix, xxx, xxxi, xxxii

Từ lâu, dược liệu được xem là nguồn cung cấp nguyên liệu cho việc bán tổng hợpmột số thuốc.Nó cung cấp các khung cơ bản để tổng hợp các thuốc mới, mở đường chohóa dược phát triển.Vì vậy, xu hướng nghiên cứu thiết kế thuốc hiện nay là biến đổi cấutrúc trên các khung cơ bản của dược liệu nhằm thay đổi tính chất lý hoá, hoạt tính sinhhọc ban đầu.Từ hướng này, ta có thể tìm ra các hợp chất có hoạt tính tốt hơn, phục vụ chonhu cầu ngày càng cao của con người

Theo nghiên cứu tổng kết của Ioan Simiti và Ioan Schwartz, hoạt tính của một sốhợp chất có thể bị ảnh hưởng do sự thay đổi các nhóm chức ban đầu bằng các nhómhydroxy, methoxy, halogenua, alkyl,… Khi đưa các nhóm chức này vào phân tử hữu cơ

sẽ làm thay đổi tính chất lý hoá kéo theo cũng làm thay đổi các hoạt tính sinh học, cụ thể

là có thể làm tăng giảm, thêm hay làm thay đổi tác dụng sinh học Hiện nay đã có nhiềunghiên cứu tiến hành các phương pháp ester hóa, ether hóa, amide hóa các nhómhydroxyl trên khung flavonoid, hay gắn nhóm halogen, amine vào nhân benzen để tổnghợp các dẫn xuất khác nhau Trong số các nghiên cứu đó, đã có một vài nghiên cứu chothấy hoạt tính sinh dược học của dẫn xuất allyl và các dẫn xuất chứa N trên các khungflavonoid là tương đối cao Ví dụ như:

xxxvi

- Năm 2001, một nghiên cứu của Motoharu Ju-ichi cùng cộng sự (đại họcMukogawa, Nhật Bản) đã nghiên cứu tổng hợp và thử nghiệm khả năng ứcchế virus Epstein–Barr (virus gây ung thư) của một số dẫn xuất quercetin

và morin Trong số những dẫn xuất đó, dẫn xuất pentaallyl ether cho thấytác dụng đáng kể Đặc biệt, pentaallyl quercetin còn cho thấy khả năng ứcchế quá trình tăng sinh của khối u cấy ghép dưới da chuột.xxxiii

- Năm 2002, một nghiên cứu khác của H Tanaka và cộng sự (đại học Meijo,

Nhật Bản) đã sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn đối với Staphylococcus

aureus kháng methicillin (MRSA) của 16 dẫn xuất isoflavonoid Trong số

16 dẫn xuất này có 2 dẫn xuất chứa gốc allyl và cho hoạt tính kháng khuẩn

ở những nồng độ khác nhau.xxxiv

- Một nhóm nghiên cứu của đại học Tứ Xuyên, Trung Quốc đã tiến hànhtổng hợp và khảo sát khả năng kháng ung thư trên hai dòng tế bào K562 vàCT26 của dẫn xuất phenylisocyanate quercetin (PHICNQ) Kết quả nghiêncứu này cho thấy PHICNQ không những ức chế quá trình nhân đôi tế bào

mà còn có khả năng giết chết tế bào ung thư xxxv

Dựa theo những kết quả nghiên cứu khả quan trên, đề tài này đã lựa chọn tổng hợpdẫn xuất allyl, butylisocyanate của hesperetin và diosmetin

methoxyflavone ( ký hiệu DTAL)

1.4.1.1 Cấu tạo

xxxvii